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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Modell zum Erstellen eines dreidimensionalen
Abdrucks eines Zahnbogenbereichs, welcher eine Zahnprothese aufnehmen
soll. Genauer gesagt betrifft die Erfindung ein Modell, welches
das Erstellen eines dreidimensionalen Abdrucks ermöglicht,
der anschließend digitalisiert
wird, um durch Berechnen die Form einer Prothese zu bestimmen und
anschließend
die Prothese mittels einer digital gesteuerten Werkzeugmaschine
zu bearbeiten.
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Zur
Herstellung einer Zahnprothese, beispielsweise einer Krone oder
einer Brücke,
beginnt der Kieferchirurg mit der Vorbereitung des Zahns oder der
Zähne,
welche zum Halten der Prothese dienen sollen, indem er diese Zähne abschleift
und daraus einen oder mehrere sogenannte Stümpfe formt.
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Anschließend erfolgt
mittels eines weichen Materials das Abnehmen eines Abdrucks der
Gesamtheit des betreffenden Kiefers oder lediglich eines Teils des
Zahnbogens dieses Kiefers, welcher den Bereich aufweist, in den
die Prothese eingesetzt werden soll. Gleichermaßen wird mittels eines weichen
Materials ein Abdruck, und eventuell ein Bissabdruck, des anderen
Kiefers oder eines Zahnbogenbereichs des anderen Kiefers abgenommen,
der demjenigen Bereich gegenüberliegt,
der die Prothese aufnehmen soll. Ausgehend von diesen in dem weichen
Material gebildeten Abformungen, erstellt ein Zahntechniker ein
Modell, welches das Zahnfleisch, die Zähne und die präparierten
Stumpf nachbildet, durch Gießen
eines Materials auf Gipsbasis in die zuvor erstellten Abdrücke. Anschließend wird eine
Sockelplatte aus einem Material auf Gipsbasis gegossen. Stifte,
welche in den Abguss eingeschlossen wurden und über diesen hinaus ragen, erstrecken
sich weiter in die Sockelplatte. Diese Stifte sind derart bearbeitet,
dass sie aus der Sockelplatte entnommen und wieder in diese eingesetzt
werden können.
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Der
Zahntechniker schneidet anschließend den Bereich aus, der die
Prothese aufnehmen soll und im Falle einer Krone einen Stumpf bzw.
im Falle einer Brücke
zwei voneinander durch einen Hohlraum beabstandete Stumpf aufweist.
Dieses Trennen erfolgt durch ein im Wesentlichen quer zum Zahnbogen
durchgeführtes
Sägen der
Sockelplatte des Abgusses.
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Nach
dem herkömmlichen
Verfahren zur Herstellung einer Prothese entnimmt der Zahntechniker
den Teil des Abgusses, welcher die Prothese aufnehmen soll, und
erstellt eine Prothese darauf. Im Verlauf dieser Erstellung kann
er diesen Teil des Abgusses wieder auf dem Modell positionieren,
um die Übereinstimmung
des Prothesenaufbaus mit den Abbildungen der benachbarten Zähne sowie
der gegenüberliegenden
Zähne zu
prüfen,
wenn er diesen den Modellen der beiden Kiefer gegenüberstellt.
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Bei
der Herstellung einer Prothese unter Verwendung einer dreidimensionalen
Erfassung der Form mittels eines mechanischen Sensors oder mittels
eines optischen Sensors, um die erhaltene Erfassung derart zu bearbeiten,
dass die Prothese vor ihrer maschinellen Bearbeitung durch Berechnen
erstellt wird, besteht das Problem der Erstellung eines Abdrucks
in sowohl mechanisch, als auch optisch schlecht zugänglichen
Bereichen, beispielsweise die zwischen den Zähnen befindlichen Bereiche.
Es ist somit möglicherweise
insbesondere schwierig, die Form der Wand der Zähne, welche auf Seiten des Stumpfs
liegen, oder der benachbarten Zähne
zu erfassen, deren Position durch ein optisches System nicht erreichbar
ist.
