DE10055514A1

DE10055514A1 - Rechnergestütztes System und Verfahren zum Korrigieren von Zahngrößendiskrepanzen

Info

Publication number: DE10055514A1
Application number: DE10055514A
Authority: DE
Inventors: David C Hamilton
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-11-09
Filing date: 2000-11-09
Publication date: 2001-05-10
Anticipated expiration: 2020-11-10
Also published as: JP4429517B2; JP2001178743A; US6413083B1; US20020031742A1; DE10055514B4

Abstract

Rechnergestütztes System und Verfahren zum Diagnostizieren einer Zahngrößendiskrepanz und zum Empfehlen einer idealen Bogengröße, basierend auf der Größe einzelner Zähne eines Patienten. Das rechnergestützte System weist eine Zentraleinheit, eine erste Speichereinrichtung, eine zweite Speichereinrichtung, eine dynamische Speichereinrichtung und Ein-/Ausgabeeinrichtungen auf. Die Eingabeeinrichtungen weisen einen rechnergestützten Tasterzirkel zum Messen der mesiodistalen Breite von Zähnen und zum direkten Eingeben der Meßergebnisse in das rechnergestützte System auf. Durch das rechnergestützte System und Verfahren werden das Vorhandensein einer Zahngrößendiskrepanz, die erforderliche anatomische Korrektur, mindestens ein Zahn, der für die Zahngrößendiskrepanz verantwortlich ist, und eine empfohlene Bogendrahtgröße bestimmt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft den Bereich der Or thodontie und insbesondere ein rechnergestütztes System und Verfahren zum Identifizieren und Korrigieren von Zahngrößen diskrepanzen und zum Bestimmen einer empfohlenen Bogengröße basierend auf der Schädel-Gesichtmorphologie und der Zahn größe eines Patienten.

Im Bereich der Orthodontie besteht zwischen der Größe (mesiodistalen Breite) der oberen (maxillaren) und unteren (mandibulären) Zähne ein mathematisches Verhältnis. Dieses mathematische Verhältnis sollte in einer idealen Zahnokklu sion vorhanden sein. Häufig existiert insbesondere bei Pati enten mit Zahnproblemen eine Zahngrößendiskrepanz. Obwohl keine zuverlässigen epidemiologischen Untersuchungen vorlie gen, die diese Statistik bestätigen, wird geschätzt, daß et wa ein Drittel der amerikanischen Bevölkerung Zahngrößen aufweist, die proportional sind und innerhalb eines annehm beren Bereichs einer idealen Okklusion liegen. Die übrigen zwei Drittel der amerikanischen Bevölkerung haben jedoch Zähne, bei denen das mathematische Verhältnis nicht ideal ist, und hier besteht möglicherweise eine ernste Zahngrößen diskrepanz oder -inkompatibilität.

In einem wissenschaftlichen Forschungsartikel mit dem Titel "Disharmony in Tooth Size and Its Relation to the Ana lysis and Treatment of Malocclusion" von Dr. Wayne A. Bolton wird ein Verfahren zum Identifizieren des Vorhandenseins und der Größe einer Zahngrößendiskrepanz beschrieben ("Bolton- Analyse"). Dieses Verfahren kann basierend auf sechs Vorder zähnen (zwei Eckzähnen, zwei Seitenzähnen und zwei mittleren Schneidezähnen) oder auf zwölf Zähnen (den sechs Eckzähnen, den vier Vorbackenzähnen und den zwei ersten Backen- oder Mahlzähnen). Das mathematische Verhältnis wird mit dem idea len mathematischen Verhältnis verglichen, das für die Sechs- Zähne-Analyse 0,772 und für die Zwölf-Zähne-Analyse 0,913 beträgt. Durch diesen Vergleich werden eine etwaige vorhan dene Zahngrößendiskrepanz und die Größe der Zahngrößendis krepanz bestimmt, die dem Unterschied zwischen dem mathema tischen Verhältnis und dem idealen mathematischen Verhältnis entspricht.

Typischerweise wird die Bolton-Analyse unter Verwendung der im Artikel von Bolton bereitgestellten Tabellen, eines nicht mehr hergestellten Rechenschiebers oder eines Taschen rechners ausgeführt. Daher kann die Bestimmung des Vorhan denseins einer Zahngrößendiskrepanz unter Verwendung der Bolton-Analyse sehr müsam und zeitaufwendig sein. Obwohl durch die Bolton-Analyse das Vorhandensein und die Größe ei ner Zahngrößendiskrepanz bestimmt werden, wird dadurch kein quantitatives Maß für die mathematische Korrektur erhalten, die in den maxillaren und/oder mandibulären Zähnen erforder lich ist, um eine ideale Okklusion zu erhalten. Daher be steht ein Bedarf für ein rechnergestütztes System, das Zähne vermißt und das Vorhandensein und die Größe einer Zahngrö ßendiskrepanz auf einfache und schnelle Weise bestimmt. Wenn ein Orthodontist nicht in der Lage ist, das Vorhandensein und die Größe der Zahngrößendiskrepanz während einer Diagno se zu erkennen und während der Behandlung ein möglichst ideales Verhältnis der Zahnstruktur zu erreichen, können Be handlungsprobleme auftreten, z. B. durch zu dicht oder zu weit beabstandet angeordnete maxillare und/oder mandibuläre Zähne. Abweichungen vom idealen Verhältnis können auch zu einem Behandlungsrückfall und/oder zu funktionellen, ästhe tischen und Gesundheitsproblemen führen.

