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Patents

  1. Advanced Patent Search
Publication numberDE69818045 T2
Publication typeGrant
Application numberDE1998618045
PCT numberPCT/US1998/012861
Publication date3 Jun 2004
Filing date19 Jun 1998
Priority date20 Jun 1997
Also published asCA2292533A1, CA2292533C, CA2654854A1, CA2654854C, CA2779470A1, CA2779470C, CN1260698A, CN1307947C, CN101006940A, CN101006940B, CN101006941A, CN101006941B, CN101006942A, CN101006942B, CN101006943A, CN101006943B, CN101011295A, CN101011295B, DE10009190T1, DE10009191T1, DE69841243D1, DE69842247D1, EP0989828A1, EP0989828B1, EP1369091A1, EP1369091B1, EP1929974A2, EP1929974A3, EP2263598A1, EP2263598B1, EP2263598B2, EP2263599A1, EP2263599B1, EP2295003A1, EP2295003B1, EP2295004A1, EP2295004B1, EP2295005A1, EP2295005B1, EP2298227A1, US5975893, US6210162, US6217325, US6398548, US6626666, US6629840, US6699037, US7134874, US7474307, US8105080, US8562340, US20010002310, US20010006770, US20010008751, US20010009753, US20040110110, US20040166456, US20060286501, US20120244488, WO1998058596A1
Publication number1998618045, 98618045, DE 69818045 T2, DE 69818045T2, DE-T2-69818045, DE1998618045, DE69818045 T2, DE69818045T2, DE98618045, PCT/1998/12861, PCT/US/1998/012861, PCT/US/1998/12861, PCT/US/98/012861, PCT/US/98/12861, PCT/US1998/012861, PCT/US1998/12861, PCT/US1998012861, PCT/US199812861, PCT/US98/012861, PCT/US98/12861, PCT/US98012861, PCT/US9812861
InventorsMuhammad Chishti, Brian Freyburger, Apostolos Lerios, Richard Ridgley, Kelsey Wirth
ApplicantAlign Technology, Inc., Redwood City
Export CitationBiBTeX, EndNote, RefMan
External Links: DPMA, Espacenet
Verfahren und system für auf inkrementale weise bewegende zähne Method and system for incrementally moving teeth as translated from German
DE 69818045 T2
Abstract  available in
Claims(26)  translated from German
  1. Verfahren zur Erzeugung eines digitalen Datensatzes, der eine schließliche Zahnanordnung darstellt, wobei das Verfahren aufweist: ein anfänglicher digitaler Datensatz wird zur Verfügung gestellt, der eine anfängliche Zahnanordnung darstellt; A method for generating a digital data set representing a final tooth arrangement, said method comprising: an initial digital data set is provided, which represents an initial tooth arrangement; ein visuelles Bild aufgrund des anfänglichen Datensatzes wird dargestellt; a visual image due to the initial data set is presented; das visuelle Bild wird manipuliert, um individuelle Zähne in dem visuellen Bild zu repositionieren; the visual image is manipulated to reposition individual teeth in the visual image; und ein schließlicher digitaler Datensatz wird erzeugt, der die schließliche Zahnanordnung mit repositionierten Zähnen darstellt, wie sie in dem Bild zu beobachten sind. and an eventual digital data is generated, which is the final tooth arrangement with repositioned teeth as they can be observed in the image.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt zur Bereitstellung eines digitalen Datensatzes, der eine anfängliche Zahnanordnung darstellt, das Abtasten eines dreidimensionalen Modells von Zähnen eines Patienten umfasst. The method of claim 1, wherein the step of providing a digital data set representing an initial tooth arrangement, the scanning of a three-dimensional model of teeth of a patient comprising.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Manipulationsschritt aufweist: Grenzen von zumindest einigen der einzelnen Zähne werden festgelegt; The method of claim 2, wherein the manipulation step comprises: boundaries of at least some of the individual teeth are fixed; und zumindest einige der Zahngrenzen werden relativ zu den anderen Zähnen in einem Bild auf der Grundlage des digitalen Datensatzes bewegt. and at least some of the tooth boundaries are moved relative to the other teeth in an image based on the digital data set.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, um mehrere digitale Datensätze zu erzeugen, die eine Serie von diskreten Zahnanordnungen darstellen, die von einer anfänglichen zu einer schließlichen Anordnung voranschreiten, wobei das Verfahren ferner aufweist: mehrere aufeinanderfolgende digitale Datensätze werden auf der Grundlage der bereitgestellten digitalen Datensätze erzeugt, wobei die mehreren der digitalen Datensätze eine Serie bzw. Reihe von aufeinanderfolgenden Zahnanordnungen darstellen, die von der anfänglichen Zahnanordnung zu der schließlichen Zahnanordnung voranschreiten. The method of claim 1, to produce a plurality of digital data sets representing a series of discrete tooth arrangements progressing from an initial to a final arrangement, said method further comprising: a plurality of successive digital data sets are generated based on the provided digital data sets, wherein the plurality of digital data sets represent a series or series of successive tooth arrangements progressing from the initial tooth arrangement to the final tooth arrangement.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Schritt zum Bereitstellen eines digitalen Datensatzes, der eine anfängliche Zahnanordnung darstellt, das Scannen eines dreidimensionalen Modells von Zähnen eines Patienten umfasst. The method of claim 4, wherein the step of providing a digital data set representing an initial tooth arrangement, scanning a three-dimensional model of teeth of a patient comprising.
  6. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Schritt zum Bereitstellen eines digitalen Datensatzes, der eine schließliche Zahnanordnung darstellt, aufweist: Grenzen über zumindest einige der einzelnen Zähne werden festgelegt; The method of claim 4, wherein the step of providing a digital data set representing a final tooth arrangement comprises: limits on at least some of the individual teeth are fixed; und zumindest einige der Zahngrenzen werden relativ zu Zähnen in einem Bild auf der Grundlage des digitalen Datensatzes bewegt, um den schließlichen Datensatz zu erzeugen. and at least some of the tooth boundaries are moved relative to teeth in an image based on the digital data set to produce the final data set.
  7. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Schritt zum Erzeugen mehrerer aufeinanderfolgender digitaler Datensätze umfasst, das Positionsunterschiede zwischen dem anfänglichen Datensatz und dem schließlichen Datensatz bestimmt werden und die Unterschiede interpoliert werden. The method of claim 4, wherein the step of generating a plurality of successive digital data sets comprises the positional differences between the initial data set and the final data set are determined and the differences are interpolated.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Interpolationsschritt eine lineare Interpolation umfasst. The method of claim 7, wherein the interpolating step comprises linear interpolation.
  9. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Interpolationsschritt eine nicht lineare Interpolation umfasst. The method of claim 7, wherein the interpolating step comprises non-linear interpolation.
  10. Verfahren nach Anspruch 7, das ferner aufweist, das einer oder mehrere Schlüssel- bzw. Lösungsrahmen zwischen der anfänglichen Zahnanordnung und der schließlichen Zahnanordnung festgelegt werden und zwischen den Schlüssel- bzw. Lösungs- oder Ergebnisrahmen interpoliert wird. The method of claim 7, further comprising, on the one or more key frames between the initial tooth arrangement and the final tooth arrangement are set and interpolating between the key frames or solvent or result.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 10, das ferner aufweist, das Vorrichtungen auf der Grundlage von zumindest einigen der erzeugten digitalen Datensätze hergestellt werden. Method according to one of claims 4 to 10, further comprising, the devices are manufactured on the basis of at least some of the produced digital data sets.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Schritt zur Bereitstellung eines digitalen Datensatzes, der eine anfängliche Zahnanordnung darstellt, das Abtasten bzw. Scannen eines dreidimensionalen Modells von Zähnen eines Patienten umfasst. The method of claim 11, wherein the step of providing a digital data set representing an initial tooth arrangement, the scanning a three-dimensional model of teeth of a patient comprising.
  13. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Schritt zur Bereitstellung eines digitalen Datensatzes, der eine schließliche Zahnanordnung darstellt, umfasst: Grenzen von zumindest einigen der einzelnen Zähne werden festgelegt; The method of claim 11, wherein the step of providing a digital data set representing a final tooth arrangement comprises: boundaries of at least some of the individual teeth are fixed; und zumindest einige der Zahngrenzen werden relativ zu den anderen Zähnen in einem Bild auf der Grundlage des digitalen Datensatzes bewegt, um den schließlichen Datensatz zu erzeugen. and at least some of the tooth boundaries are moved relative to the other teeth in an image based on the digital data set to produce the final data set.
  14. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Schritt zum Erzeugen von mehreren aufeinanderfolgenden digitalen Datensätzen die Bestimmung von Positionsunterschieden zwischen dem anfänglichen Datensatz und dem schließlichen Datensatz und die Interpolation zwischen den Unterschieden umfasst. The method of claim 11, wherein the step of generating a plurality of successive digital data sets comprises determining positional differences between the initial data set and the final data set and interpolating between the differences.
  15. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Interpolationsschritt eine lineare Interpolation umfasst. The method of claim 11, wherein the interpolating step comprises linear interpolation.
  16. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Interpolationsschritt eine nicht lineare Interpolation umfasst. The method of claim 11, wherein the interpolating step comprises non-linear interpolation.
  17. Verfahren nach Anspruch 11, das ferner aufweist die Festlegung von einem oder mehreren Schlüssel- bzw. Lösungsrahmen zwischen der anfänglichen Zahnanordnung und der schließlichen Zahnanordnung und das Interpolieren zwischen den zwei Schlüssel- bzw. Lösungs- oder Ergebnisrahmen. The method of claim 11, further comprising defining one or more key frames between the initial tooth arrangement and the final tooth arrangement and interpolating between the two key- or solvent or results framework.
  18. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Herstellungsschritt umfasst: eine Herstellungsmaschine wird auf der Grundlage der aufeinanderfolgenden digitalen Datensätze gesteuert, um aufeinanderfolgende positive Modelle der aufeinanderfolgenden Zahnanordnungen herzustellen; The method of claim 11, wherein the preparation step comprises: a manufacturing machine is controlled based on the successive digital data sets to produce successive positive models of the successive tooth arrangements; und die dentale Vorrichtung wird als ein Negativ des positiven Modells erzeugt. and the dental appliance is generated as a negative of the positive model.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei der Schritt zum Steuern umfasst: ein Volumen eines nicht gehärteten polymeren Harzes wird bereitgestellt; The method of claim 18, wherein the step of controlling comprises: a volume of non-hardened polymeric resin is provided; und ein Laser scannt ab, um das Harz auf der Grundlage des digitalen Datensatzes selektiv zu einer Form zu härten, um das Positivmodell zu erzeugen. and a laser scans in order to cure the resin based on the digital data set selectively to a mold to produce the positive model.
  20. Verfahren nach Anspruch 18, wobei der Erzeugungsschritt das Modellieren bzw. Darstellen am Modell der Vorrichtung über das Positivmodell umfasst. The method of claim 18, wherein the generating step comprises modeling or representing the model of the device over the positive model.
  21. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, das ferner umfasst: eine Herstellungsmaschine wird auf der Grundlage des schließlichen digitalen Datensatzes oder einem der mehreren aufeinanderfolgenden digitalen Datensätze gesteuert, um ein Positivmodell einer modifizierten Zahnanordnung zu erzeugen; Method according to one of claims 1 to 17, further comprising: a manufacturing machine is controlled on the basis of the final digital data set or one of a plurality of successive digital data sets to produce a positive model of a modified tooth arrangement; und eine dentale Vorrichtung wird als ein Negativ des Positivmodells erzeugt. and a dental appliance is generated as a negative of the positive model.
  22. Verfahren nach Anspruch 21, wobei der Schritt zum Steuern umfasst: ein Volumen eines nicht gehärteten polymeren Harzes wird bereitgestellt; The method of claim 21, wherein the step of controlling comprises: a volume of non-hardened polymeric resin is provided; ein Scanner scannt ab bzw. tastet ab, um das Harz auf der Grundlage des digitalen Datensatzes selektiv zu einer Form zu härten, um das Positivmodell zu erzeugen. a scanner from scans or scans, to cure the resin based on the digital data set selectively to a mold to produce the positive model.
  23. Verfahren nach Anspruch 21, wobei der Herstellungsschritt das Darstellen der Vorrichtung am Modell über das Positivmodell umfasst. The method of claim 21, wherein the preparation step comprises displaying the model of the device over the positive model.
  24. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, das ferner aufweist: ein zweiter digitaler Datensatz wird aus dem schließlichen digitalen Datensatz oder einem der mehreren aufeinanderfolgenden digitalen Datensätze erzeugt, wobei der zweite Datensatz ein Negativmodell einer modifizierten Zahnanordnung darstellt; Method according to one of claims 1 to 17, further comprising: a second digital data set is generated from the final digital data set or one of a plurality of successive digital data sets, wherein the second data set represents a negative model of a modified tooth arrangement; und eine Herstellungsmaschine wird auf der Grundlage des zweiten digitalen Datensatzes gesteuert, um eine dentale Vorrichtung zu erzeugen. and a making machine is controlled on the basis of the second digital data set to produce a dental appliance.
  25. Verfahren nach Anspruch 24, wobei der Schritt zum Steuern das selektive härten eines nicht gehärteten Harzes umfasst, um die Vorrichtung zu erzeugen und die Vorrichtung von dem verbleibenden flüssigen Harz zu trennen. The method of claim 24, wherein the step of controlling includes the selective hardening a non-hardened resin to produce the apparatus and to separate the device from the remaining liquid resin.
  26. Verfahren nach Anspruch 24, wobei die Vorrichtung eine polymere Schale bzw. einen polymeren Mantel aufweist, der eine Kavität hat, die geformt ist, um Zähne von einer anfänglichen Zahnanordnung zu der modifizierten Zahnanordnung aufzunehmen und flexibel zu repositionieren. The method of claim 24, wherein the apparatus comprises a polymeric shell and a polymeric shell having a cavity that is shaped to receive teeth from an initial tooth arrangement to the modified tooth arrangement and flexible to reposition.
Description  translated from German
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG BACKGROUND OF THE INVENTION 1 1 . , Gebiet der Erfindung Field of the Invention
  • [0001] [0001]
    Die vorliegende Erfindung ist im Allgemeinen auf das Gebiet der Kieferorthopädie bezogen. The present invention is generally related to the field of orthodontics. Genauer gesagt, ist die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren und System für die inkrementale bzw. schrittweise Bewegung der Zähne aus einer anfänglichen Zahnanordnung in eine schließliche Zahnanordnung bezogen. More specifically, the present invention relates to a method and system for incremental or stepwise movement of the teeth from an initial tooth arrangement is obtained in a final tooth arrangement.
  • [0002] [0002]
    Das neu Positionieren der Zähne aus ästhetischen und anderen Gründen wird herkömmlich durch das Tragen einer üblicherweise so bezeichneten "Zahnspange" erreicht. The new positioning of the teeth for aesthetic and other reasons, it is conventionally achieved by wearing a commonly referred to as "braces". Zahnspangen weisen eine Vielfalt von Vorrichtungen, derart wie Halter, Bogendrähte, Ligaturen und O-Ringe auf. Braces have a variety of devices, such as holders, archwires, ligatures, and O-rings. Das Anbringen der Vorrichtungen an die Zähne eines Patienten ist ein langwieriges und zeitaufwändiges Unternehmen, das viele Termine bei dem behandelnden Kieferorthopäden erfordert. The attachment of devices to a patient's teeth is a tedious and time-consuming business that requires a lot of appointments with the treating orthodontist. Folglich beschränken herkömmliche Kieferorthopädie-Behandlungen die Patienten-Kapazität eines Kieferorthopäden und machen kieferorthopädische Behandlung ziemlich kostspielig. Consequently restrict conventional orthodontic treatments, the patient capacity of Orthodontists and make orthodontic treatment quite expensive.
  • [0003] [0003]
    Vor dem Befestigen der Zahnspange an den Zähnen eines Patienten wird zumindest ein Termin üblicherweise bei dem Kieferorthopäden, Zahnarzt und/oder Röntgenlabor vorgesehen, so dass Durchleuchten und fotografische Aufnahmen der Zähne und der Kieferanordnung des Patienten vorgenommen werden können. Before attaching the braces on the teeth of a patient an appointment is at least usually provided at the orthodontist, dentist and / or X-ray laboratory so that candling and photographic recordings can be made of the teeth and jaw assembly of the patient. Ebenfalls während dieses vorbereitenden Termins oder möglicherweise bei einem späteren Termin wird üblicherweise ein Alginat-Abdruck der Zähne des Patienten angefertigt. Also during this preparatory event or possibly at a later date an alginate impression of the patient's teeth is usually made. Dieser Abdruck sieht ein Modell der Zähne des Patienten vor, das der Kieferorthopäde in Verbindung mit den Durchleuchtungen und fotografischen Aufnahmen verwendet, um einen Behandlungsplan zu formulieren. This imprint provides a model of the patient's teeth using the orthodontist in conjunction with the fluoroscopy and photographic images in order to formulate a treatment plan. Der Kieferorthopäde kann dann üblicherweise einen oder mehrere Termine vorsehen, während welchen die Zahnspange an die Zähne des Patienten angebracht wird. The orthodontist can provide one or more dates then usually, during which the brace is attached to the patient's teeth.
  • [0004] [0004]
    Bei dem Termin, während dem die Zahnspange zuerst angebracht wird, werden die Zahnoberflächen anfänglich mit einer schwachen Säure behandelt. In the date during which the archwire is initially installed, the teeth surfaces are initially treated with a weak acid. Die Säure optimiert die Hafteigenschaften der Oberflächen der Zähne für Halter und Bänder, die mit diesen verbunden werden müssen. The acid optimizes the adhesion properties of the surfaces of the teeth for holders and tapes, which must be connected thereto. Die Halter und Bänder dienen als Anker für andere Vorrichtungen, die später hinzugefügt werden müssen. The brackets and bands serve as anchors for other appliances to be added later. Nach dem Säureschritt werden die Halter und Bänder an den Zähnen des Patienten zementiert, wobei ein geeignetes Bindungsmaterial verwendet wird. After the acid step, the brackets and bands are cemented to the patient's teeth using a suitable bonding material is used. Es werden kann Kraft bewirkende Vorrichtungen hinzugefügt, bis der Zement angeordnet ist. It can be force-causing devices added to the cement is placed. Aus diesem Grund ist es für den Kieferorthopäden üblich, einen späteren Termin vorzusehen, um sicherzustellen, dass die Halter und Bänder gut mit den Zähnen verbunden sind. For this reason, it is common for the orthodontist to provide for an appointment to ensure that the holder and tapes are well connected to the teeth.
  • [0005] [0005]
    Die die Hauptkraft bewirkende Vorrichtung bei einer herkömmlichen Zahnspangenanordnung ist der Bogendraht. The main force causing device in a conventional braces arrangement is the arch wire. Der Bogendraht ist flexibel und wird mittels Schlitzen in den Haltern an den Haltern angebracht. The arch wire is flexible and is attached by means of slots in the brackets on the holders. Der Bogendraht verbindet die Halter miteinander und übt Kräfte auf diese aus, um die Zähne im Laufe der Zeit zu bewegen. The archwire links the brackets together and exerts forces on them to move the teeth over time. Gewundene Drähte oder elasthomerische O-Ringe werden üblicherweise verwendet, um die Anbringung des Bogendrahtes an die Halter zu verstärken. Twisted filaments or elasthomerische O-rings are commonly used to reinforce attachment of the archwire to the bracket. Die Anbringung des Bogendrahtes an die Halter ist im Stand der Technik der Kieferorthopädie als "Ligatur" bekannt und Drähte, die bei diesem Verfahren verwendet werden, werden "Ligaturen" genannt. The attachment of the archwire to the brackets is known as "ligature" in the art of orthodontics and wires that are used in this method are called "ligatures". Die elastomerischen O-Ringe werden "Plastiken" bzw. „Kunststoffe" genannt. The elastomeric O-rings are called "sculptures" and "plastics".
  • [0006] [0006]
    Nachdem der Bogendraht an der Verwendungsstelle ist, werden periodische Termine mit dem Kieferorthopäden erforderlich, während denen die Zahnspange des Patienten durch das Installieren eines unterschiedlichen Bogendrahtes, der unterschiedliche Kraft bewirkende Eigenschaften hat, oder durch Ersetzen oder Befestigen der bestehenden Ligaturen eingestellt wird. After the archwire in place is periodic appointments with the orthodontist will be required, during which the braces of the patient by installing a different archwire different force has causing properties, or adjusted by replacing or fixing the existing ligatures. Üblicherweise werden diese Termine alle drei oder sechs Wochen vorgesehen. Typically, these dates will be provided every three or six weeks.
  • [0007] [0007]
    Wie das Vorstehende veranschaulicht, ist der Gebrauch herkömmlicher Zahnspangen ein langwieriges und zeitaufwändiges Verfahren und erfordert viele Besuche in der Praxis des Kieferorthopäden. As the foregoing demonstrates the use of conventional braces is a tedious and time-consuming process and requires many visits to the practice of Orthodontists. Außerdem ist aus der Sichtweise des Patienten der Gebrauch der Zahnspange unansehnlich, unbequem, verkörpert ein Risiko der Infektion und macht Bürsten, Zahnseidenbehandlung und andere Zahnhygieneverfahren schwierig. Furthermore, from the perspective of the patient, the use of braces unsightly, uncomfortable, represents a risk of infection and makes brushing, flossing and other dental hygiene procedures difficult.
