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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft virtuelle
Dentalmodelle. Genauer bezieht sie sich auf die Schaffung eines
virtuellen Dentalmodels basierend auf mechanischen Artikulatoren,
das virtuelle Simulieren der Dentalmodelle und das Entwerfen virtueller
Prothesen für
virtuelle Dentalmodelle.
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Hintergrund
der Erfindung
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Ein Artikulator ist ein Gerät, das es
einem ermöglicht,
mechanisch mehr oder weniger genau die bei einer Kieferbewegung
auftretende Kinematik zu reproduzieren. Er umfasst einen oberen
und einen unteren Abschnitt. Der obere Abschnitt repräsentiert den
oberen Abschnitt des Kiefers und die Kondylargehäuse; der untere Abschnitt repräsentiert
den unteren Mandibular und die Kondylen. Man kann sagen, der Artikulator
ist eine anatomische Darstellung des unteren Abschnitts des Gesichts.
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Um die anatomische Natur des Artikulators zu
berücksichtigen,
wird jedes darin befestigte Modell so im Hinblick auf eine Referenzebene
betätigt, die
auf das Gerät
und den Patienten überlagert
werden kann. Diese Referenzebene wird durch drei Punkte definiert:
Die zwei Protrusionen unter der Haut an den Kondylen, die an den
Scharnierachsen liegen, und ein Infra-orbitaler Punkt, der an der
untersten Stelle einer der Orbits genommen wird. Um das Dentalmodell
eines oberen Bogens auf einen Artikulator im selben räumlichen
Verhältnis
zu übertragen,
wie es zum Kranium oder Hirnschädel
steht, wird üblicherweise
ein Gesichtsbogen verwendet. Der Gesichtsbogen kann hinsichtlich
einer lokalisierten Scharnierachse oder einer willkürlichen
Scharnierachse referenziert werden.
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Es gibt auch Artikulatoren, die verschiedene Referenzebenen
benutzen. Der Gebrauch derartiger physischer Werkzeuge wird infolge
der aufwendigen Herstellungskosten und der komplexen Natur irgendwelcher
nützlicher
Informationen beschränkt.
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Ferner können die mechanischen Artikulatoren
die Anatomie und Physiologie eines Patienten nicht genau wiedergeben.
Die Kondylen-Aufnahmen haben nicht die genaue konkave Form der Fossa temporalis
und die Kondylen sind nicht in derselben ovalen Form wie die mandibularen
Kondylen. Die vom mechanischen Artikulator auferlegten Bewegungseinschränkungen
erlauben keine geeignete Analyse der tatsächlichen Artikulation oder
Gelenkbewegung des Patienten.
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Wenn eine Prothese entworfen wird,
sind die Daten, die vom mechanischen Artikulator bereit gestellt
werden, vielmehr begrenzt. Es wäre
von Vorteil, ein Werkzeug zu schaffen, dass die Vorteile eines mechanischen
Artikulators übernehmen
und nützliche
Daten für
den Entwurf einer Prothese bereit stellen könnte.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Demgemäß ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
die Verwendung eines virtuellen Artikulators mit Computer unterstütztem Design
zu kombinieren, um eine Prothese oder eine gewünschte Dentalmodifikation zu
entwerfen.
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Eine andere Aufgabe der vorliegenden
Erfindung ist es, die Verwendung eines virtuellen Artikulators und
eines Computer unterstützten
Designs mit einer Computer unterstützten Herstellung zu kombinieren,
um ein hergestelltes Produkt bereit zu stellen.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden
Erfindung besteht darin, einen oberen Dentalbogen mit einem unteren
Dentalbogen in einer virtuellen Umgebung zu korrelieren.
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Gemäß einem ersten breiten Aspekt
der vorliegenden Erfindung wird ein System zum Entwerten einer Änderung
an einem virtuellen Dentalmodell bereit gestellt, das aufweist:
Einen virtuellen Artikulator, der ein dreidimensionales Modell eines
oberen und eines unteren Dentalbogens eines Patienten einschließlich der
Daten repräsentiert,
die einen Bewegungszwang oder-ablauf zwischen dem oberen und unteren Dentalbogen
definieren; einem Simulationsanalysierer, um die Bewegung unter
Verwendung des dreidimensionalen Modells zu simulieren, um die resultierenden
Kontakte an den Abschnitten des oberen Bogens und des unteren Bogens
während
der Bewegung zu analysieren, um Kontaktdaten bereit zu stellen;
und einem Entwurfsmodul, um eine virtuelle Prothese für den oberen
oder unteren Bogen oder eine virtuelle gewünschte Dentalmodifikation zu entwerfen
unter Verwendung der vom Simulationsanalysierer und dem virtuellen
Artikulator gewonnen Kontaktdaten.