Es tritt jedoch ein Problem auf, wenn der Orthodontist versucht, die unter Verwendung der Bolton-Analyse bestimmte Zahngrößendiskrepanz zu korrigieren. Weil die Ergebnisse der Bolton-Analyse direkt mit einem Verhältnis in Beziehung ste hen, beziehen sich die Ergebnisse nicht unmittelbar auf die im maxillären oder Oberkieferbogen oder im mandibulären oder Unterkieferbogen erforderliche tatsächliche anatomische Kor rektur. Sobald eine Änderung in irgendeiner Richtung er folgt, ändert sich das Verhältnis. Ein Orthodontist, der an nimmt, daß eine Zahngrößendiskrepanz lediglich durch Hinzu fügen oder Entfernen der durch die Ergebnisse der Bolton- Analyse angezeigten Menge einer Zahnstruktur im Ober- oder Unterkieferbogen korrigierbar ist, irrt. Außerdem zeigen die Ergebnisse der Bolton-Analyse dem Orthodontisten oder For scher nicht den tatsächlichen Zahn oder die tatsächlichen Zähne an, die die Zahngrößendiskrepanz verursachen. Daher besteht außerdem Bedarf für ein rechnergestütztes System, das die Größe der erforderlichen anatomischen Korrektur un ter Verwendung der Ergebnisse der Bolton-Analyse bestimmt. Es wäre wünschenswert, wenn dieses System die tatsächliche und die mittlere oder durchschnittliche Größe jedes Zahns auf einem Bildschirm und/oder Ausdruck darstellen würde, so daß der Zahn oder die Zähne, die für die Zahngrößendiskre panz verantwortlich sein können, für den Arzt unmittelbar ersichtlich sind.

Während der ersten und der zweiten Behandlungsphase werden häufig vorgeformte Bogendrähte verwendet, z. B. vorge formte superelastische Bogendrähte, um die Zähne und die Bö gen zu nivellieren, auszurichten, ein Verdrehungsmoment dar auf auszuüben und/oder zu formen. Gemäß der herkömmlichen orthodontischen Verwendung vorgeformter Bogendrähte (einer für den Oberkieferbogen, einer für den Unterkieferbogen) werden etwa 17% der Patienten mit einem zu großen Bogendraht und 17% der Patienten mit einem zu kleinen Bogendraht behan delt. Weil diese vorgeformten Bogendrähte nicht an die Ge sichtsgröße des Patienten anpaßbar sind, können sie Probleme durch Überdehnen oder Zusammenziehen des Ober- und/oder Un terkieferbogens verursachen. Diese Probleme könnten gegebe nenfalls später in der Behandlung korrigiert werden und wür den die Behandlungszeit verlängern. Außerdem kann die Ver wendung dieser vorgeformten Drähte auch zu einem "round tripping"-Effekt führen, d. h. zu einer Bewegung der Zähne in die falsche Richtung, woraufhin die Zähne korrigiert werden müssen. Daher besteht außerdem Bedarf für ein rechnerge stütztes System, das die ideale Bogendrahtgröße bestimmt, so daß eine genauere und stabilere Behandlung durchgeführt wer den kann.

Diese Probleme werden durch die Merkmale der Patentan sprüche gelöst.

Das rechnergestützte System bestimmt gemäß einer bei spielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Vorhandensein und die Größe einer Zahngrößendiskrepanz, die erforderliche anatomische Korrektur, den einzelnen Zahn oder die Zähne, die für die Zahngrößendiskrepanz verantwortlich sind, und die empfohlene Bogendrahtgröße zum Ausführen einer Behandlung der Zahngrößendiskrepanz. Das rechnergestützte System weist einen Computer mit mehreren Ein-/Ausgabeein richtungen auf, die einen rechnergestützten Tasterzirkel aufweisen. Der Computer führt ein Programm aus, das eine Analyse durchführt und (1) die Summen der Zahngrößen des Ober- und des Unterkieferbogens, (2) die erforderliche ana tomische Korrektur, (3) den einzelnen Zahn oder die Zähne, die für die Zahngrößendiskrepanz verantwortlich sind, und (4) die empfohlene Bogendrahtgröße ausgibt. Der rechnerge stützte Tasterzirkel wird zum Messen der mesiodistalen Brei te jedes Zahns verwendet. Durch den rechnergestützten Ta sterzirkel wird jeder Zahngrößenmeßwert direkt dem Computer zugeführt.

Wenn der Benutzer die einzelnen Meßwerte für die in der Analyse beteiligten Zähne einmal eingegeben hat, kann der Benutzer die Meßwerte über einen Bildschirm und/oder einen Ausdruck mit den mittleren oder durchschnittlichen Meßwerten für jeden Zahn vergleichen.

Unter Verwendung der eingegebenen Informationen be stimmt das Programm die Größe der Zahngrößendiskrepanz, die erforderliche anatomische Korrektur und die empfohlene Bo gendrahtgröße. Wenn die Zahngrößendiskrepanz einmal bestimmt wurde, kann der Benutzer die erforderliche anatomische Kor rektur zusammen mit einem Vergleich der Meßwerte mit den durchschnittlichen Größen verwenden, um die geeignete Be handlung zu bestimmen, d. h., in welchem Maß in den maxilla ren Zähnen, den mandibulären Zähnen oder in einer Kombinati on davon eine Korrektur vorgenommen werden muß.

Im Verfahren gemäß der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung werden die ausgewählten Bogendrähte während des gesamten Behandlungsablaufs verwendet. Die Bogendrähte werden auf der Basis der Zahngrößenmeßwerte des Patienten ausgewählt.

In anderen Ausführungsformen werden die zum Berechnen der Zahngrößendiskrepanz, der erforderlichen anatomischen Korrektur und der Bogendrahtgröße verwendeten Konstanten be züglich den auf der Rasse basierenden statistischen Diffe renzen angepaßt.

Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Computersystem;

Fig. 2A zeigt ein erstes Displaybild eines erfindungs gemäßen Programms;

Fig. 2B zeigt ein zweites Displaybild eines Pull-down- Menüs des in Fig. 2a dargestellten Displaybildes;

Fig. 2C zeigt ein drittes Displaybild eines Programms zum Ausführen des in Fig. 3 dargestellten Ablaufdiagramms;

Fig. 2D zeigt ein viertes Displaybild eines Programms, durch das das in Fig. 3 dargestellte Ablaufdiagramm imple mentiert wird;

Fig. 3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemä ßen Programms zum Bestimmen einer Zahngrößendiskrepanz, ei ner erforderlichen anatomischen Korrektur, einzelner Zähne, die für die Zahngrößendiskrepanz verantwortlich sind, und einer empfohlenen Bogendrahtgröße für den Ober- und den Un terkieferbogen; und

Fig. 4 zeigt eine Ansicht eines Satzes erfindungsgemä ßer kleiner, mittlerer und großer Bogendrähte.

Nachstehend wird eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die Zeichnungen aus führlicher beschrieben. Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßen Computersystem. Das Computersystem weist eine Zentraleinheit 101, eine erste Speichereinrichtung 102, eine zweite Spei chereinrichtung 103, eine dynamische Speichereinrichtung 102 und Ein-/Ausgabeeinrichtungen 105, 106, 107, 108 und 109 auf. Die Zentraleinheit 101 dient zum Ausführen von Compu terprogrammen, insbesondere eines Programms zum Bestimmen einer Zahngrößendiskrepanz, der erforderlichen anatomischen Korektur, des Zahns oder der Zähne, die für die Zahngrößen diskrepanz verantwortlich sind, und der Bogendrahtgröße und zum Managen und Steuern der Operation des Computersystems.

Die erste Speichereinrichtung 102, z. B. ein Disketten laufwerk, ist mit der Zentraleinheit 101 verbunden, um Daten und Computerprogramme von entfernbaren Speichermediem, z. B. Disketten, zu lesen und darauf zu schreiben. Die zweite Speichereinrichtung 103 ist ebenfalls mit der Zentraleinheit 102 verbunden und bildet eine Einrichtung zum Speichern von Computerprogrammen und Daten. Die zweite Speichereinrichtung 103 kann jedoch beispielsweise ein Hart- oder Festplatten lauferk mit einer hohen Speicherkapazität sein.

Die dynamische Speichereinrichtung 104, z. B. ein RAM- Speicher, ist mit der Zentraleinheit 101 verbunden. Das Com putersystem weist typische Ein-/Ausgabeeinrichtungen auf, z. B. eine Tastatur 105, eine Maus 106, einen Drucker 108 und einen Bildschirm 109. Der Computer weist außerdem eine Ein- /Ausgabeeinrichtung zum Messen der mesiodistalen Breite von Zähnen auf, z. B. einen rechnergestützten Tasterzirkel 107.

In der beispielhaften Ausführungsform kann der recher gestützte Tasterzirkels 107 ein digitaler Tasterzirkel sein, z. B. das Modell "Max-Cal: The Computerized Caliper", Be stell-Nr. 54-200-000 oder 54-200-0008, von Fowler. Dieses Instrument kann gemäß der beispielhaften Ausführungsform mo difiziert werden. Beispielsweise können die Meßspitzen umge rüstet oder umgearbeitet werden, so daß sie scharf und punktförmig ausgebildet und für Präzisionsmessungen einzel ner Zähne geeignet sind. Es können die realen Zähne oder ein plastisches Modell der Zähne vermessen werden. Falls die realen Zähne vermessen werden, sollte der rechnergestützte Tasterzirkel sterilisiert sein.

Zum Lesen des Eingangssignals vom Tasterzirkel 107 ist ein Treiber vorgesehen. Dieser Treiber ist in der Lage, je den durch den Tasterzirkel 107 aufgenomenen Meßwert zu er fassen, nachdem eine Eingabetaste des Tasterzirkels 107 ge drückt wurde. Der Treiber bestimmt beispielsweise, mit wel chem Kommunikationsport des in Fig. 1 dargestellten Compu tersystems der Tasterzirkel verbunden ist. Außerdem richtet der Treiber beispielsweise eine Kommunikationsverbindung zwischen dem Tasterzirkel 107 und dem Computersystem ein.

Fig. 2A zeigt ein Displaybild, in dem ein Benutzer Pa tienteninformationen eingibt, z. B. den Namen des Patienten, sein Alter und Geschlecht und fehlende oder verformte Zähne.

Fig. 2B zeigt ein Pull-down-Menü 205 zum Auswählen, ob die Tastatur 105 oder der Tasterzirkel 107 zum Eingeben der Meßwerte verwendet wird. Wenn die Meßwerte über die Tastatur 105 eingegeben werden, sollte der Benutzer "none" ("kein Port") eingeben. Wenn die Meßwerte über den Tasterzirkel 107 eingegeben werden, sollte der Benutzer den Kommunikati onsport auswählen, d. h. COM1, COM2, usw., mit dem der Ta sterzirkel 107 verbunden ist. Wenn der Benutzer die Eingabe einrichtung ausgewählt und die Patienteninfomationen einge geben hat, muß der Benutzer die "Next"-Taste auswählen, um das in Fig. 3 dargestellte Programm auszuführen.

Die Fig. 2C und 2D zeigen Displaybilder eines Pro gramms, durch das das in Fig. 3 dargestellte Ablaufdiagramm implementiert wird. Das Programm kann unter Verwendung einer beliebigen herkömmlichen Programmiersprache, z. B. C++, im plementiert werden.

Fig. 2C zeigt ein Displaybild, in dem der Benutzer die für eine Sechs-Zähne-Analyse erforderlichen einzelnen Zahn größen eingegeben hat. Wie in Fig. 2C dargestellt, kann der Benutzer die Sechs-Zähne-Analyse an einem Wahlknopf 201 oder eine Zwölf-Zähne-Analyse an einem Wahlknopf 202 auswählen.

