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Die
Erfindung betrifft eine Bildverarbeitungsvorrichtung zum Erzeugen
eines Zahn-Datensatzes aus einem 3D-Datensatz und ein Verfahren
zum Erzeugen eines Zahn-Datensatzes.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß für die Bildverarbeitungsvorrichtung
durch die Merkmale des Anspruchs 1 und für das Verfahren durch die Merkmale
des Anspruchs 8 gelöst.
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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.
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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.
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Paraxial
bedeutet parallel zu einer Achse.
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Dadurch
kann vorteilhaft der Zustand einzelner Zähne, der Zahnwurzel und der
Pulpa dargestellt werden.
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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.
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Dadurch
kann vorteilhaft eine Knochenbeurteilung, insbesondere eine Knochendichtebeurteilung
beispielsweise für
einen Implantologen ermöglicht
werden.
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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.
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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.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist die Bildverarbeitungsvorrichtung ausgebildet, den 3D-Datensatz
wenigstens teilweise in mindestens zwei Sektoren senkrecht zu einer
Okklusionsebene aufzuteilen.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Durch
das Erzeugen eines Schnitt-Datensatzes in Abhängigkeit von einem Ähnlichkeitsparameter
kann vorteilhaft ein händisches
Erzeugen eines Schnitt-Datensatzes erleichtert oder ersetzt werden.
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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.
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Weiter
kann die Bildverarbeitungsvorrichtung die Schnitt-Gerade oder eine
Mehrzahl von zueinander angeordneten Schnitt-Geraden in Abhängigkeit von dem Ähnlichkeitsparameter
innerhalb der Schnittebene positionieren.
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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.
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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.
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Beispielsweise
kann die Bildverarbeitungsvorrichtung den Ähnlichkeitsparameter durch
Kreuzkorrelation erzeugen.
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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.
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Durch
die Korrelationseinheit kann weiter vorteilhaft ein händisches
Erzeugen eines Zahnspur-Datensatzes erleichtert oder ersetzt werden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist die Bildverarbeitungsvorrichtung ausgebildet, den Zahnspur-Datensatz
in Abhängigkeit
von einem Benutzerinteraktionssignal und/oder einen Ähnlichkeitsparameter
zu erzeugen.
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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.
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Ein Ähnlichkeitsparameter
zum Erzeugen eines Zahnspur-Datensatzes
kann, wie vorab im Zusammenhang mit einem Sektor-Datensatz beschrieben, erzeugt werden.
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Dadurch
kann vorteilhaft das Erzeugen und/oder Positionieren eines Zahnspur-Datensatzes für einen
Benutzer erleichtert werden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Bildverarbeitungsvorrichtung repräsentiert der Zahnspur-Datensatz
eine Ortsinformation entsprechend einer FDI-Nomenklatur (FDI = Federation
Dentaire Internationale).
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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.
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Ein
Zahnspur-Datensatz repräsentierend eine
FDI-Nomenklatur erleichtert vorteilhaft das Zuordnen eines Erfassungsergebnisses
zu einer Körpergeometrie
des erfassten Objekts.
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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.
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Ein
Orthopantogramm kann aus mehreren Zahn-Aufsichten, Zahn-Durchsichten oder Zahn-Schnitten
gebildet sein.
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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.
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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.
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Die
Erfindung wird nun im Folgenden anhand von Figuren und zu den Figuren
beschriebenen Ausführungsbeispielen
erläutert.
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1 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
für eine Bildverarbeitungsvorrichtung
zum Erzeugen eines Zahn-Datensatzes
und eines Zahnspur-Datensatzes aus einem 3D-Datensatz;
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2 zeigt
schematisch ein Ausführungsbeispiel
zum Teilen eines 3D-Datensatzes Orthogonal zu einer Okklusionsebene;
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2a zeigt
schematisch ein Ausführungsbeispiel
zum Erzeugen eines Zahnspur-Datensatzes;
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3 zeigt
schematisch ein Ausführungsbeispiel
für ein
Verfahren zum Erzeugen eines Orthopantogrammes mit einem Zahnspur-Datensatz;
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4 zeigt
schematisch ein Ausführungsbeispiel
für ein
Orthopantogramm mit einem Zahnspur-Datensatz repräsentierend
eine Ortsinformation entsprechend der FDI-Nomenklatur;
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5 zeigt
schematisch ein Ausführungsbeispiel
zum Erzeugen eines Zahnspur-Datensatzes unter Zuhilfenahme eines
Schnitt-Datensatzes;
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6 zeigt
schematisch auf einer Bildwiedergabeeinheit wiedergegebenen Zahn-Datensatz, welcher
eine zu einer Zahnlängsachse
paraxiale Durchsicht durch wenigstens einen Zahn repräsentiert;
und
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7 zeigt
schematisch ein Ausführungsbeispiel
für ein
Orthopantogramm.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die
Bildwiedergabeeinheit 11 weist eine berührungsempfindliche Oberfläche 13 auf.
Die berührungsempfindliche
Oberfläche 13 ist über die
Verbindungsleitung 27 mit der zentralen Verarbeitungseinheit 5 verbunden.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Alternativ
zu einem über
die berührungsempfindliche
Oberfläche 13 erzeugten
Benutzerinteraktionssignal kann ein Benutzerinteraktionssignal auch
durch die Positioniervorrichtung 21, beispielsweise eine
Computer-Maus erzeugt werden.
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Die
zentrale Verarbeitungseinheit 5 ist ausgebildet, den Zahnspur-Datensatz 10a über den
bidirektionalen Datenbus 25 in dem Zwischenspeicher 9 abzuspeichern.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Bei
einem Start 52 wird ein Objekt in drei Dimensionen erfasst
und ein das Objekt in drei Dimensionen repräsentierender 3D-Datensatz erzeugt.
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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.
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Weiter
kann in dem Verfahrensschritt 54 ein Zahnspur-Datensatz
erzeugt werden, welcher eine Spurkurve repräsentiert, wobei die Spurkurve
durch den wenigstens einen Erfassungsort verläuft.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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4 zeigt
schematisch ein Ausführungsbeispiel
für einen
mittels einer Bildwiedergabeeinheit wiedergegebenen Zahn-Datensatz, und einen
gemeinsam mit dem Zahn-Datensatz wiedergegebenen Zahnspur-Datensatz.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.