  • [0008] [0008]
    Aus diesen Gründen würde es wünschenswert sein, alternative Verfahren und Systeme zum Repositionieren der Zähne vorzusehen. For these reasons, it would be desirable to provide alternative methods and systems for repositioning of the teeth. Derartige Verfahren und Systeme sollten wirtschaftlich sein und sollten insbesondere den Zeitumfang verringern, der bei den Kieferorthopäden beim Planen und Betreuen jedes einzelnen Patienten erforderlich ist. Such methods and systems should be efficient and in particular should reduce the amount of time required for the orthodontist in planning and supervising each individual patient. Die Verfahren und Systeme sollten ebenfalls akzeptabler für den Patienten sein, insbesondere weniger sichtbar, weniger unbequem, weniger zu Infektionen geneigt, und mehr mit der täglichen Zahnhygiene vereinbar sein. The methods and systems should also be more acceptable to the patient, especially less visible, less uncomfortable, less prone to infection, and more compatible with his daily dental hygiene. Wenigstens einige dieser Aufgaben werden durch die Verfahren und Systeme der vorliegenden Erfindung bewältigt werden, die nachstehend beschrieben wird. At least some of these objectives will be overcome by the methods and systems of the present invention, which is described below.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik 2. Description of the Prior Art
  • [0009] [0009]
    Zahnpositioniereinrichtung zum zu Ende führen kieferorthopädischer Behandlung ist von Kesling in der amerikanischen Zeitschrift für Kieferorthopädie, Gesichts- und Kieferchirurgie (Am. J. Orthod. Oral. Surg.), 31: 297–304 (1945), und 32: 285–293 (1946), beschrieben. Tooth positioner to lead to the end of orthodontic treatment is of Kesling in the American Journal of Orthodontics, Oral and Maxillofacial Surgery, 31 (Am J Orthod Oral Surg....): 297-304 (1945), and 32: 285-293 ( 1946) is described. Der Gebrauch von Silikon-Positioniereinrichtungen für die umfassende kieferorthopädische Neuausrichtung der Zähne eines Patienten ist durch Warunek ua (1989) der Zeitschrift für klinische Kieferorthopädie (J. Clin. Orthod.), 23: 694–700, beschrieben. The use of silicone positioners for the comprehensive orthodontic realignment of a patient's teeth is by warunek et al (1989) of the Journal of Clinical Orthodontics, 23 (J. Clin Orthod..): 694-700 described. Durchsichtige Kunststoffhalteeinrichtungen zum Fertig stellen und Beibehalten der Zahnpositionen sind handelsüblich von Raintree Essix, Inc., New Orleans, Louisiana 70125, und Tru-Tain Plastics, Rochester, Minnesota 55902, erhältlich. Clear plastic retainers for Finish and maintaining tooth positions are commercially available from Raintree Essix, Inc., New Orleans, Louisiana 70125, and Tru-Tain Plastics, Rochester, Minnesota 55902, available. Die Herstellung kieferorthopädischer Positioniereinrichtungen ist in den US-Patenten Nrn. 5,186,623; The manufacture of orthodontic positioning devices are in US Patent Nos 5,186,623. 5,059,118; 5,059,118; 5,055,039; 5,055,039; 5,035,613; 5,035,613; 4,856,991; 4,856,991; 4,798,534; 4,798,534; und 4,755,139 beschrieben. and 4,755,139 described.
  • [0010] [0010]
    Andere Veröffentlichungen, die die Herstellung und den Gebrauch von Zahnpositioniereinrichtungen beschreiben, sind bei Kleemann und Janssen (1996), J. Clin. Other publications which describe the preparation and use of Zahnpositioniereinrichtungen are at Kleemann and Janssen (1996) J. Clin. Orthodon., 30: 673–680; . Orthodontic, 30: 673-680; Cureton (1996) J. Clin. Cureton (1996) J. Clin. Orthodon., 30: 390–395; . Orthodontic, 30: 390-395; Chiappone (1980), J. Clin. Chiappone (1980), J. Clin. Orthodon., 14: 121–133; . Orthodontic, 14: 121-133; Shilliday (1971), Am. Shilliday (1971), Am. J. Orthodontics, 59: 596–599; J. Orthodontics, 59: 596-599; Wells (1970), Am. Wells (1970), Am. J. Orthodontics, 58: 351–366; J. Orthodontics, 58: 351-366; und Cottingham (1969), Am. and Cottingham (1969), Am. J. Orthodontics, 55: 23–31 enthalten. J. Orthodontics, 55: 23-31 contain.
  • [0011] [0011]
    Kuroda ua (1996), Am. Kuroda et al (1996) Am. J. Orthodontics, 110: 365–369, beschreibt ein Verfahren zum Laser-Scannen bzw. Laser-Abtasten eines Gips-Zahnabgusses, um ein digitales Bild des Abgusses zu erzeugen. J. Orthodontics 110: 365-369 describes a method for laser scanning or laser scanning a plaster dental cast to produce a digital image of the cast. Siehe ebenfalls US-Patent Nr. 5,605,459. See also US Pat. No. 5,605,459.
  • [0012] [0012]
    US-Patente Nrn. 5,533,895; US Patent Nos 5,533,895. 5,474,448; 5,474,448; 5,454,717; 5,454,717; 5,447,432; 5,447,432; 5,431,562; 5,431,562; 5,395,238; 5,395,238; 5,368,478; 5,368,478; und 5,139,419, die an Ormco Corporation abgetreten sind, beschreiben Verfahren zum Manipulieren digitaler Bilder von Zähnen zum Gestalten kieferorthopädischer Vorrichtungen. and 5,139,419, which are assigned to Ormco Corporation, describe methods for manipulating digital images of teeth for designing orthodontic appliances.
  • [0013] [0013]
    US-Patent Nr. 5,011,405 beschreibt ein Verfahren für die digitale Bildaufbereitung eines Zahnes und das Bestimmen der optimalen Halterpositionierung für kieferorthopädische Behandlung. US Pat. No. 5,011,405 describes a method for digital image processing of a tooth and determining the optimal positioning holder for orthodontic treatment. Laser-Scannen bzw. Laser-Abtasten eines modellierten Zahnes, um ein dreidimensionales Modell zu erzeugen, ist in US-Patent Nr. 5,338,198 beschrieben. Laser scanning or laser scanning of a modeled tooth to produce a three-dimensional model is described in US Pat. No. 5,338,198. US-Patent Nr. 5,452,219 beschreibt ein Verfahren zum Laser-Scannen eines Zahnmodells und Bearbeiten eines Zahnabdruckes bzw. einer Zahnform. US Pat. No. 5,452,219 describes a method for laser scanning a tooth model and edit a dental impression or a tooth shape. Digitale Computermanipulation von Zahnkonturen ist in den US-Patenten Nrn. 5,607,305 und 5,587,912 beschrieben. Digital computer manipulation of tooth contours is described in U.S. Patent Nos. 5,607,305 and 5,587,912. Rechnergestützte digitale Bildaufbereitung des Kiefers ist in den US-Patenten Nrn. 5,342,202 und 5,340,309 beschrieben. Computer-aided digital image processing of the jaw is in US Patent Nos. 5,342,202 and 5,340,309. Andere Patente von Interesse beinhalten die US-Patente Nrn. 5,549,476; Other patents of interest include US Patent Nos 5,549,476. 5,382,164; 5,382,164; 5,273,429; 5,273,429; 4,936,862; 4,936,862; 3,860,803; 3,860,803; 3,660,900; 3,660,900; 5,645,421; 5,645,421; 5,055,039; 5,055,039; 4,798,534; 4,798,534; 4,856,991; 4,856,991; 5,035,613; 5,035,613; 5,059,118; 5,059,118; 5,186,623; 5,186,623; und 4,755,139. and 4,755,139.
  • [0014] [0014]
    Die Erfindung ist in Patentanspruch 1 dargelegt. The invention set forth in claim 1. Bevorzugte Merkmale sind in den abhängigen Patentansprüchen dargelegt. Preferred features are set out in the dependent claims.
  • [0015] [0015]
    Offenbart sind verbesserte Verfahren und Systeme zum Repositionieren der Zähne von einer anfänglichen Zahnanordnung zu einer schließlichen Zahnanordnung. Disclosed are improved methods and systems for repositioning teeth from an initial tooth arrangement to a final tooth arrangement. Das Repositionieren wird mit einem System erreicht, das eine Serie bzw. Reihe von Vorrichtungen aufweist, die aufgebaut sind, um die Zähne in einer Kavität aufzunehmen und individuelle Zähne inkremental bzw. schrittweise in einer Serie von wenigstens drei aufeinander folgenden Schritten zu repositionieren, wobei diese üblicherweise wenigstens vier aufeinander folgende Schritte enthält, oft wenigstens zehn Schritte enthält, manchmal wenigstens fünfundzwanzig Schritte enthält und gelegentlich vierzig oder mehr Schritte enthält. Repositioning is accomplished with a system that has a series or set of devices that are configured to receive the teeth in a cavity and incrementally reposition individual teeth or gradually in a series of at least three sequential steps, wherein these usually contains at least four consecutive steps, often contains at least ten steps, sometimes containing at least twenty-five steps and occasionally contains forty or more steps. Am meisten werden die Verfahren und Systeme, die Zähne von zehn bis fünfundzwanzig nachfolgenden Schritten repositionieren, obwohl komplexe Fälle, die viele der Zähne des Patienten einbeziehen, vierzig oder mehr Schritte erfordern können. Most are the methods and systems, reposition the teeth from ten to twenty-five subsequent steps, although complex cases involving many of the patient's teeth, forty or more steps may require. Die aufeinander folgende Anwendung einer Anzahl derartiger Vorrichtungen ermöglicht jeder Vorrichtung, so aufgebaut zu sein, um individuelle Zähne in kleinen Inkrementen bzw. Schritten zu bewegen, und zwar typischerweise weniger als 2 mm, bevorzugt weniger als 1 mm, und bevorzugter weniger als 0,5 mm. The successive application of a number of such devices allows for each device to be configured to move individual teeth in small increments or steps, typically less than 2 mm, preferably less than 1 mm, and more preferably less than 0.5 mm. Diese Beschränkungen beziehen sich auf die maximale lineare Translation bzw. Schiebung irgendeines Punktes an einem Zahn als ein Ergebnis des Verwendens einer einzelnen Vorrichtung. These limitations relate to the maximum linear translation or shift any point on a tooth as a result of using a single device. Die Bewegungen, die durch die aufeinander folgenden Vorrichtungen vorgesehen werden, werden natürlich gewöhnlich nicht dieselben für irgendeinen speziellen Zahn sein. The movements that are provided by the consecutive devices are, of course, usually not be the same for any particular tooth. Folglich kann ein Punkt an einem Zahn mit einem speziellen Abstand als ein Ergebnis der Verwendung einer Vorrichtung bewegt werden, und danach mit einem unterschiedlichen Abstand und/oder in eine unterschiedliche Richtung durch eine spätere Vorrichtung bewegt werden. Consequently, a point on a tooth with a specific distance, as a result of the use of a device can be moved, and thereafter moved by a different distance and / or in a different direction by a later apparatus.
  • [0016] [0016]
    Die individuellen Vorrichtungen werden bevorzugt eine polymere Schale aufweisen, welche die zahnaufnehmende Kavität hat, die darin ausgebildet ist, und zwar üblicherweise durch das Formen, wie dies nachstehend beschrieben wird. The individual devices will preferably have a polymeric shell, which has the tooth receiving cavity formed therein, usually by molding, as will be described below. Jede individuelle Vorrichtung wird so aufgebaut sein, dass ihre zahnaufnehmende Kavität eine Geometrie entsprechend einer Zwischen- oder Endzahnanordnung hat, die für diese Vorrichtung beabsichtigt ist. Each individual device will be constructed so that its tooth receiving cavity has a geometry corresponding to an intermediate or Endzahnanordnung, which is intended for this device. Das heißt, wenn eine Vorrichtung zum ersten Mal von dem Patienten getragen wird, werden bestimmte der Zähne relativ zu einer unverformten Geometrie der Vorrichtungskavität fehlausgerichtet sein. That is, when an appliance is worn for the first time by the patient, certain of the teeth will be misaligned relative to an undeformed geometry of the Vorrichtungskavität. Die Vorrichtung ist jedoch ausreichend flexibel, um die fehlausgerichteten Zähne aufzunehmen oder sich an diese anzupassen, und wird ausreichende Elastizitätskraft gegen derart fehlausgerichtete Zähne aufbringen, um die Zähne in die Zwischen- oder Endanordnung zu repositionieren, wie dies für diesen Behandlungsschritt gewünscht wird. The device is sufficiently flexible to accommodate the misaligned teeth, or to adapt to this, and is sufficient elasticity force applying against such misaligned teeth in order to reposition the teeth to the intermediate or end assembly, as is desired for that treatment step.
  • [0017] [0017]
    Das offenbarte System enthält wenigstens eine erste Vorrichtung, die eine Geometrie hat, die ausgewählt ist, um die Zähne eines Patienten von der anfänglichen Zahnanordnung zu einer ersten Zwischenanordnung zu repositionieren, wo individuelle Zähne inkremental bzw. schrittweise repositioniert werden. At least, the disclosed system includes a first device having a geometry selected to reposition a patient's teeth from the initial tooth arrangement to a first intermediate arrangement where individual teeth are repositioned incremental or gradual. Das System wird ferner wenigstens eine Zwischenvorrichtung aufweisen, die eine wahlweise Geometrie hat, um die Zähne von der ersten Zwischenanordnung zu einer oder mehreren aufeinander folgenden Zwischenanordnungen voranschreitend zu repositionieren. The system will further comprise at least one intermediate apparatus, which has an optional geometry in order to reposition the teeth from the first intermediate arrangement to one or more successive intermediate arrangements progressing. Das System wird ferner noch eine schließliche Vorrichtung aufweisen, die eine Geometrie hat, die ausgewählt ist, um Zähne von der letzten Zwischenanordnung zu der gewünschten schließlichen Zahnanordnung voranschreitend zu repositionieren. The system will still further comprise a final device having a geometry selected to reposition the teeth from the last intermediate arrangement to the desired final tooth arrangement progressing. In einigen Fällen wird es wünschenswert sein, die schließliche Vorrichtung oder verschiedene Vorrichtungen auszubilden, um die schließliche Zahnposition "überzukorrigieren", wie dies nachstehend ausführlicher erörtert wird. In some cases it will be desirable to form the final device or different devices to the final tooth position "overcorrect", as will be discussed in more detail below.
  • [0018] [0018]
    Wie dies nachstehend ausführlicher beschrieben wird, können die Systeme am Beginn der Behandlung geplant und alle individuellen Vorrichtungen hergestellt werden, und die Vorrichtungen können folglich dem Patienten als eine einzige Packung oder System zur Verfügung gestellt werden. As will be described in more detail below, the systems may be planned at the beginning of treatment and produced, all individual devices, and the devices can thus be provided to the patient as a single package or system. Die Reihenfolge, in der die Vorrichtungen zu verwenden sind, wird genau bezeichnet (z. B. durch aufeinander folgende Nummerierung), so dass der Patient oder die Patientin die Vorrichtungen über seine oder ihre Zähne in einer Häufigkeit positionieren kann, die durch den Kieferorthopäden oder anderen Behandlungsfachmann vorgeschrieben wird. The order in which the devices are to be used will be designated by name (z. B. by sequential numbering), so that the patient or the patient, the devices of his or her teeth into position frequency can be obtained by the orthodontist or other treatment specialist will prescribed. Im Gegensatz zu Zahnspangen braucht der Patient nicht jedes Mal den Behandlungsfachmann aufzusuchen, wenn eine Einstellung bei der Behandlung vorgenommen wird. Unlike braces, the patient does not need any time to seek treatment specialist if an adjustment is made in the treatment. Während die Patienten üblicherweise ihre Behandlungsfachleute periodisch aufsuchen wollen, um sicherzustellen, dass die Behandlung gemäß dem ursprünglichen Plan verläuft, wird die Notwendigkeit beseitigt, den Behandlungsfachmann jedes Mal aufzusuchen, wenn eine Einstellung vorgenommen werden muss, was ermöglicht, die Behandlung in viel mehr, aber kleineren aufeinander folgenden Schritten auszuführen, während dennoch die Zeit verringert wird, die durch den Behandlungsfachmann mit dem individuellen Patienten verbracht wird. While the patient usually want to visit their treatment professionals periodically to ensure that the treatment according to the original plan runs, eliminating the need to seek the treatment those skilled every time an adjustment must be made, which allows the treatment much more, but smaller perform successive steps while still reducing the time spent by the treating professional with the individual patient. Außerdem verbessert die Möglichkeit, polymere Schalenvorrichtungen zu verwenden, welche bequemer, weniger sichtbar und durch den Patienten entfernbar sind, außerordentlich die Willigkeit, das Wohlergehen und die Zufriedenheit des Patienten. Furthermore, the possibility to use polymeric shell devices which are more comfortable, less visible and removable by the patient improved greatly the willingness, well-being and satisfaction of the patient.
  • [0019] [0019]
    Gemäß einem offenbarten Verfahren werden die Zähne eines Patienten durch Anordnen einer Serie bzw. Reihe inkrementaler bzw. schrittweiser Positionseinstellungsvorrichtungen in dem Mund des Patienten von einer anfänglichen Zahnanordnung zu einer schließlichen Zahnanordnung repositioniert. According to a method disclosed a patient's teeth by placing a series or series of incremental or incremental position adjustment devices in the patient's mouth from an initial tooth arrangement to be repositioned to a final tooth arrangement. Zweckmäßigerweise werden die Vorrichtungen nicht befestigt und der Patient kann die Vorrichtungen zu irgendeinem Zeitpunkt während des Verfahrens einsetzen und ersetzen bzw. wieder einsetzen. Advantageously, the devices are not attached and the patient can use the devices at any time during the procedure and replace or replace. Die erste Vorrichtung der Serie bzw. Reihe wird eine Geometrie haben, die für das Repositionieren der Zähne von der anfänglichen Zahnanordnung zu einer ersten Zwischenanordnung ausgewählt ist. The first apparatus of the series or series will have a geometry selected for the repositioning of the teeth from the initial tooth arrangement to a first intermediate arrangement. Nachdem die erste Zwischenanordnung bevorsteht oder erreicht ist, werden eine oder mehrere zusätzliche (Zwischen-)Vorrichtungen aufeinander folgend an den Zähnen eingesetzt, wo derartige zusätzliche Vorrichtungen Geometrien haben, die ausgewählt sind, um Zähne von der ersten Zwischenanordnung durch aufeinander folgende Zwischenanordnungen) voranschreitend repositionieren. After the first interim arrangement is imminent or has been reached, one or more additional (intermediate) are devices successively used the following to the teeth, where such additional devices have geometries that are selected to reposition teeth from the first intermediate arrangement through successive intermediate arrangements) progressing , Die Behandlung wird durch Anordnen bzw. Einsetzen einer schließlichen Vorrichtung in den Mund des Patienten fertig gestellt, wo die schließliche Vorrichtung eine Geometrie hat, die ausgewählt ist, um die Zähne von der letzten Zwischenanordnung zu der schließlichen Zahnanordnung voranschreitend zu repositionieren. The treatment is completed by placing or inserting a final device in the patient's mouth, where the final device has a geometry selected to reposition the teeth from the last intermediate arrangement to the final tooth arrangement progressing. Die schließliche Vorrichtung oder verschiedene Vorrichtungen in der Serie können eine Geometrie oder Geometrien haben, die ausgewählt sind, um die Zahnanordnung überzukorrigieren, das heißt eine Geometrie haben, welche (wenn völlig erreicht) die individuellen Zähne über die Zahnanordnung hinaus bewegen würde, die als die "schließliche" ausgewählt worden ist. The final device or different devices in the series may have a geometry or geometries selected to overcorrect the tooth arrangement, ie have a geometry which (if fully achieved) the individual teeth on the gear arrangement also would move, as the "final" has been selected. Derartige Überkorrektur kann wünschenswert sein, um möglichen Rückfall auszugleichen, nachdem das Repositionierverfahren beendet worden ist, das heißt, um etwas Bewegung der individuellen Zähne zurück in Richtung ihrer vorkorrigierten Positionen zu ermöglichen. Such overcorrection may be desirable to compensate for possible relapse after the Repositionierverfahren has been completed, that is, to permit some movement of individual teeth back toward their pre-corrected positions. Überkorrektur kann ebenfalls vorteilhaft sein, um den Anteil der Korrektur zu beschleunigen, das heißt durch Erhalten einer Vorrichtung mit einer Geometrie, die über eine gewünschte Zwischen- oder schließliche bzw. Endposition hinaus positioniert ist, werden die individuellen Zähne in Richtung der Position mit einem größeren Anteil verlagert werden. Overcorrection may also be advantageous to accelerate the portion of the correction, that is, by obtaining a device with a geometry that is positioned beyond a desired intermediate or final position and final addition, the individual teeth will be in the direction of the position with a greater proportion being relocated. In derartigen Fällen kann die Behandlung beendet werden, bevor die Zähne die Positionen erreichen, die durch die schließliche Vorrichtung oder Vorrichtungen definiert sind. In such cases, the treatment can be terminated before the teeth reach the positions defined by the final device or devices. Das Verfahren wird üblicherweise das Anordnen bzw. Einsetzen von wenigstens zwei zusätzlichen Vorrichtungen aufweisen, oft das Einsetzen von wenigstens zehn zusätzlichen Vorrichtungen, manchmal das Einsetzen von wenigstens fünfundzwanzig zusätzlichen Vorrichtungen und gelegentlich das Einsetzen von wenigstens vierzig oder mehr zusätzlichen Vorrichtungen aufweisen. The process is usually comprise placing or insertion of at least two additional devices, often have the insertion of at least ten additional devices, sometimes the insertion of at least twenty-five additional devices and occasionally the insertion of at least forty or more additional devices. Aufeinander folgende Vorrichtungen werden ersetzt werden, wenn sich die Zähne entweder der vorgegebenen Endanordnung für diese Behandlungsstufe nähern (innerhalb einer vorausgewählten Toleranz) oder dieses erreicht haben, und zwar üblicherweise in einem Intervall in dem Bereich von 2 Tagen bis 20 Tagen, gewöhnlich in einem Intervall in dem Bereich von 5 Tagen bis 10 Tagen ersetzt zu werden. Successive devices will be replaced when the teeth either the specified end assembly for this treatment stage approach (within a preselected tolerance) or that have reached, usually at an interval in the range of 2 to 20 days, usually in an interval in the range from 5 days to be replaced up to 10 days.
  • [0020] [0020]
    Oft kann es wünschenswert sein, die Vorrichtungen zu einem Zeitpunkt zu ersetzen, bevor die "End"-Zahnanordnung der Behandlungsstufe tatsächlich erreicht ist. Often it may be desirable to replace the devices at a time before the "end" -Zahnanordnung the treatment stage is actually achieved. Es wird erkannt werden, dass, indem die Zähne nach und nach repositioniert werden und sich der Geometrie nähern, die durch eine spezielle Vorrichtung definiert wird, die Repositionierkraft an den individuellen Zähnen außerordentlich vermindert wird. It will be appreciated that by the teeth are gradually repositioned and approach the geometry defined by a special device that Repositionierkraft to the individual teeth is greatly reduced. Folglich kann es möglich sein, die gesamte Bearbeitungszeit durch Ersetzen einer früheren Vorrichtung durch die aufeinander folgende Vorrichtung zu verringern, und zwar zu einem Zeitpunkt, wenn die Zähne nur teilweise durch die frühere Vorrichtung repositioniert worden sind. Consequently, it may be possible to reduce the entire processing time by replacing an earlier device by the sequential device, and at a time when the teeth have been only partially repositioned by the earlier device. Folglich kann der FDDS tatsächlich eine Überkorrektur der schließlichen Zahnposition verkörpern. Consequently, the F DDS may actually represent an over-correction of the final tooth position. Dies beschleunigt sowohl die Behandlung und kann den Rückfall eines Patienten ausgleichen. This speeds up both the treatment and can compensate for the relapse of a patient.