Der Benutzer kann außerdem an einem Wahlknopf 203 die Einga be der einzelnen Zahngrößen oder an einem Wahlknopf 204 die Summen der Zahngrößen des Ober- und des Unterkieferbogens eingeben. In diesem Fall hat der Benutzer die Sechs-Zähne- Analyse ausgewählt und ferner gewählt, die einzelnen Zahn größen einzugeben. Diese Wahlvorgänge können über die Tasta tur 105 oder die Maus 107 erfolgen. Wenn der Benutzer ge wählt hat, anstatt der einzelnen Meßwerte die Summen einzu geben, gibt der Benutzer die Summen an Eingabepositionen 207 und 208 für die Sechs-Zähne-Analyse und an Eingabepositionen 209 und 210 für die Zwölf-Zähne-Analyse ein.

In dieser Stufe gibt der Benutzer die Meßwerte über die Tastatur 105 oder den Tasterzirkel 107 ein. Wenn der Benut zer die Tastatur 105 als Eingabeeinrichtung ausgewählt hat, gibt der Benutzer die Meßwerte in der angezeigten Reihenfol ge unter Verwendung der Tastatur 105 und durch Drücken der Eingabetaste der Tastatur 105 ein. In der beispielhaften Ausführungsform wird die Reihenfolge zum Eingeben der Meß werte durch Hervorheben der zu übernehmenden Meßwerte ange zeigt, wie an der Eingabeposition 206 dargestellt ist. Über der Eingabeposition 206 ist die durchschnittliche Größe für den oberen rechten Eckzahn, 7,91 mm, dargestellt.

Wenn der Benutzer den Tasterzirkel 107 als Eingabeein richtung ausgewählt hat, verwendet der Benutzer den Taster zirkel 107 zum Messen der mesiodistalen Breite jedes der Zähne und drückt nach jeder Messung die Eingabetaste auf dem Tasterzirkel 107. Nachdem alle Meßwerte eingegeben wurden, sollte der Benutzer die "Print"-Taste 211 und/oder die "Calculate"-Taste 212 anklicken. Durch Drücken der "Print"- Taste 211 wird das in Fig. 2c dargestellte Displaybild mit allen eingegebenen Meßwerten ausgedruckt. Durch Drücken der "Calculate"-Taste 212 wird die Verarbeitung zum Bestimmen der Bogengröße, der Zahngrößendiskrepanz, der erforderlichen Korrektur und der Bogendrahtgröße ausgeführt, wodurch ein beispielsweise in Fig. 2D dargestelltes Displaybild erhal ten wird.

Fig. 2D zeigt ein Displaybild einer durch ein Pro gramm, durch das das in Fig. 2 dargestellte Ablaufdiagramm implementiert wird, erhaltenen Analyseübersicht. Das Dis playbild zeigt die Summe 213 der Zahngrößen des Oberkiefer bogens die Summe 214 der Zahngrößen des Unterkieferbogens, notwendige anatomische Korrekturen 216, 216 und die empfoh lene Bogendrahtgröße 217. In diesem spezifischen Fall be trägt die Summe der Zahngrößen des Oberkieferbogens 44,28 mm, und die Summe der Zahngrößen des Unterkieferbogens be trägt 36,19 mm. Die erforderliche anatomische Korrektur be steht in einer Erhöhung des Oberkieferbogens um 2, 6 mm oder in einer Verminderung des Unterkieferbogens um 2,01 mm. Dies zeigt an, daß die mesiodistale Breite der maxillaren Zähne um 2,6 mm erhöht und die mesiodistale Breite der mandibulä ren Zähne um 2,01 mm vermindert werden sollte. Der Orthodon tist kann sich jedoch auch für eine Behandlung entscheiden, die eine Kombination der beiden Rechenergebnisse darstellt. Die empfohlene Bogendrahtgröße 217 ist in diesem Fall "klein".

Die für die Zahngrößendiskrepanz verantwortlichen Zähne können durch Betrachten des in Fig. 2C dargestellten Dis playbildes bestimmt werden, nachdem alle einzelnen Zahnmeß werte eingegeben wurden. Dieses spezifische Displaybild zeigt die durchschnittliche Größe für jeden Zahn entweder über oder unter dem Zahnmeßwert. Für die maxillaren Zähne wird die durchschnittliche Zahngröße über jedem Meßwert dar gestellt. Die durchschnittliche Größe für mandibuläre Zähne wird unter jedem Meßwert dargestellt. Der Benutzer kann die für die Zahngrößendiskrepanz verantwortlichen Zähne durch Vergleichen des Meßwertes mit der durchschnittlichen Größe für jeden spezifischen Zahn bestimmen.

Fig. 3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Programms zum Bestimmen der Zahngrößendiskrepanz, der erforderlichen Zahn größenkorrektur, der einzelnen Zähne, die für die Zahngrö ßendiskrepanz verantwortlich sind, und der erfindungsgemäßen Bogendrahtgröße.

Während der Programmausführung wählt ein Benutzer den Analysetyp (6 oder 12 Zähne) über die Tastatur 105 oder die Maus 106 aus, um anzuzeigen, daß eine Sechs-Zähne-Analyse oder eine Zwölf-Zähne-Analyse verwendet werden soll (Block 301). Daraufhin bestimmt das Programm, ob eine Sechs- oder eine Zwölf-Zähne-Analyse ausgewählt wurde (Blöcke 302 und 304). Wenn der Benutzer eine Sechs-Zähne-Analyse ausgewählt hat, wird das ideale mathematische Verhältnis R auf 0,772 gesetzt (Block 303). Wenn der Benutzer eine Zwölf-Zähne- Analyse ausgewählt hat, wird das ideale mathematische Ver hältnis auf 0,913 gesetzt (Block 305), andernfalls springt das Programm zum Programmanfang zurück (Block 301).

