Abdrucklöffel sowie Verfahren zur Erfassung von Strukturen,
Anordnungen oder Formen, insbesondere im Mund oder im menschlichen Körper
Beschreibung
Die Erfindung betrifft Abdrucklöffel, wie insbesondere Zahnabdrucklöffel, sowie Verfahren zur Erfassung von Strukturen, Anordnungen oder Formen, wie vorzugsweise zur Erfassung von Zahnstrukturen, Anordnungen oder Formen im Mund oder im menschlichen Körper. Auch wenn ein bedeutsamer Anwendungsbe- reich der Erfindung in der Zahnheilkunde liegt, um Zahnstrukturen im Mund des Patienten zu erfassen, lässt sich die Erfindung auch in anderen Bereichen der Medizin einsetzen, wie beispielsweise zum Ermitteln von Anordnungen und Formen sowie Dimensionen von Oberflächen (z.B. Arm, etc.) oder Knochen, um Schienen, Prothesen oder andere Hilfsmittel, wie z.B. Knochenplatten, vorzufertigen. Neben den Anforderungen an höchste Genauigkeit sind die Fertigungszeit, bis entsprechende Teile für die Anwendung am oder im Patienten zur Verfügung stehen, die einfache Handhabung durch den Arzt, der die Erfassung und die Anbringung durchführt, und die Belastung des Patienten von der Gestalterfassung bis zur Anbringung wesentliche Aspekte bei der Verwendung von Prothesen und Hilfsmitteln. Gerade, aber nicht nur in der Zahnheilkunde sind auch die Kosten für den gesamten Vorgang vom Ersttermin zur Befundstellung bis zum Ab- Schluss der Behandlung von immenser Bedeutung.
Beispielsweise in der Zahnheilkunde ist es immer noch üblich, anhand von Abdrücken vom tatsächlichen Gebiss und davon durch Handarbeit hergestellten Gipsmodellen wiederum durch Handarbeit erforderliche Prothesen zu fertigen. Nicht nur, dass die- ser Gesamtprozess lange dauert und entsprechend hohe Kosten verursacht, sondern auch die Genauigkeit ist begrenzt und häufig nicht zufrieden stellend, was wiederum erneut langwierige und teuere Nacharbeiten erforderlich macht.
So sind inzwischen Verfahren z.B. auf Messen bekannt geworden, womit computergestützt Zahndaten und/oder Zahnstrukturen im Mund des Patienten ermittelt werden können. Markant haben sich diese aus der Praxis bekannten Verfahren und Technologien als so genannte computergestützte Zahnheilkunde, um Zahnstrukturen im Mund des Patienten zu erfassen, bisher aber in der Behandlung von Patienten nicht durchsetzen können. Dies liegt an den damit verbundenen Nachteilen.
Bei einem der aus der Praxis bekannten Verfahren und Technolo- gieansatz wird zunächst mit einer herkömmlichen elastischen Abformmasse in einem so genannten Zahnabdrucklöffel eine Abformung von Zähnen oder Zahnstrukturen im Mund eines Patienten vorgenommen. Anhand dieses Abdruckes wird dann ein Gipsmodell erstellt, das mechanisch, optisch oder auf andere Weise abge- tastet wird, um 3D-Daten von den Zähnen oder Zahnstrukturen eines Patienten zu erhalten. Mittels dieser 3D-Daten kann dann eine automatisierte Fertigung von Prothesen erfolgen, damit können eine hohe Genauigkeit, vergleichsweise schnelle Fertigung und leichte Nachbearbeitung oder Nachfertigung realisiert werden. Es bestehen aber immer noch eine Reihe von Nachteilen:
die Gipsmodellerstellung ist veraltet und immer noch arbeitsintensiv, da sie kaum zu automatisieren ist, so dass die Kosten immer noch recht hoch sind, - aus diesem Negativabdruck muss ein Gipsmodel gefertigt werden, dessen Genauigkeit vom Abdruck beeinträchtigt wird und
das selbst wieder die Genauigkeit der späteren Prothese bestimmt, unangenehm für Patienten bleibt die Wartezeit bei der Ab- drucknahme, da das elastische Abformmaterial aus einem knetfähigen Zustand (irreversible Verformung) in einen nur noch elastisch verformbaren Zustand (reversible Verformung) ausgehärtet werden muss, einmal verwendete Abdruckmasse ist "verloren", da sie eben in einen nur noch elastisch verformbaren Zustand (reversib- Ie Verformung) ausgehärtet wird und überdies als Form für das Gipsmodell ins Labor muss, wobei dieser Materialverbrauch auch eine Umweltbelastung durch die Entsorgung der Abdrücke mit sich bringt, der Transport des Abdruckes ins Labor erfordert Zeit und birgt die Gefahr von Beschädigungen oder gar Verlusten des
Abdruckes,
- die zu verwendende Abdruckmasse muss bei Zahnärzten in ausreichenden Mengen bevorratet werden, wobei es ferner zu Austrocknung durch Überlagerung kommen kann, - bei der Erstellung der digitalen Daten von dem Gipsmodell muss von letzterem oder gerade noch von dem Abdruck ausgegangen werden, ohne dass die Möglichkeit besteht, nochmals auf den Patienten zurück zu greifen, so dass Unstimmigkeiten nur aufwendig durch nochmaligen Abdruck durch den Zahn- arzt beim Patienten geklärt werden können, wobei eine Vor- her/Nachher-Betrachtung beispielsweise im Umfeld von Nachbarzähnen wegen dann normalerweise schon erfolgten weiteren Behandlungen (z.B. Abschleifen eines Zahnes bis auf einen Stumpf zum Aufsetzen einer Krone) grundsätzlich nicht mehr möglich ist, und es besteht keine Möglichkeit zur weiteren Verarbeitung für eine Herstellung in computergestützten Bereichen (digitalen Daten) .
Um wiederum diesen Nachteilen zu begegnen wurden optische Video- oder Scannersysteme entwickelt, die direkt im Mund eines Patienten zum Einsatz kommen. Auch diese Systeme sind, zwar
z.B. auf Messen bekannt geworden, aber noch nicht bis in die Behandlungspraxis vorgedrungen. Dies liegt daran, dass damit zwar theoretisch einige Nachteile der Technologie und Vorgehensweise der Datengewinnung von Gipsmodellen ausgemerzt wer- den, aber dafür wieder systemimmanente andere Nachteile in Kauf genommen werden müssen:
die Handhabung ist sehr schwierig, da mit Handgeräten, die in den Patientenmund eingeführt werden müssen, keine Mög- lichkeit besteht, z.B. ganze Zahnbögen zutreffend zu erfassen,
Standgeräte fordern vom Patienten, große Unannehmlichkeiten in Kauf zu nehmen, da sich der Patient eben den Erfordernissen solcher Geräte anpassen müssen, wie beispielsweise bestimmte Kopf- und Kieferhaltungen während Aufnahmen konstant zu halten,
- mit günstigem Aufwand sind nur optische 2D-Bildaufnahmen möglich, mechanische Abtastungen gingen nur mit immensem Zeitbedarf, - Personal muss aufwendig geschult werden, und "Ungeschicklichkeiten" sind kaum auszumerzen, es bestehen eklatante Ungenauigkeiten durch Speichel oder Schatten, und auch die Problematik von fehlenden oder ungenauen Referenzen bei Aufnahmen und Abtastungen sowie Wei- terverarbeitungen führt zu erhöhtem Aufwand, und
- Verzerrungen durch apparative Fehler, wie beispielsweise Beläge auf Sensoren/Linsen, und personelle Unzulänglichkeiten oder Unkonzentriertheiten werden unter Umständen nicht bemerkt und führen zu unbrauchbaren Ergebnissen, die manch- mal erst nach der Herstellung einer Prothese bemerkt werden können .
Die Erfindung hat und erreicht das Ziel, die Nachteile des Standes der Technik zu beheben oder zumindest zu verringern.
Dazu schafft die Erfindung einen Abdrucklöffel, wie insbesondere einen Zahnabdrucklöffel, der zum Erstellen eines Abdrucks
von Anordnungen, Formen und/oder Dimensionen insbesondere im oder am menschlichen Körper, vorzugsweise im Mund, und weiter bevorzugt von wenigstens einem Teil eines Zahns oder von Zahnstrukturen, eine verformbare Abdruckmasse trägt, wobei ferner Sensoreinrichtungen enthalten sind, mittels denen eine Änderung von wenigstens einer physikalischen Eigenschaft und/oder Größe der Abdruckmasse beim Erstellen eines Abdruckes ortsaufgelöst erfassbar und in zur elektronischen Datenverarbeitung geeigneter Form bereit stellbar ist.
Der Begriff "Abdrucklöffel" steht stellvertretend für ein Trägerelement für die Abdruckmasse, und die vorliegende Erfindung ist somit nicht auf die Verwendung eines löffeiförmigen Trägerelementes oder eine Ausgestaltung gemäß einem Zahnabdruck- löffel im herkömmlichen Sinn beschränkt, sondern die Form, Gestaltung und Dimensionierung des Trägerelementes richtet sich in für einen Fachmann selbstverständlicher Weise nach der angestrebten Anwendung, wozu der Fachmann in Kenntnis der vorliegenden Erfindung nicht mehr eigenständig erfinderisch tätig werden muss.
Damit ist es möglich auf einfache, sichere und genaue Weise Zahnstrukturen, Anordnungen oder Formen im Mund oder am oder im menschlichen Körper datenmäßig digital dreidimensional zu erfassen.
Vorzugsweise sind die Sensoreinrichtungen ausgelegt, um an der Abdruckmasse eine
Änderung der Strahlungsdurchlässigkeit und/oder Strahlungs- absorption, insbesondere Lichtdurchlässigkeit und/oder Lichtabsorption,
Änderung der elektrischen Leitfähigkeit,
Änderung des Druckes, insbesondere durch Veränderung der Leitfähigkeit infolge der Änderung des Druckes, - Deformation,
Querschnittsveränderung oder Dickenänderung, Änderung des elektrischen Widerstandes, und/oder
Änderung der Dichte und/oder Änderung der Verteilung von Fremdatomen, jeweils insbesondere durch Veränderung der elektrischen oder optischen Leitfähigkeit infolge der Änderung der Dichte und/oder Änderung der Verteilung von Fremd- atomen ortsaufgelöst zu erfassen.
Weiterhin ist es bevorzugt, wenn Schnittstelleneinrichtungen ausgangsseitig an die Sensoreinrichtungen gekoppelt sind, um von letzteren generierte Daten in zur elektronischen Datenverarbeitung geeigneter Form weiterzuleiten, wobei die Schnittstelleneinrichtungen bevorzugt USB-Schnittstelleneinrichtungen enthalten.
Vorzugsweise sind ferner Speichereinrichtungen, insbesondere abkoppelbare Speichereinrichtungen, den Schnittstelleneinrichtungen nachgeschaltet enthalten, vorzugsweise als Chipkarte oder als Speicherstick.
Ferner sind vorzugsweise Verbindungseinrichtungen, insbesondere Drahtlosverbindungseinrichtungen, den Schnittstelleneinrichtungen nachgeschaltet enthalten, bevorzugt als Bluetooth-, Infrarot- und/oder Funkeinrichtungen.
Insbesondere handelt es sich bei der Abdruckmasse um eine homogene Masse, die wie eine herkömmliche Abdruckmasse in die entsprechende Ausgestaltung des Zahnabdrucklöffels oder allgemein Abdrucklöffels, eingefüllt wird, bevor dieser ebenfalls in herkömmlicher Weise im Patientenmund angeordnet und auf das Gebiss gedrückt wird. Beispielsweise kann die Abdruckmasse auch nach jeder Verwendung sterilisiert und danach wieder verwendet werden. Die Abdruckmasse kann ferner mit Vorzug folgende Eigenschaften haben:
- Lichtdurchlässigkeit elektrische Leitfähigkeit
Veränderung der Leitfähigkeit durch Druck
Messung durch Deformation Querschnittsveränderung Erhöhung Widerstand
Dichte und Verteilung Fremdatome welche die Leitfähigkeit bestimmen
Die Masse gibt Daten entsprechend den Veränderungen beim Aufdrücken auf ein Gebiss oder eine andere Struktur im menschlichen Körper und ihrer Eigenschaft an die Sensoreinrichtungen an der Oberfläche und an der Innenflächen des Abdrucklöffels und insbesondere Zahnabdrucklöffels weiter. Die so gewonnenen Daten können insbesondere entweder direkt im Abdrucklöffel und insbesondere Zahnabdrucklöffel gespeichert werden oder per Kabel, USB oder per Funk an einen Zentral-PC übertragen werden, wo sie nun für weitere Verarbeitungen verwendet werden können.
Ein weiterer Vorteil ist, dass die Daten zur Weiterverarbeitung Online direkt an ein Dentallabor versendet werden können.
Eine andere bevorzugte Weiterbildung besteht darin, dass der Abdrucklöffel als Träger für Röntgenhalter ausgestattet ist oder fungiert, dabei kann ferner das Material des Abdrucklöffels zumindest in den Bereichen oder Teilen, die im Mess- oder Behandlungsraum zur Anwendung kommen, so gestaltet sein, dass es keine Röntgenstrahlen durch lässt.