  • [0021] [0021]
    Im Allgemeinen kann der Übergang zu der nächsten Vorrichtung auf der Grundlage einer Anzahl von Faktoren geschehen. In general, the transition to the next device based on a number of factors can be done. Am einfachsten können die Vorrichtungen nach einer vorherbestimmten Aufstellung oder in einem festgelegten Zeitintervall (das heißt Anzahl der Tage für jede Vorrichtung) ersetzt werden, und zwar bestimmt bei dem Beginn auf der Grundlage einer geschätzten oder üblichen Reaktion des Patienten. The simplest devices may be replaced by a predetermined formation, or at a specified time interval (for each device that is number of days), as determined at the beginning on the basis of estimated or usual response of the patient. Alternativ kann die tatsächliche Reaktion des Patienten in Betracht gezogen werden, z. B. kann ein Patient zu der nächsten Vorrichtung fortschreiten, wenn dieser Patient nicht länger von einer gegenwärtigen Vorrichtung Druck an seinen Zähnen empfindet, das heißt die Vorrichtung, die er getragen hat, passt leicht über die Zähne des Patienten und der Patient oder die Patientin erfährt geringen oder keinen Druck oder Unbehagen an seinen oder ihren Zähnen. Alternatively, the actual response of the patient may be considered, for. Example, a patient can proceed to the next device when that patient no longer perceives pressure from a current device at its teeth, i.e., the device that he has taken easily fits over the teeth of the patient and the patient or the patient undergoes little or no pressure or discomfort at his or her teeth. In einigen Fällen kann es bei Patienten, deren Zähne sehr schnell reagieren, für einen behandelnden Fachmann möglich sein, zu entscheiden, eine oder mehrere Zwischenvorrichtungen zu überspringen, das heißt die Gesamtanzahl der verwendeten Vorrichtungen unterhalb der Anzahl, die zu Beginn bestimmt worden ist, zu verringern. In some cases, it may occur in patients whose teeth respond very quickly, be possible for a treating professional to decide to skip one or more intermediate devices, that is, the total number of devices used below the number that has been determined at the beginning of reduce. Auf diese Weise kann die gesamte Behandlungszeit für einen bestimmten Patienten verringert werden. In this way, the overall treatment time for a particular patient can be reduced.
  • [0022] [0022]
    Ebenfalls offenbart sind Verfahren, die das Repositionieren der Zähne aufweisen, wobei sie Vorrichtungen verwenden, die polymere Schalen aufweisen, die Kavitäten haben, die geformt sind, um Zähne aufzunehmen und flexibel zu repositionieren, um eine schließliche Zahnanordnung zu erzeugen. Also disclosed are methods that have the repositioning of the teeth, which they use devices having polymeric shells having cavities that are shaped to receive and flexible to reposition teeth to produce a final tooth arrangement. Die vorliegende Erfindung sieht Verbesserungen für derartige Verfahren vor, welche zu Beginn der Behandlung das Bestimmen der Geometrien für wenigstens drei der Vorrichtungen aufweisen, welche aufeinander folgend von einem Patienten getragen werden müssen, um Zähne von einer anfänglichen Zahnanordnung zu der schließlichen Zahnanordnung zu repositionieren. The present invention provides improvements to such methods, which at the beginning of treatment comprise determining the geometries for at least three of the devices that need to be successively worn by a patient to reposition teeth from an initial tooth arrangement to the final tooth arrangement. Bevorzugt werden zu Beginn wenigstens vier Geometrien, oft wenigstens zehn Geometrien, häufig wenigstens fünfundzwanzig Geometrien und manchmal vierzig oder mehr Geometrien bestimmt. Four geometries, often at least ten geometries, often at least twenty-five geometries and sometimes forty or more geometries are preferred at the beginning of at least determined. Üblicherweise weichen die Zahnpositionen, die durch die Kavitäten bei jeder aufeinander folgenden Geometrie bestimmt werden, von jenen ab, die durch die frühere Geometrie definiert ist, und zwar mit nicht mehr als 2 mm, bevorzugt nicht mehr als 1 mm und oft nicht mehr als 0,5 mm, wie dies vorstehend definiert ist. Typically soft tooth positions, which are determined by the cavities in each successive geometry from those from which is defined by the earlier geometry, with no more than 2 mm, preferably not more than 1 mm and often no more than 0 , 5 mm, as defined above.
  • [0023] [0023]
    Ebenfalls sind Verfahren zum Erzeugen eines digitalen Datensatzes offenbart, die eine schließliche Zahnanordnung darstellen. Also disclosed are methods for producing a digital data set representing a final tooth arrangement. Die Verfahren weisen das zur Verfügung stellen eines anfänglichen Datensatzes auf, der eine anfängliche Zahnanordnung darstellt, und ein visuelles Bild wird auf Grund des anfänglichen Datensatzes dargestellt. The procedures which provide for an initial data set representing an initial tooth arrangement, and a visual image is displayed on the basis of the initial data set. Das visuelle Bild wird dann manipuliert, um individuelle Zähne in dem visuellen Bild zu repositionieren. The visual image is then manipulated to reposition individual teeth in the visual image. Ein schließlicher digitaler Datensatz wird dann erzeugt, der die schließliche Zahnanordnung mit repositionierten Zähnen darstellt, wie sie in dem visuellen Bild zu beobachten sind. An eventual digital data is then generated, which represents the final tooth arrangement with repositioned teeth as they are observed in the visual image. In geeigneter Weise kann der anfängliche digitale Datensatz durch herkömmliche Techniken zur Verfügung gestellt werden, einschließlich dem Digitalisieren der Röntgenbilder, Bilder die durch Computer-Tomographie (CAT-Abtastungen) erzeugt werden, Bilder die durch Kernspin-Resonanztomographie (MRT) erzeugt werden und dergleichen. Suitably, the computer tomography (CAT scans), the initial digital data set are made by conventional techniques available, including digitizing X-ray images, images are generated images are generated by nuclear magnetic resonance imaging (MRI), and the like. Bevorzugt sind die Bilder dreidimensionale Bilder und die Digitalisierung kann durch das Verwenden herkömmlicher Technologien erreicht werden. The images are preferably three-dimensional images and digitization may be accomplished by the use of conventional technologies. Üblicherweise wird der anfängliche digitale Datensatz durch Erzeugen eines Gipsabdruckes der Zähne des Patienten (vor der Behandlung) durch herkömmliche Techniken erzeugt. Usually, the initial digital data set is generated by producing a plaster cast of the patient's teeth (prior to treatment) by conventional techniques. Der so hergestellte Gipsabdruck kann dann gescannt werden, wobei ein Laser oder andere Scanausrüstung verwendet wird, um eine hochauflösende digitale Darstellung des Gipsabdruckes der Zähne des Patienten zu erzeugen. The plaster cast so produced may then be scanned using a laser or other scanning equipment is used to produce a high resolution digital representation of the plaster cast of the patient's teeth. Die Anwendung des Gipsabdruckes ist bevorzugt, weil sie den Patient nicht Röntgenstrahlen aussetzt oder den Patient der Unannehmlichkeit einer MRT-Abtastung unterwirft. The application of the plaster cast is preferred because it does not expose the patient or the patient X-rays of the inconvenience of an MRI scan subjects.
  • [0024] [0024]
    Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird ein Wachsbiss ebenfalls von dem Patienten erhalten, wobei Standardverfahren verwendet werden. In a preferred embodiment, a wax bite is also obtained from the patient using standard methods are used. Der Wachsbiss ermöglicht Gipsabdrücke von der oberen und unteren Zahnreihe eines Patienten, um relativ zueinander in der zentrischen Okklusionsposition angeordnet zu werden. The wax bite allows plaster casts of the upper and lower row of teeth of a patient, to be positioned relative to one another in the centric occlusion. Das Paar Abdrücke wird dann gescannt, um Informationen zu der relativen Position des Kiefers in dieser Position zur Verfügung zu stellen. The pair of footprints is then scanned to provide information about the relative position of the jaw in this position available. Diese Informationen werden dann in den IDDS für beide Bögen aufgenommen. This information is then added to the IDDS for both arches.
  • [0025] [0025]
    Wenn der digitale Datensatz gewonnen wurde, kann ein Bild dargestellt werden und an einem geeigneten Computersystem manipuliert werden, das mit computergestützter Gestaltungssoftware ausgerüstet ist, wie dies ausführlicher nachstehend beschrieben wird. When the digital record has been obtained, an image can be displayed and manipulated on a suitable computer system equipped with computer-aided design software, as will be described in more detail below. Die Bildmanipulation wird üblicherweise aufweisen das Festlegen der Grenzen von zumindest einigen der einzelnen Zähne und das Veranlassen der Bilder der Zähne, sich relativ zu dem Kiefer und anderen Zähnen zu bewegen, und zwar durch Manipulation des Bildes über den Computer. The image manipulation will usually have to set the limits of at least some of the individual teeth and causing the images of the teeth to move relative to the jaw and other teeth, through manipulation of the image on the computer. Verfahren zum Erfassen der Zahnhöckerinformationen für die Zähne werden ebenfalls zur Verfügung gestellt. A method for detecting the cusp information for the teeth are also provided. Die Bildmanipulation kann völlig subjektiv erfolgen, das heißt der Anwender kann die Zähne einfach in einer ästhetisch und/oder therapeutisch gewünschten Weise repositionieren, und zwar nur auf der Grundlage der Beobachtung des Bildes. The image manipulation can be done entirely subjective, that is, the user can reposition in an aesthetically and / or therapeutically desired, the teeth simply and only on the basis of the observation of the image. Alternativ könnte das Computersystem mit Regeln und Algorithmen versehen werden, welche den Anwender beim Repositionieren der Zähne unterstützt. Alternatively, the computer system of rules and algorithms could be provided, which supports the user in repositioning the teeth. In einigen Fällen wird es möglich sein, Regeln und Algorithmen zur Verfügung zu stellen, welche die Zähne in einer völlig automatischen Weise, das heißt ohne Eingreifen des Anwenders, repositionieren. In some cases it will be possible to provide rules and algorithms that the teeth in a fully automatic manner, that is, without user intervention, reposition. Wenn die einzelnen Zähne repositioniert worden sind, wird ein schließlicher Datensatz, der die gewünschte schließliche Zahnanordnung darstellt, erzeugt und gespeichert. If the individual teeth have been repositioned, a eventual data set representing the desired final tooth arrangement, is generated and stored.
  • [0026] [0026]
    Ein bevorzugtes Verfahren zum Bestimmen der schließlichen Zahnanordnung besteht für den Behandlungsfachmann darin, die schließlichen Zahnpositionen darzustellen bzw. zu definieren, z. B. durch Schreiben einer Vorschrift. A preferred method for determining the final tooth arrangement is for the treatment of those skilled in representing the final tooth positions, or to define, for. Example, by writing a prescription. Die Verwendung von Vorschriften zum Darstellen bzw. Definieren der gewünschten Ergebnisse kieferorthopädischer Verfahren ist im Stand der Technik gut bekannt. The use of rules to represent and define the desired results of orthodontic process is well known in the art. Wenn eine Vorschrift oder andere schließliche Bestimmung zur Verfügung gestellt wird, kann dann das Bild manipuliert werden, um der Vorschrift zu entsprechen. If any provision or any other provision ultimate is provided, then the image can be manipulated to meet the requirement. In einigen Fällen würde es möglich sein, Software zur Verfügung zu stellen, die die Vorschrift auswerten könnte, um das schließliche Bild und folglich den digitalen Datensatz zu erzeugen, der die schließliche Zahnanordnung darstellt. In some cases, it would be possible to provide software available that could evaluate the rule to consequently generate the final image and the digital data set representing the final tooth arrangement.
  • [0027] [0027]
    Ebenfalls sind Verfahren zum Erzeugen mehrerer digitaler Datensätze offenbart, die eine Serie bzw. Reihe einzelner Zahnanordnungen darstellt, die von einer anfänglichen Zahnanordnung zu einer schließlichen Zahnanordnung voranschreiten. Also disclosed are methods for generating a plurality of digital data sets representing a series or series of individual tooth arrangements progressing from an initial tooth arrangement to a final tooth arrangement. Derartige Verfahren weisen das Vorsehen eines digitalen Datensatzes auf, der eine anfängliche Zahnanordnung (die gemäß einer der vorstehend dargelegten Techniken erreicht werden kann) darstellt. Such methods comprise providing a digital data set of an initial tooth arrangement (which may be achieved in accordance with one of the techniques set forth above) represents. Ein digitaler Datensatz, der eine schließliche Zahnanordnung darstellt, wird ebenfalls zur Verfügung gestellt. A digital data set representing a final tooth arrangement is also provided. Ein derartiger schließlicher digitaler Datensatz kann durch die vorstehend beschriebenen Verfahren bestimmt werden. Such an eventual digital data can be determined by the method described above. Mehrere der aufeinander folgenden digitalen Datensätze werden dann auf der Grundlage des anfänglichen digitalen Datensatzes und des schließlichen digitalen Datensatzes erzeugt. A plurality of successive digital data sets are then produced based on the initial digital data set and the final digital data set. Üblicherweise werden die aufeinander folgenden digitalen Datensätze durch die Be stimmung von Positionsunterschieden zwischen ausgewählten einzelnen Zähnen in dem anfänglichen Datensatz und in dem schließlichen Datensatz und durch Interpolieren der Unterschiede erzeugt. Usually, the successive digital data sets produced by the atmospheric loading of position differences between selected individual teeth in the initial data set and in the final data set and by interpolating the differences. Derartige Interpolation kann über so viele einzelne Stufen ausgeführt werden, wie dies gewünscht wird, üblicherweise wenigstens drei, oft wenigstens vier, öfter wenigstens zehn, manchmal wenigstens fünfundzwanzig und gelegentlich vierzig oder mehr. Such interpolation may be performed over as many individual steps, as desired, usually at least three, often at least four, more often at least ten, sometimes at least twenty-five, and occasionally forty or more. Viele Male wird die Interpolation lineare Interpolation für einige oder alle der Positionsunterschiede sein. Many times will be linear interpolation for some or all of the positional differences, the interpolation. Alternativ kann die Interpolation nichtlinear sein. Alternatively it can be non-linear interpolation. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die nichtlineare Interpolation automatisch durch den Computer berechnet, wobei Weg-Zeit-Plan- und Kollisionserkennungstechniken verwendet werden, um Störungen zwischen einzelnen Zähnen zu vermeiden. In a preferred embodiment, the non-linear interpolation is computed automatically by the computer, wherein the path-time plan and collision detection techniques are used to avoid interferences between individual teeth. Die Positionsunterschiede werden den Zahnbewegungen entsprechen, wo die maximale lineare Bewegung eines Punktes an einem Zahn 2 mm oder weniger beträgt, üblicherweise 1 mm oder weniger beträgt und oft 0,5 mm oder weniger beträgt. The positional differences will correspond to tooth movements where the maximum linear movement of a point on a tooth is 2 mm or less, typically 1 mm or less, and often 0.5 mm or less.
  • [0028] [0028]
    Oft wird der Anwender bestimmte Ziel-Zwischenzahnanordnungen spezifizieren, die als "Schlüssel- bzw. Lösungsrahmen" bezeichnet werden, welche direkt in die dazwischen liegenden digitalen Datensätze aufgenommen werden. Often the user will specify certain target intermediate tooth arrangements, referred to as "key frames" that are absorbed directly into the intermediate digital records. Die Verfahren der vorliegenden Erfindung bestimmen dann aufeinander folgende digitale Datensätze zwischen den Schlüssel- bzw. Lösungsrahmen in der vorstehend beschriebenen Weise, z. B. durch lineare oder nichtlineare Interpolation zwischen den Schlüssel- bzw. Lösungsrahmen. The method of the present invention then determine successive digital data sets between the key frames in the manner described above, for. Example by linear or non-linear interpolation between the key frames. Die Schlüssel- bzw. Lösungsrahmen können durch einen Anwender bestimmt werden, z. B. das individuelle Manipulieren eines sichtbaren Bildes an dem Computer, der zum Erzeugen der digitalen Datensätze verwendet wird, oder alternativ können sie durch den Behandlungsfachmann als eine Vorschrift in derselben Weise wie die Vorschrift für die schließliche Zahnanordnung zur Verfügung gestellt werden. The key frames can be determined by a user, eg. As the individual manipulating a visual image on the computer that is used to generate the digital records, or alternatively they can through the treatment expert as a provision in the same manner as the requirement for the final tooth arrangement will be made available.
  • [0029] [0029]
    Ferner sind Verfahren offenbart, welche für das Herstellen mehrerer dentaler inkrementaler bzw. schrittweiser Positionseinstellungsvorrichtungen zur Verfügung gestellt werden. Furthermore, methods are disclosed which are provided for producing a plurality of dental incremental or incremental position adjustment devices available. Die Verfahren weisen das Vorsehen eines anfänglichen digitalen Datensatzes, eines schließlichen digitalen Datensatzes und das Erzeugen mehrerer aufeinander folgender digitaler Datensätze auf, die das Ziel aufeinander folgender Zahnanordnungen darstellen, und zwar im Allgemeinen wie gerade beschrieben. The methods comprise providing an initial digital data set, a final digital data set and generating a plurality of successive digital data sets representing the target successive tooth arrangements, and indeed generally as just described. Die dentalen Vorrichtungen werden dann auf der Grundlage von zumindest einigen der digitalen Datensätze hergestellt, die die aufeinander folgenden Zahnanordnungen darstellen. The dental appliances are then produced on the basis of at least some of the digital data sets representing the successive tooth arrangements. Bevorzugt weist der Herstellungsschritt das Steuern einer Herstellungsmaschine auf der Grundlage der aufeinander folgenden digitalen Datensätze auf, um aufeinander folgende Positivmodelle der gewünschten Zahnanordnungen zu erzeugen. Preferably, the manufacturing step of controlling a production machine based on the successive digital data sets to produce successive positive models of the desired tooth arrangements. Die dentalen Vorrichtungen werden dann als Negative der Positivmodelle erzeugt, wobei herkömmliche Positiv-Druck- oder Unterdruck-Herstellungstechniken verwendet werden. The dental appliances are then produced as negatives of the positive models using conventional positive pressure or vacuum fabrication techniques. Die Herstellungsmaschine kann eine Stereolithographie- oder ähnliche Maschine umfassen, welche auf selektives Härten eines Volumens eines nicht gehärteten polymeren Harzes angewiesen ist, wobei ein Laser abscannt, um das Harz auf der Grundlage des digitalen Datensatzes selektiv zu einer Form zu härten. The preparation machine may comprise a stereolithography or other similar machine which relies on selectively hardening a volume of non-hardened polymeric resin, wherein a laser scans in order to cure the resin based on the digital data set selectively to a mold. Andere Herstellungsmaschinen, welche bei den Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet werden könnten, enthalten Werkzeugmaschinen und Wachsablagerungsmaschinen. Other manufacturing machines, which could be used in the methods of the present invention include machine tools and wax deposition machines.
  • [0030] [0030]
    Verfahren sind für das Herstellen einer dentalen Vorrichtung offenbart, die das Vorsehen eines digitalen Datensatzes aufweisen, der eine modifizierte Zahnanordnung für einen Patienten darstellt. Methods are disclosed for producing a dental device that have the provision of a digital data set representing a modified tooth arrangement for a patient. Eine Herstellungsmaschine wird dann verwendet, um ein Positivmodell der modifizierten Zahnanordnung auf der Grundlage des digitalen Datensatzes zu erzeugen. A manufacturing machine is then used to produce a positive model of the modified tooth arrangement based on the digital data set. Die dentale Vorrichtung wird dann als ein Negativ des Positivmodells erzeugt. The dental appliance is then produced as a negative of the positive model. Die Herstellungsmaschine kann eine Stereolithographie- oder andere Maschine sein, wie dies vorstehend beschrieben ist, und das Positivmodell wird durch herkömmliche Druck- oder Unterdruck-Formtechniken erzeugt. The manufacturing machine may be a stereolithography or other machine as described above, and the positive model is produced by conventional pressure or vacuum molding techniques.
  • [0031] [0031]
    Weitere Verfahren zum Herstellen einer dentalen Vorrichtung können das Vorsehen eines ersten digitalen Datensatzes aufweisen, der eine modifizierte Zahnanordnung für einen Patienten darstellt. Another method for producing a dental appliance may comprise providing a first digital data set representing a modified tooth arrangement for a patient. Ein zweiter digitaler Datensatz wird dann aus dem ersten digitalen Datensatz erzeugt, wo der zweite Datensatz ein Negativmodell der modifizierten Zahnanordnung darstellt. A second digital data set is then generated from the first digital data set where the second data set represents a negative model of the modified tooth arrangement. Die Herstellungsmaschine wird dann auf der Grundlage des zweiten digitalen Datensatzes gesteuert, um die dentale Vorrichtung zu erzeugen. The production machine is then controlled based on the second digital data set to produce the dental appliance. Die Herstellungsmaschine wird üblicherweise auf selektives Härten eines nicht gehärteten Harzes angewiesen sein, um die Vorrichtung zu erzeugen. The production machine is usually rely on selectively hardening a non-hardened resin to produce the device. Die Vorrichtung weist üblicherweise eine polymere Schale auf, die eine Kavitätsform hat, um Zähne von einer anfänglichen Zahnanordnung zu der modifizierten Zahnanordnung aufzunehmen und flexibel zu repositionieren. The apparatus typically comprises a polymeric shell having a cavity shape to receive teeth from an initial tooth arrangement to the modified tooth arrangement and flexible to reposition.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
  • [0032] [0032]
    1A 1A stellt den Kiefer eines Patienten dar und stellt eine allgemeine Angabe zur Verfügung, wie Zähne durch die Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung bewegt werden können. represents the a patient's jaw and provides a general indication available, such teeth can be moved by the methods and apparatus of the present invention.
  • [0033] [0033]
    1B 1B stellt einen einzelnen Zahn aus exhibits a single tooth 1A 1A dar und definiert, wie die Abstände der Zahnbewegung bestimmt werden. and defines how tooth movement distances are determined.
  • [0034] [0034]
    1C 1C stellt den Kiefer von represents the jaw of 1A 1A zusammen mit einer inkrementalen bzw. schrittweisen Positionseinstellungsvorrichtung dar, welche gemäß den Verfahren der vorliegenden Erfindung aufgebaut worden ist. together with an incremental or stepwise position adjustment device is, which has been constructed according to the method of the present invention.
  • [0035] [0035]
    2 2 ist ein Blockschema, das die Schritte der vorliegenden Erfindung zum Erzeugen eines Systems inkrementaler bzw. schrittweiser Positionseinstellungsvorrichtungen darstellt. is a block diagram illustrating the steps of the present invention for producing a system of incremental or stepwise position adjustment devices.
  • [0036] [0036]
    3 3 ist ein Blockschema, das die Schritte zum Manipulieren eines anfänglichen digitalen Datensatzes darlegt, der eine anfängliche Zahnanordnung darstellt, um einen schließlich digitalen Datensatz gemäß einer gewünschten schließlichen Zahnanordnung zu erzeugen. is a block diagram setting forth the steps for manipulating an initial digital data set representing an initial tooth arrangement to produce a finally digital data according to a desired final tooth arrangement.