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Vorzugsweise werden eine virtuelle
Prothese oder eine virtuelle gewünschte
Dentalmodifikation in dem dreidimensionalen Modell implementiert,
um ein modifiziertes dreidimensionales Modell zu erzeugen, und das
modifizierte dreidimensionale Modell wird simuliert, um neue resultierende
Kontakte zu analysieren. Ein Herstellungsmodul wird ebenso bereit
gestellt, um die Prothese herzustellen, basierend auf einem Entwurf,
der von dem Entwurfsmodul gemacht wird.
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Gemäß einem zweiten breiten Aspekt
der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Bestimmung einer
ausreichenden Änderung
an einem virtuellen Dentalmodell bereit gestellt, das aufweist: (a)
Erzeugen eines virtuellen dreidimensionalen Dentalmodells einschließlich der
Parameter, die einen Bewegungszwang oder Bewegungsablauf zwischen einem
oberen und einem unteren Dentalbogen definieren; (b) Simulieren
der Bewegung eines Dentalmodells unter Beachtung der Parameter,
um die Kontaktpunkte zwischen Abschnitten eines oberen und eines
unteren Dentalbogens zu identifizieren; (c) Entwerfen einer Veränderung
an dem Dentalmodell unter Berücksichtigung
des Kontakts unter Einsatz eines Computer unterstützten Entwurfsystems (CAD-System);
und (d) Wiederholen, falls erwünscht, der
Schritte (b) und (c), um ein zufrieden stellendes, verändertes
Dentalmodell zu erhalten.
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Vorzugsweise umfasst das Erzeugen
eines virtuellen dreidimensionalen Modells ferner das Erzeugen eines
virtuellen dreidimensionalen Modells hinsichtlich eines mechanischen
Artikulators. Kontaktpunkte können
auch Kontaktkräfte
sein und die Kontaktpunkte und Kontaktkräfte können durch virtuelle Markierungen
wie Pfeile identifiziert werden, die sich in Richtung, Länge und
Farbe unterscheiden.
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Gemäß einem dritten breiten Aspekt
der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Korrelieren eines
oberen Dentalbogens mit einem unteren Dentalbogen bereit gestellt,
das aufweist: Erzeugen eines physischen Zahnmodells des oberen Dentalbogens
und des unteren Dentalbogens; Digitalisieren des physischen oberen
Dentalbogens zusammen mit Referenzmarkierungen, die hinsichtlich
des physischen unteren Dentalbogenmodells referenziert sind; Digitalisieren
des physischen unteren Dentalbogens gemeinsam mit Referenzmarkierungen
hinsichtlich des physischen oberen Dentalbogenmodells; und Berechnen
von Übergangsmatrizen,
die den oberen Dentalbogen und den unteren Dentalbogen korrelieren.
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Vorzugsweise umfasst das Verfahren
ferner das Anwenden eines formbaren Materials auf den oberen Dentalbogen
und den unteren Dentalbogen, um von jedem einen Bissabdruck in einer
gewünschten
Okklusionsstellung zu erzeugen, wobei das formbare Material vom
Dentalmodell vorstehende Referenzmarkierungen hat, um ein externes
Referenziersystem zu schaffen; und wobei das Digitalisieren mit dem
formbaren Material und ohne das formbare Material erfolgt.
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Gemäß der Erfindung wird ein Computer
lesbarer Speicher zum Speichern programmierbarer Instruktionen für die Verwendung
der hier beschriebenen Verfahren bei der Ausführung auf einem Computer bereit
gestellt.