Ferner ist es bevorzugt, wenn in den Abdrucklöffel Zeitmesseinrichtungen integriert sind, wobei insbesondere den Zeitmesseinrichtungen optische und/oder akustische Melde- und/oder Anzeigeeinrichtungen zugeordnet sind.
Noch eine andere vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, dass ein Akku integriert ist, der insbesondere ggf. über den USB-Anschluss aufladbar ist.
Es ist ferner von Vorteil, wenn ein ergonomisch geformter Griff vorgesehen ist.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung besteht darin, dass ei- ne Erfassungseinheit und Aufnahmeeinheit mit einer Grundplatte, einem Rahmen, einer Innenbegrenzung und den Sensoreinrichtungen enthalten sind. Dabei kann ferner mit Vorzug die Erfassungseinheit und Aufnahmeeinheit über insbesondere eine U-för- mige Halteplatte lösbar mit einem Griff (10) verbunden sein, und/oder kann die Oberfläche des Abdrucklöffels oder zumindest von Grundplatte, Rahmen, Innenbegrenzung und Sensoreinrichtungen eine Beschichtung aufweisen oder so beschaffen sein, dass keine Bakterien haften bleiben oder Bakterien daran automatisch vernichtet werden, und/oder kann zumindest Grundplatte, Rahmen, Innenbegrenzung und/oder Sensoreinrichtungen in der Größe verstellbar sein.
Ferner kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass Heizeinrichtungen enthalten sind, insbesondre um das Fließverfahren der Ab- druckmasse (14) zu beeinflussen oder eine eigene Sterilisie- rungsfunktion bereit zu stellen.
Noch eine weitere vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, dass sich an der Unterseite des Abdrucklöffels eine Registrie- rung für den Gegenkiefer zum Aufbeißen befindet, und/oder dass der Abdrucklöffel so gestaltet ist, dass mit ihm gleichzeitig Oberkiefer und Unterkiefer abgeformt werden können.
Bei dem Abdrucklöffel kann außerdem mit Vorzug vorgesehen sein, dass die verwendete Abdruckmasse, wie insbesondere glasklarer Kunststoff, gleichzeitig durch Schleifen als optische Linse genutzt werden kann.
Auch können mit Vorteil die Sensoreinrichtungen ausgelegt sein, auf eine Abdruckmasse zu reagieren, die eine oder mehrere Substanzen enthält, die nur speziell auf oder auf spezielle Lichtwellen reagieren. Dabei ist es bevorzugt, wenn die Sen-
soreinrichtungen, die Erfassungseinheit und/oder der Aufnahmeeinheit ausgelegt sind/ist, um die Lichtwellen zur Verfügung zu stellen, und/oder wenn die Sensoreinrichtungen ausgelegt sind, ein durch das Eindrücken von Objekten in die Abdruckmas- se bei letzterer geändertes Transmissions- oder Reflexionsverhalten feststellen zu können.
Es kann weiterhin mit Vorzug vorgesehen sein, dass die Abdruckmasse ein transparenter Polyether ist, vorzugsweise mit hoher Hydrophilie, oder eine Abdruckmasse auf Polyether-, A- Silikon-, C-Silikon-Hydrokolloid-, Polysulfid- und/oder Algi- nat-Basis ist.
Noch eine andere bevorzugte Ausgestaltung besteht darin, dass die Abdruckmasse wieder verwendbar ist.
Vorzugsweise kann ferner vorgesehen sein, dass die Abdruckmasse nach der Abdrucknahme auf aufgetragene Mittel, wie z.B. Sprays oder Flüssigkeiten, reagiert, um eine Datenleitung und/oder Speicherung zu bewirken.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung besteht darin, dass die Abdruckmasse so gewählt ist, dass durch zugeführte elektrische Energie ihre Konsistenz verändert wird.
Ferner kann mit Vorzug vorgesehen sein, dass die Abdruckmasse dergestalt ist, dass sie eine Memory-Masse ist und demgemäß einen Memory-Effekt ausübt, indem sie nach einer Aktivierung in ihre ursprüngliche Form zurück geht.
In weiterer vorzugsweiser Ausgestaltung können/kann ein Bildschirm oder Display und/oder Eingabeeinrichtungen, wie insbesondere Tasten enthalten sein.
Es kann ferner vorzugsweise eine Folie vorgesehen sein, mit der die Abdruckmasse vor Abdrucknahme abdeckbar ist, um den
Kontakt mit Speichel oder Mundgewebe/-haut zu verhindern und/oder durch Verformen Daten zu übermitteln.
Weiterhin ist es bevorzugt, wenn eine Kamera im oder am Ab- 5 drucklöffel vorgesehen ist, um ein Bild des Patienten oder zumindest Referenzpunkte aufzunehmen und zu den ermittelten Kie- fer-/Zahndaten hinzuzufügen.
Die Erfindung schafft ferner ein Verfahren zur Erfassung von '. LO Strukturen, Anordnungen oder Formen, wie vorzugsweise zur Erfassung von Zahnstrukturen, Anordnungen oder Formen im Mund oder im menschlichen Körper, wobei eine verformbare Abdruckmasse in den Mund oder Körper eingeführt wird und dort direkt an Sensoreinrichtungen eine Änderung von wenigstens einer phy- 15 sikalischen Eigenschaft und/oder Größe der Abdruckmasse beim
Erstellen eines Abdruckes ortsaufgelöst übertragen und von den Sensoreinrichtungen erfasst sowie weiter in zur elektronischen Datenverarbeitung geeigneter Form bereitgestellt wird.
,20 Damit ist es möglich auf einfache, sichere und genaue Weise Zahnstrukturen, Anordnungen oder Formen im Mund oder im menschlichen Körper datenmäßig digital dreidimensional zu erfassen.
25 Vorzugsweise erfassen die Sensoreinrichtungen an der Abdruckmasse eine
Änderung der Strahlungslässigkeit und/oder Strahlungsabsorption, insbesondere Lichtdurchlässigkeit und/oder Lichtabsorption,
30 - Änderung der elektrischen Leitfähigkeit,
Änderung des Druckes, insbesondere durch Veränderung der
Leitfähigkeit infolge der Änderung des Druckes,
Deformation,
Querschnittsveränderung oder Dickenänderung,
35 - Änderung des elektrischen Widerstandes, und/oder
Änderung der Dichte und/oder Änderung der Verteilung von Fremdatomen, jeweils insbesondere durch Veränderung der
elektrischen oder optischen Leitfähigkeit infolge der Änderung der Dichte und/oder Änderung der Verteilung von Fremdatomen.
Weiterhin ist es bevorzugt, wenn Schnittstelleneinrichtungen ausgangsseitig an die Sensoreinrichtungen gekoppelt sind, um von letzteren generierte Daten in zur elektronischen Datenverarbeitung geeigneter Form weiterzuleiten, wobei die Schnittstelleneinrichtungen bevorzugt USB-Schnittstelleneinrichtungen enthalten.
Vorzugsweise sind ferner Speichereinrichtungen, insbesondere abkoppelbare Speichereinrichtungen, den Schnittstelleneinrichtungen nachgeschaltet, vorzugsweise als Chipkarte oder als Speicherstick.
Ferner sind vorzugsweise Verbindungseinrichtungen, insbesondere Drahtlosverbindungseinrichtungen, den Schnittstelleneinrichtungen nachgeschaltet, bevorzugt als Bluetooth-, Infrarot- und/oder Funkeinrichtungen.
Weiterhin kann die Masse Daten entsprechend den Veränderungen beim Aufdrücken auf ein Gebiss oder eine andere Struktur im menschlichen Körper und ihrer Eigenschaft an die Sensorein- richtungen an der Oberfläche und an der Innenflächen des Abdrucklöffels und insbesondere des Zahnabdrucklöffels weiter geben.
Bevorzugt können die gewonnenen Daten entweder direkt im Ab- drucklöffel und insbesondere Zahnabdrucklöffel gespeichert werden oder per Kabel, USB oder per Funk an einen Zentral-PC übertragen werden, wo sie nun für weitere Verarbeitungen verwendet werden, und/oder können die Daten zur Weiterverarbeitung Online direkt an ein Dentallabor versendet werden.
Eine weitere vorzugsweise Verfahrensvariante besteht darin, dass zuerst ein 1. Abdruck mit einem ersten Abformmaterial er-
stellt wird, und dann ein 2. Abdruck mit beispielsweise zu¬ sätzlich oder alternativ dünnfließendem Abformmaterial, das bei kombinierter Anwendung ggf. wiederum Informationen an das erste Abformmaterial weitergibt, erstellt wird. Dabei können weiter bevorzugt die zwei Abformmaterialien mit unterschiedlichen Abdrucklöffeln zum Einsatz kommen.
Mit Vorzug kann aber auch vorgesehen sein, dass die Abdruckmasse aus drei verschiedenen Abformmaterialien, die nicht un- tereinander mischbar sind, mit verschiedenen Farben, unterschiedlichen Transmissions- und/oder Reflexionseigenschaften zusammengesetzt ist, oder dass die Abdruckmasse aus mehreren übereinander gelegten Folien insbesondere aus verschiedenen Farben besteht.
Noch eine weitere bevorzugte Ausgestaltung besteht darin, dass zur Herstellung von Prothesen für Gebissteile, Zahnstrukturen, Zähnen und Zahnteilen zunächst ein Abdruck vom bestehenden Zustand vor einer Behandlung angefertigt und damit die entspre- chenden Daten ermittelt wird/werden, danach eine Behandlung vorgenommen wird, wie beispielsweise ein Abschleifen eines krankhaften Zahnes, darauf hin erneut ein Abdruck vom neuen Zustand angefertigt und die entsprechenden Daten des neuen Zu- standes ermittelt wird/werden, und dann durch Matchen und/oder Differenzverfahren eine Prothese, wie z.B. Krone oder Brücke genau mit Innen- und Außenform und -abmessungen aus den Daten aus den beiden Abdrucknahmen hergestellt wird.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Erfassen einer dreidimensionalen Struktur des menschlichen oder tierischen Körpers, insbesondere eines Zahns oder Gebisses, die folgendes aufweist: einen Träger für eine Abdruckmasse , eine auf dem Träger angeordnete Abdruckmasse, zumindest eine Beleuchtungseinheit, die dazu ausgelegt ist Licht in die Abdruckmasse einzustrahlen, und zumindest eine Sensoreinheit, die dazu ausgelegt ist aus der Abdruckmasse austretendes Licht zu detektieren und daraus ortsaufgelöste Rohdaten zu erzeugen.
Bei dem aus der Abdruckmasse austretenden und von der Sensoreinheit detektierten Licht kann es sich um Licht handeln, das aus einer Interaktion zwischen der Abdruckmasse und dem eingestrahlten Licht herrührt, Licht, das von der zu vermessenden Struktur reflektiert wird oder Licht, das aus einer Kombination dieser Phänomene herrührt.
In einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Abdruckmasse zumindest ein Material auf, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus den fluoreszierenden Materialien, den phosphoreszierenden Materialien, den Licht streuenden Materialien und den Licht reflektierenden Materialien.
In einer Ausgestaltung der oben genannten Maßnahme weist die Abdruckmasse zumindest ein Material auf, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus den fluoreszierenden Materialien und den phosphoreszierenden Materialien, wobei die zumindest eine Beleuchtungseinheit dazu ausgelegt ist Licht einer Wellenlänge abzugeben, die im Anregungsbereich der fluoreszierenden Materialien und/oder der phosphoreszierenden Materialien liegt.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Abdruckmasse in zumindest einem Wellenlängenbereich optisch transparent.
In einer Ausgestaltung der oben genannten Maßnahme strahlt die Beleuchtungseinheit Licht einer Wellenlänge ab, die im Wellenlängenbereich der optischen Transparenz der Abdruckmasse liegt.
In einer Ausgestaltung der Erfindung weißt die zumindest eine Beleuchtungseinheit eine Lichtquelle auf, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus den LEDs, den RGB- LEDs, den OLEDs und den Laser LEDs.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die zumindest eine Beleuchtungseinheit dazu ausgelegt ein Muster in die Abdruckmasse zu projizieren.
In einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Abdruckmasse ein Muster aufweist, das auf diese aufgebracht und/oder in diese eingearbeitet ist.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die zumindest eine Beleuchtungseinheit dazu ausgelegt gepulstes Licht abzugeben.
In einer Ausgestaltung der oben genannten Maßnahme enthalten die Rohdaten ortsaufgelöste Lichtlaufzeitdaten.
In einer Ausgestaltung der Erfindung enthalten die Rohdaten ortsaufgelöste Helligkeitsdaten.
In einer Ausgestaltung der Erfindung weist die zumindest eine Sensoreinheit eine Vielzahl von Glasfasern sowie zumindest einen optischen Sensor auf, wobei jeweils ein Ende der Glasfasern auf die Abdruckmasse ausgerichtet ist und wobei jeweils ein zweites Ende der Glasfasern auf den zumindest einen optischen Sensor ausgerichtet ist.
In einer Ausgestaltung der oben genannten Maßnahme ist der zumindest eine optische Sensor ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus den CCD-Chips und den CMOS- Chips.
In einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Vorrichtung ferner eine Speichereinheit zum Speichern der von der zumindest einen Sensoreinheit erzeugten Rohdaten auf.
In einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Vorrichtung ferner eine Recheneinheit zum Erzeugen von Bilddaten aus den von der zumindest einen Sensoreinheit erzeugten Rohdaten auf.
In einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Vorrichtung ferner ein Interface zur Weitergabe der von der zumindest einen Sensoreinheit erzeugten Rohdaten bzw. der von der Recheneinheit erzeugten Bilddaten an eine Datenverarbeitungseinheit auf.
Noch weitere bevorzugte und/oder- vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und deren Kombinationen sowie den gesamten vorliegenden Anmeldungsunterlagen und insbesondere den Erläuterungen und Darstellungen von Ausführungsbeispielen in der Beschreibung und der Zeichnung. Vor- richtungs- und Verfahrensmerkmale ergeben sich auch jeweils aus analoger Umsetzung von Angaben zu Verfahren bzw. Vorrichtungen.
Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung lediglich exemplarisch näher erläutert, in der
Fig. 1 eine schematische perspektivische Darstellung eines Oberkiefers zur Erläuterung der Erfindung,
Fig. 2 eine schematische perspektivische Darstellung eines Abdrucklöffels in Form eines Zahnabdrucklöffels mit Erfassungseinheit, Aufnahmeeinheit, USB-Stick, Funkeinheit und Speichermedium,
Fig. 3 eine schematische perspektivische Darstellung des
Abdrucklöffels in Form eines Zahnabdrucklöffels aus der Fig. 2 mit einer Abdruckmasse gefüllt,
Fig. 4 eine schematische Vorderansichtsdarstellung des Oberkiefers und des Abdrucklöffels in Form eines Zahnabdrucklöffels aus der Fig. 3 und unmittelbar vor der Abdrucknahme,
Fig. 5 eine schematische Draufsichtdarstellung der Negativ- abformung des Oberkiefers in der Abdruckmasse in dem Abdrucklöffel in Form eines Zahnabdrucklöffels aus der Fig. 3 nach der Abdrucknahme,
Fig. 6 eine schematische Querschnittsdarstellung der Abdruckmasse nach der Abdrucknahme,
Fig. 7 eine weitere schematische Schnittdarstellung der Abdruckmasse in dem Abdrucklöffel in Form eines Zahnabdrucklöffels aus der Fig. 3 nach der Abdrucknahme,
Fig. 8 eine schematische Draufsichtdarstellung der Negativ- abformung des Oberkiefers in der Abdruckmasse in dem
Abdrucklöffel in Form eines Zahnabdrucklöffels aus
der Fig. 3 nach der Abdrucknahme in Übereinstimmung mit der Fig. 5,
Fig. 9 eine schematische Darstellung der Daten in einem PC,
Fig. 10 eine schematische Darstellung eines hergestellten Modells in einer Fertigungsmaschine, wie einer Fräse, insbesondere CNC-Fräse mittels CAM vom PC gesteuert,
Fig. 11 eine schematische perspektivische Darstellung eines fertigen Modells, das anhand der ermittelten, gewonnenen und verarbeiteten Daten insbesondere weitgehend automatisch hergestellt wurde,
Fig. 12 eine schematische perspektivische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels des Abdrucklöffels in Form eines Zahnabdrucklöffels,
Fig. 13 eine schematische perspektivische Darstellung des weiteren Ausführungsbeispiels des Abdrucklöffels in Form eines Zahnabdrucklöffels aus der Fig. 12 mit einem zusätzlichen Detail,
Fig. 14 eine schematische perspektivische Darstellung noch eines weiteren Ausführungsbeispiels des Abdrucklöffels in Form eines Zahnabdrucklöffels,
Fig. 15 eine schematische perspektivische Darstellung eines Details eines anderen Ausführungsbeispiels des Abdrucklöffels in Form eines Zahnabdrucklöffels,
Fig. 16 eine schematische seitliche perspektivische Darstellung eines noch weiteren Ausführungsbeispiels des Abdrucklöffels in Form eines Zahnabdrucklöffels,
Fig. 17 eine schematische Ansicht von unten von dem Abdrucklöffel in Form eines Zahnabdrucklöffels aus der Fig. 16,
Fig. 18 eine schematische perspektivische Darstellung eines weiteren Details eines anderen Ausführungsbeispiels des Abdrucklöffels in Form eines Zahnabdrucklöffels,
Fig. 19 eine schematische perspektivische Darstellung noch eines andere Ausführungsbeispiels des Abdrucklöffels in Form eines Zahnabdrucklöffels,
Fig. 20 eine schematische perspektivische Darstellung eines noch anderen Ausführungsbeispiels des Abdrucklöffels in Form eines Zahnabdrucklöffels,
Fig. 21 eine schematische perspektivische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels des Abdrucklöffels in Form eines Zahnabdrucklöffels in der Anwendung bei einem Patienten,
Fig. 2,2 eine schematische perspektivische Darstellung des Ausführungsbeispiels gemäß der Fig. 21 von dem Abdrucklöffel in Form eines Zahnabdrucklöffels,
Fig. 23 einen Träger für eine Abdruckmasse mit darauf angeordneter Abdruckmasse,
Fig 24 a-c eine mit einem Muster versehene Abdruckmasse, jeweils vor, während und nach dem Nehmen eines Abdrucks,
Fig. 25 eine schematische, perspektivische Darstellung eines weitere Ausführungsbeispiels des Abdrucklöffels in Form eines Zahnabdrucklöffels,
Fig. 25 eine schematische, perspektivische Darstellung des Abdrucklöffels von Fig.
25,
Fig. 27a-b eine schematische Darstellung eines in dem Abdrucklöffel von Fig. 25 verwendbaren geometrischen Messverfahrens, und
Fig. 28 eine weitere schematische Darstellung eines in dem Abdrucklöffel von Fig.
25 verwendbaren geometrischen Messverfahrens.
Anhand der nachfolgend beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten Ausführungs- und Anwendungsbeispiele wird die Erfindung lediglich exemplarisch näher erläutert, d.h. sie ist nicht auf diese Ausführungs- und Anwendungsbeispiele oder auf die jeweiligen Merkmalskombinationen innerhalb einzelner Ausführungs- und Anwendungsbeispiele beschränkt. Verfahrens- und Vorrichtungsmerkmale ergeben sich jeweils analog auch aus Vor- richtungs- bzw. Verfahrensbeschreibungen.
Einzelne Merkmale, die im Zusammenhang mit konkreten Ausführungsbeispielen angeben und/oder dargestellt sind, sind nicht auf diese Ausführungsbeispiele oder die Kombination mit den
übrigen Merkmalen dieser Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern können im Rahmen des technisch Möglichen, mit jeglichen anderen Varianten, auch wenn sie in den vorliegenden Unterlagen nicht gesondert behandelt sind, und insbesondere Merkmalen und Ausgestaltungen anderer Ausführungsbeispiele kombiniert werden.
Gleiche Bezugszeichen in den einzelnen Figuren und Abbildungen der Zeichnungen bezeichnen gleiche oder ähnliche oder gleich oder ähnlich wirkende Komponenten. Anhand der Darstellungen in der Zeichnung werden auch solche Merkmale deutlich, die nicht mit Bezugszeichen versehen sind, unabhängig davon, ob solche Merkmale nachfolgend beschrieben sind oder nicht. Andererseits sind auch Merkmale, die in der vorliegenden Beschreibung ent- halten, aber nicht in der Zeichnung sichtbar oder dargestellt sind, ohne weiteres für einen Fachmann verständlich.
Vorrichtungs- und Verfahrensmerkmale ergeben sich auch jeweils aus bildlichen und schriftlichen Darstellungen von Verfahren bzw. Vorrichtungen.
Die Fig. 1 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines exemplarisch für viele Anwendungen der Erfindung stehenden menschlichen Oberkiefers 1 mit Zähnen 2 in einer Einzel- darstellung zur besseren Erkennbarkeit, um damit die Erfindung zu erläutern.
In der Fig. 2 ist in einer schematischen perspektivischen Darstellung ein Abdrucklöffel 3 in Form eines Zahnabdrucklöffels 4 gezeigt, der gleichsam als Erfassungseinheit 5 und Aufnahmeeinheit 6 fungiert, wozu der Abdrucklöffel 3 Sensoreinrichtungen 7 enthält, und einen Fortsatz 8 mit einem USB-Anschluss 9 enthält, um erhaltene Daten darüber direkt an z.B. einen PC (nicht dargestellt) übertragen zu können. Eine Datenübertra- gungsmöglichkeit kann zusätzlich oder alternativ zu dem USB- Anschluss 9 auch durch eine integrierte oder anschließbare Funkeinheit (nicht dargestellt) oder durch beispielsweise in-
tegrierte oder anschließbare Bluetooth- oder Infrarot-Einrichtungen (nicht dargestellt) geschaffen sein. Ggf. können die Funkeinheit oder Bluetooth-Einrichtungen alternativ oder ebenfalls in dem Fortsatz 8 untergebracht sein. Eine weitere Mög- lichkeit zur Datenübertragung kann realisiert sein, indem ein Wechselspeichermedium (nicht dargestellt) verwendet wird, das als der Fortsatz 8 ausgebildet, darin untergebracht oder daran oder an in anderer Weise ausgebildeten geeigneten Anschlüssen (nicht dargestellt) des Abdrucklöffels 3 anschließbar ist, wie beispielsweise ein herkömmlicher USB-Stick (nicht dargestellt) oder eine Chipkarte (nicht dargestellt) . Weiterhin fungiert der Fortsatz 8 gleichzeitig als Griff 10, an dem der Abdrucklöffel 3 zum Einführen in einen und Ausrichten und Platzieren in einem menschlichen Mundraum auf einem ganz oder teilweise zu erfassenden Kiefer, wie beispielsweise dem Oberkiefer 1 aus der Fig. 1, gegriffen werden kann, was die Handhabung des Abdrucklöffels 3 erleichtert und wodurch die Anzahl verwendeter Teile minimiert ist. Der Fortsatz 8 kann von dem Abdrucklöffel 3 im Übrigen abnehmbar sein.
Der Abdrucklöffel 3 in Form des Zahnabdrucklöffels 4 enthält eine Grundplatte 11, einen Rahmen 12 und eine Innenbegrenzung 13, und die Sensoreinrichtungen 7 sind je nach Bauart und Arbeitsweise der konkreten Ausführung, worauf nachfolgend näher eingegangen wird, der Grundplatte 11, dem Rahmen 12 und/oder der Innenbegrenzung 13 zugeordnet. Insofern sieht der Zahnabdrucklöffel 4 genau so aus, wie ein herkömmlicher Zahnabdrucklöffel, was von Vorteil ist, da er dadurch in gewohnter Weise gehandhabt werden kann. Die Grundplatte 11, der Rahmen 12 und die Innenbegrenzung 13 sind somit für die Einführung und Nutzung in der Mundhöhle (nicht sichtbar) und passend zum Oberkiefer 1 geformt.
Die Fig. 3 ist eine schematische perspektivische Darstellung des Abdrucklöffels 3 in Form des Zahnabdrucklöffels 4 aus der Fig. 2 mit einer geeigneten Abdruckmasse 14 in herkömmlicher
Weise gefüllt, d.h. wie mit einer herkömmlichen elastischen Abformmasse für die bisherige Abformtechnik: .
Die Besonderheit bei dem Abdrucklöffel 3 oder im vorliegenden Beispiel bei dem Zahnabdrucklöffel 4, besteht nun in der Kombination von verformbarer Abdruckmasse 14 und Sensoreinrichtungen 7. Diese Kombination ist so gewählt, dass mittels den Sensoreinrichtungen 7 eine Änderung von wenigstens einer physikalischen Eigenschaft und/oder Größe der Abdruckmasse 14 beim Erstellen eines Abdruckes z.B. des Oberkiefers 1 oder von wenigstens einem Zahn 2 aus der Fig. 1 ortsaufgelöst erfasst und in zur elektronischen Datenverarbeitung geeigneter Form bereitgestellt wird, so dass Daten erhalten werden, aus denen 3D-Daten von z.B. dem Oberkiefer 1 oder von wenigstens einem Zahn aus der Fig. 1 ermittelt werden können, welche 3D-Daten dann zur computergestützten Fertigung von Prothesen dienen.
Vorzugsweise erfassen die Sensoreinrichtungen 7 an der Abdruckmasse 14 eine - Änderung der Strahlungslässigkeit und/oder Strahlungsabsorption, insbesondere Lichtdurchlässigkeit und/oder Lichtabsorption,
Änderung der elektrischen Leitfähigkeit, Änderung des Druckes, insbesondere durch Veränderung der Leitfähigkeit infolge der Änderung des Druckes, Deformation,
Querschnittsveränderung oder Dickenänderung, Änderung des elektrischen Widerstandes, und/oder Änderung der Dichte und/oder Änderung der Verteilung von Fremdatomen, jeweils insbesondere durch Veränderung der elektrischen oder optischen Leitfähigkeit infolge der Änderung der Dichte und/oder Änderung der Verteilung von Fremdatomen.
