DE102006024975B4 - Bildverarbeitungsvorrichtung und Verfahren zum Erzeugen eines Zahn-Datensatzes - Google Patents

Bildverarbeitungsvorrichtung und Verfahren zum Erzeugen eines Zahn-Datensatzes Download PDF

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Abstract

Bildverarbeitungsvorrichtung (3) zum Erzeugen eines Zahn-Datensatzes (10, 90, 96) aus einem 3D-Datensatz (30), wobei der 3D-Datensatz (30) ein Ergebnis einer Erfassung eines Objekts in drei Dimensionen ist und wenigstens teilweise das Objekt in drei Dimensionen repräsentiert, und
der Zahn-Datensatz (10, 90, 96) wenigstens teilweise mindestens einen Zahn in einer Aufsicht, in einer Durchsicht oder in einem Schnitt durch den Zahn repräsentiert, und
die Bildverarbeitungsvorrichtung (3) wenigstens einen Objekt-Speicher (7) zum Speichern des 3D-Datensatzes (30) aufweist und ausgebildet ist, aus dem 3D-Datensatz (30) mindestens einen Zahn-Datensatz (10, 90, 96) zu erzeugen,
wobei die Bildverarbeitungsvorrichtung (3) ausgebildet ist, einen Zahnspur-Datensatz (10a, 51) zu erzeugen, wobei der Zahnspur-Datensatz (10a, 51) wenigstens einen Erfassungsort innerhalb des Objekts im Bereich eines Zahnes repräsentiert und die Bildverarbeitungsvorrichtung (3) ausgebildet ist, den Zahn-Datensatz (10, 90, 96) und den Zahnspur-Datensatz (10a, 51) zum gemeinsamen Wiedergeben mittels einer Bildwiedergabeeinheit (11) ausgangsseitig auszugeben.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Bildverarbeitungsvorrichtung zum Erzeugen eines Zahn-Datensatzes aus einem 3D-Datensatz und ein Verfahren zum Erzeugen eines Zahn-Datensatzes.
  • Aus dem Stand der Technik bekannte Bildverarbeitungsvorrichtungen, beispielsweise ein Computertomograph (CT), finden bereits im Dentalbereich Einsatz. Insbesondere beim Planen von Interventionen zum Einsetzen eines Implantats finden heute neben zweidimensional erfassten Röntgenbildern dreidimensional erfasste Röntgenbilder Anwendung, um einem Zahnarzt bzw. einem Kieferchirurgen eine detaillierte Ansicht einer Kiefergeometrie eines Patienten zu ermöglichen. Ein im Dentalbereich übliches Erfassungsergebnis einer Röntgenaufnahme ist das Orthopantogramm. Ein Orthopantogramm ist ein Erfassungsergebnis des Erfassens von mindestens einem Zahn, beispielsweise mittels Röntgenstrahlen, wobei aus dem Stand der Technik bekannte Orthopantogramme senkrecht zu einer Zahnreihe erfasst worden sind und meist in einer Abwicklung der kurvenförmigen Zahnreihe in einer Ebene dargestellt werden.
  • Bei aus dem Stand der Technik bekannten Röntgenaufnahmen in zwei Dimensionen wird üblicherweise eine Markierung, „R" oder „L" zum Markieren einer linken Seite derart angebracht, dass ein späteres Zuordnen einer Körpergeometrie zu einem durch eine zweidimensionale Röntgenaufnahme erzeugten Erfassungsergebnis ermöglicht wird.
  • Aus der DE 199 41 668 A1 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zur computergestützten Panorama-Röntgentomographie bekannt, bei der ein Röntgengenerator mit einem Strahlungssteuerschlitz versehen ist, so dass ein aus einer spezifischen Breite des durch den Strahlungssteuerschlitz austretenden Röntgenstrahlenbündel selektiv nur ein konisches Röntgenstrahlenteilbündel synchron mit einer Drehbewegung eines Schwenkarms ausgesendet werden kann. Röntgenprojektions-Teilbilder eines Zahnbogens können so auf einem zwei dimensionalen Bildsensor gezielt abgebildet werden, in dem das konische Röntgenstrahlenteilbündel durch den Strahlungssteuerschlitz hindurch tritt.
  • Aus der US 2004/01 75 671 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem ein digitales Dentitionsmodel als Erfassungsergebnis eines Kiefers eines Patienten in drei Dimensionen in Segmente aufgeteilt wird. Die Segmente repräsentieren jeweils Teile einer individuellen Komponente, wobei bei dem Verfahren ein digitales Model der individuellen Komponente basierend auf den Segmenten erzeugt wird. Bei dem Verfahren kann ein Computer Segmente identifizieren, wobei 2D-Schnitte jeweils parallel oder senkrecht zu einer Okklusionsebene angeordnet sind.
  • Aus der US 2002/00 15 006 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Darstellen eines Erfassungsergebnisses eines Computertomographen in drei Dimensionen aus einer Kombination von drei jeweils zueinander orthogonal angeordneten Schnitten beschrieben, wobei das Erfassungsergebnis des Computertomographen eine Dentition repräsentiert.
  • Aus der WO 01/80 76 3 A2 ist ein Verfahren zur Integration anatomischer Information aus einer Vielzahl von Quellen zum Erstellen dreidimensionaler anatomischer Karten bekannt, bei dem diese drei dimensionalen anatomischen Karten eine gemeinsame Ebene teilen, die durch Markierungspunkte definiert ist, wobei die Markierungspunkte auf einem oder mehreren Zähnen platziert wurden.
  • Beim Betrachten von CT-Erfassungsergebnissen stellt sich einem Chirurgen oftmals das Problem, dass aufgrund der Vielzahl von Schnittebenen, welche zum Erzeugen einer Durchsicht oder einer Aufsicht aus einem CT-Erfassungsergebnis in drei Dimensionen erzeugt werden können, ein Zuordnen einer Aufsicht oder einer Durchsicht zu einer Körpergeometrie oft schwierig ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für die Bildverarbeitungsvorrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 1 und für das Verfahren durch die Merkmale des Anspruchs 8 gelöst.