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Auch wird gemäß der Erfindung ein Computerdatensignal
bereit gestellt, das in einer Trägerwelle
verkörpert
ist, die Daten umfasst, die von der simulierenden Bewegung des Dentalmodells
unter Beachtung der Parameter resultieren, um Kontaktpunkte zwischen
Abschnitten eines oberen und eines unteren Dentalbogen zu identifizieren,
oder die vom Entwerten einer Veränderung
eines Dentalmodells unter Berücksichtigung
des Kontakts resultieren, unter Einsatz eines Computer unterstützten Entwurfsystems.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Diese und andere Merkmale, Aspekte
und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden besser verständlich mit
Blick auf die folgende Beschreibung und die zugehörigen Zeichnungen,
wobei:
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1 ein
mechanischer Artikulator ist;
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2 ein
Schema eines oberen und eines unteren Dentalbogenmodells ist;
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3 ein
Schema der Dentalbögen
mit einem externen Referenziersystem ist;
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4A der
untere Dentalbogen mit dem Referenziersystem ist;
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4B der
untere Dentalbogen ohne Referenziersystem ist;
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4C der
obere Dentalbogen mit Referenziersystem ist;
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4D der
obere Dentalbogen ohne Referenziersystem ist;
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5A eine
Vorder- und Seitenansicht eines mechanischen Artikulators ist;
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5B eine
Seitenansicht des mechanischen Artikuators mit Positioniertisch
ist;
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5C eine
Seitenansicht des mechanischen Artikulators mit den Dentalbögen ist;
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6A die Übertragungsplatte
ist;
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6B die Übertragungsplatte
mit einem darauf platzierten Dentalbogen ist;
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7 ein
virtuelles Modell eines Abschnitts eines Dentalbogens ist;
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8 ein
virtueller Artikulator mit einem Positioniertisch ist;
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9 ein
virtueller Artikulator mit beiden an Ort und Stelle befindlichen
Dentalbögen
ist;
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10 eine
Bildschirmdarstellung der Einstellung der Parameter für einen
virtuellen Artikulators ist;
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11 ein
Bildschirmausschnitt der Einstellung der Parameter für einen
virtuellen Artikulator ist;
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12 ein
virtueller Zahn mit der daran dargestellten Kontaktpunkten und Kraftvektoren
ist;
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13 eine
virtuelle Prothese an einen virtuellen Dentalbogen ist.
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Ausführliche
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
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Durch die ganze Anmeldung wird die
bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung als ein „virtueller Artikulator" angesprochen. Ein
virtueller Artikulator ist eine dreidimensionale virtuelle Darstellung
der oberen und unteren Dentalbögen
in räumlicher
Beziehung zueinander und weist Bewegungseinschränkungen auf. Ein „virtueller
Okklusor" ist eine
dreidimensionale virtuelle Darstellung der oberen und unteren Dentalbögen in räumlicher
Beziehung zueinander. Es versteht sich, dass ein oberer oder unterer
Bogen ein vollständiger
Bogen oder ein Abschnitt eines Bogens sein kann. Es versteht sich auch,
dass, obwohl sich die bevorzugte Ausführungsform auf den Entwurf
und die Herstellung einer Prothese bezieht, ein Implantat unter
Verwendung des beschriebenen Systems und Verfahrens leicht entworfen
und hergestellt werden kann.
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1 zeigt
einen mechanischen Artikulator. Der obere Abschnitt 30 repräsentiert
den Oberkiefer eines Patienten. Der untere Abschnitt 32 repräsentiert
den Unterkiefer eines Patienten. Die beiden sind durch eine Stange 34 getrennt,
die eine Einschneidestange genannt wird. Ein Drehknopf 36 an
der Stange kann die oberen und unteren Abschnitte dichter zusammen
oder weiter auseinander bringen. An jedem der oberen und unteren
Abschnitte gibt es einen kleinen, runden Tisch, der Positionierplatte 38a und 38b genannt
wird. Diese Platten sind dort, wo jedes der Dentalmodelle, die den
oberen Bogen und den unteren Bogen repräsentieren, platziert werden.
Die oberen und unteren Abschnitte sind durch Gelenke 40a und 40b ebenfalls
verbunden, die die Kondylen repräsentieren,
die die oberen und unteren Mandibulae miteinander verbinden und
die Kondylarbewegung reproduzieren.
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Dentalmodelle, die mit Eindrücken abgenommen
und in Dentalstein gegossen sind, wie jene, die in 2 zu sehen sind, werden auf der Maschine entweder
zur Überprüfung und
Diagnose oder zum Konstruieren dentaler Anwendungen platziert.