Die Fig. 4 zeigt eine schematische Vorderansichtsdarstellung des Oberkiefers 1 und des Abdrucklöffels 3 in Form des Zahnabdrucklöffels 4 aus der Fig. 3 und unmittelbar vor der Abdruck-
nähme, die dadurch realisiert wird, dass wie bei der Erstellung bisher üblicher Abdrücke der Abdrucklöffel 3 im Fall des Oberkiefers 1 von unten auf den Oberkiefer 1 gepresst wird, so dass sich die Zähne 2 des Oberkiefers 1 in die Abdruckmasse 14 hinein drücken. Auch bei herkömmlichen Abdruckmassen ist gewährleistet, dass zumindest in einer Anfangszeit der Abdruckerstellung eine ausreichende Fließfähigkeit besteht, so dass die Abdruckmasse beim Eindrücken der Zähne 2 auch in Zwischenräume (nicht zu sehen) eindringt, was auch für die Abdruckmas- se 14 der vorliegenden Erfindung mit Vorzug gilt. Bei herkömmlichen Abdruckmassen muss jedoch in jedem Fall eine Aushärtung erfolgen, bevor die herkömmliche Abdruckmasse mit samt dem Abdrucklöffel 3 von dem Oberkiefer 1 gelöst und entnommen werden kann, damit die in der herkömmlichen Abdruckmasse von den Zäh- nen 2 des Oberkiefers 1 abgenommene Form erhalten bleibt, so dass dann mit dieser Form das beim Stand der Technik übliche Gipsmodell von den Zähnen 2 des Oberkiefers 1 hergestellt werden kann.
In der Fig. 5 ist in einer schematischen Draufsichtdarstellung die Negativabformung des Oberkiefers 1 in der Abdruckmasse 14 in dem Abdrucklöffel 3 in Form des Zahnabdrucklöffels 4 aus der Fig. 3 nach der Abdrucknahme veranschaulicht, wobei in der Abdruckmasse 14 Hohlräume 15 entsprechend den abgeformten Zäh- nen 2 des Oberkiefers 1 entstanden sind. Die Fig. 6 zeigt in einer schematischen Querschnittsdarstellung die Abdruckmasse 14 in Alleindarstellung nach der Abdrucknahme, d.h. mit eingedrückten Hohlräumen 15 entsprechend den abgeformten Zähnen 2 des Oberkiefers 1, und die Fig. 7 zeigt in einer weiteren schematischen Schnittdarstellung der Abdruckmasse 14 in dem Abdrucklöffel 3 in Form des Zahnabdrucklöffels 4 aus der Fig. 3 nach der Abdrucknahme einen Abdruck eines Teils des Oberkiefers 1 aus der Fig. 1. Durch die gebogenen Linien 16 in der Fig. 7 sind die Deformationen innerhalb der Abdruckmasse 14 veranschaulicht, welche Deformationen durch die Verformung der Abdruckmasse 14 in Folge des Eindrückens der Zähne 2 des Oberkiefers 1 bei der Abdrucknahme entstehen und zur Veränderung
physikalischer Eigenschaften und/oder Größen der oder in der Abdruckmasse 14 führen, die wiederum von den Sensoreinrichtungen 7 erfasst werden, wodurch die Funktionen der Sensoreinrichtungen 7 in Verbindung mit der Abdruckmasse 14 als Erfas- sungseinheit 5 und Aufnahmeeinheit 6 realisiert sind. Statt für Deformationen können die gebogenen Linien 16 auch als symbolhaft für individuelle Druckbereiche, Transparenzbereiche, Leitfähigkeitsbereiche, Konzentrationsbereiche etc. verstanden werden, je nach dem welcher Art die Kombination Abdruckmasse 14 und Sensoreinrichtungen 7 ist, als je nach dem Effekt, der bei der Abdruckmasse 14 durch das Eindrücken der Zähne 2 des Oberkiefers 1 ausgenutzt und von den Sensoreinrichtungen 7 erfasst wird.
Wie in der Fig. 5 ist auch in der Fig. 8 eine schematische
Draufsichtdarstellung der Negativabformung des Oberkiefers 1 in der Abdruckmasse 14 in dem Abdrucklöffel 3 in Form des Zahnabdrucklöffels 4 aus der Fig. 3 nach der Abdrucknahme gezeigt. Für die Daten, die durch die Sensoreinrichtungen 7 in Verbindung mit der Abdruckmasse 14 gewonnen wurden, kann nun eine Darstellung, Aufbereitung und Verarbeitung an einem PC 17 mit einer geeigneten Software erfolgen, wie durch die schematische Darstellung der 3D-Daten des durch Abdrucknahme abgenommenen Oberkiefers 1 aus der Fig. 1 in einer aufbereiteten grafischen Darstellung am Bildschirm 18 des PCs 17 in der Fig. 9 veranschaulicht wird. Aus der Aufbereitung und Verarbeitung der von den Sensoreinrichtungen 7 im Verbund mit der Abdruckmasse 14 gewonnenen und ermittelten Daten, also den Daten von der Erfassungseinheit 5 und Aufnahmeeinheit 6, resultiert ein Ergebnis, das durch eine schematische Darstellung eines erstellten Modells 19 in einer 3D-Fräse 20 oder ähnlichen Gerät (nicht gezeigt) verdeutlicht wird. Vorzugsweise erfolgt die Fertigung des Modells z.B. mittels einer CNC-Fräse durch CAM, das von dem PC 17 gesteuert wird. Damit kann dann entsprechend der schematischen perspektivischen Darstellung in der Fig. 11 das fertige Modell 19 von dem Oberkiefer 1 aus der Fig. 1 weitgehend und insbesondere vollständig automatisch herge-
stellt werden, das somit anhand der ermittelten, gewonnenen und verarbeiteten Daten ohne manuelle Laborarbeit, wie sie nach der herkömmlichen Abdrucknahme erforderlich wäre, erstellt wurde.
Durch die Erfindung ist es möglich, dass die für die automatisierte Fertigung des Modells 19 des Oberkiefers 1 erforderlichen 3D-Daten direkt im Patientenmund - oder allgemein an der tatsächlichen Stelle, für die eine Prothese hergestellt werden soll - gewonnen werden. Dabei kommt es nicht darauf an, dass die Daten bereits von der Erfassungseinheit 5 und Aufnahmeeinheit 6 von den Sensoreinrichtungen 7 im zusammenwirken mit der Abdruckmasse 14 als allgemeine 3D-Daten bereit gestellt werden, oder ob ein daraus erhaltenes Datenformat z.B. erst nach der Übertragung durch USB-Verbindung, Funk, Bluetooth, Infrarot oder dergleichen zum PC 17 in tatsächliche weiter nutzbare 3D-Daten umgewandelt werden, wofür der PC 17 auch ohne weiteres die erforderliche Rechenkapazität zur Verfügung stellt, oder eben entsprechend gewählt werden muss. Es ferner nicht ausschlaggebend, ob ein PC 17 vor Ort, d.h. in der Zahnarzt- oder kieferorthopädischen Praxis eine Weiterverarbeitung der Daten vom Abdrucklöffel 3 vornimmt oder vornehmen kann, oder ob dieser PC 17 nur zur Datenaufnahme von dem Abdrucklöffel 3 und zur Datenweiterleitung an einen gesonderten Rechner, wie beispielsweise einen PC 17 in einem Labor dient, was mit
Leichtigkeit online erfolgen kann, so dass die für die Modellherstellung erforderlichen Daten jedenfalls schnell, kostengünstig und sicher in ein Labor gelangen, wo die Herstellung des Modells 19 erfolgt, was durch die Angabe "Daten ins Labor" von der Fig. 8 zur Fig. 9 verdeutlicht wird.
Ohne Einschränkung kann aber auch in der Zahnarzt- oder kieferorthopädischen Praxis die Weiterverarbeitung der Daten vom Abdrucklöffel 3 bis hin zur Fertigstellung des Modells 19 de- zentral erfolgen, so dass ein Patient eventuell sogar gleich weiter mit dem Modell 19 oder besser gesagt dann der hergestellten Prothese versorgt werden kann. Jedenfalls ist der
Schritt von der computergestützten Datenerlangung zur automatisierten Fertigung durch die Angabe "Daten an Weiterverarbeitung" zwischen den Figuren 9 und 10 verdeutlicht. Die Angabe "Fertige Arbeit" von der Fig. 10 zur Fig. 11 verdeutlicht, dass das fertige Modell 19, das symbolisch für eine herzustellende Prothese steht, am Ende des Erfassungs- bis hin zum Her- stellungsprozess vorliegt.
Es ist ohne weiteres verständlich, dass auf die vorgeschilder- te Weise mit dem erfindungsgemäßen Abdrucklöffel 3 nicht nur die Herstellung ganzer Kiefermodelle oder -prothesen gegenüber dem gesamten Stand der Technik wesentlich vereinfacht und beschleunigt wird, sondern dass, und dies werden beispielsweise in der Zahnheilkunde die häufigsten Anwendungen sein, insbe- sondere Prothesen einzelner Zähne und Zahnteile oder Gruppierungen einiger Zähne und Zahnteile, wie beispielsweise Brücken und Kronen, hergestellt werden können, worin ein immenses Anwendungspotenzial zu sehen ist.
Verfahrensmäßig wird zur Herstellung von Prothesen für Gebissteile, Zahnstrukturen, Zähne und Zahnteile zunächst ein Abdruck vom bestehenden Zustand vor einer Behandlung angefertigt, d.h. die entsprechenden Daten werden ermittelt. Danach wird die Behandlung vorgenommen, wie beispielsweise ein Ab- schleifen eines krankhaften Zahnes. Darauf hin wird erneut ein Abdruck dann eben vom neuen Zustand angefertigt, d.h. die entsprechenden Daten des neuen Zustandes werden ermittelt. Durch Matchen und Differenzverfahren, die allesamt üblich und bekannt sind, kann eine Prothese, wie z.B. Krone oder Brücke ge- nau mit Innen- und Außenform und -abmessungen aus den Daten aus den beiden Abdrucknahmen hergestellt werden.
Als weitere Fortbildung der Erfindung kann der Abdrucklöffel 3 beispielsweise auch als Träger für Röntgenhalter benutzt wer- den. Das Material des Abdrucklöffels 3 kann dann zumindest in den Bereichen oder Teilen, die im Mess- oder Behandlungsraum
liegen, so gestaltet sein, dass es keine Röntgenstrahlen durch lässt.
Für die leichte Verfolgung von zeitrelevanten oder -kritischen Vorgängen bei der Abdrucknahme können in den Abdrucklöffel 3 Zeitmesseinrichtungen (nicht gezeigt) integriert sein, denen optische und/oder akustische Melde- und/oder Anzeigeeinrichtungen (nicht gezeigt) zugeordnet sind. Für diese und auch andere elektrisch betriebene Einrichtungen im oder am Abdruck- löffel 3 ist es von Vorteil, wenn er über den USB-Anschluss 9 verfügt, da darüber z.B. auf einfache Weise auch ein Aufladen eines zum Betrieb der elektrischen Einrichtungen vorzugsweise verwendeten Akkus erfolgen kann.
Das Abformverfahren kann in mehreren Stufen geschehen. Beispielsweise kann erst ein 1. Abdruck mit einem ersten Abformmaterial von der "Grobform" erstellt werden, und dann ein 2. Abdruck mit beispielsweise zusätzlich oder alternativ dünnfließendem Abformmaterial, das bei kombinierter Anwendung ggf. wiederum Informationen an das erste Abformmaterial weitergibt ein Feindatensatz erhalten werden. Eine solche Vorgehensweise kann von Vorteil sein, um die Datenmengen pro Abdrucknahme zu reduzieren, was eine leichtere und schnellere sowie unter Umständen auch genauere Erstellung der letztlich gewonnenen 3D- Daten ermöglicht. Die zwei Abformmaterialien können auch mit unterschiedlichen Abdrucklöffeln 3 zum Einsatz kommen. Insofern steht der begriff "Abdruckmasse 14" stellvertretend für ein oder mehrere Materialien, die gleichzeitig oder nacheinander zum Einsatz kommen können. Die Abdruckmasse 14 kann z.B. auch aus drei verschiedenen Abformmaterialien, die nicht untereinander mischbar sind, mit verschiedenen Farben, unterschiedlichen Transmissions- und/oder Reflexionseigenschaften zusammengesetzt sein, so dass aus jedem Material eigene Daten und ggf. Informationen erhalten werden können. Die Abdruckmas- se 14 kann dabei auch aus mehreren übereinander gelegten Folien beispielsweise aus verschiedenen Farben bestehen.
In den Fig. 12 und 13 ist ein weiteres Design des Abdrucklöffels verdeutlicht, wobei auf einen ergonomisch geformten Griff 10 Wert gelegt wurde. Wie aus dem Vergleich der Fig. 12 und 13 deutlich wird, ist bei diesem Abdrucklöffel 3 ferner vorgese- hen, dass die Erfassungseinheit 5 und Aufnahmeeinheit 6 mit Grundplatte 11, Rahmen 12, Innenbegrenzung 13 und Sensoreinrichtungen 7 über eine vorzugsweise U-förmige Halteplatte 21 lösbar mit dem Griff 10 verbunden sind. Damit sind alle technischen Elemente, die mit dem Mundhohlraum eines Patienten in Verbindung kommen, vom Rest des Abdrucklöffels 3 abnehmbar und können auch gesondert gereinigt und sterilisiert werden. Die Oberfläche des Abdrucklöffels 3 oder zumindest von Grundplatte 11, Rahmen 12, Innenbegrenzung 13 und Sensoreinrichtungen 7 kann so beschichtet oder beschaffen sein, dass keine Bakterien haften bleiben oder Bakterien daran automatisch vernichtet werden, wie durch die Beschichtung 22 in der Fig. 14 verdeutlicht ist.