  • Durch das Erzeugen eines Zahnspur-Datensatzes kann vorteilhaft ein Zuordnen eines Erfassungsortes zu einer örtlichen Position eines Zahnes oder zu örtlichen Positionen einer Mehrzahl von Zähnen oder eines Zahnreihen-Verlaufes in einem dreidimensionalen Erfassungsergebnis, beispielsweise einer CT-Aufnahme, erfolgen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform repräsentiert der Zahn-Datensatz wenigstens eine zu einer Zahnlängsachse paraxiale Aufsicht in zwei oder drei Dimensionen, eine Durchsicht oder einen paraxialen Schnitt durch wenigstens einen Zahn oder eine paraxiale Schicht innerhalb eines Zahnes.
  • Paraxial bedeutet parallel zu einer Achse.
  • Dadurch kann vorteilhaft der Zustand einzelner Zähne, der Zahnwurzel und der Pulpa dargestellt werden.
  • Unabhängig oder zusätzlich von der zuvor beschriebenen Ausführungsform kann ein Zahn-Datensatz wenigstens eine Aufsicht in zwei oder drei Dimensionen, eine Durchsicht, oder einen Schnitt durch wenigstens einen Zahn oder eines Zahnbereiches, oder eine Schicht innerhalb eines Zahnes oder Zahnbereiches, insbesondere jeweils quer zu einer Zahnlängsachse repräsentieren. Ein Zahnbereich kann einen Kieferbereich, insbesondere Kieferknochenbereich einschließen.
  • Dadurch kann vorteilhaft eine Knochenbeurteilung, insbesondere eine Knochendichtebeurteilung beispielsweise für einen Implantologen ermöglicht werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform enthält der 3D-Datensatz Daten, welche einer Vielzahl von Voxel-Objektpunkten entsprechen und die Voxel-Objektpunkte zusammen wenigstens teilweise das Objekt in drei Dimensionen repräsentieren. Ein Voxel-Objektpunkt entspricht dabei einem Ort in einem Objekt. Der Voxel-Objektpunkt enthält somit Information über einen Objektort. Ein Zahn-Datensatz kann beispielsweise eine Vielzahl von Voxel-Objektpunkten repräsentieren. Die Voxel-Objektpunkte eines Zahnes-Datensatzes können zusammen eine Aufsicht auf wenigstens einen Teil des Objekts oder eine Durchsicht durch wenigstens einen Teil des Objekts repräsentieren.
  • Beispielsweise kann ein Zahn-Datensatz eine Vielzahl von in einer Ebene angeordneten Voxel-Objektpunkten enthalten, oder eine Vielzahl von Voxel-Objektpunkten enthalten, welche mehrere zueinander parallel angeordnete Voxel-Objektpunkt-Ebenen bilden. Die Voxel-Objektpunkt-Ebenen können zusammen eine Schicht bilden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Bildverarbeitungsvorrichtung ausgebildet, den 3D-Datensatz wenigstens teilweise in mindestens zwei Sektoren senkrecht zu einer Okklusionsebene aufzuteilen.
  • Weiter bevorzugt ist die Bildverarbeitungsvorrichtung ausgebildet, einen Sektor-Datensatz zu erzeugen, welcher das Aufteilungsergebnis der Aufteilung senkrecht zur Okklusionsebene repräsentiert und den Sektor-Datensatz zum gemeinsamen Wiedergeben auf einer Bildwiedergabeeinheit ausgangsseitig auszugeben. Die Okklusionsebene entspricht einer Kauebene in einem Kiefer, insbesondere einem menschlichen Kiefer. Durch das Erzeugen eines Sektor-Datensatzes können vorteilhaft Sektorinformationen mit beliebigen Schnitten aus dem 3D-Datensatz gemeinsam auf einer Bildwiedergabeeinheit dargestellt werden, was ein Zuordnen zu einer Körpergeometrie erleichtert.
  • Beispielsweise kann die Bildverarbeitungsvorrichtung ausgebildet sein, den 3D-Datensatz wenigstens teilweise parallel zu einer Sagittalebene oder entlang einer Sagittalebene eines Objekts, insbesondere eines Schädels, in zwei Sektoren, nämlich einen linken Sektor und einen rechten Sektor aufzuteilen und einen Sektor-Datensatz zu erzeugen, welcher dem linken Sektor und dem rechten Sektor entspricht.
  • Alternativ dazu oder zusätzlich dazu kann die Bildverarbeitungsvorrichtung ausgebildet sein, ein Aufteilen des 3D-Datensatzes parallel oder entlang einer Frontalebene eines Objekts durchzuführen und somit einen Sektor-Datensatz zu erzeugen, welcher einem vorderen und einem hinteren Sektor entspricht.
  • Bei einem aufrecht stehenden menschlichen Körper ist eine Frontalebene parallel zu einer Wirbelsäule des menschlichen Körpers und parallel zu einer zwei Schulterblätter des menschlichen Körpers verbindenden Achse angeordnet. Eine Sagittalebene eines menschlichen Körpers verläuft parallel zur Wirbelsäule und senkrecht zur Frontalebene eines menschlichen Körpers. Eine Transversalebene eines menschlichen Körpers verläuft senkrecht zur Sagittalebene und senkrecht zur Frontalebene eines menschlichen Körpers.
  • Vorteilhaft kann eine Bildverarbeitungsvorrichtung einen 3D-Datensatz entlang einer Winkelhalbierenden zwischen Frontalebene und Sagittalebene und senkrecht zu einer Okklusionsebene eines Kiefers aufteilen. Ein Sektor-Datensatz kann somit bis zu acht Sektoren aufweisen, welche zusammen den 3D-Datensatz oder einen Teil davon repräsentieren.