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Ein virtueller Artikulator wird entweder
von einem mechanischen Artikulator oder mit Daten aufgebaut, die
direkt vom Patienten genommen sind. Wenn die Daten vom mechanischen
Artikulator genommen sind oder von physischen Dentalmodellen, wird
jeder der Dentalbögen
gescannt, um digitale Daten bereit zu stellen, die den Bissabdruck
darstellen. Um einen Bogen hinsichtlich des anderen zu referenzieren,
wird ein Gegenstand, der ein externes Referenziersystem darstellt,
auf jedem der Dentalbögen platziert.
Dies erfolgt durch Platzieren eines formbaren Material zwischen
den Bögen
und einem Herunterdrücken
darauf, um sie in einer Okklusionsstellung zu platzieren, indem
ein Bissabdruck festgehalten wird, wie in 3 zu sehen. Referenzmarkierungen wie
Kugeln werden verwendet, um als externes Referenzsystem zu dienen.
Die Kugeln, die von den beiden Bögen
hervorstehen, liegen nicht in derselben Ebene. Jeder Bogen wird
digitalisiert mit und ohne Referenziersystem (4 – 4D). Das Referenziersystem
wird zur Verbindung zwischen den beiden Bögen. Übergangsmatrizen werden von
einer Markierung zur anderen berechnet, um die virtuelle Darstellung
der Dentalbögen
im Hinblick aufeinander zu positionieren.
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Die verwendeten Referenzmarkierungen müssen keine
Kugeln sein. Irgendein Polyeder kann verwendet werden, so lange
es immer wenigstens drei sichtbare Flächen von jedem Punkt im Raum
aus gibt. Im Fall von Kugeln erlauben unterschiedliche Durchmessergrößen jede
Kugel zu identifizieren und gesondert zu referenzieren, falls erforderlich.
Wenn die Kugeln digitalisiert sind, wird der Mittelpunkt jeder Kugel
sowie ihr Durchmesser bestimmt. Weiterhin können die Referenzmarkierungen
Ultraschall, magnetische Emitter, passive Reflektoren, usw. sein.
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5 zeigt
eine schematische Darstellung eines mechanischen Artikulators. In
dem mechanischen Artikulator ist das Verhältnis zwischen den Gelenken,
die die Kondylen 40a und 40b repräsentieren,
und den Armen, auf denen die Dentalbögen 30 und 32 ruhen,
bekannt. Um die virtuellen Dentalbögen angemessen innerhalb des
virtuellen Artikulators zu platzieren, ist es erforderlich, das
räumliche
Verhältnis
zwischen den Bögen
und den Armen des mechanischen Artikulators zu finden. Dies erfolgt
unter Einsatz von Übertragungsplatten.
Die Dentalbögen werden
auf Positionierplatten 38a und 38b befestigt, die
selbst an den Armen des mechanischen Artikulators befestigt sind.
Wenn wir die mechanischen Eigenschaften des Artikulators als konstant
und bekannt berücksichtigen,
können
wir die Stellung und Orientierung der Positionierplatten als bekannt
betrachten. Das heißt,
wir können
die Position und Orien tierung der Ebenen, die durch die Arme des
mechanischen Artikulators geformt sind, hinsichtlich der Rotationsachse
der Gelenke (Artikulation) zu den Positionierplatten und daher zu
den Dentalbögen
beziehen. Dies führt
zu der Stellung und Orientierung der Dentalbögen hinsichtlich des mechanischen
Aritkulators. Um die Dentalbögen
im Raum hinsichtlich der Positionierplatten neu zu positionieren,
wird eine Übertragungsplatte
verwendet.
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Das Grundprinzip besteht im Platzieren
der Positionierplatten, die die Bögen auf einer Transferplatte
abstützen,
die dieselben Parameter und Eigenschaften wie der mechanische Artikulator
hat. Die Transferplatten haben dieselben Nieten wie die Artikulatorarme,
auf denen die Positionierplatten platziert werden. Wir betrachten
die Stellung der Nieten hinsichtlich der Transferplatten als bekannt.
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Die Übertragungsplatten weisen Referenzmarkierungen
auf, wie in 6A zu sehen.
Die Ebenen, die durch jede Referenzmarkierung gehen, sind bekannt.