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Die
Dokumente
WO 98/52491 ,
US3 704 519 und
US 5 486 152 beschreiben
ein Modell für
das Erstellen eines dreidimensionalen Abdrucks eines Zahnbogenbereichs,
mit einem Abguss des betreffenden Zahnbogens, der an einer Sockelplatte
(
5) angebracht ist, wobei der Teil des Abgusses, welcher die
Prothese aufnehmen soll, von dem Rest des Abdrucks getrennt wird
und lösbar
sowie durch Stifte genau repositionierbar an der Sockelplatte angebracht
ist, bei dem jeder Zahnabdruck oder jeder Zahnbogenbereich, der
einen Zahnabdruck enthält, der
an eines der Enden desjenigen Teils angrenzt, der für die Aufnahme
der Prothese bestimmt ist, auch einerseits von demjenigen Teil des
Abgusses, der für die
Aufnahme der Prothese bestimmt ist, und andererseits von dem angrenzenden
Bereich, der zum Rest des Abdrucks gehört, getrennt ist und auf abnehmbare
und präzise
wieder anbringbare Weise mit Hilfe von Stiften auf der Sockelplatte
montiert ist.
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Das
Dokument
US-A-5 938
446 beschreibt ein Verfahren zum Erstellen eines dreidimensionalen Abdrucks
eines Zahnbogens, wobei ein in mehrere lösbare Teile geschnittenes Modell
verwendet wird, wobei das aus dem Dokument D4 bekannte Verfahren
die folgenden Schritte umfasst:
Positionieren des Modells gegenüber der
Vorrichtung zum Erfassen der Form des Zahnbogenbereichs, welcher
die Prothese aufnehmen soll,
aufeinanderfolgendes Isolieren
jedes der lösbaren Teile
des Modells von den lösbaren
benachbarten Teilen, welche die Formerfassung behindern könnten, und
getrenntes einzelnes Erfassen der Form jedes derart isolierten Teils,
und
Nachbilden der Form der Gesamtheit des Zahnbogenbereichs
anhand der verschiedenen Erfassungen (s. D4, Sp. 4, Zeilen 17–28).
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Anfertigung
eines dreidimensionalen Abdrucks eines Zahnbogenbereichs unter Verwendung
eines Modells des vorgenannten Typs zu schaffen, welches die vollständige Zugänglichkeit sämtlicher
Flächen
eines Abgusses im Prothesenaufnahmebereich gewährleistet, ohne eine zusätzliche
Arbeit seitens eines Zahntechniklabors zu erfordern, und wobei ein
Verfahren eingesetzt wird, welches die Zahntechniklabors vollständig beherrschen.
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Zu
diesem Zweck betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Anfertigung
eines dreidimensionalen Abdrucks eines Zahnbogenbereichs, unter
Verwendung eines Modells, enthaltend einen Abguss (2) des betreffenden
Zahnbogens, der auf einer Sockelplatte (5) montiert ist,
wobei derjenige Teil des Ab gusses, der für die Aufnahme der Prothese
bestimmt ist, vom Rest des Abgusses getrennt ist und auf abnehmbare und
präzise
wieder anbringbare Weise mit Hilfe von Pins auf der Sockelplatte
montiert ist, bei dem jeder Zahnabdruck oder jeder Zahnbogenbereich,
der einen Zahnabdruck enthält,
der an eines der Enden desjenigen Teils (3) angrenzt, der
für die
Aufnahme der Prothese bestimmt ist, auch einerseits von demjenigen
Teil (3) des Abgusses, der für die Aufnahme der Prothese
bestimmt ist, und andererseits von dem angrenzenden Bereich, der
zum Rest des Abdrucks gehört,
getrennt (6, 8, 9) ist und auf abnehmbare
und präzise
wieder anbringbare Weise mit Hilfe von Pins auf der Sockelplatte
montiert ist, das darin besteht:
das vollständige Modell (2) der
Vorrichtung zur Erfassung der Form des Zahnbogenbereichs, der für die Aufnahme
der Prothese bestimmt ist, gegenüberliegend
anzuordnen,
diejenigen Stellen zu identifizieren, deren Formerfassung
sich in diesem Zustand schwer oder unmöglich realisieren lässt,
in
Abhängigkeit
der vorhergehenden Identifizierung diejenigen Teile des Abgusses
abzunehmen, die an den Bereich angrenzen, der für die Aufnahme der Prothese
bestimmt ist, bevor eine Erfassung der Form dieses Bereichs realisiert
wird, und/oder denjenigen Teil (3) des Abgusses des Bereiches
abzunehmen, der für
die Aufnahme der Prothese bestimmt ist, bevor eine Erfassung der
Form zumindest eines der Teile des Abgusses, der an diesen Bereich
angrenzt, realisiert wird,
anschließend die Form desjenigen Bereichs
(10) des Zahnbogens, dessen Form zu erhalten ist, ausgehend
von den verschiedenen, durchgeführten
Formerfassungen nachzubilden.