  • Beispielsweise kann die Bildverarbeitungsvorrichtung ausgebildet sein, einen Schnitt-Datensatz zu erzeugen, welcher einen Schnitt parallel zu einer Okklusionsebene repräsentiert und diesen Schnitt-Datensatz ausgangsseitig zum Wiedergeben mittels einer Bildwiedergabeeinheit auszugeben. Die Bildverarbeitungsvorrichtung kann weiter eine Schnitt-Gerade erzeugen, welche in der Schnittebene verläuft und in Abhängigkeit von einem Benutzerinteraktionssignal durch Rotation und/oder Translation positioniert werden kann.
  • Alternativ dazu kann die Bildverarbeitungsvorrichtung eine Mehrzahl von Schnitt-Geraden erzeugen, welche jeweils in einem vorbestimmten Winkel zueinander angeordnet sind und welche in Abhängigkeit von einem Benutzerinteraktionssignal gemeinsam durch Rotation und/oder Translation in der Schnittebene positioniert werden können.
  • Durch das Erzeugen eines Schnitt-Datensatzes in Abhängigkeit von einem Ähnlichkeitsparameter kann vorteilhaft ein händisches Erzeugen eines Schnitt-Datensatzes erleichtert oder ersetzt werden.
  • Unabhängig von einem Benutzerinteraktionssignal kann eine Bildverarbeitungsvorrichtung im Falle eines Ähnlichkeitsparameters ausgebildet sein, den aus dem 3D-Datensatz erzeugten Schnitt-Datensatz mit wenigstens einem einem Standardkiefer entsprechenden Standard-Schnitt-Datensatz zu vergleichen und als Vergleichergebnis einen Ähnlichkeitsparameter zu erzeugen.
  • Weiter kann die Bildverarbeitungsvorrichtung die Schnitt-Gerade oder eine Mehrzahl von zueinander angeordneten Schnitt-Geraden in Abhängigkeit von dem Ähnlichkeitsparameter innerhalb der Schnittebene positionieren.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Ähnlichkeitsparameter ein räumlicher und somit ortsabhängig gebildeter Ähnlichkeitsparameter. Ein ortsabhängig gebildeter Ähnlichkeitsparameter kann durch wenigstens zwei Wahrscheinlichkeitsdichten gebildet sein, bevorzugt durch einen Kullback-Leibler-Abstand zwischen den wenigstens zwei Wahrscheinlichkeitsdichten.
  • Bevorzugt kann die Bildverarbeitungsvorrichtung, insbesondere eine zentrale Verarbeitungseinheit der Bildverarbeitungsvorrichtung, den Ähnlichkeitsparameter mit einem in dieser enthaltenen Fourier-Transformator erzeugen, so dass der Ähnlichkeitsparameter wenigstens teilweise ein Spektrum des Schnitt-Datensatzes und wenigstens teilweise ein Spektrum des Standard-Schnitt-Datensatzes repräsentiert. Das Spektrum des durch die Datensätze repräsentierten Objekts enthält ortsabhängig gebildete Frequenzen. Bei einer ortsabhängig gebildeten Frequenz ist eine Amplitude nicht in Abhängigkeit von der Zeit gebildet, sondern in Abhängigkeit von einem Ort, in diesem Beispiel von einem Ort in dem durch den Schnitt-Datensatz repräsentierten Objekt, insbesondere der Objektschicht oder dem Objektschnitt.
  • Beispielsweise kann die Bildverarbeitungsvorrichtung den Ähnlichkeitsparameter durch Kreuzkorrelation erzeugen.
  • In dieser vorteilhaften Ausführungsvariante kann die Bildverarbeitungsvorrichtung beispielsweise eine Korrelationseinheit aufweisen, welche den Ähnlichkeitsparameter erzeugen kann. Die Korrelationseinheit kann beispielsweise aus zwei eingangsseitig empfangenen Schnitt-Datensätzen durch Kreuzkorrelation ein Korrelationsergebnis erzeugen, welches dem Ähn lichkeitsparameter entspricht und dieses ausgangsseitig ausgeben.
  • Durch die Korrelationseinheit kann weiter vorteilhaft ein händisches Erzeugen eines Zahnspur-Datensatzes erleichtert oder ersetzt werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Bildverarbeitungsvorrichtung ausgebildet, den Zahnspur-Datensatz in Abhängigkeit von einem Benutzerinteraktionssignal und/oder einen Ähnlichkeitsparameter zu erzeugen.
  • Beispielsweise kann die Bildverarbeitungsvorrichtung ausgebildet sein, aus einem Schnitt-Datensatz in Abhängigkeit von einem Benutzerinteraktionssignal wenigstens einen Zahnlängsachsen-Datensatz zu erzeugen, wobei ein Zahnlängsachsen-Datensatz wenigstens einem Erfassungsort einer Zahnlängsachse entspricht. Ein Zahnspur-Datensatz kann eine Mehrzahl von Zahnlängsachsen-Datensätze enthalten.
  • Ein Ähnlichkeitsparameter zum Erzeugen eines Zahnspur-Datensatzes kann, wie vorab im Zusammenhang mit einem Sektor-Datensatz beschrieben, erzeugt werden.
  • Dadurch kann vorteilhaft das Erzeugen und/oder Positionieren eines Zahnspur-Datensatzes für einen Benutzer erleichtert werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Bildverarbeitungsvorrichtung repräsentiert der Zahnspur-Datensatz eine Ortsinformation entsprechend einer FDI-Nomenklatur (FDI = Federation Dentaire Internationale).