  • [0037] [0037]
    4A 4A ist ein Ablaufplan, der ein Radierwerkzeug für die Verfahren hierin darstellt. is a flow chart illustrating an eraser tool for the methods herein.
  • [0038] [0038]
    4B 4B stellt das Volumen des Raumes dar, welcher durch das Programm von represents the volume of the space is, which of the program 4A 4A radiert bzw. gelöscht worden ist. has been erased or deleted.
  • [0039] [0039]
    5 5 ist ein Ablaufplan, der ein Programm zum Anpassen hochauflösender und niedrigauflösender Bestandteile bei der Manipulation von Datensätzen von is a flow chart of a program for customizing high-resolution and low-resolution elements in the manipulation of records 3 3 darstellt. represents.
  • [0040] [0040]
    6A 6A ist ein Ablaufplan, der ein Programm zum Ausführen der "Erfassungs"-Stufe des Zahnhöcker-Erfassungsalgorithmus darstellt. is a flow chart illustrating a program for performing the "detection" stage of the cusp detection algorithm.
  • [0041] [0041]
    6B 6B ist ein Ablaufplan, der ein Programm zum Ausführen der "Zurückweisungs"-Stufe des Zahnhöcker-Erfassungsalgorithmus darstellt. is a flow chart illustrating a program for performing the "rejection" stage of the cusp detection algorithm.
  • [0042] [0042]
    7 7 stellt das Verfahren zum Erzeugen mehrerer dazwischen liegender digitaler Datensätze dar, welche zum Erzeugen der Einstellvorrichtungen der vorliegenden Erfindung verwendet werden. illustrates the method for generating multiple intermediate digital data sets which are used to generate the adjusting devices of the present invention.
  • [0043] [0043]
    8A 8A ist ein Ablaufplan, der die Schritte darstellt, die durch den Weg-Zeit-Algorithmus ausgeführt werden. is a flow chart illustrating the steps that are performed by the path-time algorithm.
  • [0044] [0044]
    8B 8B ist ein Ablaufplan, der die Schritte zum Ausführen der "Sichtbarkeits"-Funktion gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. is a flow chart showing the steps for performing the "visibility" function according to an embodiment of the present invention.
  • [0045] [0045]
    8C 8C ist ein Ablaufplan, der die Schritte zum Ausführen der "Kinder"-Funktion gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. is a flow chart illustrating the steps for performing the "children" function according to an embodiment of the present invention.
  • [0046] [0046]
    8D 8D ist ein Ablaufplan, der die Schritte zum Ausführen des Schrittes is a flowchart of the steps for performing step 128 128 von from 8A 8A des Weg-Zeit-Planes darstellt. represents the distance-time diagram.
  • [0047] [0047]
    9A 9A ist ein Ablaufplan, der die Schritte zum Ausführen der rekursiven Kollisionserprobung während der Kollisionserkennung darstellt. is a flow chart illustrating the steps for performing the recursive collision testing during collision detection.
  • [0048] [0048]
    9B 9B ist ein Ablaufplan, der die Knotenspaltung darstellt, die während der Kollisionserkennung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird. is a flow diagram illustrating the node splitting performed during collision detection according to an embodiment of the present invention.
  • [0049] [0049]
    9C 9C ist ein Ablaufplan, der die Schritte zum Vorsehen zusätzlicher Bewegungsinformationen für das Kollisionserkennungsverfahren darstellt. is a flow chart illustrating the steps for providing additional motion information to the collision detection process.
  • [0050] [0050]
    10 10 stellt alternative Verfahren zum Erzeugen mehrerer Vorrichtungen gemäß den Verfahren der vorliegenden Erfindung dar, die digitale Datensätze verwenden, die die Gestaltungen der dazwischen liegenden und schließlichen Vorrichtung darstellen. illustrates alternative methods for generating a plurality of devices according to the method of the present invention, using the digital data sets representing the designs of the intermediate and final device.
  • [0051] [0051]
    11 11 ist ein vereinfachtes Blockschema eines Datenverarbeitungssystems, das ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufgenommen hat. is a simplified block diagram of a data processing system which has included an embodiment of the present invention.
  • BESCHREIBUNG DER SPEZIFISCHEN AUSFÜHRUNGSFORMEN DESCRIPTION OF SPECIFIC EMBODIMENTS
  • [0052] [0052]
    Systeme und Verfahren werden für inkrementales bzw. schrittweises Bewegen der Zähne beschrieben, wobei mehrere einzelne Vorrichtungen verwendet werden, wo jede Vorrichtung aufeinander folgend einen oder mehrere der Zähne des Patienten mit relativ kleinen Werten bewegt. Systems and methods are described for incremental or stepwise movement of the teeth, wherein a plurality of individual devices are used, where each device has a sequentially moved or more of the teeth of the patient with relatively small values. Die Zahnbewegungen werden jene sein, die normalerweise mit kieferorthopädischer Behandlung verbunden sind, einschließlich Translation bzw. Schiebung in allen drei orthogonalen Richtungen relativ zu einer vertikalen Mittellinie, Drehung der Zahnmittellinie in den zwei kieferorthopädischen Richtungen ("Wurzelachsenfehlstellung" und "Drehmoment"), ebenso gut wie Drehung um die Mittellinie. The tooth movements will be those normally associated with orthodontic treatment, including translation or shift in all three orthogonal directions relative to a vertical axis, rotation of the tooth centerline in the two orthodontic directions ("root angulation" and "torque"), as well as rotation about the centerline.
  • [0053] [0053]
    Unter Bezugnahme nun auf Referring now to 1A 1A , enthält ein typischer Kiefer Containing a typical pine 100 100 sechzehn Zähne sixteen teeth 102 102 . , Die vorliegende Erfindung beabsichtigt, zumindest einige dieser Zähne von einer anfänglichen Zahnanordnung zu einer schließlichen Zahnanordnung zu bewegen. The present invention is intended to move at least some of these teeth from an initial tooth arrangement to a final tooth arrangement. Um zu verstehen, wie die Zähne bewegt werden können, ist eine willkürliche Mittellinie (CL) durch einen der Zähne To understand how the teeth may be moved, is an arbitrary centerline (CL) through one of the teeth 102 102 gezogen. drawn. Mit Bezug zu dieser Mittellinie (CL) können die Zähne in den orthogonalen Richtungen bewegt werden, die durch Achsen With reference to this centerline (CL), the teeth may be moved in orthogonal directions represented by axes 104 104 , . 106 106 und and 108 108 dargestellt sind (wobei are shown (where 104 104 die Mittellinie ist) Die Mittellinie kann um die Achse the centerline) The centerline can about the axis 108 108 (Wurzelachsenfehlstellung) und (Root angulation) and 104 104 (Drehmoment) herum gedreht werden, wie dies jeweils durch Pfeile (Torque) can be turned around, as by arrows 110 110 und and 112 112 bezeichnet wird. is called. Außerdem kann der Zahn um die Mittellinie gedreht werden, wie dies durch Pfeil In addition, the tooth about the centerline may be rotated as shown by arrow 114 114 dargestellt wird. is shown. Folglich können alle möglichen Freiformbewegungen des Zahnes ausgeführt werden. Thus, all possible free-form motions of the tooth can be performed. Bezugnehmend nun auf Referring now to 1B 1B , wird das Ausmaß irgendeiner Zahnbewegung, die durch die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung erreicht wird, durch Bedingungen der maximalen linearen Translation bzw. Schiebung irgendeines Punktes P an einem Zahn , The extent of any tooth movement achieved by the methods and devices of the present invention, by conditions of the maximum linear translation of any point P or thrust on a tooth 102 102 definiert. defined. Jeder Punkt P i wird sich einer kumulativen Translation bzw. Schiebung unterziehen, indem dieser Zahn in irgendeiner der orthogonalen oder Drehrichtungen bewegt wird, die in Each point P i will be a cumulative translation or shift undergo by this tooth is moved in any of the orthogonal directions of rotation or, in the 1A 1A definiert sind. are defined. Das heißt, während der Punkt üblicherweise einem nichtlinearen Weg folgen wird, wird es einen linearen Abstand zwischen irgendeinem Punkt bei dem Zahn geben, wenn dieser wenigstens zweimal während der Behandlung bestimmt wird. That is, while the point is usually followed by a non-linear way, there will be a linear distance between any point in the tooth when it is determined at least twice during the treatment. Folglich kann sich ein willkürlicher Punkt P 1 tatsächlich einer wirklichen Seite-an-Seite-Verschiebung unterziehen, wie dies durch Pfeil d 1 bezeichnet wird, während ein zweiter willkürlicher Punkt P 2 entlang eines bogenförmigen Weges wandern kann, was in einer schließlichen Translation bzw. Schiebung d 2 resultiert. Consequently, an arbitrary point P 1 can actually undergo a true side-by-side shift, as is indicated by arrow d 1, while a second arbitrary point P 2 can travel along an arcuate path, what or in an eventual translation shift d 2 results. Viele Aspekte der vorliegenden Erfindung werden in Bedingungen der maximal zulässigen Bewegung eines Punktes P i definiert, die durch die Verfahren bei irgendeinem speziellen Zahn bewirkt wird. Many aspects of the present invention are defined in terms of the maximum permissible movement of a point P i, which is caused by the process at any particular tooth. Derartige maximale Zahnbewegung ist wiederum als die maximale lineare Translation bzw. Schiebung dieses Punktes P i an dem Zahn definiert, der sich in irgendeinem Behandlungsschritt der maximalen Bewegung für diesen Zahn unterzieht. Such maximum tooth movement, in turn, is than the maximum linear translation of that point P i and shift defined in the tooth undergoing treatment in any step of the maximum movement for that tooth.
  • [0054] [0054]
    Unter Bezugnahme nun auf Referring now to 1C 1C , wird das System gemäß der vorliegenden Erfindung mehrere inkrementale bzw. schrittweise Positionseinstellungsvorrichtungen aufweisen. The system of the present invention will have several incremental or gradual position adjustment devices. Die Vorrichtungen sind dazu bestimmt, um inkrementales bzw. schrittweises Repositionieren einzelner Zähne in dem Kiefer zu bewirken, wie dies im Allgemeinen vorstehend beschrieben ist. The devices are intended to effect incremental or gradual repositioning of individual teeth in the jaw, as generally described above. Im weitesten Sinne können die Verfahren der vorliegenden Erfindung irgendwelche der bekannten Positioniereinrichtungen, Rückhalteeinrichtungen oder andere abnehmbare Vorrichtungen verwenden, welche zum Fertigstellen und Beibehalten der Zahnpositionen in Verbindung mit herkömmlicher kieferorthopädischer Behandlung bekannt sind. In the broadest sense the process of the present invention, any of the known positioners, restraint devices, or other removable devices use which are known for finishing and maintaining teeth positions in connection with conventional orthodontic treatment. Die Systeme der vorliegenden Erfindung werden im Gegensatz zu der Vorrichtung und den Systemen des Standes der Technik mehrere derartige Vorrichtungen zur Verfügung stellen, die dazu bestimmt sind, von einem Patienten aufeinander folgend getragen zu werden, um das schrittweise Zahnrepositionieren zu erreichen, wie dies hier beschrieben ist. The systems of the present invention will provide, in contrast to the apparatus and systems of the prior art, several such devices are available, intended to be worn successively by a patient to achieve the gradual Zahnrepositionieren, as described herein is. Eine bevorzugte Vorrichtung A preferred device 100 100 wird eine polymere Schale aufweisen, die eine geformte Kavität hat, um die Zähne von einer Zahnanordnung zu einer nachfolgenden Zahnanordnung aufzunehmen und flexibel zu repositionieren. will comprise a polymeric shell having a cavity shaped to accommodate the teeth of a tooth arrangement to a successive tooth arrangement and flexible to reposition. Die polymere Schale wird bevorzugt, aber nicht notwendig über alle vorhandenen Zähne in dem Ober- oder Unterkiefer gepasst. The polymeric shell is preferred, but not necessary fit over all teeth present in the upper or lower jaw. Oft wird nur ein bestimmter Zahn bzw. werden bestimmte Zähne repositioniert, während andere der Zähne einen Grundlagen- oder Ankerbereich zum Halten der Repositioniervorrichtung an der Verwendungsstelle zur Verfügung stellen, indem sie die flexible Repositionierkraft gegen den Zahn oder die Zähne aufbringen, die zur repositionieren sind. Often only a certain tooth or teeth are certain repositioned while others of the teeth provide a basic or anchor region for holding the repositioning in place available out by raising the flexible Repositionierkraft against the tooth or teeth that are repositioned to , Bei komplexen Fällen werden jedoch viele oder die meisten der Zähne an irgendeinem Punkt während der Behandlung repositioniert werden. In complex cases, however, many or most of the teeth will be repositioned at some point during treatment. In derartigen Fällen können die Zähne, welche bewegt werden, ebenfalls als ein Grundlagen- oder Ankerbereich zum Halten der Repositioniervorrichtung dienen. In such cases, the teeth which are moved can also serve as a basic or anchor region for holding the repositioning. Außerdem können die Gummis und/oder die Palette als ein Ankerbereich dienen, wobei folglich allen oder nahezu allen der Zähne ermöglicht wird, gleichzeitig repositioniert zu werden. Additionally, the gums and / or the palette can serve as an anchor region, hence all or nearly all of the teeth is allowed to be repositioned simultaneously.
  • [0055] [0055]
    Die polymere Vorrichtung The polymeric device 100 100 von from 1C 1C ist bevorzugt aus einer dünnen Folie von einem geeigneten elastomeren Polymer ausgebildet, derart wie Tru-Tain 0,76 mm (0,03 in.), thermogeformtes Dentalmaterial, Tru-Tain Plastics, Rochester, Minnesota 55902. Üblicherweise werden keine Drähte oder andere Einrichtungen zum Halten der Vorrichtung an der Stelle oberhalb der Zähne vorgesehen. is preferably formed of a thin film of a suitable elastomeric polymer, such as Tru-Tain 0.76 mm (0.03 in.) 55,902th Usually, thermoformed dental material, Tru-Tain Plastics, Rochester, Minnesota No wires or other facilities for holding the structure at the point provided above the teeth. In einigen Fällen wird es jedoch wünschenswert oder notwenig sein, einzelne Anker an Zähnen mit entsprechenden Behältern oder Öffnungen an der Vorrichtung In some cases it will be desirable or notwenig individual anchors on teeth with corresponding receptacles or apertures in the device 100 100 vorzusehen, so dass die Vorrichtung eine Aufwärtskraft an den Zähnen aufbringen kann, was bei der Abwesenheit eines derartigen Ankers nicht möglich sein würde. provided, so that the device can apply an upward force on the teeth, which would not be possible in the absence of such an anchor. Spezifische Verfahren zum Herstellen der Vorrichtungen Specific method of manufacturing the devices 100 100 werden nachstehend beschrieben. are described below.
  • [0056] [0056]
    Unter Bezugnahme nun auf Referring now to 2 2 , wird das gesamte Verfahren zum Herstellen der inkrementalen bzw. schrittweisen Positionseinstellungsvorrichtungen für die anschließende Verwendung bei einem Patienten, um die Zähne des Patienten zu repo sitionieren, beschrieben. , The entire method is described for producing the incremental or stepwise position adjustment devices for subsequent use in a patient, in order to repo in Positioning the patient's teeth. Als ein erster Schritt wird ein digitaler Datensatz erhalten, der eine anfängliche Zahnanordnung darstellt, nachstehend als IDDS bezeichnet. As a first step, a digital data is obtained representing an initial tooth arrangement, hereinafter referred to as IDDS. Der IDDS kann in einer Vielzahl von Wegen erhalten werden. The IDDS may be obtained in a variety of ways. Zum Beispiel können die Zähne des Patienten gescannt bzw. abgetastet oder abgebildet werden, wobei gut bekannte Technik verwendet wird, derart wie Röntgenstrahlen, dreidimensionale Röntgenstrahlen, computertomographische Bilder oder Datensätze, Magnetresonanzbilder usw. Verfahren zum Digitalisieren derartiger herkömmlicher Bilder, um Datensätze zu erzeugen, die bei der vorliegenden Erfindung verwendbar sind, sind gut bekannt und in der Patent- und medizinischen Literatur beschrieben. For example, the patient's teeth can be scanned and scanned or imaged using well-known technique is used so as to produce as X-rays, three-dimensional X-ray, computed tomographic images or data sets, magnetic resonance images, etc. Methods for digitizing such conventional images records that are useful in the present invention are well known and described in the patent and medical literature. Üblicherweise wird sich jedoch die vorliegende Erfindung zuerst auf das Erhalten eines Gipsabdruckes der Zähne des Patienten durch gut bekannte Techniken stützen, derart wie diese bei Graber beschriebene, Orthodontics: Principle and Practice, Second Edition, Saunders, Philadelphia, 1969, S. 401–415. Usually, however, the present invention is first based on obtaining a plaster cast of the patient's teeth by well known techniques such as those described in Graber, Orthodontics: Principle and Practice, Second Edition, Saunders, Philadelphia, 1969, pp 401-415 , Nachdem der Zahnabguss erhalten worden ist, kann er digital gescannt bzw. abgetastet werden, wobei ein herkömmlicher Laser-Scanner oder anderes Bereichserfassungssystem verwendet wird, um den IDDS zu erzeugen. After the tooth casting is obtained, it can be digitally scanned or scanned using a conventional laser scanner or other range acquisition system is used to produce the IDDS. Der Datensatz, der durch das Bereichserfassungssystem erzeugt worden ist, kann natürlich in andere Formate umgewandelt werden, um mit der Software kompatibel zu sein, welche zum Manipulieren der Bilder innerhalb des Datensatzes verwendet wird, wie dies nachstehend ausführlicher beschrieben wird. The record that has been generated by the range acquisition system may, of course, be converted to other formats to be compatible with the software which is used for manipulating images within the data set, as will be described in more detail below. Allgemeine Techniken zum Erzeugen von Gipsabdrücken der Zähne und Erzeugen digitaler Modelle, die Laser-Scantechniken verwenden, sind z. B. in US-Patent Nr. 5,605,459 beschrieben. General techniques for producing plaster casts of teeth and generating digital models using laser scanning techniques, eg. As disclosed in US Pat. No. 5,605,459 are described.
  • [0057] [0057]
    Es gibt eine Vielzahl von Bereichserfassungssystemen, die im Allgemeinen dadurch kategorisiert werden, ob das Verfahren der Erfassung Kontakt mit dem dreidimensionalen Gegenstand erfordert. There are a variety of range acquisition systems, which are generally categorized by whether the process of acquisition requires contact with the three-dimensional object. Ein Bereichserfassungssystem des Kontakttyps verwendet eine Sonde, die mehrere Freiheitsgrade der Translation und/oder Rotation hat. An area detecting system using a contact type probe which has a plurality of degrees of freedom of translation and / or rotation. Durch Aufzeichnen der physikalischen Verlagerung der Sonde, während sie quer über die Probe- bzw. Musteroberfläche gezogen wird, wird eine computerlesbare Darstellung des Probegegenstandes erzeugt. By recording the physical displacement of the probe as it is drawn across the sample or sample surface, a computer-readable representation of the sample object is generated. Eine Bereichserfas sungsvorrichtung des Nicht-Kontakt-Typs kann entweder ein System des reflektierenden Typs oder des durchsichtigen Typs sein. A Bereichserfas sungsvorrichtung of the non-contact type can be either a reflective type or transparent type of system. Es ist eine Vielzahl reflektierender Systeme in Gebrauch. There is a plurality of reflective systems in use. Einige dieser reflektierenden Systeme verwenden nichtoptisch einfallende Energiequellen, derart wie Kurzwellenradar oder Sonar. Some of these reflective systems utilize non-optical incident energy sources, such as short-wave radar or sonar. Andere verwenden optische bzw. Lichtenergie. Others use optical or light energy. Diese Systeme des Nicht-Kontakt-Typs, die durch reflektierte optische Energie arbeiten, enthalten ferner spezielle Geräteausstattung, die aufgebaut ist, um das Ausführen bestimmter Messtechniken zu ermöglichen (z. B. Bildaufbereitungsradar, Triangulation und Interferometrie). These systems of non-contact type, working by reflected optical energy further contain special instrumentation that is set up to allow you to run certain measurement techniques (eg. As imaging radar, triangulation and interferometry).
  • [0058] [0058]
    Ein bevorzugtes Bereichserfassungssystem ist ein optischer, reflektierender Scanner des Nicht-Kontakt-Typs. A preferred range acquisition system is an optical, reflective scanner of the non-contact type. Scanner des Nicht-Kontakt-Typs werden bevorzugt, weil sie schon an sich zerstörungsfrei sind (das heißt sie beschädigen nicht den Probegegenstand), wobei sie im Allgemeinen durch eine höhere Erfassungsauflösung gekennzeichnet sind und eine Probe in einer relativ kurzen Zeitdauer scannen bzw. abtasten. Scanner non-contact type are preferred because they themselves are already non-destructive (ie they do not damage the sample object), where they are generally characterized by a higher detection resolution and a sample in a relatively short period of time to scan or scan. Ein derartiger Scanner ist das Cyberware-Modell Such a scanner is the Cyberware model 15 15 , das von Cyberware, Inc., Monterey, California, hergestellt wird. Which is produced by Cyberware, Inc., Monterey, California.
  • [0059] [0059]
    Entweder Scanner des Nicht-Kontakt-Typs oder des Kontakt-Typs können ebenfalls eine Farbkamera enthalten, die, wenn sie mit den Scanmöglichkeiten synchronisiert bzw. abgestimmt wird, eine Einrichtung zum Erfassen einer Farbdarstellung des Probegegenstandes in digitalem Format zur Verfügung stellt. Either scanner of the non-contact type or contact-type may also include a color camera, that when synchronized or coordinated with the scanning capabilities, a means for detecting a color representation of the sample object in a digital format provides. Die Bedeutung dieser weiteren Möglichkeit zum Erfassen nicht lediglich der Form des Probegegenstandes, sondern ebenfalls seiner Farbe, wird nachstehend erörtert. The importance of this further ability to capture not just the shape of the sample object but also its color is discussed below.
  • [0060] [0060]
    Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird ebenfalls ein Wachsbiss von einem Patienten erhalten. In a preferred embodiment, a wax bite is also obtained from a patient. Der Wachsbiss ermöglicht das Scannen bzw. Abtasten der relativen Positionen der oberen und unteren Zahnreihe in zentrischer Okklusion. The wax bite enables scanning or scanning the relative positions of the upper and lower teeth in centric occlusion. Dies wird üblicherweise zuerst durch das Anordnen des unteren Abdruckes vor dem Scanner, wobei die Zähne nach oben gerichtet sind, dann das Anordnen des Wachsbisses an dem Oberteil des unteren Abdruckes und schließlich durch Anord nen des oberen Abdruckes an dem Oberteil des unteren Abdruckes erreicht, wobei die Zähne nach unten gerichtet sind, wobei sie auf dem Wachsbiss ruhen. This is usually by first placing the lower footprint front of the scanner, with the teeth facing upwards, then reaches placing the wax bite on the upper part of the lower impression and finally through Anord NEN of the upper impression on the upper part of the lower impression, wherein the teeth are directed downward, resting on the wax bite. Ein zylindrisches Scannen ist dann für den unteren und oberen Abdruck in ihren relativen Positionen erforderlich. A cylindrical scan is then necessary for the lower and upper mold in their relative positions. Die gescannten Daten stellen ein digitales Modell von mittlerer Auflösung zur Verfügung, das einen Gegenstand darstellt, der aus einer Kombination der Bögen des Patienten besteht, die in demselben relativen Aufbau wie in dem Mund positioniert sind. The scanned data provide a digital model of medium resolution available, which is an object that consists of a combination of the arches of the patient positioned in the same relative configuration as in the mouth.