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Der
Anwender beginnt, indem er den Bogen, dessen Form er erfassen will,
mit dem die Prothese aufnehmenden Bereich in dem Messsystem anordnet.
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Anschließend werden
die Schwierigkeit des Zugangs zu den verschiedenen Bereichen, deren Form
erfasst werden soll, analysiert.
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Nach
einem einfachen Ausführungsbeispiel erfolgt
das Trennen des Teils des Abgusses, welcher die Prothese aufnehmen
soll, und der benachbarten Teile von dem Rest des Abgusses durch
im Wesentlichen senkrecht zum Zahnbogen erfolgendes Sägen eines
fest mit dem Abguss verbundenen Sockels, der ohne Verbindung mit
der Sockelplatte auf dieser ruht.
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Bei
diesem Modell handelt es sich um das Modell, das zur Anfertigung
eines dreidimensionalen Abdrucks sei es mittels eines mechanischen
Tasters oder eines optischen Sensors verwendet wird. Die Ergebnisse
der Messung werden digitalisiert, bevor eine Verarbeitung durchgeführt wird,
welche das Bestimmen der Kontur der Prothese ermöglicht.
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Nach
einer Möglichkeit
besteht das erfindungsgemäße Verfahren
darin, eine erste Erfassung der Gesamtheit des Zahnbogenbereichs
durchzuführen,
dessen Form erhalten werden soll, um so die Stellen zu identifizieren,
an denen das Erfassen der Form im gegebenen Zustand schwierig oder
unmöglich
ist.
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Die
Analyse der Zugangsschwierigkeiten kann auf unterschiedliche Weise
erfolgen: durch den Anwender, der die Grenzen des Abdruckanfertigungssystems
kennt, durch das Abdruckanfertigungssystem mittels einer automatischen
Erkennungsvorrichtung, beispielsweise einem zweidimensionalen Video
oder einer schnellen dreidimensionalen Vorabmessung, oder durch
den Anwender mit Unterstützung
durch in dem Abdruckanfertigungssystem enthaltener Analyseeinrichtungen.
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Am
Ende dieser Analysephase sind die unzugänglichen Bereiche identifiziert.
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Das
Verfahren besteht anschließend
in der Bestimmung der Strategie der aufeinanderfolgenden Formerfassungen,
das heißt,
der Reihenfolge, in welcher die unterschiedlichen Teile des Abgusses
demontiert und die verschiedenen Abdrucknahmen durchgeführt werden.
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Die
Strategie kann auf verschiedene Weise festgelegt werden:
durch
den Anwender, der die Grenzen des Abdruckanfertigungssystems kennt,
durch
das Abdruckanfertigungssystem mit Hilfe eines geeigneten Algorithmus,
oder
durch den Anwender mit Unterstützung
durch in dem Abdruckanfertigungssystem enthaltene Simulationseinrichtungen.
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Anschließend erfolgt
die Anfertigung des Abdrucks selbst durch Anwenden der festgelegten
Strategie, das heißt,
unter Demontieren der Teile des Zahnbogens, welche eine Unzugänglichkeit
benachbarte Teile bewirken, und unter Messen der solchermaßen zugänglich gemachten
Teile. Danach werden die zuvor abgenommenen Teile unter Anwendung des
gleichen Prinzips wieder angebracht, bis die vollständige Messung
erfolgt ist.
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Zu
diesem Zweck umfasst das erfindungsgemäße Verfahren die Steuerung
der Abdruckanfertigungsvorrichtung, so dass diese
den Anwender über ein
ausstehendes Lösen und/oder
Wiederanbringen eines Zahnbogenteils informiert,
eine Abdrucknahme
aussetzt, um ein Lösen
eines Zahnbogenteils zu ermöglichen,
die
Messung nach dem Lösen
wieder aufnimmt, und
die Form des Zahnbogenbereichs, dessen
Form zu ermitteln ist, anhand der verschiedenen durchgeführten Formerfassungen
nachbildet.