  • Gemäß der FDI-Nomenklatur ist ein menschlicher Kiefer in vier Quader aufgeteilt, wobei ein rechter Quader des Oberkiefers durch die Ziffer 1 bezeichnet ist, ein linker Quader des Oberkiefers durch die Ziffer 2, ein linker Quader des Unterkiefers durch die Ziffer 3 und ein rechter Quader des Unterkiefers durch die Ziffer 4 bezeichnet ist. Die Zähne eines jeden Quaders sind beginnend von einem Schneidezahn entlang einer Zahnreihe bis zum Weisheitszahn von 1–8 durchlaufend nummeriert.
  • Ein Zahnspur-Datensatz repräsentierend eine FDI-Nomenklatur erleichtert vorteilhaft das Zuordnen eines Erfassungsergebnisses zu einer Körpergeometrie des erfassten Objekts.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform repräsentiert der Zahn-Datensatz ein Orthopantogramm, wobei ein Orthopantogramm eine Aufsicht, eine Durchsicht oder einen Schnitt durch mindestens einen Zahn repräsentiert.
  • Ein Orthopantogramm kann aus mehreren Zahn-Aufsichten, Zahn-Durchsichten oder Zahn-Schnitten gebildet sein.
  • Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Erzeugen eines Zahn-Datensatzes, insbesondere mit einer oben beschriebenen Vorrichtung, umfassend die folgenden Schritte:
    • – Erzeugen eines Zahn-Datensatzes aus einem 3D-Datensatz, wobei der 3D-Datensatz ein Ergebnis einer Erfassung eines Objekts in drei Dimensionen ist und wenigstens teilweise das Objekt in drei Dimensionen repräsentiert, und der Zahn-Datensatz wenigstens teilweise mindestens einen Zahn in einer Aufsicht, in einer Durchsicht oder in einem Schnitt durch den Zahn repräsentiert;
    • – Erzeugen eines Zahnspur-Datensatzes, wobei der Zahnspur-Datensatz wenigstens einen Erfassungsort innerhalb des Objekts im Bereich eines Zahnes repräsentiert;
    • – gemeinsames Wiedergeben des Zahn-Datensatzes und des Zahnspur-Datensatzes mittels einer Bildwiedergabeeinheit.
  • Bevorzugt weist ein Verfahren die folgenden Schritte auf:
    • – Aufteilen wenigstens eines Teiles des 3D-Datensatzes in mindestens zwei Sektoren senkrecht zu einer Okklusionsebene;
    • – Erzeugen eines Sektor-Datensatzes, welcher das Aufteilungsergebnis der Aufteilung senkrecht zur Okklusionsebene repräsentiert; und
    • – gemeinsames Wiedergeben des Sektor-Datensatzes mit dem Zahn-Datensatz mittels einer Bildwiedergabeeinheit.
  • Die Erfindung wird nun im Folgenden anhand von Figuren und zu den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispielen erläutert.
  • 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Bildverarbeitungsvorrichtung zum Erzeugen eines Zahn-Datensatzes und eines Zahnspur-Datensatzes aus einem 3D-Datensatz;
  • 2 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel zum Teilen eines 3D-Datensatzes Orthogonal zu einer Okklusionsebene;
  • 2a zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel zum Erzeugen eines Zahnspur-Datensatzes;
  • 3 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zum Erzeugen eines Orthopantogrammes mit einem Zahnspur-Datensatz;
  • 4 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel für ein Orthopantogramm mit einem Zahnspur-Datensatz repräsentierend eine Ortsinformation entsprechend der FDI-Nomenklatur;
  • 5 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel zum Erzeugen eines Zahnspur-Datensatzes unter Zuhilfenahme eines Schnitt-Datensatzes;
  • 6 zeigt schematisch auf einer Bildwiedergabeeinheit wiedergegebenen Zahn-Datensatz, welcher eine zu einer Zahnlängsachse paraxiale Durchsicht durch wenigstens einen Zahn repräsentiert; und
  • 7 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel für ein Orthopantogramm.
  • 1 zeigt eine Anordnung 1 mit einer Bildverarbeitungsvorrichtung 3. Die Bildverarbeitungsvorrichtung 3 weist eine zentrale Bildverarbeitungseinheit 5, einen Objekt-Speicher 7 zum Speichern eines 3D-Datensatzes 30, einen Zwischenspeicher 9 zum Speichern von Datensätzen, insbesondere zum Speichern eines Zahn-Datensatzes 10, eines Zahnspur-Datensatzes 10a, und eines Sektor-Datensatzes 10b, und eine Bildverarbeitungseinheit 19 auf.
  • Die zentrale Verarbeitungseinheit 5 ist über einen bidirektionalen Datenbus 23 mit dem Objekt-Speicher 7 verbunden und über einen bidirektionalen Datenbus 25 mit dem Zwischenspeicher 9 verbunden. Die zentrale Verarbeitungseinheit 5 ist eingangsseitig über eine Verbindungsleitung 31 mit einem Eingang 17 für ein 3D-Datensatz-Signal verbunden. An den Eingang 17 für ein 3D-Datensatz-Signal ist eine 3D-Erfassungsvorrichtung 15 angeschlossen, welche ausgebildet ist, ein Objekt in drei Dimensionen zu erfassen und ein dem Erfassungsergebnis entsprechendes 3D-Datensatz-Signal zu erzeugen und dieses ausgangsseitig auszugeben.
  • Beispielhafte Ausführungsformen für eine 3D-Erfassungsvorrichtung 15 sind ein Computertomograph (CT), ein Magnet-Resonanz-Tomograph (MRT), ein Positron-Emissions-Tomograph (PET), ein Single-Photon-Emissions-Computer-Tomograph (SPECT) oder ein Ultraschall-Tomograph, welche jeweils ausgebildet sind, ein Objekt in 3 Dimensionen zu erfassen.