  • [0061] [0061]
    Das digitale Modell wirkt wie eine Schablone, die die Anordnung der zwei einzelnen digitalen Modelle (eines per Bogen) führt. The digital model acts like a template (one per sheet), the arrangement of the two individual digital models. Genauer gesagt, wird beim verwenden der Software, z. B. der CyberWare-Ausrichtungssoftware, jeder digitale Bogen wiederum zu dem abgescannten Paar ausgerichtet. More specifically, when the software, such. As the Cyberware alignment software, each digital sheet used in turn to the scanned pair aligned. Die einzelnen Modelle werden dann relativ zueinander entsprechend der Bögen in dem Mund des Patienten positioniert. The individual models are then positioned relative to each other corresponding to the arches in the patient's mouth.
  • [0062] [0062]
    Die Verfahren werden sich auf das Manipulieren des IDDS an einem Computer oder Workstation stützen, der bzw. die eine geeignete graphische Benutzerschnittstelle (GUI) und Software hat, die zum Ansehen und Modifizieren der Bilder geeignet ist. The methods are based on manipulating the IDDS on a computer or workstation, or of a suitable graphical user interface (GUI) and software that is suitable for viewing and modifying the images. Spezifische Aspekte der Software werden nachstehend ausführlich beschrieben. Specific aspects of the software are described in detail below. Während sich die Verfahren auf Computer-Manipulation der digitalen Daten stützen, weisen die Systeme der vorliegenden Erfindung mehrere dentale Vorrichtungen auf, die inkremental bzw. schrittweise abweichende Geometrien haben, die durch nicht-computer-gestützte Techniken erzeugt werden können. While the methods are based on computer manipulation of digital data systems of the present invention have several dental devices that have incremental or gradual different geometries that can be produced by non-computer-based techniques. Zum Beispiel können Gipsabdrücke, die, wie vorstehend beschrieben, erhalten werden, geschnitten werden, wobei Messer, Sägen oder andere Schneidwerkzeuge verwendet werden können, um das Repositionieren der einzelnen Zähne innerhalb des Abgusses zu ermöglichen. For example, plaster casts, which, as described above, obtained are cut, said knives, saws, or other cutting tools can be used to allow the repositioning of individual teeth within the casting. Die losgelösten Zähne können dann durch weiches Wachs oder anderes verformbares Material an der Stelle gehalten werden und mehrere Zwischen-Zahnanordnungen können dann vorbereitet werden, wobei ein derartig modifizierter Gipsabdruck der Zähne des Patienten verwendet wird. The detached teeth may then be held by soft wax or other malleable material at the location and a plurality of intermediate tooth arrangements can then be prepared, wherein one of such modified plaster cast of the patient's teeth is used. Die un terschiedlichen Anordnungen können im Allgemeinen verwendet werden, um Sätze bzw. Reihen mehrerer Vorrichtungen vorzubereiten, wie dies nachstehend beschrieben wird, wobei Druck- und Unterdruck-Formtechniken verwendet werden. The un ent arrangements can be used generally to prepare sets or rows of a plurality of devices, as will be described below, in which pressure and vacuum molding techniques. Während derartige manuelle Erzeugung der Vorrichtungssysteme der vorliegenden Erfindung im Allgemeinen viel weniger bevorzugt sind, werden so erzeugte Systeme innerhalb des Schutzbereiches der vorliegenden Erfindung kommen. While such manual creation of the device systems of the present invention are generally much less preferred, systems so produced will come within the scope of the present invention.
  • [0063] [0063]
    Unter Bezugnahme wieder auf Referring again to 2 2 , werden, nachdem der IDDS erhalten worden ist, die digitalen Informationen in den Computer oder andere Workstation für die Manipulation eingegeben. Are, after the IDDS has been obtained, the digital information inputted in the computer or other workstation for manipulation. Bei der bevorzugten Annäherung werden einzelne Zähne und andere Bestandteile "geschnitten", um ihr einzelnes Repositionieren oder Entfernen aus den digitalen Daten zu ermöglichen. In the preferred approach individual teeth and other ingredients are "cut" to allow their individual repositioning or removal from the digital data. Nach dem "Freimachen" der Bestandteile, wird der Anwender oft einer Vorschrift oder anderen geschriebenen Beschreibung folgen, die durch den Behandlungsfachmann vorgesehen wird. After the "freeing" the components, the user will often follow a prescription or other written description, which is provided by the treatment professional. Alternativ kann der Anwender sie auf der Grundlage der sichtbaren Erscheinung oder durch Anwenden von Regeln und Algorithmen repositionieren, die in dem Computer programmiert sind. Alternatively, the user may reposition them based on the visual appearance or by using rules and algorithms programmed into the computer. Wenn der Anwender mit der schließlichen Anordnung zufrieden ist, wird die schließliche Zahnanordnung in einen schließlichen digitalen Datensatz (FDDS) aufgenommen. When the user is satisfied with the final arrangement, the final tooth arrangement to a final digital data set (F DDS) is recorded.
  • [0064] [0064]
    Auf der Grundlage sowohl des IDDS und des FDDS werden mehrere entsprechend dazwischen liegende digitale Datensätze (INTDDSs) erzeugt. On the basis of both the IDDS and F DDS several corresponding intermediate digital records (INTDDSs) are generated.
  • [0065] [0065]
    3 3 stellt eine charakteristische Technik zum Manipulation des IDDS dar, um den FDDS in dem Computer zu erzeugen. represents a characteristic technique for manipulating the IDDS to produce the F DDS in the computer. Üblicherweise werden die Daten aus dem digitalen Scanner in einer hochauflösenden Form sein. Typically, the data from the digital scanner in a high-resolution shape will be. Um die Computerzeit zu verringern, die erforderlich ist, um Bilder zu erzeugen, wird ein paralleler Satz des digitalen Datensatzes erzeugt, der den IDDS bei einer niedrigen Auflösung darstellt. In order to reduce the computer time necessary to generate images, a parallel set of digital data record is generated representing the IDDS at a lower resolution. Der Anwender wird die niedrigauflösenden Bilder manipulieren, während der Computer den hochauflösenden Datensatz aktualisieren wird, wenn dies notwendig ist. The user will manipulate the low-resolution images, while the computer will update the high-resolution record if necessary. Der Anwen der kann ebenfalls das hochauflösende Modell sehen/manipulieren, wenn das zusätzliche Detail, das in dem Modell zur Verfügung gestellt wird, brauchbar ist. The appli can also see / manipulate, if the additional detail that is put into the model available, the high-resolution model is useful. Der IDDS wird außerdem in eine viereckige bzw. vierfache Datenstruktur (quad edge data structure) umgeformt, wenn sie nicht bereits in dieser Form vorhanden ist. The IDDS is also in a square or four times the data structure (quad-edge data structure) formed if it is not already in this form. Eine viereckige Datenstruktur ist eine topologische Standard-Datenstruktur, die in "Primitives for the Manipulation von General Subdivisions and the Computation of Voronoi Diagrams", ACM Transactions of Graphics, Band 4, Nr. 2, April 1985, S. 74–123, definiert ist. A quadrangular data structure is a topological standard data structure that is defined in "Primitives for the Manipulation of General Subdivisions and the Computation of Voronoi Diagrams", ACM Transactions of Graphics, Vol. 4, No. 2, April 1985, pp 74-123 is. Andere topologische Datenstrukturen, derart wie die Winged-Edge-Datenstruktur, könnten ebenfalls verwendet werden. Other topological data structures, such as the winged-edge data structure, could also be used.
  • [0066] [0066]
    Als ein anfänglicher Schritt, während das dreidimensionale Bild des Kiefers, einschließlich der Zähne, des Zahnfleisches und anderen Mundgewebes des Patienten betrachtet wird, wird der Anwender üblicherweise den Aufbau tilgen, welcher für die Bildmanipulation und/oder schließliche Herstellung einer Vorrichtung nicht notwendig ist. As an initial step, while the three-dimensional image of the jaw, including the teeth, gums and other oral soft tissue of the patient is considered, the user is usually repay the structure which is not necessary for image manipulation and / or final production of a device. Diese unerwünschten Abschnitte des Modells können entfernt werden, wobei ein Radierwerkzeug verwendet wird, um einen fundierten Modellabzug auszuführen. These unwanted portions of the model can be removed with a eraser tool is used to perform an in-depth model deduction. Das Werkzeug wird durch eine Graphikbox verkörpert. The tool is represented by a Graphikbox. Der zu radierende Umfang (die Dimensionen, die Position und Ausrichtung der Box) werden durch den Anwender bestimmt, wobei die GUI verwendet wird. The extent to eraser (the dimensions, the position and orientation of the box) are determined by the user, the GUI is used. Üblicherweise werden unerwünschte Abschnitte fremde Gummibereiche und die Basis bzw. Grundlage des ursprünglich gescannten Abdruckes enthalten. Usually unwanted portions foreign rubber regions and the base or foundation of the original scanned impression be included. Eine andere Anwendung für dieses Werkzeug besteht darin, die Extraktion bzw. das Herausziehen von Zähnen und das "Herunterschleifen" von Zahnoberflächen zu simulieren. Another application for this tool is to simulate the extraction and the extraction of teeth and the "down-grinding" of tooth surfaces. Dies ist erforderlich, wenn zusätzlicher Raum in dem Kiefer für die schließliche Positionierung eines zu bewegenden Zahnes erforderlich ist. This is necessary when additional space is needed in the jaw for the final positioning of a tooth to be moved. Der Behandlungsfachmann kann wählen, um zu bestimmen, welche Zähne geschliffen und/oder welche Zähne extrahiert werden. The treatment specialist can choose to determine which teeth grinding and / or which teeth are extracted. Das Schleifen ermöglicht dem Patienten, seine Zähne zu behalten, wenn nur ein kleiner Wert eines Raumes erforderlich ist. The grinding allows the patient to keep his teeth when only a small value of a room is required. Üblicherweise werden Extraktion und Schleifen natürlich nur in der Behandlungsplanung verwendet, wenn die Zähne des gegenwärtigen Patienten zu extrahieren und/oder zu schleifen sind, bevor das Repositionieren gemäß den Verfahren der vorliegenden Erfindung eingeleitet wird. Usually, extraction and loops are of course used in the treatment planning when the teeth of the current patient to extract and / or grind before repositioning is initiated in accordance with the method of the present invention.
  • [0067] [0067]
    Das Entfernen unerwünschter und/oder unnötiger Abschnitte des Modells erhöht die Datenverarbeitungsgeschwindigkeit und verbessert die visuelle Anzeige. Removing unwanted and / or unnecessary sections of the model increases data processing speed and enhances the visual display. Unnötige Abschnitte enthalten diese, die nicht für die Erzeugung der Zahnrepositioniervorrichtung erforderlich sind. Unnecessary sections include those not needed for the generation of the Zahnrepositioniervorrichtung. Das Entfernen dieser unerwünschten Abschnitte verringert die Komplexität und die Größe des digitalen Datensatzes, was folglich die Manipulationen der Datensätze und anderer Vorgänge beschleunigt. The removal of these unwanted sections reduces the complexity and the size of the digital data set, thus accelerating manipulations of the data and other operations.
  • [0068] [0068]
    Nachdem der Anwender das Radierwerkzeug positioniert und dessen Größe festlegt und der Software vorschreibt, die unerwünschten Abschnitte zu radieren, werden alle Dreiecke innerhalb der Box, die durch den Anwender bestimmt werden, entfernt und die Grenzdreiecke werden modifiziert, um eine glatte, lineare Grenze zu hinterlassen. After the user positions the eraser tool and decides its size and the software requires to erase the unwanted sections, all triangles inside the box, which are determined by the user to be removed and the border triangles are modified to leave a smooth, linear boundary , Die Software tilgt alle Dreiecke innerhalb der Box und klammert alle Dreiecke, welche die Grenze der Box kreuzen. The software erases all triangles inside the box and excluded all triangles which cross the boundary of the box. Dies erfordert das Erzeugen neuer Eckpunkte an der Grenze der Box. This requires the creation of new vertices on the boundary of the box. Die Löcher, die in dem Modell an den Flächen der Box erzeugt werden, werden erneut zu Dreiecken ausgebildet und geschlossen, wobei die neu erzeugten Eckpunkte verwendet werden. The holes generated in the model at the faces of the box, are again formed into triangles and closed with the newly created vertices are used.
  • [0069] [0069]
    Das Sägewerkzeug wird verwendet, um die einzelnen Zähne (oder möglicherweise Gruppen von Zähnen) zu definieren, um bewegt zu werden. The saw tool is used to (or possibly groups of teeth) to define the individual teeth to be moved. Das Werkzeug trennt das gescannte Bild in einzelne Graphikbestandteile, die der Software ermöglichen, die Zähne oder andere Bestandteilbilder unabhängig von bleibenden Abschnitten des Modells zu bewegen. The tool separates the scanned image into individual graphic elements that allow the software to move the teeth or other component images independent of residual portions of the model. Bei einem Ausführungsbeispiel definiert das Sägewerkzeug einen Weg zum Schneiden des Graphikbildes durch Anwenden von zwei kubischen B-Kurvenlineal-Krümmungen, die in dem Raum liegen, möglicherweise zu parallelen Ebenen genötigt, entweder offen oder geschlossen. In one embodiment, the saw tool defines a path for cutting the graphic image by applying two cubic B-spline curves that lie in the space, possibly constrained to parallel planes, either open or closed. Eine Reihe von Linien verbindet die zwei Krümmungen und zeigt dem Anwender den allgemeinen Schneidweg. A set of lines connects the two curves and shows the user the general cutting path. Der Anwender kann die Kontrollpunkte an den kubischen B- Kuvenlinealen, die Dicke des Sägeschnittes und die Anzahl der verwendeten Radiereinrichtungen bearbeiten, wie dies nachstehend beschrieben wird. The user may edit the control points on the cubic B Kuvenlinealen, the thickness of the saw cut and the number of erasers used, as described below.
  • [0070] [0070]
    Bei einem alternativen bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die Zähne durch Verwenden der Säge als eine "Entkern"-Vorrichtung getrennt, wobei die vorstehend genannten Zähne mit vertikalen Sägeschnitten geschnitten werden. In an alternative preferred embodiment, the teeth are separated by using the saw as a "Entkern" device, where the abovementioned teeth are cut with vertical saw cuts. Die Krone des Zahnes ebenso gut wie das Zahnfleischgewebe unmittelbar unterhalb der Krone werden von dem Rest der Geometrie getrennt und als eine einzelne Einheit, bezogen auf einen Zahn, behandelt. The crown of the tooth as well as the gingival tissue immediately below the crown are separated from the rest of the geometry, and as a single unit, based on a tooth treated. Wenn dieses Modell bewegt wird, bewegt sich das Zahnfleischgewebe relativ zu der Krone, wobei eine erste Anweisungsannäherung in der Weise erzeugt wird, dass sich das Zahnfleisch innerhalb eines Mundes des Patienten umformt. If this model is moved, the gum tissue is moved relative to the crown, a first instruction approach is generated in such a way that the gums transforms within the patient's mouth.
  • [0071] [0071]
    Jeder Zahn kann ebenfalls von dem ursprünglich zurecht gemachten Modell getrennt werden. Each tooth can also be separated from the model originally trimmed. Zusätzlich kann durch das Aufschneiden der Kronen der Zähne eine Basis aus dem original zurecht gemachten Modell erzeugt werden. In addition, can be produced from the original model trimmed by cutting the crowns of the teeth a base. Das resultierende Modell wird als eine Basis bzw. Grundlage zum Bewegen der Zähne verwendet. The resulting model is used as a base or foundation for moving the teeth. Dies erleichtert die schließliche Herstellung einer physikalischen Form von dem geometrischen Modell, wie dies nachstehend beschrieben wird. This facilitates the eventual manufacture of a physical mold from the geometric model, as will be described below.
  • [0072] [0072]
    Dicke: Wenn ein Schnitt ausgeführt wird, um einen Zahn zu trennen, wird der Anwender üblicherweise wünschen, dass der Schnitt so dünn wie möglich ist. Thickness: When a cut is made to separate a tooth, the user will usually want the cut is as thin as possible. Der Anwender kann jedoch wünschen, einen dickeren Schnitt zu erzeugen, z. B. wenn die umgebenden Zähne heruntergeschliffen werden, wie dies vorstehend beschrieben ist. However, the user may desire to produce a thicker section, for. Example, if the surrounding teeth are ground down, as described above. Graphisch erscheint der Schnitt als eine Krümmung bzw. Kurve, die durch die Dicke des Schnittes an einer Seite der Krümmung begrenzt ist. Graphically the cut appears as a curve or curve that is limited by the thickness of the cut on one side of the curvature.
  • [0073] [0073]
    Anzahl der Radiereinrichtungen: Ein Schnitt besteht aus mehreren Radiereinrichtungsboxen, die nebeneinander als eine stückweise lineare Annäherung des Krümmungsweges des Sägewerkzeuges angeordnet sind. Number of erasers: An interface consists of several Radiereinrichtungsboxen that are next to each other as a piecewise linear approximation of the curvature of the path of the saw tool. Der Anwender wählt die An zahl der Radiereinrichtungen, welche die Verfeinerung der erzeugten Krümmung bestimmen – je größer die Anzahl der Abschnitte ist, umso genauer wird das Schneiden der Krümmung folgen. The user chooses the number of erasers to which determine the refinement of the curvature generated - the larger the number of sections is, the more accurately the cutting will follow the curve. Die Anzahl der Radiereinrichtungen ist graphisch durch die Anzahl paralleler Linien gezeigt, die die zwei kubischen B-Kurvenlineal-Krümmungen verbinden. The number of erasers is shown graphically by the number of parallel lines connecting the two cubic B-spline curves. Sobald ein Sägeschnitt vollständig spezifiziert ist, wendet der Anwender den Schnitt auf das Modell an. Once a saw cut is completely specified the user applies the cut to the model. Der Schnitt wird als eine Abfolge von Radierungen ausgeführt. The incision is carried out as a series of etchings. Ein bevorzugter Algorithmus ist in A preferred algorithm is 4A 4A dargelegt. set forth. 4B 4B zeigt eine einzelne Radieriteration des Schnittes, wie dieser in dem Algorithmus für eine B-Kurvenlineal-Krümmung mit offenem Ende beschrieben ist. shows a single Radieriteration of the cut, as this is described in the algorithm for a B-spline curve with the open end. Für einen vertikalen Schnitt werden die Krümmungen mit P A [O] und P A [S] mit demselben Punkt geschlossen und P B [O] und P B [S] sind derselbe Punkt. For a vertical sectional curvatures are with P A [O] P and A [S] is closed with the same point P and B [O] P and B [S] are the same point.
  • [0074] [0074]
    Bei einem Ausführungsbeispiel kann die Software automatisch das Sägewerkzeug in einen Satz bzw. Reihe von Radierwerkzeugen auf der Grundlage einer Glättemessung aufteilen, die durch den Anwender eingegeben wird. In one embodiment, the software can automatically split the saw tool into a set or series of etching tools based on a smoothness measurement, which is input by the user. Die Säge wird anpassungsfähig unterteilt, und zwar bis zu einem Fehler metrischer Messungen der Abweichung von der idealen Darstellung zu der annähernden Darstellung, der kleiner ist als ein Grenzwert, der durch die Glätteeinstellung spezifiziert ist. The saw is divided adaptable, until an error metric measures of deviation from the ideal representation to the approximate representation, which is smaller than a threshold value, which is specified by the smoothness setting. Der bevorzugt verwendete metrische Fehler vergleicht die lineare Länge der unterteilten Krümmung mit der Bogenlänge der idealen Kurvenlinealkrümmung. The error metric used compares the linear length preferably of the subdivided curve to the arc length of the ideal spline curve. Wenn die Differenz größer als ein Grenzwert ist, der aus der Glätteeinstellung berechnet wurde, wird ein Unterteilungspunkt entlang der Kurvenlinealkrümmung hinzugefügt. If the difference is greater than a threshold computed from the smoothness setting, a subdivision point along the spline curve is added.
  • [0075] [0075]
    Ein Vorschaumerkmal kann ebenfalls in der Software vorgesehen werden. A preview feature can also be provided in the software. Das Vorschaumerkmal zeigt visuell einen Sägeschnitt an, und zwar als die zwei Oberflächen, die gegenüber liegende Seiten des Schnittes verkörpern. The preview feature visually displays a saw cut, and in fact as the two surfaces that represent opposite sides of the cut. Dies erlaubt dem Anwender, den schließlichen Schnitt in Betracht zu ziehen, bevor er für den Modelldatensatz angewendet wird. This allows the user to draw the final section into consideration before it is applied to the model data set.
  • [0076] [0076]
    Nachdem der Anwender alle gewünschten Schneidvorgänge mit dem Sägewerkzeug vervollständigt hat, sind mehrere graphische Festkörper vorhanden. After the user has completed all desired cutting operations with the saw tool, multiple graphic solids are present. Jedoch hat an diesem Punkt die Software nicht bestimmt, welche Dreiecke der viereckigen Datenstruktur zu welchen Bestandteilen gehören. However, the software has not determined at this point, which triangles are the square data structure to which elements. Die Software wählt einen willkürlichen Ausgangspunkt in der Datenstruktur und durchläuft die Datenstruktur, wobei sie angrenzende Informationen verwendet, um alle der Dreiecke zu finden, die zueinander angebracht werden, wobei ein einzelner Bestandteil identifiziert wird. The software chooses a random starting point in the data structure and traverses the data structure, wherein it uses the surrounding information to find all of the triangles that are attached to each other, wherein an individual part is identified. Dieser Prozess wird wiederholt, indem mit dem Dreieck begonnen wird, dessen Bestandteil noch nicht bestimmt ist. This process is repeated by starting with the triangle, which includes not yet been determined. Wenn die gesamte Datenstruktur durchlaufen wurde, sind alle Bestandteile identifiziert worden. When the entire data structure is traversed, all components have been identified.