Nachdem das ideale mathematische Verhältnis R gesetzt wurde, bestimmt das Programm, ob einzelne Zahngrößen oder die Summen der einzelnen Zahngrößen jedes Bogens eingegeben werden (Block 306). Wenn die Summen eingegeben werden sol len, gibt der Benutzer die Summe U der mesiodistalen Breiten der maxillaren Zähne ein (Block 307). Ähnlicherweise gibt der Benutzer die Summe L der mesiodistalen Breiten der man dibulären Zähne ein (Block 308). Wenn die mesiodistalen Breiten für die einzelnen Zähne eingegeben werden sollen, wird der Benutzer aufgefordert, die einzelnen mesiodistalen Breiten für die maxillaren Zähne einzugeben, und die Summe U der mesiodistalen Breiten der maxillaren Zähne wird bestimmt (Block 309) . Ähnlicherweise wird der Benutzer aufgefordert, die einzelnen mesiodistalen Breiten für die mandibulären Zähne einzugeben, und die Summe L der mesiodistalen Breiten der mandibulären Zähne wird bestimmt (Block 310).

Dann wird die erforderliche anatomische Korrektur im Ober- und Unterkieferbogen bestimmt. Die Größe X der erfor derlichen anatomischen Korrektur im Oberkieferbogen wird auf den nächsten hundertstel Millimeter gerundet (Block 311).

Die erforderliche anatomische Korrektur X für den Ober kieferbogen wird gemäß der folgenden Gleichung bestimmt:

X = L/R - U (1)

Die erforderliche anatomische Korrektur Y für den Un terkieferbogen wird gemäß der folgenden Gleichung bestimmt:

Y = (U × R) - L (2)

Dann wird die erforderliche anatomische Korrektur X für den Oberkieferbogen mit null verglichen (Block 312). Wenn die erforderliche anatomische Korektur X für den Oberkiefer bogen größer ist als null, gibt das Programm aus, daß die mesiodistale Breite der Zähne im Oberkieferbogen um den ge rundeten Wert X vermindert werden sollte (Block 313). Wenn die erforderliche anatomische Korrektur X für den Oberkie ferbogen kleiner ist als null, gibt das Programm aus, daß die mesiodistale Breite der Zähne im Oberkieferbogen um den gerundeten Wert X erhöht werden sollte (Block 314). Wenn die erforderliche anatomische Korrektur X für den Oberkieferbo gen gleich null ist, existiert keine Zahngrößendiskrepanz, und es ist keine anatomische Korrektur erforderlich.

Daraufhin wird die Größe Y der erforderlichen anatomi schen Korrektur des Unterkieferbogens auf den nächsten hun dertstel Millimeter gerundet (Block 315).

Dann wird die erforderliche anatomische Korrektur Y im Unterkieferbogen mit null verglichen (Block 316). Wenn die erforderliche anatomische Korrektur Y größer ist als null, gibt das Programm aus, daß die mesiodistale Breite der Zähne im Unterkieferbogen um den gerundeten Wert Y vermindert wer den sollte (Block 317). Wenn die erforderliche anatomische Korrektur Y kleiner ist als null (0), gibt das Programm aus, daß die mesiodistale Breite der Zähne im Unterkieferbogen um den gerundeten Wert Y erhöht werden sollte (Block 318). Wenn die erforderliche anatomische Korrektur Y für den Unterkie ferbogen gleich null ist, existiert keine Zahngrößendiskre panz, und es ist keine anatomische Korrektur erforderlich.

Schließlich wird die empfohlene Bogendrahtgröße ausge wählt und dem Benutzer angezeigt (Block 319). Wenn die Summe der maxillaren Zähne kleiner ist als 44,5 mm, wird ein Satz kleiner Bogendrähte für den Ober- und den Unterkieferbogen ausgewählt. Wenn die Summe der maxillaren Zähne größer ist als 44,5 mm, jedoch kleiner als 49,4 mm, wird ein Satz mit telgroßer Bogendrähte für den Ober- und den Unterkieferbogen ausgewählt. Wenn die Summe der maxillaren Zähne größer ist als 49,4 mm, wird ein Satz großer Bogendrähte für den Ober- und den Unterkieferbogen ausgewählt. Diese Parameter wurden basierend auf der Standardabweichung der mittleren Summe der Größen der maxillaren Vorderzähne der Patienten mit einer unbehandelten idealen Okklusion bestimmt, die in der wissen schaftlichen Bolton-Studie verwendet werden.

Wenn die erforderliche anatomische Korrektur im Ober- und im Unterkieferbogen erfindungsgemäß berechnet worden ist, kann der Orthodontist ein herkömmliches Behandlungsver fahren auswählen. Der Orthodontist kann die Bogengrößendis krepanz durch eines oder eine Kombination der folgenden Ver fahren korrigieren:

1. Selektive und gemessene Verminderung der mesiodi stalen Breiten ausgewählter Zähne durch interproximales Ab tragen (Verminderung der Zahnschmelzflächen um die erforder liche Korrektur).
2. Extraktion.
3. Prothetischer Ersatz von Zähnen oder Hinzufügen von Zähnen gemäß der erforderlichen Korrektur.
4. Prothetische Behandlung unter Verwendung von Zu satz-Verbundstoffmaterialien, Verblend- oder Jacketkronen, die die Größe der vorhandenen Zähne ändern.