  • Die zentrale Verarbeitungseinheit 5 ist ausgangsseitig über eine Verbindungsleitung 28 mit der Bildverarbeitungseinheit 19 verbunden. Die Bildverarbeitungseinheit 19 ist ausgangsseitig über eine Verbindungsleitung 29 mit einer Bildwiedergabeeinheit 11 verbunden.
  • Die Bildwiedergabeeinheit 11 weist eine berührungsempfindliche Oberfläche 13 auf. Die berührungsempfindliche Oberfläche 13 ist über die Verbindungsleitung 27 mit der zentralen Verarbeitungseinheit 5 verbunden.
  • Die berührungsempfindliche Oberfläche 13 ist ausgebildet, in Abhängigkeit von einem Berühren der berührungsempfindlichen Oberfläche 13 ein Berührungssignal zu erzeugen, welches einen Berührungsort der berührungsempfindlichen Oberfläche 13 repräsentiert und dieses Berührungssignal ausgangsseitig über eine Verbindungsleitung 27 auszugeben.
  • Die Bildwiedergabeeinheit 11 ist über eine Verbindungsleitung 26 mit einer Positioniervorrichtung 21 verbunden, welche ausgebildet ist, in Abhängigkeit von einem Bewegen der Positioniervorrichtung 21, beispielsweise auf einer Arbeitsfläche, ein einem dem Bewegen entsprechendes Positioniersignal zu erzeugen und dieses über die Verbindungsleitung 26 an die Bildwiedergabeeinheit 11 zu senden. Beispielhafte Ausführungsformen für eine Positioniervorrichtung 21 sind eine Computer-Maus, ein berührungsempfindliches Track-Pad oder eine vergleichbare Vorrichtung zum Auswählen eines Bildwiedergabeortes.
  • Das Zusammenwirken der einzelnen Elemente wird nun im Folgenden erläutert:
    Die zentrale Verarbeitungseinheit 5 kann ein von der 3D-Erfassungsvorrichtung 15 erzeugtes 3D-Datensatz-Signal über den Eingang 17 und die Verbindungsleitung 31 eingangsseitig empfangen und einen dem 3D-Datensatz-Signal entsprechenden 3D-Datensatz 30 erzeugen und diesen über den bidirektionalen Datenbus 23 an den Objekt-Speicher 7 senden und dort abspeichern. Der 3D-Datensatz 30 kann beispielsweise durch eine Vielzahl von Voxel-Objektpunkten gebildet sein, welche zusammen ein Objekt, insbesondere einen menschlichen Kiefer oder einen Schädel oder einen Teil davon repräsentieren.
  • Die zentrale Verarbeitungseinheit 5 kann nun – beispielsweise in Abhängigkeit von einem über die Verbindungsleitung 27 empfangenen Benutzerinteraktionssignal – den 3D-Datensatz 30 aus dem Objektspeicher 7 über den bidirektionalen Datenbus 23 auslesen und aus dem 3D-Datensatz 30 einen Schnitt-Datensatz erzeugen, welcher einen zu einer Okklusionsebene planparallelen Schnitt durch das Objekt oder eine Objektschicht in einer Durchsicht repräsentiert.
  • Ein solcher Schnitt-Datensatz ist in 5 beispielhaft dargestellt und kann von der zentralen Verarbeitungseinheit 5 über die Verbindungsleitung 28, über die Bildverarbeitungseinheit 19 und die Verbindungsleitung 29 an die Bildwiedergabeeinheit 11 gesendet werden und dort dargestellt werden. Ein Benutzer hat nun im Folgenden – beispielsweise mit seiner beispielhaft dargestellten Hand 12 – die Möglichkeit, über die berührungsempfindliche Oberfläche 13 ein Benutzerinteraktionssignal zu erzeugen, welches einen Erfassungsort 87 in 5 innerhalb des Objekts im Bereich eines Zahnes repräsentiert. Ein solcher Ort ist beispielsweise ein Ort auf einer Zahnlängsachse. Die zentrale Bearbeitungseinheit 5 kann nun sequenziell in Abhängigkeit von einem Benutzerinteraktionssignal Erfassungsorte zuordnen, welche hierbei einen Punkt im Bereich eines Zahnes oder im Bereich einer Zahnlängsachse repräsentieren und aus diesen so sequenziell zugeordneten Erfassungsorten, welche jeweils einem Zahn entsprechen, einen Zahnspur-Datensatz 10a erzeugen. Ein Zahnspur-Datensatz kann beispielsweise eine Spline-Kurve, ein Polynom zweiten oder dritten Grades, oder eine andere geeignete Approximations funktion repräsentieren, welche die zuvor sequenziell zugeordneten Erfassungsorte repräsentiert.
  • Alternativ zu einem über die berührungsempfindliche Oberfläche 13 erzeugten Benutzerinteraktionssignal kann ein Benutzerinteraktionssignal auch durch die Positioniervorrichtung 21, beispielsweise eine Computer-Maus erzeugt werden.
  • Die zentrale Verarbeitungseinheit 5 ist ausgebildet, den Zahnspur-Datensatz 10a über den bidirektionalen Datenbus 25 in dem Zwischenspeicher 9 abzuspeichern.
  • Die zentrale Verarbeitungseinheit 5 kann bei einem Erzeugen eines Zahnspur-Datensatzes 10a in Abhängigkeit von einem Benutzerinteraktionssignal einen Zahn-Datensatz 10 erzeugen, wobei der Zahn-Datenersatz einen zu einer Zahnlängsachse paraxiale Aufsicht, Durchsicht oder einen paraxialen Schnitt durch den Zahn repräsentiert. Ein Zahn-Datensatz 10 kann dazu beispielsweise eine vorbestimmte Anzahl von Voxel-Objektpunkten insbesondere umlaufend oder im Bereich um eine Zahnlängsachse aufweisen.