  • [0077] [0077]
    Für den Anwender scheinen alle durchgeführten Änderungen für das hochauflösende Modell gleichzeitig bei dem niedrigauflösenden Modell aufzutreten und umgekehrt. For the user, any changes made for the high-resolution model appear to occur simultaneously and vice versa in the low-resolution model. Es besteht jedoch keine Eins-zu-Eins-Wechselbeziehung zwischen den unterschiedlichen Auflösungsmodellen. However, there is no one-to-one correlation between different resolution models. Deshalb "passt" der Computer die hochauflösenden und die niedrigauflösenden Bestandteile so gut er es kann an, und zwar ausgesetzt den definierten Beschränkungen. Therefore, "fits" the computer is the high-resolution and low-resolution components as best he can, and indeed exposed to the defined limits. Der Algorithmus wird in The algorithm is in 5 5 beschrieben. described.
  • [0078] [0078]
    Zahnhöckererfassung: Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel stellt die Software die Möglichkeit zur Verfügung, Zahnhöcker auf einem Zahn zu erfassen. Cusp detection: In a preferred embodiment, the software provides the option available to detect cusps for a tooth. Zahnhöcker sind zugespitzte Vorsprünge an der Kaufläche eines Zahnes. Cusps are pointed projections on the chewing surface of a tooth. Zahnhöckererfassung kann entweder ausgeführt werden, bevor oder nachdem die Schneidphase ausgeführt worden ist. Cusp detection can be performed either before or after the cutting phase has been carried out. Der Algorithmus, der für die Zahnhöckererfassung verwendet wird, ist aus zwei Stufen zusammengesetzt: (1) "Erfassungs"-Stufe, während der ein Satz bzw. eine Reihe von Punkten an dem Zahn als Kandidaten für Zahnhöckerstandorte bestimmt wird; The algorithm that is used for the cusp detection is composed of two stages: (1) "detection" stage, during which it is determined a set or a number of points on the tooth as candidates for cusp locations; und (2) "Zurückweisungs"-Stufe, während der Kandidaten aus dem Satz von Punkten zurückgewiesen werden, wenn sie nicht eine Reihe von Kriterien erfüllen, die mit Zahnhöckern verbunden sind. and (2) "reject" stage, while the candidates from the set of points are rejected if they do not meet a number of criteria associated with cusps.
  • [0079] [0079]
    Ein bevorzugter Algorithmus für die "Erfassungs"-Stufe ist in A preferred algorithm for the "detection" stage is in 6A 6A dargelegt. set forth. Bei der Erfassungsstufe wird ein möglicher Zahnhöcker als eine "Insel" auf der Oberfläche des Zahnes betrachtet, mit dem Kandidaten-Zahnhöcker an dem höchsten Punkt der Insel. In the detection stage, a possible cusp is viewed as an "island" on the surface of the tooth, with the candidate cusp at the highest point on the island. "Höchst" wird bezüglich des Koordinatensystems des Modells gemessen, aber könnte gerade so leicht bezüglich des örtlichen Koordinatensystems von jedem Zahn gemessen werden, wenn die Erfassung nach der Schneidphase der Behandlung ausgeführt wird. "Peak" is measured with respect to the coordinate system of the model, but could just as easily with respect to the local coordinate system of each tooth is measured when the detection after the cutting phase of treatment is carried out.
  • [0080] [0080]
    Der Satz bzw. die Reihe von allen möglichen Zahnhöckern wird durch Ansehen aller örtlichen Maxima an dem Zahnmodell bestimmt, die innerhalb eines spezifischen Abstandes von dem Oberteil der Grenzbox des Modells bestehen. The set or the set of all possible cusps is determined by viewing all local maxima on the tooth model that exist within a specific distance from the top of the bounding box of the model. Zuerst wird der höchste Punkt an dem Modell als der ersten Kandidaten-Zahnhöcker bezeichnet. First, the highest point on the model is designated as the first candidate cusp. Eine Ebene wird durch diesen Punkt geführt, und zwar senkrecht zu der Richtung, entlang der der höchste Punkt gemessen wird. A plane is passed through this point, perpendicular to the direction along which the highest point is measured. Die Ebene wird dann durch einen kleinen vorherbestimmten Abstand entlang der Z-Achse abgesenkt. The plane is then lowered by a small predetermined distance along the Z-axis. Als Nächstes werden alle Eckpunkte, die mit dem Zahn verbunden sind und welche oberhalb der Ebene und an einigen verbundenen Bestandteilen sind, mit dem Kandidaten-Zahnhöcker als Zahnhöcker vereinigt. Next, all vertices connected to the tooth and which are above the plane and on some connected components, combined with the candidate cusp as cusps. Dieser Schritt wird auch als der "Flutfüll"-Schritt bezeichnet. This step is also referred to as the "Flutfüll" step. Von jedem Kandidaten-Zahnhöckerpunkt wird äußeres "Fluten" ausgeführt, wobei jeder Scheitelpunkt an dem Modell in dieser Angelegenheit als "Teil von" dem entsprechenden Kandidaten-Zahnhöcker inspiziert wird. From each candidate cusp point is outside "flooding" executed, each vertex of the model in this matter shall be inspected as "part of" the corresponding candidate cusp. Nachdem der Flutfüllschritt vollständig ist, wird jeder Scheitelpunkt an dem Modell geprüft. After the Flutfüllschritt is complete, every vertex on the model is examined. Irgendein Scheitelpunkt, der oberhalb der Ebene ist und nicht durch irgendeine der Flutfüllungen inspiziert wurde, wird der Liste der Kandidaten-Zahnhöcker hinzugefügt. Any vertex that is above the plane and has not been inspected by any of the flood fills, the list of candidate cusps is added. Diese Schritte werden wiederholt, bis die Ebene einen spezifischen Abstand gewandert ist. These steps are repeated until the plane is moved a specific distance.
  • [0081] [0081]
    Während dieser iterativen Annäherung kann mehr Zeit verbraucht werden als bei einer örtlichen Maximumsuche, wobei die vorstehend beschriebene Annäherung zu einer kürzeren Liste der Kandidaten-Zahnhöcker führt. While this iterative approach can be more time consuming than a local maximum search, the approach described above leads to a shorter list of candidate cusps. Weil die Ebene bei jedem Schritt einen begrenzten Abstand abgesenkt wird, können sehr kleine örtliche Maxima übersprungen werden, die wegen geräuschvoller Daten auftreten können. Since the plane is lowered a finite distance at each step, very small local maxima can be skipped, which can occur due to noisy data.
  • [0082] [0082]
    Nach der "Erfassungs"-Stufe fährt der Zahnhöckererfassungsalgorithmus mit der "Zurückweisungs"-Stufe fort. After the "detection" stage of the cusp detection algorithm proceeds with the "rejection" stage. Ein bevorzugter Algorithmus für die "Zurückweisungs"-Stufe ist in A preferred algorithm for the "rejection" stage is in 6B 6B dargelegt. set forth. Bei dieser Stufe werden die örtlichen Geometrien um jeden der Zahnhöcker-Kandidaten herum analysiert, um zu bestimmen, ob sie "nicht-zahnhöcker-ähnliche Merkmale" besitzen. At this stage, the local geometries are analyzed for each of the cusps candidates around to determine if they have "non-dental cusp-like features". Zahnhöcker-Kandidaten, die "nicht-zahnhöcker-ähnliche Merkmale" zeigen, werden von der Liste der Zahnhöcker-Kandidaten entfernt. Cusps candidates show the "non-dental cusp-like features" are removed from the list of cusp candidates.
  • [0083] [0083]
    Verschiedene Kriterien können verwendet werden, um die "nicht-zahnhöckerähnlichen Merkmale" zu identifizieren. Various criteria can be used to identify "non-cusp-like features." Gemäß einem Test wird die örtliche Krümmung der Oberfläche um den Zahnhöcker-Kandidaten verwendet, um zu bestimmen, ob der Kandidat nicht-zahnhöcker-ähnliche Merkmale besitzt. According to a test, the local curvature of the surface around the cusp candidate is used to determine whether the candidate possesses non-dental cusp-like features. Wie dies in As shown in 6B 6B dargestellt ist, wird die örtliche Krümmung der Oberfläche um den Zahnhöcker-Kandidaten herum angenähert und dann analysiert, um zu bestimmen, ob sie zu groß (sehr zugespitzte Oberfläche) oder zu klein (sehr flache Oberfläche) ist, wobei in diesem Fall der Kandidat von der Liste der Zahnhöcker-Kandidaten entfernt wird. shown is the local curvature of the surface is approximated to the cusp candidates around and then analyzed to determine if it is too large (very tapered surface) or too small (very flat surface), where from, in this case the candidate the list of cusp candidates will be removed. Konservative Werte werden für die minimalen und maximalen Krümmungswerte verwendet, um sicherzustellen, dass echte Zahnhöcker nicht durch Fehler zurückgewiesen werden. Conservative values are used for the minimum and maximum curvature values to ensure that genuine cusps are not rejected by mistake.
  • [0084] [0084]
    Gemäß einem alternativen Test wird eine Messung der Glätte auf der Grundlage der durchschnittlichen Senkrechten in einem Bereich um den Kandidaten-Zahnhöcker herum berechnet. According to an alternate test, a measure of the smoothness on the basis of the average normal in an area around the calculated candidate cusps around. Wenn die durchschnittliche Senkrechte von der Senkrechten an dem Zahnhöcker mit mehr als einem spezifizierten Wert abweicht, wird der Kandidaten-Zahnhöcker zurückgewiesen. If the average deviates from the vertical perpendicular to the cusps with more than a specified value, the candidate cusp is rejected. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Abweichung eines Senkrechten-Vektors N von der Zahnhöcker-Senkrechten CN durch die Formel angenähert: In a preferred embodiment, the deviation of a normal vector N from the cusp normal CN is approximated by-the formula: 1 – Abs(N*CN), 1 - Abs (N * CN), welche 0 bei keiner Abweichung und 1 ist, wenn N und CN senkrecht sind. which is 0 at no deviation, and 1 when N and CN are perpendicular.
  • [0085] [0085]
    Wenn die Zähne getrennt worden sind, kann der FDDS aus dem IDDS erzeugt werden. When the teeth have been separated, the F DDS can be generated from the IDDS. Der FDDS wird durch Befolgen der Vorschrift des Kieferorthopäden erzeugt, wobei die Zähne in ihre schließliche Ordnung bewegt werden. The F DDS is generated by following the procedure of Orthodontists, the teeth are moved to their final order. Bei einem Ausführungsbeispiel wird die Vorschrift in einen Computer eingegeben, welcher die schließliche Position der Zähne algorithmisch berechnet. In one embodiment, the prescription is entered into a computer, which calculates the final position of the teeth algorithmically. Bei alternativen Ausführungsbeispielen kann ein Anwender die Zähne durch unabhängiges Manipulieren eines oder mehrerer Zähne in ihre schließlichen Positionen bewegen, während die Beschränkungen der Vorschrift erfüllt werden. In alternative embodiments, a user may move the teeth by independently manipulating one or more teeth in their final positions while the limitations of the rule are met. Es sollte erkannt werden, dass verschiedene Kombinationen der vorstehend beschriebenen Techniken ebenfalls verwendet werden können, um die schließliche Zahnposition zu erreichen. It should be appreciated that various combinations of the techniques described above may also be used to achieve the final tooth position.
  • [0086] [0086]
    Das bevorzugte Verfahren zum Erzeugen des FDDS bezieht das Bewegen der Zähne in einer spezifizierten Folge ein. The preferred method for generating the F DDS involves moving the teeth in a specified sequence. Zuerst werden die Mittelpunkte jedes der Zähne zu einem Standardbogen ausgerichtet. First, the center points of each of the teeth are aligned to a standard arch. Dann werden die Zähne gedreht, bis ihre Wurzeln in der geeigneten vertikalen Position sind. Then the teeth are rotated until their roots are in the proper vertical position. Als Nächstes werden die Zähne um ihre vertikale Achse in die geeignete Ausrichtung gedreht. Next, the teeth are rotated around their vertical axis into the proper orientation. Die Zähne werden dann von der Seite beobachtet und vertikal in ihre geeignete vertikale Position geschoben bzw. übertragen. The teeth are then observed from the side and pushed vertically into their proper vertical position or transferred. Schließlich werden die zwei Bögen zueinander angeordnet und die Zähne geringfügig bewegt, um sicherzustellen, dass der obere und untere Bogen geeignet miteinander in Eingriff sind. Finally, the two arches are placed to each other and the teeth moved slightly to ensure that the upper and lower arch are suitable in engagement with each other. Das Eingreifen des oberen und unteren Bogens miteinander wird sichtbar gemacht durch den Kollisionserfassungsalgorithmus, wobei die Kontaktpunkte der Zähne in Rot hervorgehoben werden. The engagement of the upper and lower arches together is visualized by the collision detection algorithm, wherein the contact points of the teeth are highlighted in red.
  • [0087] [0087]
    Nachdem die Zähne und andere Bestandteile angeordnet oder entfernt worden sind, so dass die schließliche Zahnanordnung erzeugt worden ist, ist es notwendig, einen Be handlungsplan zu entwickeln, wie dies in After the teeth and other components have been placed or removed so that the final tooth arrangement has been produced, it is necessary to develop a treatment plan Be, as shown in 7 7 dargestellt ist. is shown. Der Behandlungsplan wird schließlich die Serie bzw. Reihe der INTDDSs und FDDS erzeugen, wie dies vorstehend beschrieben ist. The treatment plan will ultimately produce the series or row of INTDDSs and F DDS, as described above. Um diese Datensätze zu erzeugen, ist es notwendig, die Bewegung der ausgewählten einzelnen Zähne von der anfänglichen Position zu der schließlichen Position über eine Serie bzw. Reihe aufeinander folgender Schritte zu definieren oder darzustellen. To produce these data sets, it is necessary for the movement of selected individual teeth from the initial position to define the final position over a series or series of consecutive steps, or present. Außerdem kann es notwendig werden, andere Merkmale zu den Datensätzen hinzuzufügen, um gewünschte Merkmale bei den Behandlungsvorrichtungen zu erzeugen. Moreover, it may be necessary to add other features to the data sets to produce desired features in the treatment devices. Zum Beispiel kann es wünschenswert sein, dem Bild Wachsstücke hinzuzufügen, um Kavitäten oder Aussparungen für spezielle Zwecke zu definieren. For example, it may be desirable to add the image pieces of wax to define cavities or recesses for specific purposes. Zum Beispiel kann es wünschenswert sein, einen Raum zwischen der Vorrichtung und speziellen Bereichen der Zähne oder des Kiefers beizubehalten, um die Entzündung durch die Gummis zu verringern, wobei periodontale Probleme vermieden werden, um eine Kappe und dergleichen zu ermöglichen. For example, it may be desirable to maintain a space between the device and specific areas of the teeth or jaw in order to reduce the inflammation caused by the gums, periodontal said problems are avoided in order to enable a cap and the like. Zusätzlich wird es oft notwendig sein, einen Behälter oder eine Öffnung vorzusehen, der oder die dazu bestimmt ist, einen Anker unterzubringen, welcher an einem Zahn anzuordnen ist, um das Manipulieren des Zahnes in einer Weise zu ermöglichen, die den Anker erfordert, z. B. relativ zu dem Kiefer angehoben zu werden. Additionally, it will often be necessary to provide a container or an opening, the or intended to accommodate an anchor which is to be arranged at a tooth, to allow the manipulation of the tooth in a manner that requires the anchor, z. as to be raised relative to the jaw.
  • [0088] [0088]
    Einige Verfahren zum Herstellen der Zahnrepositioniervorrichtungen erfordern, dass die gesonderten repositionierten Zähne und andere Bestandteile in einer einzigen kontinuierlichen Struktur zusammengeschlossen werden, um die Herstellung zu ermöglichen. Some methods for manufacturing the Zahnrepositioniervorrichtungen require that the separate repositioned teeth and other components are connected together in a single continuous structure in order to permit the production. In diesen Fällen werden "Wachsstücke" verwendet, um getrennte bzw. losgelöste Bestandteile der INTDDSs anderweitig anzubringen. In these cases, "wax pieces" are used to attach separate or detached components of INTDDSs otherwise. Diese Stücke werden dem Datensatz unterhalb der Zähne und oberhalb des Gummis hinzugefügt, so dass sie nicht die Geometrie der Zahnrepositioniervorrichtungen beeinflussen. These pieces are added to the data set below the teeth and above the gum so that they do not affect the geometry of the Zahnrepositioniervorrichtungen. Die Anwendungssoftware ist für eine Vielzahl von Wachsstücken vorgesehen, die zu dem Modell hinzuzufügen sind, einschließlich Boxen und Kugeln mit einstellbaren Abmessungen. The application software is provided for a plurality of pieces of wax to be added to the model, including boxes and spheres with adjustable dimensions. Die Wachsstücke, die hinzugefügt werden, werden durch die Software als zusätzliche Stücke der Geometrie, die mit allen anderen Geometrien identisch sind, behandelt. The pieces of wax to be added are treated by the software as additional pieces of geometry, identical to all other geometries. Folglich können die Wachsstücke während des Behandlungsweges ebenso gut wie die Zähne und andere Bestandteile repositioniert werden. Consequently, the guard pieces can just as well as the teeth and other components be repositioned during the treatment path. Das bevorzugte Verfahren des Trennens der Zähne, wobei vertikales Entkernen verwendet wird, wie dies vorstehend beschrieben ist, beseitigt die Notwendigkeit für die meisten dieser "Wachsstücke". The preferred method of separating the teeth, said vertical coring is used, as described above, eliminates the need for most of these "wax pieces".
  • [0089] [0089]
    Bei dem Herstellungsverfahren, das sich auf die Erzeugung des Positivmodells stützt, um die Repositioniervorrichtung herzustellen, wird das Hinzufügen eines Wachsstückes zu dem graphischen Modell eine Positivform erzeugen, die dieselbe hinzugefügte Wachsstück-Geometrie hat. In the manufacturing method, which is based on the generation of the positive model to prepare the repositioning, adding a piece of wax will generate a positive mold to the graphical model that has the same added wax-piece geometry. Weil die Form ein Positiv der Zähne ist und die Vorrichtung ein Negativ der Zähne ist, wird, wenn die Vorrichtung über der Form ausgebildet wird, die Vorrichtung ebenfalls um das Wachsstück herum ausgebildet, das der Form hinzugefügt worden ist. Because the mold is a positive of the teeth and the device is a negative of the teeth, the apparatus, when the device is formed over the mold, also formed around the wax piece around which has been added to the mold. Wenn sie in den Mund des Patienten eingepasst wird, wird die Vorrichtung folglich einen Raum zwischen der inneren Kavitätsoberfläche der Vorrichtung und den Zähnen des Patienten oder Gummis ermöglichen. When it is fitted into the patient's mouth, the device is therefore allow a space between the inner cavity surface of the device and the patient's teeth or gums. Zusätzlich kann das Wachsstück verwendet werden, um eine Aussparung oder Öffnung innerhalb der Vorrichtung auszubilden, die mit einem Anker in Eingriff ist, der an den Zähnen ausgebildet ist, um die Zähne in Richtungen zu bewegen, was nicht anderweitig erreicht werden könnte. In addition, the piece of wax may be used to form a recess or aperture within the device, which is in engagement with an anchor that is formed on the teeth to move the teeth in directions which could not otherwise be achieved.
  • [0090] [0090]
    Zusätzlich zu derartigen Wachsstücken kann ein einzelner Bestandteil, üblicherweise ein Zahn, maßstäblich in ein kleineres oder größeres Format verändert werden, was in einer hergestellten Vorrichtung resultiert, die jeweils einen festeren oder loseren Sitz hat. In addition to such wax pieces may be a single component, usually a tooth, can be scaled changed in a smaller or larger size, resulting in a prepared device, each of which has a tighter or looser fit.
  • [0091] [0091]
    Die Behandlungsplanung ist extrem flexibel im Definieren der Bewegung der Zähne und anderer Bestandteile. Treatment planning is extremely flexible in defining the movement of the teeth and other components. Der Anwender kann die Anzahl der Behandlungsstufen ändern, ebenso gut wie den Weg und die Geschwindigkeit der Bestandteile einzeln steuern. The user can change the number of processing steps, as well as the way and the speed of the control components individually.
  • [0092] [0092]
    Anzahl der Behandlungsstufen: Der Anwender kann die Anzahl der gewünschten Behandlungsstufen von dem anfänglichen zu den Zielzuständen der Zähne ändern. Number of treatment stages: the user can change the number of desired treatment stages from the initial to the target states of the teeth. Irgendeinem Bestandteil, das nicht bewegt wird, wird unterstellt, ortsfest zu bleiben, und somit wird angenommen, dass seine schließliche Position dieselbe ist wie die anfängliche Position (ebenso für alle Zwischenpositionen, sofern nicht ein oder mehrere Schlüssel- bzw. Lösungsrahmen für diesen Bestandteil definiert werden). Any component that is not moved is assumed to remain stationary, and thus it is assumed that its final position is the same as the initial position (as well as intermediate positions, unless defined one or more key frames for this component be).
  • [0093] [0093]
    Schlüssel- bzw. Lösungsrahmen: Der Anwender kann ebenfalls "Schlüssel- bzw. Lösungsrahmen" durch Auswählen eines Zwischenzustandes spezifizieren und Änderungen der Bestandteilposition(en) bewirken. Key frames: The user can also "key frames" specified by selecting an intermediate state and cause changes in component position (s). Sofern sie nicht anderweitig angewiesen wird, interpoliert die Software automatisch linear zwischen allen anwenderspezifizierten Positionen (einschließlich der anfänglichen Position, aller Schlüssel- bzw. Lösungs- oder Ergebnisrahmenpositionen und der Zielposition). If it is not advised otherwise, the software automatically interpolates linearly between all user-specified positions (including the initial position, all key or solvents or results framework positions and the target position). Zum Beispiel, wenn nur eine schließliche Position für ein spezielles Bestandteil definiert ist, wird jede nachfolgende Stufe nach der anfänglichen Stufe einfach das Bestandteil eines gleichen linearen Abstandes und Drehung (spezifiziert durch ein Quaternion) näher zu der schließlichen Position zeigen. For example, if only a final position is defined for a particular component, which is part of an equal linear distance and rotation of each subsequent stage after the initial stage basic (specified by a quaternion) closer to show the final position. Wenn der Anwender zwei Schlüssel- bzw. Lösungsrahmen für das Bestandteil spezifiziert, wird es sich linear von der anfänglichen Position durch unterschiedliche Stufen zu der Position "bewegen", die durch den ersten Schlüssel- bzw. Lösungsrahmen definiert ist. If the user specifies two key frames for that component, it will linear "move" from the initial position through different stages to the position defined by the first key frames. Es wird sich dann, möglicherweise in einer unterschiedlichen Richtung, linear zu der Position bewegen, die durch den zweiten Schlüssel- bzw. Lösungsrahmen definiert ist. It will then, may move in a different direction, linearly to the position defined by the second key frames. Schließlich wird es sich, möglicherweise in noch einer anderen Richtung, linear zu der Zielposition bewegen. Finally, it will possibly move in yet another direction, linearly to the target position.