Gemäß einem anderen in der Fig. 15 verdeutlichten Ausführungs- beispiel kann der Abdrucklöffel 3 so gestaltet sein, dass zumindest Grundplatte 11, Rahmen 12, Innenbegrenzung 13 und/oder Sensoreinrichtungen 7 in der Größe verstellbar sind, um eine optimierende Anpassung an Gegebenheiten bei individuellen Patienten zu erreichen, wie durch die Pfeile A, B und C symboli- siert ist.
Der Abdrucklöffel 3 kann auch beheizbar sein, um das Fließverfahren der Abdruckmasse 14 zu beeinflussen, oder eine eigene Sterilisierungsfunktion bereit zu stellen.
An der Unterseite des Abdrucklöffels 3 kann sich eine Registrierung für den Gegenkiefer zum Aufbeißen befinden, damit bei der späteren Verarbeitung der gewonnenen Daten im PC die Kiefer zueinander zugeordnet werden können. Es kann aber auch der Abdrucklöffel 3 so gestaltet sein, wie aus den Fig. 16 und 17 hervor geht, dass mit ihm gleichzeitig Oberkiefer und Unterkiefer abgeformt werden können.
Auch kann der Abdrucklöffel 3 so gestaltet sein, dass die verwendete Abdruckmasse 14, wie z.B. glasklarer Kunststoff, gleichzeitig durch Schleifen als optische Linse genutzt werden kann. Solche Linsen 23, 24 und 25, wie sie exemplarisch in einigen Varianten in der Fig. 18 dargestellt sind, können so gestaltet sein das sie, wie z.B. die Linse 23 ein Streifenmuster auf den zu erkennenden Gegenstand projiziert oder aufnimmt. Es können dabei auch Glasfasern zum Einsatz kommen, deren freie Enden so geschliffen sind, dass Linsen 24 erhalten werden, die durch eine schräge Lichtaustrittsfläche beim Drehen verschiedene Bereiche erfassen, oder Linsen 25 erhalten werden, die eine Strahlaufweitung bewirken.
Die Abdruckmasse 14 kann eine oder mehrere Substanzen enthalten, die nur speziell auf oder auf spezielle Lichtwellen reagieren, die von den Sensoreinrichtungen 7 oder allgemein der Erfassungseinheit 5 und/oder der Aufnahmeeinheit 6 zur Verfügung gestellt werden, um durch das Eindrücken der Zähne 2 des Oberkiefers 1 in die Abdruckmasse 14 bei letzterer geändertes Transmissions- oder Reflexionsverhalten eben gemäß der Erfindung ortsaufgelöst feststellen zu können. Würde eine andere Abdruckmasse 14 verwendet, die keinen solchen Zusatz enthält, könnten die Sensoreinrichtungen 7 keine Daten ermitteln oder mit deren Hilfe keine Daten ermittelt werden.
Die Abdruckmasse 14 kann ein transparenter Polyether sein, vorzugsweise mit hoher Hydrophilie. Die Abdruckmasse 14 kann auch auf Polyether-, A-Silikon-, C-Silikon-Hydrokolloid-, Po- lysulfid- und/oder Alginat-Basis sein. Vorzugsweise ist die Abdruckmasse 14 entsprechend dem verwendeten Effekt, der mit den Sensoreinrichtungen 7 erfasst werden soll, transparent, so dass Lichtbrechung, Transparenzgrad, Durchlässigkeit bestimmter Wellenlängen genutzt werden können.
Zwar kann die Abdruckmasse 14 auch derart sein, dass sie zur Wiederverwendung gereinigt und sterilisiert werden kann, je-
doch ist eine Wiederverwendbarkeit nicht unbedingt erforderlich.
Es kann eine Abdruckmasse 14 verwendet werden, die nach der Abdrucknahme auf aufgetragene Mittel, wie z.B. Sprays oder
Flüssigkeiten, reagieren, um eine Datenleitung und/oder Speicherung bewirken. Die Abdruckmasse 14 kann auch so gewählt werden, dass durch zugeführte elektrische Energie ihre Konsistenz verändert wird. Die Abdruckmasse 14 kann auch dergestalt sein, dass sie eine Memory-Masse ist und demgemäß einen Memory-Effekt ausübt, indem sie nach einer Aktivierung in ihre ursprüngliche Form zurück geht.
Es stehen somit zahlreiche Effekte zur Verfügung, die einzeln oder in Kombination Veränderungen der Abdruckmasse 14 für die Sensoreinrichtungen 7 wahrnehmbar machen. Dabei kann auch auf weitere Eigenschaften der Abdruckmasse 14 Rücksicht genommen werden, um eine möglichst einfache, schnelle und genaue Anwendung und Abdrucknahme zu ermöglichen
Der Abdrucklöffel 3 kann selbst auch mit einem Bildschirm 26 oder Display sowie mit Eingabeeinrichtungen, wie insbesondere Tasten 27 ausgestattet sein, um Anwendungen zu überprüfen und zu erleichtern, wie aus der Darstellung der Fig. 19 deutlich wird.
Es kann gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 20 ferner eine Folie 28 vorgesehen sein, mit der die Abdruckmasse 14 vor Abdrucknahme überzogen wird, um den Kontakt mit Speichel oder Mundgewebe/-haut zu verhindern und/oder durch Verformen Daten zu übermitteln.
Weiterhin kann eine Kamera 29 im oder am Abdrucklöffel 3 vorgesehen sein, um ein Bild des Patienten oder zumindest Refe- renzpunkte aufzunehmen und zu den ermittelten Kiefer-/Zahnda- ten hinzuzufügen, womit zusätzlich eine Zuordnung der erhalte-
nen Daten in Relation zum Kopf des Patienten insgesamt ermöglicht wird, wie dies die Fig. 21 und 22 verdeutlichen.
Zwar wurde vorstehend überwiegend auf die Verwendung des er- findungsgemäßen Abdrucklöffels 3 bei Zahnbehandlungsanwendungen Bezug genommen, jedoch ist die erfindungsgemäße Technologie nicht auf solche Anwendungen beschränkt, sondern kann bei der Datenbeschaffung durch Abformung bei Tieren, Pflanzen, offenen Körperstellen, Innenohr, anderen Hohlräumen und auch bei Maschinenteilen und Bauelementen vorteilhaft zum Einsatz kommen, ohne dass hierfür unter Kenntnis der vorliegenden Erfindung eine eigene erfinderische Tätigkeit erforderlich wäre.
Die Erfindung ist anhand der Ausführungsbeispiele in der Be- Schreibung und in der Zeichnung lediglich exemplarisch dargestellt und nicht darauf beschränkt, sondern umfasst alle Variationen, Modifikationen, Substitutionen und Kombinationen, die der Fachmann den vorliegenden Unterlagen insbesondere im Rahmen der Ansprüche und der allgemeinen Darstellungen in der Einleitung dieser Beschreibung sowie der Beschreibung der Ausführungsbeispiele und deren Darstellungen in der Zeichnung entnehmen und mit seinem fachmännischen Wissen sowie dem Stand der Technik, insbesondere den Offenbarungsgehalten der eingangs angegebenen eigenen Vorveröffentlichungen kombinieren kann. Insbesondere sind alle einzelnen Merkmale und Ausgestaltungsmöglichkeiten der Erfindung und ihrer Ausführungsvarianten kombinierbar.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine nichthärtende Abformmasse.
In der zahnärztlichen Praxis werden häufig Abformmaterialien zur Situationsabformung von
Zähnen und Kieferanteilen zur Auswertung, Diagnose, Planung und Kontrolle der Passgenauigkeit konservierender, prothetischer und kieferorthopädischer Arbeiten eingesetzt. Hierbei wird die
Grobform des Kiefers und der Zähne in einer Momentsituation durch die Anfertigung eines sogenannten Situationsabdruckes erfasst. Nach dem Ausgiessen des Situationsabdruckes mit
Gipssuspension erhält der Zahnarzt dann das sogenannte Studienmodell, diagnostische Modell,
Dokumentationsmodell, Arbeits- und Planungsmodell. Auch zur Darstellung des Gegenkiefers bei umfangreicheren prothetischen Arbeiten werden sogenannte Gegenkiefermodelle erstellt, die durch
Abformungen mit Alginaten erhalten werden.
Eine Klasse von dentalen Abformmaterialien stellen die additionsvernetzenden Silikone dar, die derzeit als Präzisionsabformmaterialien zur Erstellung von äusserst präzisen Arbeitsmodellen zur
Herstellung von Zahnersatz verwendet werden. Die Eigenschaften derartiger Massen werden z. B. in den Normen ISO 4823 und ADA 19 beschrieben. Additionsvernetzende Silikone sind beispielsweise in der US-A-4 035 453 beschrieben.
Handelsübliche additionsvernetzende Silikonabformmassen liegen üblicherweise in einer zweikomponentigen Form vor und bestehen aus einer sogenannten Basis- und Katalysatorpaste, in der die reaktiven Komponenten aus Stabilitätsgründen räumlich voneinander getrennt sind. Die
Aushärtung der Materialien erfolgt nach dem Anmischen der beiden Pasten in genau definierten
Volumenverhältnissen.
Weiter sind kondensationsvernetzende Silikone, sogenannte K-Silikone, im Einsatz.
Die reaktiven Abformmassen haben den Nachteil, dass sie in der Regel aus zwei Komponenten vor
Gebrauch angemischt werden müssen, wobei auf eine präzise Dosierung der Mengen geachtet werden muß. Die erforderliche Anmischung in der Zahnarztpraxis und die Aushärtezeit stellen eine
Behinderung der Arbeit des Zahnarztes dar.
Weitere verbreitete dentale Abformmassen basieren auf reaktiven Polyethern. Solche
Abformmassen sind beispielsweise in der DE 19753456 Al und der EP 0865784 A2 beschrieben.
Ferner werden Abformmassen mit natürlichen Polymeren wie Alginaten oder Agar im Einsatz, die durch Gelieren aushärten.
Alle bisher eingesetzten dentalen Abformmassen sind aushärtende Massen, die in der Handhabung unbequem sind. Ferner ist die Haltbarkeit der Reaktivmassen beschränkt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein alternatives Abformmaterial und Abformverfahren zur
Verfügung zu stellen.
Gelöst wurde die Aufgabe durch Abformmassen, die Substanzen ohne reaktiven Gruppen aufweisen oder aufgrund fehlender Katalysatorzusätze unter den Einsatzbedingungen nicht aushärten.
Solche Abformmassen basieren auf einer mehr oder weniger viskosen Flüssigphase, die keine Substanzen mit reaktiven Gruppen oder Substanzen, die aufgrund der Zusammensetzung der Abformmasse unter den Einsatzbedingungen nicht vernetzen, enthalten. Die Abformmasse enthält keinen Katalysator für eine Vernetzungs- oder Härtungsreaktion. Die Abformmasse basiert im Allgemeinen auf bei Raumtemperatur flüssigen Stoffen wie flüssigen Silikonen (Organopolysiloxane), Polyethern, Kohlenwasserstoffen (z.B. Öle), Pflanzenöl oder flüssigen Gemischen. Nachfolgend Flüssigphase genannt. In der Flüssigphase können entsprechende oder andere feste Stoffe gelöst sein.
Flüssige Silikone sind z.B. Silikonöle wie lineare, nichtreaktive Polydimethylsiloxane. Polyether sind beispielsweise Polyethylenglykole, Polypropylenglykole oder Mischpolyether (z.B. aus Tetrahydrofuran- und Ethylenoxid- und/oder Propylenoxid-Baueinheiten). Es können in der Flüssigphase z.B. flüssige mit festen Polyethern kombiniert werden.
Geeignete Kohlenwasserstoffe, geradkettig oder verzweigt, vorzugsweise gesättigte, nichtflüchtige flüssige Kohlenwasserstoffe, sind z.B. Paraffinöl, n-Paraffϊne, iso-Paraffine. Vaseline, ein salbenartiges Gemisch aus festen und flüssigen Kohlenwasserstoffen, kann als Flüssigphase eingesetzt werden.
Die Flüssigphase enthält vorteilhaft inerte Verdünnungsmittel. Als inertes Verdünnungsmittel werden Polyetherpolyole, wie beispielsweise Polypropylenglykole oder Mischpolyetherole mit Tetrahydrofuran- und bzw. oder Ethylenoxid- und/oder Propylenoxid-Einheiten, Polyesterpolyole, wie beispielsweise Polycaprolactondiole und Polycaprolactontriole, Polycarbonatdiole, aliphatische Ester, Öle, Fette, Wachse, aliphatische Kohlenwasserstoffe, araliphatische Kohlenwasserstoffe sowie ein- oder mehrfunktionelle Ester von ein- oder mehrbasischen Säuren, wie beispielsweise Phthalsäure oder Zitronensäure, oder Ester oder Amide von Alkylsulfonsäuren und Arylsulfonsäuren verwendet.
Die Abformmasse enthält in der Regel die Flüssigphase, ein oder mehrere Füllstoffe gegebenenfalls weitere Zusatz-, Hilfs- und Farbstoffe oder Pigmente.