  • Ein solcher Zahn-Datensatz 10 kann beispielsweise in 6 beispielhaft dargestellte paraxiale Schnitte repräsentieren. Alternativ dazu kann ein Zahn-Datensatz 10 ein in 7 dargestelltes Orthopantogramm repräsentieren.
  • Die zentrale Verarbeitungseinheit 5 kann nun – beispielsweise in Abhängigkeit von einem über die Verbindungsleitung 27 empfangenen Benutzerinteraktionssignal – den Zahn-Datensatz 10 und den Zahnspur-Datensatz 10a aus dem Zwischenspeicher 9 auslesen und über die Verbindungsleitung 28, die Bildverarbeitungseinheit 19, und die Verbindungsseiten 29 an die Bildwiedergabeeinheit 11 zum gemeinsamen Darstellen auf der Bildwiedergabeeinheit senden.
  • Eine solches gemeinsames Wiedergeben eines Zahn-Datensatzes 10 repräsentierend ein Orthopantogramm, mit einem Zahnspur- Datensatz 10a mittels der Bildwiedergabeeinheit 11 ist in 4 – stark schematisiert – beispielhaft dargestellt.
  • 2 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel zum Erzeugen eines in 1 dargestellten Sektor-Datensatzes 10b zum gemeinsamen Wiederegeben mit einem Zahn-Datensatz. Die in 1 dargestellte zentrale Verarbeitungseinheit 5 kann dazu ausgebildet sein, einen 3D-Datensatz 30 senkrecht zu einer Okklusionsebene entlang einer sagittal verlaufenden Schnittgerade 35 in einen rechten und in einen linken Sektor aufzuteilen. Die zentrale Verarbeitungseinheit 5 kann den 3D-Datensatz weiter entlang der Schnittgeraden 37 frontal aufteilen und so einen Sektor-Datensatz erzeugen, welcher einen vorderen (anterior) und einen hinteren (posterior) Sektor repräsentiert.
  • Weiter kann die zentrale Bearbeitungseinheit ausgebildet sein, den 3D-Datensatz 30 zusätzlich zu den vorab beschriebenen Aufteilungen – entlang einer Schnittgeraden 39 oder weiter zusätzlich entlang einer Schnittgeraden 40 – aufzuteilen.
  • Die Schnittgerade 39 ist eine Winkelhalbierende eines durch die Schnittgerade 37 und die Schnittgerade 35 gebildeten Winkels; die Schnittgerade 40 ist eine Winkelhalbierende eines durch die Schnittgerade 35 und die Schnittgerade 37 gebildeten Winkels und verläuft orthogonal zu der Schnittgerade 39. Die durch die vorab beschriebenen, durch Aufteilungen erzeugten Sektoren sind in 2 beispielhaft im Uhrzeigersinn mit anterior links AL, links anterior LA, links posterior LP, posterior links PL, posterior rechts PR, rechts posterior RP, rechts anterior RA, und anterior rechts AR gezeichnet.
  • Die zentrale Verarbeitungseinheit 5 kann ausgebildet sein, einen Sektor-Datensatz zu erzeugen, welcher in Abhängigkeit von einer Aufteilung des 3D-Datensatzes 30 eine Ortsinformation der durch die Aufteilung erzeugten Sektoren repräsentiert, insbesondere eine Ortsinformation A, P, AL, LA, LP, PL, PR, RP, RA oder AR oder eine Kombination aus diesen.
  • Ein Sektor-Datensatz kann beispielsweise in einem Zahnspur-Datensatz enthalten sein und durch die in 1 dargestellte zentrale Verarbeitungseinheit 5 zum gemeinsamen Wiedergeben mittels einer Bildwiedergabeeinheit über die Verbindungsleitung 28 ausgangsseitig ausgegeben werden.
  • 2a zeigt ein Aufteilen eines 3D-Datensatzes 30 mit der Bildverarbeitungsvorrichtung 3. Die in 1 dargestellte zentrale Verarbeitungseinheit 5 kann zusätzlich – oder unabhängig von einem zuvor beschriebenen Aufteilen des 3D-Datensatzes 30 entlang der Schnittgeraden 35, 37, 39 und 40 in Sektoren – in Abhängigkeit von einem Benutzerinteraktionssignal einen Zahnspur-Datensatz erzeugen, welcher eine in 2a beispielhafte dargestellte Zahnspur 51 repräsentiert.
  • Die zentrale Verarbeitungsvorrichtung 5 kann zusätzlich oder unabhängig von einer Zahnspur 51 einen Zahnspur-Datensatz erzeugen, welcher einen Erfassungsort einer entsprechenden Hilfsmarkierung 42 innerhalb des 3D-Datensatzes repräsentiert.
  • Ein Zahnspur-Datensatz kann eine einem Erfassungsort entsprechende Hilfsmarkierung 42 oder eine Hilfsmarkierung 44 oder eine Hilfsmarkierung 46 oder eine Hilfsmarkierung 48 oder eine Hilfsmarkierung 50 oder alle Hilfsmarkierungen zusammen repräsentieren. Die Hilfsmarkierung 42 kann beispielsweise einen Erfassungsort links posterior, die Hilfsmarkierung 46 einen Erfassungsort links, die Hilfsmarkierung 50 einen Erfassungsort anterior, die Hilfsmarkierung 48 einen Erfassungsort anterior, die Hilfsmarkierung 48 einen Erfassungsort rechts und die Hilfsmarkierung 44 einen Erfassungsort rechts posterior repräsentieren.
  • 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zum Erzeugen eines Zahn-Datensatzes und eines Zahnspur-Datensatzes aus einem 3D-Datensatz, wobei der 3D-Datensatz ein Ergebnis einer Erfassung eines Objekts in drei Dimensionen ist.
  • Bei einem Start 52 wird ein Objekt in drei Dimensionen erfasst und ein das Objekt in drei Dimensionen repräsentierender 3D-Datensatz erzeugt.