Auch sind die Ebenen bekannt, in denen die Übertragungsplatte liegt und
die Positioniernieten 48 liegen im Hinblick auf die Ebenen,
die durch jede Referenzmarkierung gehen. Daher ist die Stellung
der Arme des mechanischen Artikulators im Hinblick auf das Zentrum
jeder Markierung bekannt. Durch Digitalisieren der Dentalbögen auf
der Übertragungsplatte mit
jeder Referenzmarkierung, wie in 6B gezeigt, ist
das räumliche
Verhältnis
zwischen den Dentalbögen
und den Armen des mechanischen Artikulators bekannt. Es ist dann
möglich,
die virtuellen Dentalbögen
innerhalb des virtuellen Artikulators zu orientieren und positionieren.
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Die für die Übertragungsplatte verwendeten Referenzmarkierungen
können
Kugeln oder Polyeder sein, die drei Seiten von allen Punkten im
Raum aus zu allen Zeiten sichtbar haben. Im Fall von Kugeln erlauben
unterschiedliche Durchmesser dem System die Orientierung der Platte
im Raum automatisch durch Unterscheidung einer Kugel von der anderen
zu erkennen.
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Verschiedene Arten von Übertragungsplatten
können
verwendet werden. Das Prinzip, das auf alle Übertragungsplatten angewendet
wird, ist es die Platte im Raum während der Erfassung der Daten
zu referenzieren. Die Referenzmarkierungen kön nen Ultraschalltransceiver,
passive Emitter, die Licht reflektieren, magnetische Emitter, Encoder
(wie z. B. MOCN), oder andere sein.
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Die Übertragungsplatten können standardisiert
oder personalisiert sein. Für
Standardplatten sind die Dimensionen vordefiniert und vorkalibriert. Die
Referenzmarkierungen werden auf der Konstruktion der Platte fixiert.
Bei personalisierten Platten hat der Anwender die Möglichkeit,
die Übertragungsplatte
zu editieren. Z. B. kann die Stellung der Referenzmarkierungen angepasst
werden. Damit soll die Verwendung von Platten in abnormen klinischen
Situationen ermöglicht
werden, wo ein Modell insbesondere nicht in Linie ist oder abnormal
groß hinsichtlich
der Positionierplatten ist. Die Referenzmarkierungen können dann
auf verschiedenen Höhen
gesetzt werden und das Digitalisierwerkzeug kann dann als Kalibrierwerkzeug
für die Übertragungsplatte
verwendet werden.
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Die Daten, die zur Erzeugung des
virtuellen Artikulators erforderlich sind, können auch direkt vom Patienten
genommen werden. Solche Daten können von
medizinischen Bildern wie Röntgenaufnahmen und
Computer-Tomographie Scans zusammengetragen werden. Ein Digitalisieren
kann auch direkt vom Mund des Patienten erfolgen, wobei die Daten
direkt auf einen Computer übertragen
werden. Die Daten können
auch von statistischen Durchschnitten verschiedener Bevölkerungsgruppen
kommen. Auch der Gesichtsbogen kann verwendet werden, um Daten zu
erhalten. Sensoren wie optische oder anders geartete können innerhalb
des Mundes platziert werden, um die Physiologie der Dentalbögen zu erfassen.
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Das beschriebene Verfahren und System
erlaubt die Kombination verschiedener Datenerfassungsverfahren.
Z. B. können
genauere Daten, die von physischen Dentalmodellen erhalten wurden,
mit 3D Rekonstruktionen integriert werden, die auf medizinischen
Bildinformationen beruhen, durch Bestimmen der Stellungen, die die
Unterschiede zwischen den zwei Datensätzen minimieren.
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Das Ergebnis der Datenerfassung ist
in 7 zu sehen. Ein virtuelles
Modell eines Dentalbogens ist gezeigt mit Zähnen, die an den entsprechenden
Stellen fehlen, und mit der korrekten Morphologie jedes Zahns und
Gummiteils.
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8 zeigt
eine virtuelle Darstellung eines Artikulators mit einem Positioniertisch,
bevor die Dentalbögen
darauf platziert werden. 9 zeigt eine
Seitenansicht eines virtuellen Artikualtors mit den virtuellen Dentalbögen auf
den Positioniertischen.