Die Basissubstanz der Flüssigphase und die Füllstoffe sind vorzugsweise transparent für Licht, vorteilhaft in einem weiten Wellenlängenbereich, z.B. im Bereich von 200 bis 700 nm oder 300 bis 700 nm. Durchlässigkeit oder Teildurchlässigkeit für bestimmte Strahlungen, z.B. Strahlung im UV- Bereich, Strahlung im Bereich des sichtbaren Lichtes (vis-Bereich) oder im UV-/vis-Bereich, Strahlung im Infrarot-Bereich (IR-Bereich), im nahen Infrarot-Bereich oder gar Röntgenstrahlung, ist für besondere Anwendungen interessant, insbesondere in Kombination mit optischen Verfahren zur 3 D-Erfassung von Abdrücken. Besondere Abformmassen oder deren Grundzusammensetzung bestehen aus einer inerten
Flüssigkeit wie Silikonöl oder Paraffinöl und farblosen Metalloxiden, insbesondere gefällte oder pyrogene Kieselsäure. Sie eignen sich zur Anwendung mit optischen Sensoren.
Eine Abformmasse auf Silikonbasis gemäß der Erfindung enthält beispielsweise die folgenden
Bestandteile:
(a) ein oder mehrere Organopolysiloxane, vorzugsweise ohne reaktive Gruppen,
(b) Füllstoff,
(c) gegebenenfalls weitere Zusatz-, Hilfs- und Farbstoffe,
(d) gegebenenfalls Hydrophilierungsmittel, wobei die Abformmasse keinen Katalysator für eine Vernetzungsreaktion enthält.
Die Menge an Komponente (a) beträgt im Allgmeinen 30 bis 80 Gew.-%, bevorzugt 60 bis 80
Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse des Abformmaterials. Die Komponenten des
Abformmaterials und deren Mengen sind so gewählt, dass die Masse gewöhnlich eine nach DIN
53505 zu bestimmende Shore-Härte A von kleiner als 45, bevorzugt < 40, und eine nach ISO 4823 zu bestimmende Konsistenz von 31 bis 39 mm hat.
Bevorzugt sind als Komponente (a) Diorganopolysiloxane mit terminalen Triorganosiloxygruppen.
Vorzugsweise hat das Polymer bei 25 °C eine Viskosität zwischen 200 bis 200 000 mPa.s, bevorzugt 1000 bis 10 000 mPa.s.
Besonders bevorzugt sind lineare Polydimethylsiloxane oder deren Gemische mit den angegebenen
Viskositätsbereichen.
Geeignete Komponenten (a) sind polymere Organosiloxane ohne reaktive Substituenten. Es handelt sich bevorzugt um lineare, verzweigte oder cyclische Organopolysiloxane, bei denen sämtliche
Siliziumatome von Sauerstoffatomen oder monovalenten Kohlenwasserstoffresten umgeben sind, wobei die Kohlenwasserstoffreste substituiert oder unsubstituiert sein können.
Die Kohlenwasserstoffreste sind z.B. Methyl, Ethyl, C2-C10-Aliphaten, Trifluorpropylgruppen, sowie aromatische C6-C12-Substituenten.
Besonders bevorzugt als Komponente (a) ist ein Gemisch von Silikonen mit einer höheren
Viskosität (z.B. 1000 bis 10 000 mPa.s bei 25 °C) und von Silikonen mit einer niedrigeren
Viskosität (z.B. 50 bis 1000 mPa.s bei 25 0C). Niederviskose Silikone sind z.B.
Polydimethylsiloxane, welche Trimethylsiloxy-Endgruppen aufweisen. Die Menge an niederviskosem Silikon beträgt z.B. 1 bis 40 Gew.-%, bevorzugt 5 bis 40 Gew.-%, besonders bevorzugt 15 bis 30 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse von Komponente (a).
Zur Erzeugung einer hydrophilen Abformmasse wird vorteilhaft ein eine hydrophile Natur verleihendes Mittel oder Hydrophilierungsmittel, Komponente (d), zugesetzt, womit eine bessere
Benetzbarkeit der Gesamtzusammensetzung im feuchten Mundmilieu und damit ein besseres
Anfliessverhalten der Pasten hervorgerufen wird. Die Hydrophilierungsmittel sind nicht mit
reaktiven Gruppen versehen. Geeignete Hydrophilierungsmittel sind bevorzugt nicht einbaubare Benetzungsmittel aus der Gruppe der hydrophilen Silikonöle, die in WO 87/03001 und in EP-B-O 231 420 beschrieben sind, auf deren Offenbarung hier insoweit Bezug genommen werden soll. Bevorzugt sind ferner die ethoxylierten Fettalkohole, die in EP-B-O 480 238 beschrieben sind. Desweiteren sind bevorzugte Hydrophilierungsmittel die aus WO 96/08230 bekannten Polyethercarbosilane. Bevorzugt sind auch die in WO 87/03001 beschriebenen nicht-ionischen perfluoralkylierten oberflächenaktiven Substanzen. Ebenfalls bevorzugt sind die nicht-ionischen oberflächenaktiven Substanzen, die in EP-B-O 268 347 beschrieben sind, d. h. die darin aufgeführten Nonylphenolethoxylate, Polyethylenglykol-mono- und -diester, Sorbitanester, sowie Polyethylenglykol-mono- und -diether. Die Einsatzmengen der Hydrophilierungsmittel betragen 0,1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht aller Komponenten, bevorzugt 0,2 bis 2 Gew.-% und besonders bevorzugt 0,3 bis 1 Gew.-%.
Zu den einsetzbaren Füllstoffen gemäss Komponente (b) gehören nicht verstärkende Füllstoffe mit einer BET-Oberfläche von bis zu 50 m<2>/g, wie Quarz, Christobalit, Calciumsilikat, Zirkoniumsilikat, Mondmorillonite wie Benthonite, Zheolite, einschliesslich der Molekularsiebe, wie Natriumaluminiumsilikat, Metalloxidpulver, wie Aluminium- oder Zinkoxide bzw. deren Mischoxide, Bariumsulfat, Calciumcarbonat, Gips, Glas- und Kunststoffpulver. Zu möglichen Füllstoffen gehören auch verstärkende Füllstoffe mit einer BET-Oberfläche von mehr als 50 m<2>/g, wie z. B. pyrogene oder gefällte Kieselsäure und Siliciumaluminiummischoxide mit grosser BET-Oberfläche. Die genannten Füllstoffe können hydrophobiert sein, beispielsweise durch die Behandlung mit Organosilanen bzw. -siloxanen oder durch die Veretherung von Hydroxylgruppen zu Alkoxygruppen. Es kann eine Art von Füllstoff, es kann auch ein Gemisch von mindestens zwei Füllstoffen eingesetzt werden. Die Kornverteilung wird vorzugsweise so gewählt, dass keine Füllstoffe mit Korngrössen > 50 -m enthalten sind. Der Gesamtgehalt der Füllstoffe (b) liegt im Bereich von 10 bis 80%, bevorzugt 30 bis 60%, wobei die Füllstoffmengen so gewählt werden, dass eine Shore-Härte A der Masse von < 45 nicht überschritten wird. Besonders bevorzugt ist eine Kombination aus verstärkenden und nicht verstärkenden Füllstoffen. Hierbei liegen die verstärkenden Füllstoffe in Mengenbereichen von 1 bis 10 Gew.-%, insbesondere 2 bis 5 Gew.-%. Die Differenz zu den genannten Gesamtbereichen, also 9 bis 70 Gew.-%, insbesondere 28 bis 55 Gew.-%, bilden die nicht verstärkenden Füllstoffe. Bevorzugt als verstärkende Füllstoffe sind pyrogen hergestellte hochdisperse Kieselsäuren, die bevorzugt durch Oberflächenbehandlung hydrophobiert worden sind. Die Oberflächenbehandlung kann beispielsweise mit Dimethyldichlorsilan, Hexamethyldisilasan, Tetramethylcyclotetrasiloxan oder Polymethylsiloxanen erfolgen. Die Oberflächen geeigneter pyrogener Kieselsäuren betragen bevorzugt > 50 m<2>/g, insbesondere 80 bis 150 m<2>/g. Die Anwesenheit der
oberflächenbehandelten pyrogenen Kieselsäuren trägt zur Einstellung der Konsistenz und zur Verbesserung der Standfestigkeit der Pasten bei. Bei Mengen von < 1 Gew.-% ist in der Regel kein merkbarer Einfluss auf die Standfestigkeit feststellbar, Mengen von > 10 Gew.-% führen in der Regel zu einer zu starken Verdickung der Pasten, so dass keine ausreichende Fliessfähigkeit mehr erhalten werden kann. Geeignete Produkte sind beispielsweise in den Prospekten der Fa. Degussa, heute Evonik Degussa (Aerosil-Produkte, Schriftenreihe Pigmente, Nr. 11, 5. Auflage, 1991, auf Seite 79 sowie der Fa. Cabot Corp. (Cabosil-Produkte, "CAB-O-SIL Fumed" silica in Adhesives and Sealants, Cabot, 1990) beschrieben.
Besonders bevorzugte nichtverstärkende Füllstoffe sind Quarze, Christobalite und Natriumaluminiumsilikate, die oberflächenbehandelt sein können. Die Oberflächenbehandlung kann prinzipiell mit den gleichen Methoden erfolgen wie im Fall der verstärkenden Füllstoffe beschrieben.
Ein weiterer Füllstoff ist Diatomeenerde oder Kieselgur. Sie besteht aus den sehr mannigfaltig geformten Kieselsäuregerüsten einzelliger, mikroskopisch kleiner, in Süss- oder Salzwasser lebender Algen (Diatomeen). Die Materialien werden meist im Tagebau gefördert und auch als Infusorienerde, Bergmehl oder Bacillenerde bezeichnet. Bevorzugt eingesetzte Typen von Diatomeenerde werden in calcinierter Form eingesetzt. Bevorzugte Typen von Diatomeenerde sind z. B. die Produkte mit dem Handelsnamen "Celatom" (Vertrieb durch z. B. Fa. Chemag), "Cellite 219", "Cellite 499", "Cellite 263 LD", "Cellite 281" und "Cellite 281 SS" der Fa. Johns- Manville, sowie "Diatomite 104", "Diatomite CA-3", "Diatomite IG-33", "Diatomite 143", "Diatomite SA-3", "Diatomite 183" der Fa. Dicallite, ebenso wie die Produkte "Clarcel" der Fa. Ceca. Weiterhin enthalten die erfindungsgemässen Abformmassen als Komponente c) vorteilhaft Farbstoffe, vorzugsweise Fluoreszenzfarbstoffe, Pigmente oder fein verteilte Metalle, ferner Antioxidationsmittel, Konservierungsstoffe, Trennmittel enthalten. Die erfindungsgemässen Massen enthalten derlei Zusatzstoffe in Mengen von vorzugsweise 0 bis 20 Gew.-%, besonders bevorzugt von 0,1 bis 1 Gew.-%.
Vorteilhaft enthält die Abformmasse keimabtötende oder desinfizierende Mittel wie Chloramin T, Chlorhexidin, Kupfer oder Silber in feiner Verteilung. Selbstdesinfizierende Materialien sind in der DE 19814133 Al beschrieben, worauf Bezug genommen wird. Desinfektionsmittel sind z.B. 3 bis 7 Gewichtsprozent in der Abformmasse enthalten.
Die Abformmasse enthält vorteilhaft Farbmittel, die Farbstoffe Fluoreszenzfarbstoffe, phosphoreszierende Materialien, Pigment, Lumineszenz- Systeme, insbesondere Chemilumineszenz- Systeme, Stoffe oder Polymere mit chromophoren Gruppen umfassen. Farbstoffe im engeren Sinn sind in der Flüssigphase löslich, unlösliche Farbstoffe werden als Pigmente bezeichnet.
In der Abformmasse enthaltene Farbmittel werden vorteilhaft in Kombination mit einem optischen Sensorsystem verwendet. Bei Verteilung des Farbmittels in der gesamten Abformmasse werden die Farbmittel in solchen Mengen eingesetzt, dass die Abformmasse noch lichtdurchlässig ist. Die Farbmittel haltige Abformmasse sollte z.B. bei einer Schichtdicke von lern noch eine gute Transmission für die verwendete Meßstrahlung eines optischen Meßsystems aufweisen. Werden die Farbmittel in einer Beschichtung der Abformmasse eingesetzt, werden auch sehr hohe Farbmitteldichten verwendet.Farbmittel sind z.B. 1 bis 5 Gewichtsprozent in der Abformmasse enthalten.
Farbstoffe sind z.B. Indigo, Indigotin, Betanoin, Chlorophyll a, Chlorophyll b, Chlorophyll cl, Chlorophyll c2, Chlorophyll d, Grün S, Patentblau V ( Na-SaIz), Patentblau V (Ca-SaIz), Brilliantblau FCF, Brilliantschwarz BN, Braun HT, Riboflavin, Zeaxanthin, Tartrazin, Chinolingelb S3 Gelborange S, Carotin, Curcumin, Lutein, Annatto, Canthaxanthin, Capsanthin, Lycopin, Litholrubin, Azorubin, Amaranth, Allurarot. Farbstoffe sind z.B. 1 bis 5 Gewichtsprozent in der Abformmasse enthalten.