  • In einem Schritt 54 wird ein Zahnspur-Datensatz erzeugt, welcher wenigstens einen Erfassungsort innerhalb des durch den 3D-Datensatz repräsentierten Objekts im Bereich eines Zahnes repräsentiert.
  • Weiter kann in dem Verfahrensschritt 54 ein Zahnspur-Datensatz erzeugt werden, welcher eine Spurkurve repräsentiert, wobei die Spurkurve durch den wenigstens einen Erfassungsort verläuft.
  • In einem Verfahrensschritt 56 wird in Abhängigkeit von einem Benutzerinteraktionssignal oder in Abhängigkeit von einem Ähnlichkeitsparameter der 3D-Datensatz orthogonal zu einer Okklusionsebene in Sektoren aufgeteilt.
  • Im Falle keines Benutzerinteraktionssignales wird kein Aufteilen in Sektoren durchgeführt. Das vorbezeichnete kein Aufteilen in Sektoren ist durch den Schritt 55 dargestellt, das Aufteilen in Sektoren in Abhängigkeit von einem Benuterinteraktionssignal oder in Abhängigkeit von einem Ähnlichkeitsparameter ist durch den Schritt 57 dargestellt.
  • In einem Verfahrensschritt 58 wird ein Sektor-Datensatz erzeugt und vorrätig gehalten oder abgespeichert. In einem Verfahrensschritt 60 wird ein Zahn-Datensatz aus dem 3D-Datensatz erzeugt, insbesondere in Abhängigkeit von einem Zahnspur-Datensatz und somit in Abhängigkeit von durch den Zahnspur-Datensatz repräsentierten Erfassungsorten.
  • Der Zahn-Datensatz kann beispielsweise ein Orthopantogramm repräsentieren. In einem Verfahrensschritt 62 – welcher optional auch entfallen kann – werden der Zahnspur-Datensatz und der Zahn-Datensatz in einem Speicher abgespeichert und aus dem Speicher, beispielsweise in Abhängigkeit von einem Benuterinteraktionssignal, wieder ausgelesen.
  • In einem Verfahrensschritt 64 werden der Zahn-Datensatz und der Zahnspur-Datensatz gemeinsam mittels einer Bildwiedergabeeinheit wiedergegeben. Eine Bildwiedergabeeinheit kann beispielsweise TFT-Display (TFT = Thin-Film-Transistor, ein Projektor oder ein Monitor sein. Das Wiedergeben, insbesondere ein für ein menschliches Auge sichtbares Wiedergeben, eines Zahnspur-Datensatzes mittels einer Bildwiedergabeeinheit ist durch einen Teilschritt 68 innerhalb des Verfahrensschrittes 64 dargestellt. Das Wiedergeben eines Zahn-Datensatzes mittels einer Bildwiedergabeeinheit ist als Teilschritt 66 innerhalb des Verfahrensschrittes 64 dargestellt.
  • 4 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel für einen mittels einer Bildwiedergabeeinheit wiedergegebenen Zahn-Datensatz, und einen gemeinsam mit dem Zahn-Datensatz wiedergegebenen Zahnspur-Datensatz.
  • Der Zahn-Datensatz repräsentiert in diesem Ausführungsbeispiel – stark schematisiert – ein Orthopantogramm. Das Orthopantogramm repräsentiert beispielhaft eine Mehrzahl von Zähnen, von denen die Zähne 70, 72, 74, 76 beispielhaft bezeichnet sind.
  • Der Zahnspur-Datensatz repräsentiert in diesem Ausführungsbeispiel eine Zahnspur 51 und die Hilfsmarkierungen 42, 44, 46, 48 und 50. Wie bereits zu 2a erläutert, repräsentiert die Hilfsmarkierung 42 einen Erfassungsort LP, die Hilfsmarkierung 46 einen Erfassungsort L, die Hilfsmarkierung 50 einen Erfassungsort A, die Hilfsmarkierung 48 einen Erfassungsort R und die Hilfsmarkierung 44 einen Erfassungsort RP.
  • Eine einem Erfassungsort entsprechende Hilfsmarkierung kann beispielsweise durch ein Piktogramm oder durch wenistens einen Buchstaben verwirklicht sein. Dargestellt sind auch Hilfsmarkierungen 80, 82, 84 und 86, welche jeweils Erfassungsorte gemäß einer FDI-Nomenklatur repräsentieren.
  • Beispielhaft ist ein Erfassungsort des Zahnes 70 mit einer Hilfsmarkierung 80 bezeichnet, welche einer FDI-Bezeichnung 35 entspricht. Weiter beispielhaft ist eine Hilfsmarkierung 82 dargestellt, welche einem Erfassungsort des Zahnes 72 und gemäß der FDI-Nomenklatur dem Zahn 31 entspricht. Eine Hilfsmarkierung 84 entspricht einem Erfassungsort des Zahnes 74 und der FDI-Bezeichnung 41, eine Hilfsmarkierung 86 entspricht einem Erfassungsort des Zahnes 76 und gemäß der FDI-Nomenklatur dem Zahn 45.
  • 5 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel für einen Schnitt-Datensatz 89, welcher – wie ein 1 beschrieben – eine Schnittdarstellung innerhalb des Objekts, insbesondere eines Schädels 88, parallel zu einer Okklusionsebene repräsentiert. Der Schnitt-Datensatz 88 kann – zum Erzeugen eines Zahnspur-Datensatzes in Abhängigkeit von einem Benutzerinteraktionssignal – mittels einer Bildwiedergabeeinheit wiedergegeben werden. Ein Erfassungsort 87 ist beispielhaft dargestellt, welcher einen Ort auf einer Zahnlängsachse repräsentiert und zum Erzeugen eines Zahnspur-Datensatzes zugeordnet werden kann.