Die empfohlenen Bogendrähte sollten während des gesam ten Behandlungsablaufs verwendet werden. In der beispielhaf ten Ausführungsform werden die ausgewählten Bogendrähte wäh rend des gesamten Behandlungsablaufs verwendet, d. h. vom An fang bis zum Ende. Bei der Verwendung eines erfindungsgemä ßen Bogendrahtes müssen drei Probleme berücksichtigt werden. Erstens: Durch die Bestimmung der Bogengröße durch Vermessen der Zähne wird, mit wenigen Ausnahmen, gewährleistet, daß durch das Behandlungsergebnis eine gesichts und skelettbezo gene, funktionelle und ästhetische Übereinstimmung mit dem Gesicht und den Backen des Patienten erhalten wird. Zwei tens: Der erfindungsgemäß ausgewählte Bogendraht ist für die Zahngröße eines individuellen Patienten geeignet, wodurch ein Überdehnen oder ein übermäßiges Zusammenziehen des Bo gens während des Behandlungsablaufs verhindert wird. Drit tens: Durch den erfindungsgemäßen Bogendraht kann ein "round tripping"-Effekt verhindert werden, der durch Bewegen der Zähne in falsche Richtungen und anschließendes Korrigieren der Zähne verursacht wird. Eine solche Bewegung kann ernste iatrogene Spätfolgen verursachen.

Fig. 4 zeigt einen Satz erfindungsgemäßer kleiner, mittelgroßer und großer Bogendrähte. Jeder Satz weist einen Bogendraht für den Oberkieferbogen und für den Unterkiefer bogen auf. Der große Bogendraht für den Oberkieferbogen hat einen Krümmungsradius von etwa 28,0875 mm. Der große Bogen draht für den Unterkieferbogen hat einen Krümmungsradius von etwa 25,4625 mm. Der mittelgroße Bogendraht für den Oberkie ferbogen hat einen Krümmungsradius von etwa 26,75 mm. Der mittelgroße Bogendraht für den Unterkieferbogen hat einen Krümmungsradius von etwa 24,25 mm. Der kleine Bogendraht für den Oberkieferbogen hat einen Krümmungsradius von etwa 25,4125 mm. Der kleine Bogendraht für den Unterkieferbogen hat einen Krümmungsradius von etwa 23,0375 mm. Die Krüm mungsradien für jeden Bogendraht werden aus geschichtlichen Patientendaten bestimmt, wobei der Krümmungsradius des klei nen und des großen Bogendraht innerhalb eines Bereichs von plus und minus einer Standardabweichung liegt.

Die Bodendrähte sind beispielsweise aus rostfreiem Stahl und/oder Nickel-Titan (NiTi) hergestellt und können z. B. rund, rechteckig oder quadratisch sein. Die Größen für runde Bogendrähte aus NiTi betragen z. B. 0,014 Zoll, 0,016 Zoll und 0,018 Zoll. Die Maße für rechteckige NiTi- Bogendrähte sind z. B. 0,016 Zoll × 0,016 Zoll, 0,016 Zoll × 0,022 Zoll, 0,017 Zoll × 0,025 Zoll, 0,018 Zoll × 0,025 Zoll, 0,02 Zoll × 0,02 Zoll und 0,021 Zoll × 0,028 Zoll. Die Maße für Bioforce-Bogendrähte sind beispielsweise 0,016 Zoll × 0,016 Zoll, 0,016 Zoll × 0,022 Zoll, 0,018 Zoll × 0,018 Zoll, 0,018 Zoll × 0,025 Zoll, 0,02 Zoll × 0,02 Zoll und 0,021 Zoll × 0,028 Zoll.

Die Zahngrößendiskrepanz, die erforderliche Korrektur und die Bogendrahtgrößen werden teilweise unter Verwendung des idealen mathematischen Verhältnisses gemäß der Bolton- Analyse bestimmt. Bei der im Artikel mit dem Titel "Dishar mony in Tooth Size and Its Relation to the Analysis and Treatment of Malocclusion" beschriebenen Bolton-Analyse wur den ausschließlich kaukasische Patienten betrachtet. Gemäß einer anderen Ausführungsform werden erfindungsgemäß die Be rechnungen angepaßt, um kleine, jedoch statistisch signifi kante spezifische Unterschiede für andere Rassen zu kompen sieren. Das Verfahren und die Verarbeitung bleiben unverän dert, das ideale Verhältnis und die mittleren oder durch schnittlichen Größen für einzelne Zähne würden jedoch basie rend auf diesen statistischen Unterschieden verändert.

Claims

1. System zum Auswählen mindestens eines Bogendrahtes mit:
einer Eingabeeinrichtung zum Eingeben:

a) mindestens einer Summe von mehreren Zahngrö ßen; und/oder
b) mehrerer Zahngrößen;

einem Prozessor, mit dem die Eingabeeinrichtung über eine Schnittstelle verbunden ist, wobei der Pro zessor von der Eingabeeinrichtung

a) die mindestens eine Summe; und/oder
b) die mehreren Zahngrößen

empfängt;
wobei der Prozessor, wenn er die mehreren Zahngrö ßen von der Eingabeeinrichtung empfängt, die mindestens eine Summe als Funktion der mehreren Zahngrößen be stimmt, und wobei der Prozessor mindestens einen Bogen draht als Funktion der mindestens einen Summe bestimmt; und
einem Display zum Darstellen des ausgewählten, mindestens einen Bogendrahtes.

2. System nach Anspruch 1, wobei die Eingabeeinrichtung ein digitaler Tasterzirkel ist.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, wobei die mindestens ei ne Summe eine Summe von Zahngrößen eines Oberkieferbo gens und eine Summe von Zahngrößen eines Unterkieferbo gens aufweist, der Prozessor eine anatomische Korrektur im Oberkieferbogen und/oder eine anatomische Korrektur im Unterkieferbogen als Funktion der Summe von Zahngrö ßen des Oberkieferbogens und der Summe von Zahngrößen des Unterkieferbogens bestimmt, und wobei das Display die anatomische Korrektur im Oberkieferbogen und/oder die anatomische Korrektur im Unterkieferbogen dar stellt.