Fluoreszenzfarbstoffe sind z.B. Fluoresceine, Rhodamine, Cumarine,Berberin, Chini, DAPI, Nilrot, Allophycocyanin, Indocyaningrü, Stilben, Porphyrine, (Häme, Chlorophylle etc.), insbesondere Luminol, Perylen, Coelenterazin, Latia- Luceferin, Lüciopteri,Photinus- Luciferin, Fluorescein, Eosin Y. Fluorenszenzfarbstoffe sind z.B. 5 bis 20 Gewichtsprozent in der Abformmasse enthalten. Phosphoreszierende Materialien sind meist Kristalle mit einer geringen Beimischung eines Fremdstoffes, der die Gitterstruktur des Kristalls stört. Meistens verwendet man Sulfide von Metallen der zweiten Gruppe sowie Zink und mischt geringe Mengen von Schwermetallsalzen bei (z. B. Zinksulfid mit Spuren von Schwermetallsalzen).
Als Pigmente werden beispielsweise in der Flüssigphase unlösliche organische Farbstoffe, Metallsalze, Effektpigmente, fein verteilte Metalle (z.B. Cu, Ag, Au) verwendet. Pigmente sind z.B. Titandioxid, Eisenoxid (gelb), Eisenoxid (rot), Eisenoxid (schwarz), Pigmente sind z.B. 1 bis 5 Gewichtsprozent in der Abformmasse enthalten.
Farbmittel können auch Polymere mit chromophoren Gruppen sein. Solche Polymeren können z.B. modifizierte Silikone oder Polyether sein.
Bei der Chemilumineszenz (auch Chemolumineszenz) handelt es sich um einen Prozess, bei dem durch eine chemische Reaktion elektromagnetische Strahlung im Bereich des sichtbaren Lichts emittiert wird, welche nicht thermischen Ursprungs ist. bekannteste Chemilumineszenz- Systeme sind z.B. die Oxidation von Luminol durch Wasserstoffperoxid in Gegenwart von Eisen- oder Manganionen, die Peroxyoxalat-Chemilumineszenz und die Chemilumineszenz von 1,2- Dioxetanen. Die Chemilumineszenz- Systeme werden vorzugsweise in druckempfindlichen Beschichtungen der Abformmasse bzw. eines Abformkörpers, wobei die Reaktionskomponenten
z.B. mikroverkapselt vorliegen. Beispielsweise werden kleinste Reagenzmengen der Komponenten eines Chemilumineszenz-Systems durch übliche Methoden der Mikroverkapselung mit Wachs oder anderen üblichen Stoffen umhüllt. Die Mikrokapseln können z.B. direkt als dünne Schicht auf der Oberfläche eines Abdruckkörpers oder einer dünnen Folie fixiert werden (z.B. Kleben, Adhäsion, elektrostatisch, etc.) oder einer Beschichtungsmasse (z..B. Abformmasse) beigemischt werden. Durch Druck, insbesondere beim Abdruck, werden die Komponenten des Chemilumineszenz- Systems freigesetzt und die Chemilumineszenzreaktion kann im Bereich des Abdruckes erfolgen.Das bei der Chemilumineszenzreaktion ausgesendete Licht kann von einem Sensorsystem erfaßt werden.
Druckempfindliche Schichten, Beschichtungen oder Folien (z.B. Deckfolie) können allgemein mit mikro verkapselten Farbmitteln oder Reagentien zur Farbbildung (z.B. Farbumschlag bei pH- Wert- Veränderung) aufgebaut werden. Es müssen nicht alle Komponenten eines Systems mikroverkapselt werden. Es kann z.B. eine Komponente frei in einer Schicht oder der Abformmasse enthalten sein. Zur Beschichtung eines Abformkörpers wird vorteilhaft eine Zusammensetzung verwendet, die ein filmbildendes Polymer enthält. Als filmbildende Polymere dienen z.B. Polyvinylalkohol, Polyvinylacetat, Polyvinylpyrrolidon, Polyamid, Polyarylsulfon und deren Copolymere. Filmbildende Polymere werden z.B. gelöst oder als Dispersion eingesetzt. Ein "filmbildendes Polymer" ist ein Polymer, das befähigt ist, allein oder in Gegenwart eines Hilfsmittels zur Filmbildung auf einem Träger, das kann eine Folie oder die Oberfläche einer Schicht einer Abformmasse oder eines Abformkörpers sein, einen kontinuierlichen und haftenden Film zu bilden. Bei dem filmbildenden Polymer handelt es sich z.B. um ein Polyurethan-Polymer. Filmbildende Polymere und fihnbildende Zusammensetzungen sind beispielsweise in der DE 60105246 T2, der DE 69736168 T2 und der EP 0447964 Bl beschrieben, worauf hiermit Bezug genommen wird. Die Zusammensetzung kann z.B. ein oder mehrere Farbmittel, ein oder mehrere Strahlungsabsorbierende Polymere (Polymer mit Chromophor), leitfähige Partikel, Magnetpartikel oder mikroverkapselte Stoffe, insbesondere Reagenzien, enthalten. Abformmassen mit anderer Flüssigphase werden analog hergestellt.
Die Abformmasse ist vorzugsweise lichtdurchlässig. Dies ist für eine optische Erfassung eines Abdruckes wichtig. Für eine solche Anwendung muß die Abformmasse eine ausreichende Transparenz für Licht, vorzugsweise im Wellenlängenbereich von 300 bis 700 nm, haben. Die Abformmasse ist vorzugsweise bis 200 °C temperaturstabil und sterilisierbar. Vorteile der Abformmasse: chemische Stabilität, einfache Handhabung, kostengünstig, wiederverwertbar. Eine oder mehrere Abformmassen werden zur Herstellung eines Abformkörpers verwendet. Als Abformkörper werden geformte Gebilde aus einer oder mehreren Abformmassen bezeichnet,
die zusätzliche Teile oder Modifikationen aufweisen können. Der Abformkörper weist in der Regel einen Träger auf oder ist zur Aufnahme in einem Träger vorgesehen Der Träger ist z.B. schalenförmig.
Im Dentalbereich werden Abformmassen und Abformkörper z.B. bei Abdrucklöffeln eingesetzt.
In einem Abformkörper werden vorteilhaft Abformmassen mit verschiedener Beschaffenheit und
Eigenschaften kombiniert. Beispielsweise werden weiche und härtere Abformmassen kombiniert um fester im Außenbereich und weicher im Abruckbereich zu sein (Fig. 23 mit Abformmassen 14', härter, und 14, weicher).
Abformmassen können geschichtet werden, z.B. horizontale Schichten von hell und dunkel
(alternierend), von verschiedenen Farben.
Es können in einem Abformkörper zwischen Schichten Folien mit Gittermuster oder anderem
Mustern eingesetzt werden.
Vorteilhaft ist der Einsatz einer Abdeckfolie, insbesondere mit einem Muster wie Gitterlinien, bei
Abformkörpern. Dies ist in Fig. 24 gezeigt. Fig. 24a zeigt einen Abformkörper mit einer
Abformmasse 14 und einer Abdeckfolie 28 mit Gitterlinienmuster vor dem Abdruck. In Fig. 24b ist eine Zwischenphase während des Abdruckes und in Fig. 24c der fertige Abdruck dargestellt. Die
Veränderung des Gitterlinienbildes im Bereich des Abdruckes kann als Hilfsmittel bei der dreidimensionalen Erfassung des Abdruckes dienen.
Als Abdeckfolie eignen sich z.B. elastische Folien aus Polyethylen-LD und PVC, wie sie in
Frischhaltefolien Anwendung finden, und Folien aus Polyurethan.
Die Oberfläche eines Abformkörpers kann auch mit einem Muster direkt bedruckt sein.
Im folgenden wird das Erfassungssystem erläutert.
Das Erfassungssystem ist vorzugsweise ein Erfassungssystem, das die dreidimensionale Gestalt eines Abdruckes mit Hilfe von Schall, insbesondere Ultraschall, oder Strahlung, insbesondere Licht, bestimmt. Dies kann nach unterschiedlichen Arbeitsprinzipien oder Meßprinzipien erfolgen: die Radarmessung mit Schall oder Strahlung, die geometrische Messung und die Absorption von Strahlung. Vorteilhaft können können zwei oder alle der genannten Meßprinzipien kombiniert werden. Die Radarmessung nutzt z.B. die Reflexion eines Strahlungspulses, insbesondere eines Lichtpulses, an der Oberfläche des Abformkörpers oder eines Objektes aus. (Entfernungsmessung über die Laufzeit eines reflektierten Strahles oder reflektiertem Schall). Die geometrische Messung nutzt die Entfernungsabhängigkeit der Größe eines Strahlungseingangskegels (z.B. Lichteingangskegel) eines Lichtleitfaserbündels aus. Bei der Absorptionsmessung wird die Schichtdickenabhängigkeit der Absorption eines reflektierten Lichtstrahles in einem Medium ausgewertet. Das Erfassungssystem weist mehr als einen Meßpunkt, vorzugsweise drei oder mehr Meßpunkte und besonders bevorzugt eine Vielzahl von räumlich verteilten Meßpunkten auf. Ein solches Erfassungssystem umfaßt mindestens eine Energiequelle (z.B. eine Strahlungsquelle, Schallquelle, insbesondere Ultraschallquelle), mindestens einen Sensor oder Empfänger für die Energie (z.B. Bildsensor oder Array von Sensoren oder Empfängern) und eine Steuer- und Auswerteeinheit. Besonders bevorzugt ist ein optisches Erfassungssystem. Bei einem optischen Erfassungssystem werden vorteilhaft Lichtleitfasern mit einem oder mehreren Bildsensoren verwendet. Die Lichtleitfasern sind in der Regel mit dem Bildsensor verbunden, wobei besonders vorteilhaft jedem Pixel oder einer Gruppe von Pixeln des Bildsensors eine Lichtleitfaser zugeordnet ist und in unmittelbarer Nähe enden. Vorzugsweise enthält das Erfassungssystem einen, zwei oder mehrere Träger für eine Abformmasse oder ist mit einem oder mehreren solchen Trägern verbunden. Das vom Bildsensor abgewandte, andere Ende der Lichtleitfasern ist vorzugsweise im Bereich des Trägers angeordnet. Es können auch ein oder mehrere Bildsensoren direkt im Bereich eines Trägers angeordnet werden. Die Meßpunkte sind z.B. die Lichtleitfaserenden oder Pixel eines Bildsensors im Bereich des Trägers.
Der Träger ist z.B. eine Art Trog oder Schale, insbesondere U- förmig bei dentalen Anwendungen. Solche Träger sind beispielsweise sogenannte Abdrucklöffel.
Als Lichtleitfaser dienen Glasfaser oder Polymerfaser (POF). Die Lichtleitfasern werden in der Regel als Bündel verwendet. Vorzugsweise werden sortierte Lichtleitfasern verwendet. Die Glasfaser umfaßt auch optische Fasern mit einem Faserkern aus Quarz. Polymerfasern sind z.B.
PMA/PMMA-Fasern. Besonders flexibel sind Polyurethan-Fasern.
Als Bildsensoren werden z.B. CCD- oder CMOS-Sensoren verwendet, wie sie in Digitalkameras oder Fotohandys eingesetzt werden. Beispielsweise wird ein CMOS-Sensorchip (Maße: 12,5 x 12,5 mm) mit einer Auflösung von 6 Millionen Pixel mit einer Pixelgröße von 5 μm verwendet. In der Regel wird ein Lichtleitfaserbündel direkt an den Sensor angekoppelt. Vorzugsweise wird einem Pixel eine Lichtleitfaser zugeordnet, wobei alle oder nur ein Teil der Sensor-Pixel genutzt werden. Das Faserbündel wird vorteilhaft über ein Stecksystem mit dem Sensorchip verbunden. Die Bildsensoren werden in der Regel ohne Farbfilter vor den Pixeln eingesetzt, das heißt die Bildsensoren werden in der Regel monochrom betrieben.
Zur Detektion und Erfassung von Röntgenstrahlung kann zwischen Träger und Abdruckmasse oder Abdruckkörper, vor einem Bildsensor am Träger oder Lichtleitfasern eine fluoreszierende Folie oder ein ähnliches Hilfsmittel (mit Fluoreszens- oder Phosphoreszenzstoffen) angeordnet werden.
Es werden vorzugsweise mehrere, vorteilhaft auch verschiedene Strahlungsquellen verwendet. Bei den optischen Erfassungssystemen werden z.B. Leuchtdioden (LED) als Strahlungsquelle verwendet. Es werden LED verwendet,die Licht im UV-Bereich, sichtbaren Bereich oder IR- Bereich aussenden, also im Bereich von z.B. 200nm bis 900nm. Vorteilhaft werden LED verschiedener Bereiche oder Wellenlängen kombiniert. Die LED werden vorzugsweise gepulst oder getaktet betrieben. Besonders vorteilhaft werden Lichtpulse verschiedener Wellenlängen bei der Messung genutzt, wobei die Lichtpulse der verschiedenen Wellenlängen gleichzeitig oder nacheinander ausgesendet werden. Als Strahlung kann auch Laserlicht (z.B. Laserdiode) eingesetzt werden, das insbesondere über ansteuerbare Mikrospiegel ausgelenkt wird, wobei die Mikrospiegel wegen der Beweglichkeit nicht in der Abformmasse angeordnet werden können. Die Strahlungspulse verschiedener Strahlungsquellen (z.B. LED) können von verschiedenen Orten gleichzeitig oder nacheinander abgegeben werden. Dies erfolgt in der Regel nach einem besonderen Programm, entsprechend werden die Strahlungsquellen von einer Steuereinheit angesteuert.