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Ist der virtuelle Artikulator einmal
erzeugt, haben wir ein virtuelles dreidimensionales Modell eines
oberen Dentalbogens und eines unteren Dentalbogens eines Patienten
einschließlich
der Daten, die ein Bewegungszwang zwischen den oberen und unteren
Dentalbögen
definieren, wie in der Figur gezeigt. Algorithmen werden für die mathematische Modellierung
der Geometrie und Formen der Objekte, die eine Gelenkverbindung
oder Artikulation einer Person bilden sowie ihre jeweilige Stellung
und Orientierung im Raum verwendet.
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Verschiedene Parameter, die im Modell
umfasst sind, sind die Kondylarneigung, die Höhe und der Abstand der Kondylen,
seitlicher Abstand, der Bennett-Winkel, der Guichet-Kegel, die Inzisionsneigung,
die Stellung der Positioniertische, die Einstellung der Einschnittstange
usw. Klinische Parameter wie die Form der Dentalbögen und
die Stellung der Bögen
innerhalb der Artikulation werden auch berücksichtigt. Erzeugte Bewegungen
wie eine Linksseitigkeit, Rechtsseitigkeit, eine Propulsion der
Mandibula, Retropulsion der Mandibula und freie Bewegung werden
auch durch Algorithmen modelliert. 10 und 11 zeigen Bildschirmdarstellungen,
die zeigen, wie der virtuelle Artikulator mit verschiedenen Parametern
eingestellt werden kann.
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Das Modellieren kann den ganzen Kiefer
sowie auch verschiedene Gewebe und Knochen wie Knorpel, Muskeln
und Bänder
umfassen und kennzeichnet sie hinsichtlich Dichte, Muskeltonus,
Laxheit der Bänder
usw.
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Simulationen der Artikulation können erfolgen.
Eine Simulation umfasst die Reproduktion der Kinematik, die bei
den üblichen
Bewegungen auftritt, die von einem Kiefer einer Person durchgeführt werden.
Ein Simulationsanalysierer analysiert die entstehenden Kräfte auf
Abschnitten des virtuellen oberen und unteren Bogens während der
Bewegung. Kontaktpunkte zwischen den Zähnen werden identifiziert. Kräfte, die
sich auf die Kontakte beziehen, werden auch identifiziert. Stärke und
Richtung der Kräfte
werden bestimmt und unter Verwendung eventueller Markierungen markiert.
Die Markierungen können viele
Formen einnehmen wie Pfeile, die Vektoren darstellen. Die Pfeile
können
in Richtung, Länge
und Farbe variieren, um zwischen den Kräften, ihrer Orientierung und
ihrer Stärke
zu unterscheiden. 12 zeigt
die Kraftvektoren und Kontaktpunkte an einem Zahn.
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In der virtuellen Umgebung ist es
auch möglich,
die Reihenfolge des Auftretens der Kräfte zu bestimmen. Z. B. welcher
Kontaktpunkt zuerst auftritt und die Zeitdifferenz zwischen zwei
aufeinander folgenden Kontaktpunkten.
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Die beschriebene Modelliermaschine
berücksichtigt
die dynamischen Verhältnisse
zwischen den Dentalbögen
und ihren Antagonisten hinsichtlich der interokklusiven Kurven und
in einem maximal Zustand an Interkuspidation. Sie berücksichtigt
auch die dentalen Verhältnisse
in Folge einer lateralen Exkursion und Propulsion und identifiziert
verschiedene Arten von Interferenz und Defekten in Folge einer relativen
Führung
der Zähne
und die Funktionen jedes Zahns.
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Änderungen
können
auch am virtuellen Dentalmodell gemacht werden. Zähne können entfernt oder
einfach heruntergeschliffen oder getrimmt werden. Simulationen laufen
dann nochmals und die verschiedenen resultierenden Kontakte werden
analysiert. Eine ideale oder zufrieden stellende Änderung wird
aufgrund eines Vergleichs der verschiedenen Simulationen entschieden.
In manchen Fällen
wird die Änderung
gewählt,
die den geringsten potentiellen Schaden am Patienten erfordert.
In anderen Fällen ist
es die Veränderung,
die zum idealsten Ergebnis führt,
die ausgewählt
wird.