4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei minde stens eine Summe eine Summe von Zahngrößen eines Ober kieferbogens und eine Summe von Zahngrößen eines Unter kieferbogens aufweist, und wobei der ausgewählte, min destens ein Bogendraht einen Bogendraht für den Ober kieferbogen und einen Bogendraht für den Unterkieferbo gen aufweist.

5. System nach Anspruch 4, wobei, wenn die Summe der Zahn größen des Oberkieferbogens kleiner oder gleich 44,5 mm ist, der für den Oberkieferbogen ausgewählte Bogendraht einen Krümmungsradius von etwa 25,4125 mm aufweist und der für den Unterkieferbogen ausgewählte Bogendraht ei nen Krümmungsradius von etwa 23,0375 mm aufweist.

6. System nach Anspruch 4, wobei, wenn die Summe der Zahn größen des Oberkieferbogens zwischen 44,5 mm und 49,4 mm beträgt, der für den Oberkieferbogen ausgewählte Bo gendraht einen Krümmungsradius von etwa 26,75 mm auf weist und der für den Unterkieferbogen ausgewählte Bo gendraht einen Krümmungsradius von etwa 24,25 mm auf weist.

7. System nach Anspruch 4, wobei, wenn die Summe von Zahn größen des Oberkieferbogens mindestens 48,4 mm beträgt, der für den Oberkieferbogen ausgewählte Bogendraht ei nen Krümmungsradius von etwa 28,0875 mm aufweist und der für den Unterkieferbogen ausgewählte Bogendraht ei nen Krümmungsradius von etwa 25,4625 mm aufweist.

8. System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Ein gabeeinrichtung eine Tastatur ist.

9. System zum Bestimmen einer anatomischen Korrektur für einen Oberkieferbogen und/oder einen Unterkieferbogen mit:
einem Tasterzirkel zum Messen mindestens einer Zahngröße;
einem Prozessor, mit dem der Tasterzirkel über ei ne Schnittstelle verbunden ist, wobei der Prozessor die mindestens eine Zahngröße vom Tasterzirkel empfängt, der Prozessor mindestens eine Summe mehrerer Zahngrößen als Funktion der mindestens einen Zahngröße bestimmt, und wobei der Prozessor die anatomische Korrektur für den Oberkieferbogen und/oder den Unterkieferbogen als Funktion der mindestens einen Summe bestimmt; und
einem Display zum Darstellen der bestimmten anato mischen Korrektur.

10. System nach Anspruch 9, wobei die mindestens eine Summe eine Summe von Zahngrößen des Oberkieferbogens und eine Summe von Zahngrößen des Unterkieferbogens aufweist, der Prozessor die anatomische Korrektur für den Ober kieferbogen und/oder den Unterkieferbogen als Funktion der Summe von Zahngrößen des Oberkieferbogens und der Summe von Zahngrößen des Unterkieferbogens bestimmt.

11. System nach einem der Ansprüche 3 bis 10, wobei der Prozessor die anatomische Korrektur im Oberkieferbogen unter Verwendung der Formel:
X = L/R - U
bestimmt, wobei
X die anatomische Korrektur im Oberkieferbogen,
L die Summe der Zahngrößen des Unterkieferbogens,
R das Verhältnis und
U die Summe der Zahngrößen des Oberkieferbogens
bezeichnen.

12. System nach einem der Ansprüche 3 bis 11, wobei der Prozessor die Korrektur im Unterkieferbogen unter Ver wendung der Formel:
Y = (U × R) - L
bestimmt, wobei
Y die anatomische Korrektur im Unterkieferbogen,
U die Summe der Zahngrößen des Oberkieferbogens,
R das Verhältnis und
L die Summe der Zahngrößen des Unterkieferbogens
bezeichnen.

13. System nach Anspruch 11 oder 12, wobei das Verhältnis für eine Sechs-Zähne-Analyse 0,772 und für eine Zwölf- Zähne-Analyse 0,913 beträgt.

14. Rechnergestütztes Verfahren zum Auswählen mindestens eines Bogendrahtes mit den Schritten:
Empfangen

a) mindestens einer Summe von mehreren Zahngrö ßen und/oder
b) mehrere Zahngrößen

von einer Eingabeeinrichtung durch einen Prozes sor;
Bestimmen der mindestens einen Summe durch den Prozessor; wenn die mehreren Zahngrößen empfangen wurden; und
Auswählen des mindestens einen Bogendrahtes als Funktion der mindestens einen Summe durch den Prozes sor.

15. Verfahren nach Anspruch 14, ferner mit dem Schritt: Darstellen des ausgewählten, mindestens einen Bo gendrahtes.

16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, wobei die Eingabe einrichtung ein digitaler Tasterzirkel ist.

17. Verfahren nach Anspruch 14, 15 oder 16, wobei die min destens eine Summe eine Summe von Zahngrößen eines Oberkieferbogens und eine Summe von Zahngrößen eines Unterkieferbogens aufweist, ferner mit den Schritten:
Bestimmen einer anatomischen Korrektur im Oberkie ferbogen und/oder einer anatomischen Korrektur im Un terkieferbogen als Funktion der Summe von Zahngrößen des Oberkieferbogens und der Summe von Zahngrößen des Unterkieferbogens durch den Prozessor; und
Darstellen der anatomischen Korrektur im Oberkie ferbogen und/oder der anatomischen Korrektur im Unter kieferbogen.