  • [0094] [0094]
    Der Anwender kann ebenfalls nichtlineare Interpolation zwischen den Schlüssel- bzw. Lösungsrahmen spezifizieren. The user can also specify non-linear interpolation between the key frames. Eine Kurvenlineal-Krümmung wird verwendet, um die Interpolationsfunktion in einer herkömmlichen Weise zu spezifizieren. A spline curve is used to specify the interpolating function in a conventional manner.
  • [0095] [0095]
    Diese Vorgänge können unabhängig von jedem Bestandteil ausgeführt werden, so dass ein Schlüssel- bzw. Lösungsrahmen für ein Bestandteil nicht einen anderen Bestandteil beeinflussen wird, sofern nicht der andere Bestandteil ebenfalls durch den Anwender in diesem Schlüssel- bzw. Lösungsrahmen bewegt wird. These operations can be performed independently of each component, so that a key frames will not affect another component for a component, unless the other component is also moved by the user in this key frames. Ein Bestandteil kann entlang einer Krümmung zwischen Stufen A component may be along a curve between stages 3 3 und and 8 8 beschleunigt werden, während sich ein anderes linear von Stufe be accelerated, while another linearly from stage 1 1 zu to 5 5 bewegt und dann plötzlich die Richtung ändert und sich entlang eines linearen Weges zu Stufe moved and then suddenly changes direction and along a linear path to stage 10 10 verlangsamt. slowed down. Diese Flexibilität ermöglicht eine große Freiheit in der Handlungsweise beim Planen der Behandlung eines Patienten. This flexibility allows great freedom of action in planning the treatment of a patient.
  • [0096] [0096]
    Bei einem Ausführungsbeispiel bestimmt die Software auf der Grundlage des IDDS und des FDDS den Behandlungsweg automatisch. In one embodiment, the software determines the course of treatment based on the IDDS and F DDS automatically. Dies wird üblicherweise durch das Verwenden eines Weg-Zeit-Plan-Algorithmus erreicht, der den Anteil bestimmt, mit dem sich jeder Bestandteil, das heißt ein Zahn entlang eines geraden Weges von der anfänglichen Position zu der schließlichen Position bewegt. This is usually achieved by using a distance-time scheduling algorithm which determines the degree to which moves each component, ie, a tooth along a straight path from the initial position to the final position. Der Weg-Zeit-Plan-Algorithmus, der von der vorliegenden Erfindung verwendet wird, bestimmt den Behandlungsweg, während "Rundreisen" vermieden werden, was der Ausdruck ist, der von Kieferorthopäden verwendet wird, um das Bewegen eines Zahnes entlang eines Abstandes zu bezeichnen, der größer als der absolut notwendige ist, um die Zähne gerade zu richten. The path-time scheduling algorithm used by the present invention determines the course of treatment, while "round trips" are avoided, which is the term used by orthodontists to denote moving a tooth along a distance, is greater than the absolute necessary to align the teeth straight. Derartige Bewegung ist höchst unerwünscht und hat mögliche negative Nebenwirkungen auf den Patienten. Such motion is highly undesirable and has potential negative side effects on the patient. Um "Rundreisen" zu vermeiden, plant oder stuft der Weg-Zeit-Plan-Algorithmus die Bewegungen aller Zähne ein, indem sie auf den kürzesten geradlinigen Weg zwischen der anfänglichen und der schließlichen Position gedrängt werden, während alle Störungen zwischen separaten Zähnen vermieden werden. To avoid "round trips", plans or classifies the distance-time scheduling algorithm, the movements of all the teeth a by being pushed to the shortest rectilinear path between the initial and final position, while all interference between separate teeth are avoided.
  • [0097] [0097]
    Der Weg-Zeit-Plan-Algorithmus verwendet eine wahlfreie bzw. direkte Suchtechnik, um einen ungehinderten Weg durch einen Aufbauraum zu finden, der mögliche Behandlungspläne beschreibt. The path-time scheduling algorithm uses a random or direct search technique to find an unobstructed path through a building space that describes possible treatment plans. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Algorithmus zum Planen der Bewegung zwischen zwei benutzer-definierten umfassenden Schlüssel- bzw. Lösungsrahmen wird nachstehend beschrieben. A preferred embodiment of the algorithm for scheduling the movement between two user-defined comprehensive key frames is described below. Die Planung über ein Zeitintervall, das die Zwischen-Schlüssel- bzw. -Lösungsrahmen enthält, wird durch Aufteilen des Zeitintervalls in Sub-Intervalle erreicht, die Zwischen-Schlüssel- bzw. – Lösungsrahmen nicht enthalten, wobei jedes dieser Intervalle unabhängig plant und dann die resultierenden Pläne verknüpft. The planning over a time interval, which contains the intermediate-key or -Lösungsrahmen is accomplished by dividing the time interval into sub-intervals, the intermediate-key or - not include solution framework, wherein each of these intervals independently, and then the plant resulting plans linked.
  • [0098] [0098]
    Ablaufplan Schedule 120 120 in in 8A 8A stellt einen vereinfachten Weg-Zeit-Plan-Algorithmus gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar. Wie in provides a simplified path-time scheduling algorithm according to an embodiment of the present invention. As in 8A 8A gezeigt ist, bezieht der erste Schritt shown refers to the first step 122 122 den Aufbau der "Aufbauraum"-Beschreibung ein. the construction of the "structure space" description a. Ein "Aufbau" in diesem Zusammenhang bezieht sich auf einen vorgegebenen Satz der Positionen all der Zähne, die für Bewegung in Betracht gezogen werden. A "structure" in this context refers to a given set of positions of all the teeth that are considered for movement into consideration. Jede dieser Positionen kann auf vielfache Weise beschrieben werden. Each of these positions can be described in many ways. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden die Positionen durch eine affine bzw. Neigungsumgestaltung, um die Änderung bei der Lage zu spezifizieren, und eine drehende Umgestaltung beschrieben, um die Änderung bei der Ausrichtung eines Zahnes von seiner anfänglichen Position zu seiner schließlichen Position zu spezifizieren. In a preferred embodiment of the present invention, the positions by an affine or inclination transformation are to specify the change in position, and describes a rotating transformation to specify the change in orientation of a tooth from its initial position to its final position , Die Zwischenpositionen von jedem Zahn werden durch ein Paar Zahlen beschrieben, die spezifizieren, inwieweit die Lage und die Ausrichtung zwischen den zwei Endpunkten zu interpolieren sind. The intermediate positions of each tooth are described by a pair of numbers that specify the extent to which the position and orientation between the two end points to be interpolated. Ein "Aufbau" besteht folglich aus zwei Zahlen für jeden zu bewegenden Zahn und der "Aufbauraum" bezieht sich auf den Raum aller derartiger Zahlenpaare. A "structure" thus consists of two numbers for each tooth to be moved and the "structure space" refers to the space of all such pairs of numbers. Folglich ist der Aufbauraum ein kartesischer Raum, und zwar irgendeine Lage, in der interpretiert bzw. ausgelegt werden kann, wie die Positionen aller Zähne zu spezifizieren sind. Consequently, the construction space is a Cartesian space, and indeed any situation in which can be interpreted or construed as the positions of all teeth have to be specified.
  • [0099] [0099]
    Die affine bzw. Neigungsumgestaltung, die die Bewegung jedes Zahnes von seiner Anfangsposition zu seiner Endposition beschreibt, wird in seine Translations- und Rotationsbestandteile aufgelöst bzw. zerlegt; The affine transformation or inclination, which describes the motion of each tooth from its initial position to its final position is dissolved or decomposed into its translational and rotational components; diese Umgestaltungen werden unabhängig mit skalaren Parametern interpoliert, die als zwei Dimensionen des Aufbauraumes betrachtet werden. these transformations are interpolated independently with scalar parameters, which are regarded as two dimensions of the building space. Der gesamte Aufbauraum besteht folglich aus zwei Dimensionen pro bewegtem Zahn, wobei alle von diesen gleichwertig während der nachfolgenden Suche behandelt werden. The entire structure of space thus consists of two dimensions per tooth moving, all of which are treated by these equivalent during the subsequent search.
  • [0100] [0100]
    Der Aufbauraum wird aus "Freiraum" und "blockiertem Raum" gebildet. The design space is made up of "free space" and "blocked space". "Freier" Aufbau ist jener, der zulässige, physikalisch realisierbare Positionen der Zähne verkörpert bzw. darstellt, während "blockierter" Aufbau jener ist, welcher dies nicht erfüllt. "Free" structure is the one who permissible, physically realizable positions of teeth embodies or represents, while "blocked" structure is the one that is not what this is fulfilled. Um zu bestimmen, ob ein Aufbau frei oder blockiert ist, wird ein Modell für die Positionen der Zähne erzeugt, das den Aufbau beschreibt. To determine whether a configuration is free or blocked, a model for the positions of the teeth is generated, which describes the structure. Ein Kollisionserfassungsalgorithmus wird dann angewendet, um zu bestimmen, ob sich irgendwelche der Geometrien, die die Zahnoberflächen beschreiben, schneiden. A collision detection algorithm is then applied to determine whether any of the geometries describing the tooth surfaces intersect. Wenn es keine Blockierungen gibt, wird der Raum frei betrachtet; If there are no blockages, the space is considered free; anderweitig ist er blockiert. otherwise it is blocked. Der Kollisionserfassungsalgorithmus wird nachstehend ausführlicher erörtert. The collision detection algorithm is discussed in more detail below.
  • [0101] [0101]
    Bei Schritt At step 124 124 ist eine "Sichtbarkeits"-Funktion V(s 1 , s 2 ) definiert, die zwei Vektoren in dem Aufbauraum beansprucht, und zwar "s 1 " und "s 2 " als Eingabe und Rückkehr eines wahren oder falschen Booleschen Wertes. is a "visibility" function V (S 1, S 2) is defined, which takes up two vectors in the configuration space, namely "s 1" and "s 2" as input and returns a true or false boolean value. Die Sichtbarkeitsfunktion kehrt als ein wahrer Wert zurück, wenn, und nur wenn, ein gerader Linienweg, der s 1 und s 2 verbindet, völlig durch einen freien und unblockierten Bereich des Aufbauraumes geht. The visibility function returns as a true value if, and only if, a straight line path, the s 1 and s 2 connects completely goes through a free and unblocked area of building space. Ein bevorzugter Algorithmus für die Sichtbarkeitsfunktion ist in A preferred algorithm for the visibility function is in 8B 8B dargelegt. set forth. Die Sichtbarkeitsfunktion wird näherungsweise durch das Testen des Zahnmodells auf Beeinträchtigungen bei diskret abgetasteten Punkten entlang der Linie s 1 –s 2 berechnet. The visibility function is calculated approximately by testing the dental model on impairments in discretely sampled points along the line s 1 -s 2. Techniken, derart wie frühe Beendigung bei Störung oder Wählen der Reihenfolge der Abtastpunkte bei rekursivem Unterteilen des zu testenden Intervalls können angewendet werden, um die Effizienz der Sichtbarkeitsfunktion zu erhöhen. Techniques, such as early termination on failure or choosing the order of sample points for recursive partitioning the interval to be tested may be applied to increase the efficiency of the visibility function.
  • [0102] [0102]
    Bei Schritt At step 126 126 von from 8A 8A wird eine "Kinder"-Funktion C(s) definiert, deren Eingabeparameter "s" ein Vektor in dem Aufbauraum ist und der einen Satz Vektoren "s c " in den Aufbauraum zurücksendet. is a "child" function C (s) is defined whose input parameter "s" and a set of vectors "s c" returns in building a vector space in the construction area. 8C 8C stellt einen vereinfachten Ablaufplan dar, der die Schritte veranschaulicht, die zum Berechnen der Kinderfunktion C(s) folgen. illustrates a simplified flow chart illustrating the steps which follow for computing children function C (s). Jeder Vektor innerhalb des Satzes s c erfüllt die Eigenschaft, dass V(s, s c ) wahr ist und dass jedes seiner Bestandteile größer als oder gleich dem entsprechenden Bestandteil "s" ist. Each vector within the set s c satisfies the property that V (s, s c) is true and that each of its components "s" is greater than or equal to the corresponding component. Dies bedeutet, dass irgendein Zustand, der durch einen derartigen Vektor dargestellt wird, von "s" erreichbar ist, ohne irgendeiner Beeinträchtigung zu begegnen und ohne Ausführen irgendeiner Bewegung, die nicht in der Richtung ist, die durch die Behandlung vorgeschrieben wird. This implies that any state represented by such a vector, "S" is reachable without encountering any impairment and without performing any motion which is not in the direction prescribed by treatment. Jeder Vektor des Satzes "s c " wird durch Abweichen bzw. Stören jedes Bestandteiles von "s" durch irgendeinen zufälligen positiven Wert erzeugt. Each vector of the sentence "s c" is generated by deviating or disturb each ingredient of "s" by some random positive value. Die Sichtbarkeitsfunktion V(s, s c ) wird dann berechnet und "s" zu dem Satz "s c " addiert, wenn die Sichtbarkeitsfunktion zu einem wahren Booleschen Wert zurückkehrt. The visibility function V (s, s c) is then calculated and "s" is added to the set "s c" when the visibility function returns a true boolean value. Zusätzlich wird für jeden derartig erzeugten Vektor ein Zeiger für seinen Vorgänger "s" für späteren Gebrauch aufgezeichnet. In addition, a pointer, for each such vector generated for its predecessor "s" is recorded for later use.
  • [0103] [0103]
    Nachdem der Aufbauraum definiert worden ist, wird in Schritt After the mounting area has been defined, at step 128 128 ein Weg-Zeit-Plan zwischen einem anfänglichen Zustand "s anf " und einem schließlichen Zustand "s sehl " ausgeführt. a distance-time diagram between an initial state "s ti" and a final state "s sehl" executed. 8D 8D stellt einen bevorzugten Ablaufplan zum Ausführen des Schrittes represents a preferred schedule for performing the step 128 128 dar, der in represents, in 8A 8A dargestellt ist. is shown. Wie in How to 8D 8D dargestellt ist, ist bei Schritt is shown, at step 128a 128a ein Satz der Zustände "W" definiert, um anfänglich nur den anfänglichen Zustand s anf zu enthalten. a set of states "W" is defined to initially contain only the initial state s anf. Als Nächstes wird in Schritt Next, in step 128b 128b die Sichtbarkeitsfunktion aufgerufen, um zu bestimmen, ob V(s, s sehl ) für zumindest einen Zustand s i in W wahr ist. called the visibility function to determine whether V (s, s sehl) for at least one state s i in W is true. Wenn die Sichtbarkeitsfunktion bei Schritt If the visibility function at step 128c 128c zu einem falschen Booleschen Wert zurückkehrt, wird der Satz von Zuständen "W" durch die Vereinigung von C(s c ) für alle s i in W ersetzt. returns to a false boolean value set of states "W" is the union of C (s c) for all s i replaced in W. Schritte Steps 128b 128b und and 128c 128c werden wiederholt, bis V(s c , s sehl ) zu einem wahren Booleschen Wert für irgendein s i zurückkehrt, das zu W gehört. are repeated until V (s c, s sehl) returns a true boolean value for any s i that belongs to W.
  • [0104] [0104]
    Bei Schritt At step 128d 128d wird für jedes s i , für das V(s c , s sehl ) wahr ist, ein ungehinderter Weg P i aus s i zu s anf durch Verfolgen des Vorgängerzeigers zurück zu s anf aufgebaut. , for each s i for which V (s c, s sehl) is true, an unobstructed path P i from s i to s anf by following the predecessor pointer built anf back to s. Bei Schritt At step 128e 128e wird der Weg von s anf zu s sehl dann durch Verknüpfen der Wege P i mit dem schließlichen Schritt von s i zu s sehl aufgebaut. is the path from s to s sehl anf then i by concatenating the paths P i to the final step of s built to s sehl. Wenn es mehrere Wege von s anf zu s sehl gibt, wird die Gesamtlänge jedes Weges in Schritt If there are several ways to s of s anf sehl, the total length of each path in step 128f 128f berechnet. calculated. Schließlich wird dann in Schritt Finally, then in step 128g 128g der Weg mit der kürzesten Länge als der schließliche Weg gewählt. chosen the path with the shortest length as the final track. Die Länge des gewählten Weges entspricht der Gesamtzeit und den Stufen, die für einen Behandlungsplan erforderlich sind. The length of the chosen path corresponds to the total time and stages required for a treatment plan.
  • [0105] [0105]
    Der resultierende schließliche Weg besteht aus einer Serie Vektoren, wobei jeder von ihnen eine Gruppe von Werten der Interpolationsparameter der Translations- und Rotationsbestandteile der Umgestaltungen der Bewegungszähne darstellt. The resulting final path consists of a series of vectors, each of them represents a set of values of the interpolation of the translational and rotational components of the motion transformations teeth. Zusammengenommen bilden diese einen Zeitplan der Zahnbewegung, der Zahn-zu-Zahn-Störungen vermeidet. Taken together, the latter creates a schedule of tooth movement which avoids tooth-to-tooth interferences.
  • [0106] [0106]
    Kollisionserfassungsalgorithmus: Der Kollisions- oder Störungserfassungsalgorithmus, der von der vorliegenden Erfindung verwendet wird, steht auf der Grundlage der Algorithmen, die in dem SIGGRAPH-Artikel, Stefan Gottschalk ua (1996), "OBBTree: A Hierarchical Structure for Rapid Interference Detection", beschrieben sind. Collision detection algorithm: The collision or interference detection algorithm employed by the present invention stands on the basis of algorithms stored in the SIGGRAPH article, Stefan Gottschalk et al (1996): described, "OBBTree A Hierarchical Structure for Rapid Interference Detection" are. Der Inhalt des SIGGRAPH-Artikels wird hier durch Bezugnahme einbezogen. The contents of the SIGGRAPH article is incorporated herein by reference.
  • [0107] [0107]
    Der Algorithmus dreht sich um eine rekursive Sub-Division bzw. Unterteilung des Raumes, der durch einen Gegenstand besetzt ist, der in einer Binärbaum-ähnlichen Weise aufgebaut ist. The algorithm centers around a recursive sub-division or sub-division of the space which is occupied by an object, which is constructed in a manner similar binary tree. Dreiecke werden verwendet, um die Zähne in dem DDS darzustellen. Triangles are used to represent the teeth in the DDS. Jeder Knoten des Baumes ist auf eine ausgerichtete Begrenzungsbox (OBB) bezogen und enthält eine Untermenge von Dreiecken, die bei dem Vorgänger des Knotens erscheinen. Each node of the tree is based on an oriented bounding box (OBB) and contains a subset of triangles that appear when the predecessor of the node. Die Nachfolger eines Vorgängerknotens enthalten zwischen ihnen all die Dreiecksdaten, die in dem Vorgängerknoten gespeichert sind. The successor of a parent node contain between them all the triangular data stored in the parent node.
  • [0108] [0108]
    Die Begrenzungsbox eines Knotens ist so ausgerichtet, dass sie fest um alle die Dreiecke in dem Knoten passt. The bounding box of a node is oriented so that it fits tightly around all the triangles in the node. Blattknoten bei dem Baum enthalten idealerweise ein einziges Dreieck, aber können möglicherweise mehr als ein Dreieck enthalten. Leaf nodes in the tree ideally contain a single triangle, but can possibly contain more than one triangle. Das Erfassen der Kollisionen zwischen zwei Gegenständen bezieht das Bestimmen ein, ob sich die OBB-Bäume der Gegenstände schneiden. The detection of collisions between two objects involves determining whether intersect the OBB trees of the objects. 9A 9A stellt einen Ablaufplan dar, der eine vereinfachte Version eines rekursiven Kollisionstestes darstellt, um zu überprüfen, ob sich ein Knoten "N1" eines ersten Gegenstandes mit Knoten "N2" eines zweiten Gegenstandes schneidet. represents a flow chart illustrating a simplified version of a recursive collision test to check if a node "N1" of a first object with node "N2" of a second object intersects. Wenn sich die OBBs der Wurzelknoten der Bäume überlappen, werden die Nachfolger der Wurzeln auf Überlappung überprüft. If the OBBs the root node of the trees overlap, the successors of the roots are checked for overlap. Der Algorithmus setzt sich in einer rekursiven Weise fort, bis die Blattknoten erreicht sind. The algorithm continues in a recursive manner until the leaf nodes are reached. An diesem Punkt wird eine robuste Dreiecksüberschneidungsroutine angewendet, um zu bestimmen, ob die Dreiecke an den Blättern in eine Kollision einbezogen werden. At this point, a robust triangle intersection routine is used to determine if the triangles at the leaves are involved in a collision.
  • [0109] [0109]
    Die vorliegende Erfindung sieht mehrere Verbesserungen für den Kollisionserfassungsalgorithmus vor, der in dem SIGGRAPH-Artikel beschrieben ist. The present invention provides several improvements for the collision detection algorithm, which is described in the SIGGRAPH article. Bei einem Ausführungsbeispiel sieht die vorliegende Erfindung ein einzigartiges Verfahren des Aufbauens von OBB-Bäumen in einer trägen Weise vor, um Speicher und Zeit einzusparen. In one embodiment, the present invention provides a unique method of building OBB trees of in an inert manner in order to save memory and time. Dieser Denkansatz stammt von der Beobachtung, dass es Teile des Modells gibt, die niemals in eine Kollision einbezogen werden und folglich der OBB-Baum für derartige Teile des Modells nicht berechnet zu werden braucht. This approach stems from the observation that there are parts of the model that will never be involved in a collision and consequently the OBB tree for such parts of the model does not need to be calculated. Die OBB-Bäume werden durch Aufteilen der inneren Knoten des Baumes ausgedehnt, wenn es während des rekursiven Kollisionsbestimmungsalgorithmus notwendig ist, wie dies in The OBB trees are expanded by splitting the internal nodes of the tree, when it is necessary during the recursive collision determination algorithm, as shown in 9B 9B dargestellt ist. is shown.
  • [0110] [0110]
    Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung können die Dreiecke in dem Modell, welche nicht für Kollisionsdaten erforderlich sind, ebenfalls spezifisch von der Überlegung ausgeschlossen werden, wenn ein OBB-Baum aufgebaut wird. In another embodiment of the present invention, the triangles may be used in the model which are not required for collision data, may also be specifically excluded from consideration when an OBB tree is constructed. Wie dies in As shown in 9C 9C dargestellt ist, werden zusätzliche Informationen für den Kollisionsalgorithmus vorgesehen, um Gegenstände in Bewegung zu spezifizieren. is shown, additional information for the collision algorithm to be provided to specify objects in motion. Bewegung kann auf zwei Niveaus betrachtet werden. Motion may be viewed at two levels. Gegenstände können begrifflich als "beweglich" in einem allgemeinen Sinn gefasst werden, oder sie können als "beweglich" relativ zu anderen Gegenständen begrifflich gefasst werden. Items can be conceptualized as a "mobile" in a general sense, or they do not have the "moves" are taken relative to other objects conceptually. Die zusätzlichen Informationen verbessern die Zeitdauer, die für die Kollisionserfassung benötigt wird, und zwar durch Vermeiden von Wiederberechnung der Kollisionsinformationen zwischen Gegenständen, welche in Ruhe relativ zueinander sind, weil sich der Zustand der Kollision zwischen derartigen Objekten nicht ändert. The additional information improves the time taken for the collision detection, namely by avoiding recomputation of collision information between objects which are relatively at rest, because the state of the collision between such objects does not change.