  • 6 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel für einen Zahn-Datensatz 96 welcher eine Mehrzahl von Schnittdarstellungen repräsentiert, wobei die Schnittdarstellungen jeweils einen zu einer Zahnlängsachse paraxialen Schnitt in einer Durchsicht repräsentieren. Die Schnittdarstellungen 97, 98 und 99 sind beispielhaft bezeichnet.
  • 7 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel für einen Zahn-Datensatz 90, welcher einen Orthopantogramm repräsentiert. Dargestellt ist auch eine Okklusionsgerade 91, welche in der Okklusionsebene verläuft. Die Schnittgeraden 92, 93, 94 und 95 teilen das Orthopantogramm beispielhaft in Abschnitte.

Claims (9)

  1. Bildverarbeitungsvorrichtung (3) zum Erzeugen eines Zahn-Datensatzes (10, 90, 96) aus einem 3D-Datensatz (30), wobei der 3D-Datensatz (30) ein Ergebnis einer Erfassung eines Objekts in drei Dimensionen ist und wenigstens teilweise das Objekt in drei Dimensionen repräsentiert, und der Zahn-Datensatz (10, 90, 96) wenigstens teilweise mindestens einen Zahn in einer Aufsicht, in einer Durchsicht oder in einem Schnitt durch den Zahn repräsentiert, und die Bildverarbeitungsvorrichtung (3) wenigstens einen Objekt-Speicher (7) zum Speichern des 3D-Datensatzes (30) aufweist und ausgebildet ist, aus dem 3D-Datensatz (30) mindestens einen Zahn-Datensatz (10, 90, 96) zu erzeugen, wobei die Bildverarbeitungsvorrichtung (3) ausgebildet ist, einen Zahnspur-Datensatz (10a, 51) zu erzeugen, wobei der Zahnspur-Datensatz (10a, 51) wenigstens einen Erfassungsort innerhalb des Objekts im Bereich eines Zahnes repräsentiert und die Bildverarbeitungsvorrichtung (3) ausgebildet ist, den Zahn-Datensatz (10, 90, 96) und den Zahnspur-Datensatz (10a, 51) zum gemeinsamen Wiedergeben mittels einer Bildwiedergabeeinheit (11) ausgangsseitig auszugeben.
  2. Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zahn-Datensatz (10, 96) eine zu einer Zahnlängsachse paraxiale Aufsicht, Durchsicht oder einen paraxialen Schnitt durch wenigstens einen Zahn repräsentiert.
  3. Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildverarbeitungsvorrichtung ausgebildet ist, den 3D-Datensatz (30) wenigstens teilweise in mindestens zwei Sektoren (AL, AR, LA, LP, PL, PR, RP, RL) senkrecht zu einer Okklusionsebene (91) aufzuteilen und einen Sektor-Datensatz (10b) zu erzeugen, welcher das Aufteilungsergebnis der Aufteilung senkrecht zur Okklusionsebene repräsentiert und den Sektor-Datensatz (10b) zum gemeinsamen Wiedergeben mit dem Zahn- Datensatz (90, 96) mittels einer Bildwiedergabeeinheit ausgangsseitig auszugeben.
  4. Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildverarbeitungsvorrichtung ausgebildet ist, den Sektor-Datensatz (10b) in Abhängigkeit von einem Benutzerinteraktionssignal und/oder einem Ähnlichkeitsparameter zu erzeugen.
  5. Bildverarbeitungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildverarbeitungsvorrichtung ausgebildet ist, den Zahnspur-Datensatz (10a, 51) in Abhängigkeit von einem Benutzerinteraktionssignal und/oder einem Ähnlichkeitsparameter zu erzeugen.
  6. Bildverarbeitungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zahnspur-Datensatz (10a, 51) eine Ortsinformation entsprechend einer Federation-Dentaire-Internationale-Nomenklatur repräsentiert.
  7. Bildverarbeitungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zahn-Datensatz (10) ein Orthopantogramm (90) repräsentiert, wobei ein Orthopantogramm (90) eine Aufsicht, Durchsicht oder einen Schnitt durch mindestens einen Zahn repräsentiert.
  8. Verfahren zum Erzeugen eines Zahn-Datensatzes (10, 90, 96), insbesondere mit einer Bildverarbeitungsvorrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend die folgenden Schritte: – Erzeugen eines Zahn-Datensatzes (10, 90, 96) aus einem 3D-Datensatz (30), wobei der 3D-Datensatz (30) ein Ergebnis einer Erfassung eines Objekts in drei Dimensionen ist und wenigstens teilweise das Objekt in drei Dimensionen repräsentiert, und der Zahn-Datensatz (10, 90, 96) wenigstens teilweise mindestens einen Zahn in einer Aufsicht, in einer Durchsicht oder in einem Schnitt durch den Zahn repräsentiert, – Erzeugen eines Zahnspur-Datensatzes (10a, 51), wobei der Zahnspur-Datensatz (10a, 51) wenigstens einen Erfassungsort innerhalb des Objekts im Bereich eines Zahnes repräsentiert, – gemeinsames Wiedergeben des Zahn-Datensatzes (10, 90, 96) und des Zahnspur-Datensatzes (10a, 51) mittels einer Bildwiedergabeeinheit (11).
  9. Verfahren nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: – Aufteilen wenigstens eines Teiles des 3D-Datensatzes in mindestens zwei Sektoren (AL, AR, LA, LP, PL, PR, RP, RL) senkrecht zu einer Okklusionsebene (91), – Erzeugen eines Sektor-Datensatzes (10b), welcher das Aufteilungsergebnis der Aufteilung senkrecht zur Okklusionsebene repräsentiert, und – gemeinsames Wiedergeben des Sektor-Datensatzes (10b) mit dem Zahn-Datensatz (10, 90, 96) mittels einer Bildwiedergabeeinheit (11).
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