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Die
Erfindung ist anhand der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme
auf die beigefügte schematische
Zeichnung besser verständlich,
welche in Draufsicht ein Ausführungsbeispiel
des Modells zeigt:
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1 ist
eine Draufsicht auf ein Gipsmodell, das einem Teil eines Kiefers
entspricht;
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2 ist
eine perspektivische Darstellung mit einer Angabe des Bereichs,
dessen optische Erfassung durchgeführt werden soll;
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3 und 4 sind
zwei perspektivische Darstellungen, jeweils im Verlauf zweier Phasen
der dreidimensionalen Formerfassung.
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1 zeigt
ein Modell eines Kieferbereichs bestehend aus einem Gipsmodell 2 einer
bestimmten Anzahl von Zähnen,
darunter einem zur Aufnahme einer Krone vorgesehenen Stumpf 3.
Der Gipsabguss weist einen Sockel 4 auf, welcher auf einer
Sockelplatte 5 ruht. Wie dies in der Zeichnung dargestellt
ist, ist der Teil des Abgusses, welcher den Stumpf 3 umfasst,
von den benachbarten Teilen durch zwei im Wesentlichen quer zu dem
von dem Kiefer gebildeten Bogen verlaufende Schlitze 6 getrennt.
Da der Sockel 4 nicht an der Sockelplatte 5 haftet,
ist es möglich,
den Teil, welcher den Stumpf 3 aufweist, abzunehmen, wie
dies in der 4 dargestellt ist, wobei dieser
Teil aufgrund von in der Zeichnung nicht dargestellten Stiften,
welche in zwei Löchern 7 in
der Sockelplatte sitzen, genau wieder angebracht werden kann. Einschnitte 8 und 9 sind
einerseits auf der abgewandten Seite des dem Stumpf 3 benachbarten
Zahns an der hinteren Seite des Kiefers und andererseits am anderen
Ende einer Gruppe von drei Zähnen
vorgesehen, welche im vorderen Bereich des Kiefers sitzen. Die beiden
durch die Schlitze 6, 8 bzw. 6, 9 begrenzten
Teile können
unabhängig
voneinander entnommen und mittels eines Stiftsystems präzise wieder
positioniert werden, wie dies bei dem den Stumpf 3 aufweisenden
Abgussteil der Fall ist.
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Es
ist bei der Betrachtung der 2 festzustellen,
dass die Bereiche zwischen dem Stumpf und den beiden benachbarten
Zähnen
sehr schmal sind, so dass es schwierig bis unmöglich ist, eine korrekte Abdruckerstellung
der Flächen
des Stumpfs durchzuführen,
welche den beiden benachbarten Zähnen
zugewandt sind, sowie der dem Stumpf zugewandten Flächen der
benachbarten Zähne.
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Zunächst erfolgt
eine Identifizierung des Bereichs, dessen Abdruckerstellung durchgeführt werden
soll. Dieser mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnete Bereich
ist in 2 durch strichpunktierte Linien angegeben. Wie
in der 3 dargestellt, erfolgt sodann das Lösen der
beiden Zahngruppen, welche zu beiden Seiten des Stumpfs 3 angeordnet
sind, um mit der Erfassung der Form des Stumpfs zu fortzufahren, welcher
nun vollständig
zugänglich
ist. Die beiden dem Stumpf benachbarten Zahngruppen werden wieder
angebacht, worauf der Stumpf abgenommen wird, wie dies in 4 dargestellt
ist. Anschließend werden
die benachbarten Zähne
und die Sockelplatte vermessen, woraufhin durch Berechnen die algorithmische
Rekonstruktion vollständigen
Formerfassung des Bereichs 10 unter Auslassung der Sockelplatte
durchgeführt
wird.
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Nach
der erfolgten Erfassung ist es möglich, zur
Bestimmung der Form der Prothese überzugehen, welche auf den
Stumpf 3 aufgesetzt werden soll.
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Wie
aus dem Vorhergehenden ersichtlich, bewirkt die Erfindung eine erhebliche
Verbesserung der bestehenden Technik, indem sie ein Modell von einfachem
Aufbau schafft, das durch ein ebenfalls einfaches Verfahren erstellbar
ist, welches eine dreidimensionale Erfassung sämtlicher Teile des Modells ermöglicht,
welches eine Prothese aufnehmen soll. Die Erstellung des Modells
und die Umsetzung des entsprechenden Verfahrens erfolgen unter Beachtung
der auf dem Gebiet der Zahnprothetik bekannten fachlichen Regeln.