18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei der Schritt zum Be stimmen der anatomischen Korrektur im Oberkieferbogen und/oder der anatomischen Korrektur im Unterkieferbogen einen Schritt zum Bestimmen der anatomischen Korrektur im Oberkieferbogen unter Verwendung der Formel:
X = L/R - U
aufweist, wobei
X die anatomische Korrektur im Oberkieferbogen,
L die Summe der Zahngrößen des Unterkieferbogens,
R das Verhältnis und
U die Summe der Zahngrößen des Oberkieferbogens
bezeichnen.

19. Verfahren nach Anspruch 17, wobei der Schritt zum Be stimmen der anatomischen Korrektur im Oberkieferbogen und/oder der anatomischen Korrektur im Unterkieferbogen einen Schritt zum Bestimmen der anatomischen Korrektur im Unterkieferbogen unter Verwendung der Formel:
Y = (U × R) - L
aufweist, wobei
Y die anatomische Korrektur im Unterkieferbogen,
U die Summe der Zahngrößen des Oberkieferbogens,
R das Verhältnis und
L die Summe der Zahngrößen des Unterkieferbogens
bezeichnen.

20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, wobei das Verhält nis für eine Sechs-Zähne-Analyse 0,772 und für eine Zwölf-Zähne-Analyse 0,913 beträgt.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 20, wobei die mindestens eine Summe eine Summe von Zahngrößen des Oberkieferbogens und eine Summe von Zahngrößen des Un terkieferbogens aufweist, und wobei der Auswahlschritt den Schritt aufweist: Auswählen eines Bogendrahtes mit einem Krümmungs radius von etwa 25,4125 mm für den Oberkieferbogen und eines Bogendrahtes mit einem Krümmungsradius von etwa 23,0375 mm für den Unterkieferbogen, wenn die Summe der Zahngrößen im Oberkieferbogen kleiner als oder gleich 44,5 mm ist.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 20, wobei die mindestens eine Summe eine Summe von Zahngrößen in ei nem Oberkieferbogen und eine Summe von Zahngrößen in einem Unterkieferbogen aufweist, und wobei der Auswahl schritt den Schritt aufweist: Auswählen eines Bogendrahtes mit einem Krümmungs radius von etwa 26,75 mm für den Oberkieferbogen und eines Bogendrahtes mit einem Krümmungsradius von etwa 24,25 mm für den Unterkieferbogen, wenn die Summe der Zahngrößen des Oberkieferbogens zwischen 44,5 mm und 49,4 mm beträgt.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 20, wobei die mindestens eine Summe eine Summe von Zahngrößen in ei nem Oberkieferbogen und eine Summe von Zahngrößen in einem Unterkieferbogen aufweist, und wobei der Auswahl schritt den Schritt aufweist: Auswählen eines Bogendrahtes mit einem Krümmungs radius von etwa 28,0875 mm für den Oberkieferbogen und eines Bogendrahtes mit einem Krümmungsradius von etwa 25,4625 mm für den Unterkieferbogen, wenn die Summe der Zahngrößen des Oberkieferbogens mindestens 48,4 mm be trägt.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 23, wobei die Eingabeeinrichtung eine Tastatur ist.

25. Rechnergestütztes Verfahren zum Bestimmen einer anato mischen Korrektur für einen Oberkieferbogen und/oder einen Unterkieferbogen mit den Schritten:
Messen mehrerer Zahngrößen durch einen Tasterzir kel;
Empfangen der mehreren Zahngrößen vom Tasterzirkel durch den Prozessor;
Bestimmen mindestens einer Summe von Zahngrößen als Funktion der mehreren Zahngrößen durch den Prozes sor;
Bestimmen der anatomischen Korrektur für den Ober kieferbogen und/oder den Unterkieferbogen als Funktion mindestens einer mesiodistalen Breite; und
Darstellen der bestimmten anatomischen Korrektur.

26. Verfahren nach Anspruch 25, wobei die mindestens eine Summe eine von Zahngrößen eines Oberkieferbogens und eine Summe von Zahngrößen eines Unterkieferbogens auf weist.

27. Verfahren nach Anspruch 26, wobei der Bestimmungs schritt den Schritt aufweist:
Bestimmen der anatomischen Korrektur im Oberkie ferbogen unter Verwendung der Formel:
X = L/R - U,
wobei
X die anatomische Korrektur im Oberkieferbogen,
L die Summe der Zahngrößen des Unterkieferbogens,
R ein Verhältnis und
U die Summe der Zahngrößen des Oberkieferbogens
bezeichnen.

28. Verfahren nach Anspruch 26, wobei der Bestimmungs schritt einen Schritt zum Bestimmen der anatomischen Korrektur im Unterkieferbogen unter Verwendung der For mel:
Y = (U × R) - L
aufweist, wobei
Y die anatomische Korrektur im Unterkieferbogen,
U die Summe der Zahngrößen des Oberkieferbogens,
R ein Verhältnis und
L die Summe der Zahngrößen des Unterkieferbogens
bezeichnen.

29. Verfahren nach Anspruch 27 oder 28, wobei das Verhält nis für eine Sechs-Zähne-Analyse 0,772 und für eine Zwölf-Zähne-Analyse 0,913 beträgt.

30. Bogendraht mit: einem Metalldraht mit einer geeigneten Größe, so daß er auf einen Oberkieferbogen paßt, wobei der Me talldraht einen Krümmungsradius von 25,4125 mm, 26,75 oder 28,0875 mm hat.

31. Bogendraht mit: einem Metalldraht mit einer geeigneten Größe, so daß er auf einen Unterkieferbogen paßt, wobei der Me talldraht einen Krümmungsradius von 25,4625 mm, 24,25 oder 25,4625 mm hat.

32. Bogendraht nach Anspruch 30 oder 31, wobei der Metall draht superelastische, vorgeformte Metalldrähte auf weist.

33. Bogendraht nach Anspruch 30, 31 oder 32, wobei der Me talldraht einen runden, einen quadratischen oder einen rechteckigen Querschnitt aufweist.