  • [0111] [0111]
    Die Software der vorliegenden Erfindung kann ebenfalls einbezogen werden, und der Anwender kann an irgendeinem Punkt ein "Film"-Merkmal verwenden, um automatisch die Bewegung von anfänglichen zu Zielzuständen zu animieren. The software of the present invention may also be included, and the user may at any point a "film" used indicium to automatically animate the movement from initial to target states. Dies ist zum Sichtbarmachen der gesamten Bestandteilbewegung während des gesamten Behandlungsverfahrens hilfreich. This is to visualize the entire component movement during the entire treatment process helpful.
  • [0112] [0112]
    Vorstehend wurde beschrieben, dass die bevorzugte Benutzerschnittstelle für die Bestandteilidentifikation eine dreidimensionale interaktive GUI ist. Above it was described that the preferred user interface for component identification is a three dimensional interactive GUI. Eine dreidimensionale GUI ist ebenfalls für die Bestandteil-Manipulation bevorzugt. A three-dimensional GUI is also preferred for component manipulation. Eine derartige Schnittstelle versieht den Behandlungsfachmann oder Anwender mit sofortiger und bildlicher Wechselwirkung der digitalen Modellbestandteile. Such an interface provides the treating professional or user with immediate visual and interaction of the digital model components. Es ist bevorzugt gegenüber Schnittstellen, die nur einfache Befehle auf niedrigem Niveau zum Anweisen des Computers ermöglichen, um einen speziellen Abschnitt zu manipulieren. It is preferred over interfaces that permit only simple low-level commands for directing the computer to manipulate a particular segment. Mit anderen Worten wird eine GUI, die für Manipulation angepasst ist, gegenüber einer Schnittstelle bevorzugt, die nur Anweisungen der Art empfängt, z. B.: "Versetze diesen Bestandteil mit 0,1 mm nach rechts" . In other words, a GUI adapted for manipulation, preferably over an interface that receives instructions only of the type z. B .: "Be moved this part of 0.1 mm to the right". Derartige Befehle von niedrigem Niveau sind für die Feineinstellung brauchbar, aber wenn sie die einzige Schnittstelle wäre, würde das Verfahren der Bestandteilmanipulation eine ermüdende und zeitaufwändige Wechselwirkung werden. Such instructions from a low level are useful for fine-tuning, but if it were the only interface, the method of the component manipulation would be a tedious and time-consuming interaction.
  • [0113] [0113]
    Vor oder während des Manipulationsverfahrens können ein oder mehrere Zahnbestandteile mit Schablonenmodellen der Zahnwurzeln vergrößert werden. Before or during the manipulation process, one or more tooth components with template models of tooth roots can be increased. Die Manipulation eines vergrößerten Zahnmodells mit einer Wurzelschablone ist z. B. bei Situationen brauchbar, wo der Zusammenprall von Zähnen unterhalb der Gummilinie betroffen ist. The manipulation of an enlarged tooth model with a root template is z. B. in situations useful where the clash of teeth is affected below the gum line. Diese Schablonenmodelle könnten z. B. eine digitalisierte Darstellung der Röntgenaufnahmen von den Zähnen des Patienten aufweisen. These template models could, for. Example, comprise a digitized representation of the X-ray images of the patient's teeth.
  • [0114] [0114]
    Die Software ermöglicht ebenfalls das Hinzufügen von Anmerkungen zu den Datensätzen, die Text und/oder die Nummer der Reihenfolge der Vorrichtung aufweisen können. The software also allows you to add comments to the records, the text and / or the number of the order of the device may have. Die Anmerkung wird als ausgebuchteter bzw. geprägter Text (das heißt es ist 3D-Geometrie) hinzugefügt, so dass er auf dem gedruckten Positivmodell erscheinen wird. The annotation is as out book ended or embossed text (ie it is 3D geometry) added so that it will appear on the printed positive model. Wenn die Anmerkung an einem Teil des Mundes angeordnet werden kann, der durch eine Repositioniervorrichtung abgedeckt wird, aber für die Zahnbewegung unwichtig ist, kann die Anmerkung an der bzw. an den gelieferten Repositioniervorrichtung bzw. Repositioniervorrichtungen erscheinen. If the annotation can be arranged on a part of the mouth, which is covered by a repositioning, but is unimportant for the tooth motion, the annotation of the and to the delivered repositioning or Repositioniervorrichtungen may appear.
  • [0115] [0115]
    Die vorstehend beschriebene Bestandteilidentifikations- und Bestandteilmanipulationssoftware ist so gestaltet, um mit einer Vervollkommnung entsprechend des Ausbildungsniveaus des Anwenders zu arbeiten. The Bestandteilidentifikations- and component manipulation software described above is designed to work with a perfection according to the level of training of the user. Zum Beispiel kann die Bestandteilmanipulationssoftware einen Computerbediener unterstützen, dem kieferorthopädische Ausbildung fehlt, und zwar durch Vorsehen der Rückmeldung bezüglich zulässiger und unerlaubter Manipulationen der Zähne. For example, the component manipulation software support a computer operator, the orthodontic training is lacking, by providing the feedback regarding permissible and forbidden manipulations of the teeth. Andererseits kann ein Kieferorthopäde, der größeres Fachkönnen bei intraoraler Physiologie und Zahnbewegungsdynamik hat, die Bestandteilidentifikations- und Manipulationssoftware als ein Hilfsmittel verwenden und die Anzeige abschalten oder anderweitig ignorieren. On the other hand, an orthodontist who has greater skill in intraoral physiology and tooth movement dynamics using Bestandteilidentifikations- and manipulation software as a tool and switch off the display or otherwise ignore.
  • [0116] [0116]
    Wenn die Zwischen- und schließlichen Datensätze erzeugt worden sind, können die Vorrichtungen hergestellt werden, wie dies in When the intermediate and final data sets have been generated, the devices can be made as shown in 10 10 dargestellt ist. is shown. Bevorzugte Herstellungsverfahren werden eine Rapid-Prototyping-Vorrichtung Preferred methods are a rapid prototyping device 200 200 , derart wie eine Stereolithographie-Maschine, verwenden. Such as a stereolithography machine use. Eine besonders geeignete Rapid-Prototyping-Maschine ist Modell SLA-250/50, die von 3D System, Valencia, California, erhältlich ist. A particularly suitable rapid prototyping machine is Model SLA-250/50 available from 3D System, Valencia, California. Die Rapid-Prototyping-Maschine The rapid prototyping machine 200 200 wird selektiv ein flüssiges oder nicht gehärtetes Harz in einem dreidimensionalen Aufbau härten, der von dem verbleibenden, nicht gehärteten Harz getrennt, gewaschen und direkt entweder als die Vorrichtung oder indirekt als eine Form zum Herstellen der Vorrichtung verwendet werden kann. is selectively a liquid or uncured resin in a three-dimensional structure of cure, was separated from the remaining non-hardened resin, washed, and either directly or as the device can be used as a mold for manufacturing the device indirectly. Die Prototyping-Maschine The prototyping machine 200 200 wird die einzelnen digitalen Datensätze aufnehmen und einen Aufbau entsprechend zu jeder der gewünschten Vorrichtungen erzeugen. will receive the individual digital records and create a structure corresponding to each of the desired devices. Im Allgemeinen wird es bevorzugt, weil die Rapid-Prototyping-Maschine In general, it is preferred because the rapid prototyping machine 200 200 ein Harz verwenden kann, das nichtoptimale mechanische Eigenschaften hat und welches im Allgemeinen nicht für den Gebrauch des Patienten akzeptabel ist, die Prototyping-Maschine zum Herstellen der Formen zu verwenden, welche in der Wirkung Positiv-Zahnmodelle von jeder aufeinander folgenden Stufe der Behandlung sind. may use a resin, has the non-optimum mechanical properties and which is not for the use of the patient is generally acceptable to use the prototyping machine for manufacturing the molds, which are in effect positive tooth models of each successive stage of the treatment. Nachdem die Positiv-Modelle vorbereitet worden sind, kann eine herkömmliche Druck- oder Unterdruck-Formmaschine verwendet werden, um die Vorrichtungen aus einem geeigneteren Material herzustellen, derart wie dentales 0,76 mm (0,03 Inch) Thermoformmaterial, das von Tru-Tain Plastics, Rochester, Minnesota 55902, erhältlich ist. After the positive models are prepared, a conventional pressure or vacuum molding machine may be used to prepare the devices from a more suitable material, such as dental 0.76 mm (0.03 inch) thermal molding material from Tru-Tain Plastics, Rochester, Minnesota 55902, is available. Geeignete Druckformausrüstung ist unter dem Handelsnamen BIOSTAR von Great Lakes Orthodontics, Ltd., Tonawanda, New York 14150, erhältlich. Suitable pressure molding equipment is available under the trade name of BIOSTAR Great Lakes Orthodontics, Ltd., Tonawanda, New York 14150, available. Die Formmaschine The molding machine 250 250 stellt jede der Vorrichtungen direkt aus dem positiven Zahnmodell und dem gewünschten Material her. manufactures each of the devices directly from the positive tooth model and the desired material. Geeignete Unterdruckformmaschinen sind von Raintree Essix, Inc. erhältlich. Suitable vacuum molding machines are available from Raintree Essix, Inc..
  • [0117] [0117]
    Nach der Herstellung werden mehrere Vorrichtungen, die das System der vorliegenden Erfindung aufweisen, bevorzugt alle zu einer Zeit an den Behandlungsfachmann geliefert. After manufacture several devices having the system of the present invention are preferably supplied all at one time to the treatment professional. Die Vorrichtungen werden in irgendeiner Weise, typischerweise der Reihe nach nummeriert, und zwar direkt auf die Vorrichtungen oder auf Aufkleber, Beutel oder andere Gegenstände, die an jeder Vorrichtung befestigt sind oder die diese umschließen, um ihre Reihenfolge der Verwendung zu bezeichnen. The devices are typically numbered in any way in order, namely, to refer directly to the devices or on stickers, bags or other items that are attached to each device or enclose it their order of use. Optional können geschriebene Anweisungen das System begleiten, die darstellen, dass der Patient die einzelnen Vorrichtungen in der Reihenfolge zu tragen hat, die auf den Vorrichtungen oder sonst wo an der Verpackung markiert ist. Optionally, written instructions accompany the system, representing that the patient has to take the individual devices in the order that is otherwise where marked on the device or on the packaging. Die Verwendung der Vorrichtungen in einer derartigen Weise wird die Zähne des Patienten zu der schließlichen Zahnanordnung voranschreitend repositionieren. The use of the devices in such a manner will reposition the patient's teeth to the final tooth arrangement progressing.
  • [0118] [0118]
    11 11 ist ein vereinfachtes Blockschema eines Datenverarbeitungssystems is a simplified block diagram of a data processing system 300 300 , das die vorliegende Erfindung verkörpert. Embodying the present invention. Das Datenverarbeitungssystem The data processing system 300 300 enthält üblicherweise wenigstens einen Rechner usually contains at least one computer 302 302 , der mit einer Anzahl peripherer Vorrichtungen über Bus-Subsystem Provided with a number of peripheral devices via bus subsystem 304 304 in Verbindung steht bzw. kommuniziert. is communicated or in conjunction. Diese peripheren Vorrichtungen enthalten üblicherweise ein Speicherungs-Subsystem These peripheral devices typically include a storage subsystem 306 306 (Speicher-Subsystem (Memory subsystem 308 308 und Kartei-Speicherungs-Subsystem and file-storage subsystem 314 314 ), einen Satz von Benutzerschnittstelle-Eingabe- und -Ausgabeeinrichtungen ), A set of user interface input and -Ausgabeeinrichtungen 318 318 und eine Schnittstelle zu äußeren Netzwerken and an interface to outside networks 316 316 , einschließlich des zugeschalteten öffentlichen Fernsprechnetzes. Including the switched public telephone network. Diese Schnittstelle ist schematisch als "Modem- und Netzwerkschnittstelle"-Block This interface is shown schematically as "Modem and Network Interface" block 316 316 gezeigt und ist über Kommunikationsnetzwerkschnittstelle and is shown via communication network interface 324 324 mit entsprechenden Schnittstelleneinrichtungen in anderen Datenverarbeitungssystemen gekoppelt. coupled to corresponding interface devices in other data processing systems. Datenverarbeitungssystem Data processing system 300 300 könnte ein Terminal oder ein einfacher Personal-Computer oder ein hochwertiger Personal-Computer, Workstation oder Großrechner sein. could be a terminal or a simple personal computer or a high quality personal computer, workstation or mainframe.
  • [0119] [0119]
    Die Benutzerschnittstellen-Eingabeeinrichtungen enthalten üblicherweise eine Tastatur und können ferner ein Zeigegerät und einen Scanner enthalten. The user interface input devices typically include a keyboard and may further comprise a pointing device and a scanner included. Das Zeigegerät kann ein indirektes Zeigegerät, derart wie eine Maus, Rollkugel, Touchpad bzw. Berührungsfeld oder Graphiktablett, oder ein direktes Zeigegerät, derart wie ein Berührungsbildschirm sein, der in der Anzeige eingebaut ist. The pointing device can an indirect pointing device such as a mouse, trackball, touchpad or touchscreen or graphics tablet, or a direct pointing device such as a touch screen to be incorporated in the display. Andere Typen von Benutzerschnittstellen-Eingabeeinrichtungen, derart wie Spracherkennungssysteme, sind ebenfalls möglich. Other types of user interface input devices, such as voice recognition systems, are also possible.
  • [0120] [0120]
    Benutzerschnittstellen-Ausgabeeinrichtungen enthalten üblicherweise einen Drucker und ein Anzeige-Subsystem, welches eine Anzeigesteuerung und eine Anzeigeeinrichtung aufweist, die mit der Steuerung gekoppelt sind. User interface output devices typically include a printer and a display subsystem, having a display controller and a display device coupled to the controller. Die Anzeigeeinrichtung kann eine Kathodenstrahlröhre (CRT), eine Flachbildschirmvorrichtung, derart wie eine Flüssigkristallanzeige (LCD) oder eine Projektionsvorrichtung sein. The display device may be a cathode ray tube (CRT), a flat-panel device such as a liquid crystal display (LCD) or a projection device. Das Anzeige-Subsystem kann ebenfalls nicht sichtbare Anzeige, derart wie Tonausgabe, sein. The display subsystem may also not visible display, such as sound, be.
  • [0121] [0121]
    Das Speicherungs-Subsystem The storage subsystem 306 306 behält die grundlegende Programmierung und die eingerichteten Daten bei, die die Funktionalität der vorliegenden Erfindung vorsehen. retains the basic programming and set-up data that provide the functionality of the present invention. Die Softwaremodule, die vorstehend erörtert worden sind, werden üblicherweise in dem Speicherungs-Subsystem The software modules which have been discussed above, are usually used in the storage subsystem 306 306 gespeichert. stored. Das Speicherungs-Subsystem The storage subsystem 306 306 weist üblicherweise das Speicher-Subsystem usually has the memory subsystem 308 308 und das Kartei-Speicherungs-Subsystem and the file-storage subsystem 314 314 auf. on.
  • [0122] [0122]
    Das Speicher-Subsystem The storage subsystem 308 308 enthält üblicherweise eine Anzahl von Speichern, einschließlich eines Direktzugriffsspeichers (RAM) typically includes a number of memories including a random access memory (RAM) 310 310 zum Speichern der Anweisungen und Daten während des Programmablaufes, und einen Festwertspeicher (ROM) for storing instructions and data during program execution and a read only memory (ROM) 312 312 , in dem die festgelegten Anweisungen gespeichert sind. In which the specified instructions are stored. In dem Fall der Macintoshkompatiblen Personal-Computer würde der ROM Abschnitte des Bediensystems enthalten; In the case of Macintoshkompatiblen personal computer, the ROM portions of the operating system would contain; in dem Fall von IBM-kompatiblen Personal-Computern würde dieser das BIOS (Basisdatenaustauschsystem) enthalten. in the case of IBM-compatible personal computers, this BIOS (Basic Input System) would contain.
  • [0123] [0123]
    Das Karteispeicherungs-Subsystem The file storage subsystem 314 314 sieht beständige (permanente) Speicherung für Programm und Datenbestände vor und enthält üblicherweise wenigstens ein Festplattenlaufwerk und wenigstens ein Diskettenlaufwerk (mit verbundenen entfernbaren Medien). provides persistent (permanent) storage for program and data resources and usually contains at least one hard disk drive and at least one floppy disk drive (with associated removable media). Es kann ebenfalls andere Laufwerke geben, derart wie ein CD-ROM-Laufwerk und optische Laufwerke (alle mit ihren verbundenen entfernbaren Medien). There may also be other drives, such as a CD-ROM drive and optical drives (all with their associated removable media). Zusätzlich kann das System Laufwerke des Typs mit entfernbaren Medienkassetten enthalten. In addition, the system may include drives of the type with removable media cartridges. Die entfernbaren Medienkassetten können z. B. Festplattenkassetten sein, derart wie diese, die von Syquest und anderen verkauft werden, und flexible Plattenkassetten, derart wie diese, die von Iomega verkauft werden. The removable media cartridges can be such. As hard disk cartridges, such as those sold by Syquest and others, and flexible disk cartridges, such as those sold by Iomega. Ein oder mehrere Laufwerke können an einem entfernten Einsatzort gelegen sein, derart wie bei einem Server an einem lokalen Datennetz oder bei einer Website des World Wide Web des Internets. One or more drives can be located at a remote of use, such as in a server on a local area network or at a site on the World Wide Web of the Internet.
  • [0124] [0124]
    In diesem Zusammenhang wird der Begriff "Bus-Subsystem" allgemein verwendet, um irgendeinen Mechanismus zu enthalten, um die verschiedenen Bestandteile und Subsysteme miteinander kommunizieren zu lassen, wie dies beabsichtigt ist. In this context, the term "bus subsystem" is used generically to include any mechanism to allow the various components and subsystems communicate with each other as intended. Mit der Ausnahme der Eingabeeinrichtungen und der Anzeige erfordern die anderen Bestandteile nicht, an demselben physikalischen Ort zu sein. With the exception of the input devices and the display, the other components do not require to be at the same physical location. Folglich könnten z. B. Abschnitte des Karteispeicherungssystems über verschiedene lokale oder weiträumige Datennetzmedien, einschließlich Telefonleitungen, verbunden werden. Thus, for. Example, portions of the file storage system could be connected via various local or wide area data network media, including telephone lines. In ähnlicher Weise erfordern die Eingabeeinrichtungen und die Anzeige nicht, an demselben Ort wie der Rechner zu sein, obwohl es erwartet wird, dass die vorliegende Erfindung am häufigsten in dem Zusammenhang von PCs und Workstations eingebaut wird. Similarly, the input devices and the display does not require to be at the same location as the computer, although it is expected that the present invention most frequently in the context of PCs and workstations is installed.
  • [0125] [0125]
    Bus-Subsystem Bus subsystem 304 304 ist schematisch als ein einziger Bus gezeigt, aber ein typisches System hat eine Anzahl von Bussen, derart wie ein örtlicher Bus und ein oder mehrere externe Busse (z. B. ADB, SCSI, ISA, EISA, MCA, NuBus oder PCI), ebenso gut wie serielle und parallele Anschlüsse. is shown schematically as a single bus, but a typical system has a number of buses such as a local bus and one or more external buses (z. B. ADB, SCSI, ISA, EISA, MCA, NuBus, or PCI), as well as well as serial and parallel ports. Netzwerkverbindungen werden üblicherweise durch eine Vorrichtung, derart wie ein Netzwerkadapter, an einem dieser externen Busse oder einem Modem an einem seriellen Anschluss eingerichtet. Network connections are usually produced by a device, such as a network adapter, set up in one of these external buses or a modem to a serial port. Der Client- bzw. Kundencomputer kann ein Desktop-System oder ein transportierbares System sein. The client or customer computer may be a desktop system or a transportable system.
  • [0126] [0126]
    Der Scanner The scanner 320 320 ist für das Scannen der Abgüsse der Zähne des Patienten zuständig, die entweder von dem Patienten oder von einem Kieferorthopäden erhalten werden, und stellt die gescannten digitalen Datensatzinformationen dem Datenverarbeitungssystem is responsible for scanning casts of the patient's teeth obtained either from the patient or from an orthodontist, and provides the scanned digital data set information to data processing system 300 300 für weitere Verarbeitung zur Verfügung. for further processing. In einer dezentralisierten Umgebung kann der Scanner In a distributed environment, the scanner 320 320 an einem entfernten Einsatzort gelegen sein und gescannte digitale Datensatzinformationen zu dem Datenverarbeitungssystem be located at a remote location and scanned digital data set information to the data processing system 300 300 über Netzwerkschnittstelle via network interface 324 324 übermitteln. forward.
  • [0127] [0127]
    Die Herstellungsmaschine The manufacturing machine 322 322 stellt dentale Vorrichtungen auf der Grundlage dazwischen liegender und schließlicher Datensatzinformationen her, die von dem Datenverarbeitungssystem produces dental devices fro on the basis of intermediate and eventual record information from the data processing system 300 300 erhalten werden. be obtained. Bei einer dezentralisierten Umgebung kann die Herstellungsmaschine In a distributed environment, the production machine 322 322 an einem entfernten Einsatzort gelegen sein und die Datensatzinformationen von dem Datenverarbeitungssystem be located at a remote location and record information from the data processing system 300 300 über Netzwerkschnittstelle via network interface 324 324 empfangen bzw. aufnehmen. receive or record.
  • [0128] [0128]
    Das Vorstehende ist eine vollständige Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung. The foregoing is a complete description of the preferred embodiments of the invention. Deshalb sollte die vorstehende Beschreibung nicht als Beschränkung des Schutzbereiches der Erfindung aufgenommen werden, die durch die beigefügten Patentansprüche definiert ist. Therefore, the foregoing description should not be taken as limiting the scope of the invention, which is defined by the appended claims.
Referenced by
Citing PatentFiling datePublication dateApplicantTitle
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Classifications
International ClassificationA61C, G06Q50/00, G06T1/00, A61C9/00, A61B5/055, A61C19/00, A61C13/00, A61C7/00, A61C7/08
Cooperative ClassificationB33Y50/00, B33Y80/00, A61C9/008, A61C7/00, A61C13/0004, A61C9/004, A61C7/002, A61C9/00, A61C7/08
European ClassificationA61C7/08, A61C9/00, A61C7/00