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Die Informationen, die durch den
Simulationsanalysierer produziert werden, d. h. die Kontaktdaten,
werden von einem Entwurfsmodul verwendet, um entweder eine virtuelle
Prothese oder eine dentale Modifikation zu entwerfen. Die Änderung
kann an einem Abschnitt eines Bogens oder an einem vollständigen Bogen
sein. Wenn eine virtuelle Prothese entworfen wird, wird sie dann
in das virtuelle dreidimensionale Modell implementiert, um ein modifiziertes
dreidimensionales Modell zu erzeugen, das neue Modell wird simuliert
und die neuen resultierenden Kontakte werden analysiert.
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Mehrere verschiedene Änderungen
können versucht
und simuliert werden, um das beste Ergebnis auszuwählen. Die
verschiedenen Implementierungen werden im System gespeichert und
können bei
Bedarf aufgerufen werden. Sie können
verglichen werden, um eine zufrieden stellende Änderung aus zu wählen. 13 zeigt eine Prothese,
die auf einem Dentalbogen platziert ist, und die Analyse der resultierenden
Kräfte.
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Die Kopplung des virtuellen Artikulators
mit einem Entwurfsmodul erlaubt eine bessere Integration der Prothese
und eines Dentalbogens durch Minimierung der schädlichen Kräfte auf die Prothese (wie seitliche
Kräfte),
wodurch die Langzeithaltbarkeit der Prothese erhöht und die Kosten, die mit
diesen Behandlungsarten verbunden sind, reduziert werden.
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Die Modelliermaschine kann mit einem
Einschränkungsanalyseprogramm
gekuppelt werden, um die Reihenfolge der Kontakte und die Arbeit,
die bei jedem Kontakt erfolgt, zu analysieren. Das kann die Entwicklung
der angewandten Kräfte über die
Zeit auf verschiedene Elemente im Kiefer sowie den eintretenden
Verschleiß bestimmen.
Diese Analyse kann erfolgen unter Einsatz der Finite Elemente Methode.
Dieses Verfahren erlaubt die Berechnung verschiedener vorliegender
Kräfte
sowie der Verteilung interner Einschränkungen.
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Ist einmal eine Veränderung
ausgewählt
und eine virtuelle Prothese entworfen worden, kann ein Fabrikationsmodul
die vom Entwurfsmodul erzeugten Daten zur Herstellung einer tatsächlichen
Prothese verwenden. Das Fabrikationsmodul kann ein Computer unterstütztes Modul
sein.
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Während
in den Blockdiagrammen das System als Ensembles von verschiedenen
Komponenten dargestellt wurde, die miteinander in verschiedener
Datensignalverbindungen kommunizieren, ist es für Fachleute verständlich,
dass die bevorzugten Ausführungsformen
durch eine Kombination an Hardware- und Softwarekomponenten bereit
gestellt sind, wobei einige Komponenten durch eine gegebene Funktion
oder Operation eines Hardware- oder Softwaresystems implementiert
sind, und viele der dargestellten Datenwege durch eine Datenkommunikation
innerhalb einer Computeranwendung oder eines Betriebssystems implementiert
sind. Die illustrierte Struktur ist damit für die Effektivität der Erläuterung
der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform bestimmt.
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Es ist zu bemerken, dass die vorliegende Ausführung als
ein Verfahren ausgeführt
werden kann, oder in einem System, einem Computer lesbaren Medium
oder einem elektrischen oder elektromagnetischen Signal verkörpert sein
kann.
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Es versteht sich, dass vielfältige Modifikationen
hierzu für
den Fachmann offensichtlich sind. Demgemäß sollte die obige Beschreibung
und die zugehörigen
Figuren als Erläuterung
der Erfindung verstanden werden und nicht in einem beschränkenden
Sinn. Es versteht sich ferner, dass beabsichtigt ist, jegliche Veränderungen,
Verwendungen oder Anpassungen der Erfindung abzudecken, die im Allgemeinen
den Grundsätzen
der Erfindung folgen und solche Abweichungen von der vorliegenden
Offenbarung umfassen, wie sie in der bekannten oder üblichen
Praxis im Stand der Technik vorkommen, auf die sich die Erfindung
bezieht, und wie sie auf die wesentlichen Merkmale, wie sie hier
oben ausgeführt worden
sind, angewendet werden und wie es sich aus dem Schutzbereich der
nachfolgenden Ansprüche
ergibt.