Die Strahlungspulse können gerichtet oder ungerichtet ausgesendet werden. Bei der gerichteten Strahlungsabgabe kann der Strahl über ansteuerbare Spiegel, insbesondere Mikrospiegel, ausgelenkt werden. Hierzu eignet sich insbesondere die sogenannte DLP-Technologie (DLP: Digital Micromirror Device) von Texas Instruments. Die Strahlungsquelle, z.B. LEDs, können direkt am Träger für Abdruckmasse oder Abdruckkörper, z.B. Abdrucklöffel, angeordnet werden. Die Strahlung kann aber auch z.B. über Lichtleitfasern oder Spiegel zu Abdruckmasse oder
Abdruckkörper geleitet werden. In einer bevorzugten Ausführung werden gleiche oder verschiedene LED über den Träger verteilt, z.B. als Reihe oder bandartig am Boden eines Abdrucklöffels. Die Strahlungsquellen sind vorzugsweise direkt unter der Abdruckmasse oder dem Abdruckkörper angeordnet, die so von unten nach oben ausgeleuchtet werden.
Mit Hilfe einer oder mehrerer Strahlungsquellen kann vorteilhaft ein Muster, z.B. Gitterlinien oder Gitterpunkte, auf die Oberfläche (einschließlich der durch den Abdruck eingedrückten Oberfläche) von Abdruckmasse oder Abdruckkörper projiziert werden. Zur Projektion der Muster können besonders gestaltete LED eingesetzt werden.
Das bevorzugte optische Sensorsystem nutzt die Reflexion einer Strahlung, insbesondere von Strahlungsimpulsen oder gepulster Strahlung, zur präzisen Erfassung der Konturen des Abdruckes eines Körpers in einer Abdruckmasse oder einem Abdruckkörper mit dem Ziel der Erzeugung eines wirklichkeits- und maßstabsgetreuen dreidimensionalen Modelles des Körpers.
Die Erfassung kann während der Bildung des Abdruckes, bei der Abdrucknahme und/oder nach der Abdrucknahme erfolgen, wobei der abdruckbildende Körper vorhanden oder entfernt ist. Zur Erfassung der Kontur eines Gegenstandes oder Körpers können alle Phasen der Abdruckbildung genutzt werden, das heißt, es können Sequenzen vom Beginn des Abdruckes bis zum fertigen Abdruck aufgenommen werden. Es können z.B. bis zu 500 Bilder pro Sekunde mit dem Bildsensor aufgenommen werden.
Aus den Meßwerten wird über eine Auswerteeinhheit ein pseudoplastisches Kontrastbild erstellt. Zugleich wird dabei ein dreidimensionales Relief ermittelt. Dieses System ermöglicht es, insbesondere einen für eine dentale Behandlung erforderlichen Zahnersatz komplett computergestützt herzustellen.
Ein optisches Sensorsystem wird in der Regel mit einer vollständig oder teilweise transparenten Abformmasse eingesetzt. Statt einer Abformmasse kann auch eine Flüssigkeit (z.B. Wasser, Öl, Silikonöl, Polyether) zur Verwendung kommen, wenn kein Abdruck eines Körpers erforderlich ist und der Körper direkt dreidimensional erfasst wird. Für dentale Anwendungen ist der Weg über einen Abdruck vorteilhafter, da das Zahnfleisch durch die Abdruckmasse etwas zurückgeschoben wird.
Die Abformmasse enthält für eine Absorptionsmessung vorteilhaft ein Färbemittel, besonders
vorteilhaft einen Farbstoff oder einen Fluoreszenzfarbstoff, die in der Flüssigphase gelöst sind. Färbemittel oder die Strahlung werden so gewählt, dass die Strahlung von dem Färbemittel absorbiert werden kann. Bei einem Farbstoff wird der Strahl über die Wegstrecke durch das Medium infolge von Absorption geschwächt. Ein an der Grenzfläche der Abformmasse reflektierter Strahl durchläuft nach erfolgtem Abdruck im Bereich des Abdruckes eine geringere Wegstrecke als vor dem Abdruck. Es wird also örtlich die Schichtdicke durch den Abdruck verändert und damit die Absorption. Dieser Effekt kann zusätzlich oder alternativ zu einer Radarmessung zur Bestimmung von Abständen oder Dicken genutzt werden. Analog kann die Änderung der Fluoreszenz als Maß für die Änderung der örtlichen Schichtdicke erfasst werden. Durch die Verwendung verschiedener Strahlen (z.B. Licht verschiedener Wellenlängen), örtlich verschiedener Strahlungsquellen, verschiedener Farbstoffe oder Färbemittel und Variation der Pulslängen kann eine Fülle von Daten erzeugt werden, die zur 3D-Erfassung herangezogen werden können.
Messungen mit dem System während oder nach der Abdrucknahme werden bei der Auswertung mit Messungen vor der Abdrucknahme verglichen. Vorteilhaft ist eine Kalibrierung des Systems mit Hilfe eines Objektes, dessen Position und Maße genau bekannt sind. Es können auch Fixpunkte oder Hilfsstrukturen auf der Abformkörperoberfläche (z.B. Folie mit Gitterlinien als Abdeckung vor und bei der Abdrucknahme) bei der Kalibrierung wie auch der Erfassung eingesetzt werden.
Ein weiteres Beispiel für ein System zum Erfassen einer dreidimensionalen Struktur des menschlichen oder tierischen Körpers, insbesondere eines Zahns oder Gebisses, sowie dessen Funktion wird nachfolgend anhand der Figuren 25 bis 28 erläutert. Das System weißt Folgendes auf: einen Träger für eine Abdruckmasse , eine auf dem Träger angeordnete Abdruckmasse, zumindest eine Beleuchtungseinheit, die dazu ausgelegt ist Licht in die Abdruckmasse einzustrahlen, und zumindest eine Sensoreinheit, die dazu ausgelegt ist aus der Abdruckmasse austretendes Licht zu detektieren und daraus ortsaufgelöste Rohdaten zu erzeugen.
Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist die Abdruckmasse in Fig. 25 nicht dargestellt.
In einem solchen System kann die Abdruckmasse zumindest ein Material aufweisen, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus den fluoreszierenden Materialien, den phosphoreszierenden Materialien, den Licht streuenden Materialien und den Licht reflektierenden Materialien.
In einem solchen System kann die Abdruckmasse zumindest ein Material aufweisen, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus den fluoreszierenden Materialien und den phosphoreszierenden Materialien, wobei die zumindest eine Beleuchtungseinheit dazu ausgelegt ist Licht einer Wellenlänge abzugeben, die im Anregungsbereich der fluoreszierenden Materialien und/oder der phosphoreszierenden Materialien liegt.
In einem solchen System kann die Abdruckmasse in zumindest einem Wellenlängenbereich optisch transparent sein.
In einem solchen System kann die Beleuchtungseinheit Licht einer Wellenlänge abstrahlen, die im Wellenlängenbereich der optischen Transparenz der Abdruckmasse liegt.
In einem solchen System kann die zumindest eine Beleuchtungseinheit eine Lichtquelle aufweisen, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus den LEDs, den RGB-LEDs, den OLEDs und den Laser LEDs.
In einem solchen System kann die zumindest eine Beleuchtungseinheit dazu ausgelegt sein ein Muster in die Abdruckmasse zu projizieren.
In einem solchen System kann die Abdruckmasse ein Muster aufweisen, das auf diese aufgebracht und/oder in diese eingearbeitet ist.
In einem solchen System kann die zumindest eine Beleuchtungseinheit dazu ausgelegt sein gepulstes Licht abzugeben.
In einem solchen System können die Rohdaten ortsaufgelöste Lichtlaufzeitdaten enthalten.
In einem solchen System können die Rohdaten ortsaufgelöste Helligkeitsdaten enthalten.
In einem solchen System kann die zumindest eine Sensoreinheit eine Vielzahl von Glasfasern sowie zumindest einen optischen Sensor aufweisen, wobei jeweils ein Ende der Glasfasern auf die Abdruckmasse ausgerichtet ist und wobei jeweils ein zweites Ende der Glasfasern auf den zumindest einen optischen Sensor ausgerichtet ist.
In einem solchen System kann der zumindest eine optische Sensor ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus den CCD-Chips und den CMOS-Chips.
In einem solchen System kann die Vorrichtung ferner eine Speichereinheit zum Speichern der von der zumindest einen Sensoreinheit erzeugten Rohdaten aufweisen.
In einem solchen System kann ferner eine Recheneinheit zum Erzeugen von Bilddaten aus den von der zumindest einen Sensoreinheit erzeugten Rohdaten vorhanden sein.
In einem solchen System kann ferner ein Interface zur Weitergabe der von der zumindest einen Sensoreinheit erzeugten Rohdaten bzw. der von der Recheneinheit erzeugten Bilddaten an eine Datenverarbeitungseinheit vorhanden sein.
Fig. 25 zeigt ein Beispiel eines dentalen Abformlöffels 4 mit Erfassungseinheit 5 und Griff 10. Lichtwellenleiter 30, z.B. Glasfaser-Lichtleiter mit einer großen Anzahl von Adern (Einzelfasern, z.B. 9000), sind in Glasfaserbündeln 31 zusammengefaßt, wobei im Beispiel 300 Glasfasern 30 in einem Glasfaserbündel 31 enthalten sind. Jede einzelne Ader stellt einen Meßpunkt dar. Die Meßpunkte (Enden der Glasfaser-Adern) sind auf der Innenfläche des schalenförmigen Trägers mit Innenbegrenzung 13 angeordnet und verteilt. Das Glasfaserbündel 31 ist über eine Steckverbindung mit Stecker 33 mit dem Bildsensor 32, z.B. ein CMOS-Sensor, verbunden. Jede Ader der Glasfaser ist einem Pixel des Bildsensors definiert zugeordnet. Die Lichtinformation (Lichtintensität) jeder Ader wird von dem Bildsensor 32 bei einer Messung erfasst. Die Messwerte werden mit Hilfe der Steuer- und Speichereinrichtung 34 mit Speicherchip 35 abgespeichert und können später zur Auswertung über eine USB-Schnittstelle auf einen PC übertragen werden. Der Träger mit den Meßpunkten wird als Erfassungseinheit 5 bezeichnet. Erfassungseinheit 5, Lichtwellenleiter 30 bzw. Lichtwellenleiterbündel 31, Bildsensor 33 mit Aufnahmeelektronik und Steuer- und Speichereinrichtung 34 stellen das Erfassungssystem dar. Die Strahlungsquellen bzw. Lichtquellen
für die Aussendung von Lichtpulsen werden durch eine Reihe von LED gebildet, die im Bereich des Bodens der Mulde im Träger (Grundplatte) angeordnet sind und in der Fig. 25 nicht eingezeichnet sind. Ebenfalls nicht eingezeichnet ist die Abdruckmasse bzw. der Abdruckkörper im Innenbereich der Mulde des Trägers.
Fig. 26 zeigt die Erfassungseinheit 5 von Fig. 25 mit den LED 36 als Strahlungsquelle für das optische Erfassungssystem. Die LED 36, in der Fig. 26 sind das 14 Stück, sind am Boden des Trägers angeordnet und geben das Licht in den Innenbereich des Trägers in die Abdruckmasse bzw. einen Abdruckkörper ab.
In Fig. 27 und 28 wird das geometrische Meßprinzip erläutert.
In Fig. 27a ist schematisch und stark vereinfacht die Anordnung von Zähnen 2, Glaserfasern 30 und Trägerwand 37 dargestellt. Zwischen Trägerwand 37 und Zähnen 2 befindet sich die Abformmasse 14. Jede Glasfaser 30 hat einen Lichteintrittskegel 38, der von der Form und Beschaffenheit des Glasfaserendes abhängt. Es werden beispielsweise Glasfasern 30 mit einem festen Lichteintrittswinkel von 45° verwendet (Fig. 27b). Die Glasfaserenden der Glasfasern 30 sind in verschiedenen Ausrichtungen in der Trägerwand 37 angeordnet, um die Kontur der Zähne bzw. des Abdruckes möglichst gut von allen Seiten zu erfassen.
In Fig. 28 wird veranschaulicht, wie sich der Lichteintrittskegel 38 der Glasfaser 30 (z.B. mit einem Durchmesser von ca. 1 mm und 600 Adern oder Einzelfasern) mit der Entfernung zu einem Objekt 39 (z.B. einem Zahn 2) vergrößert. Das bedeutet, dass die Größe des Lichteintrittkegels 38 ein Maß für die Entfernung des Objektes 39 darstellt. Mit Vergrößerung des Lichtkegels nimmt die erfasste Fläche des Objektes 39 und damit die von der Glasfaser 30 gesammelte Lichtmenge zu.
Bezugszeichenliste
1 Oberkiefer
2 Zähne
3 Abdrucklöffel
4 Zahnabdrucklöffel
5 Erfassungseinheit
6 Aufnahmeeinheit
7 Sensoreinrichtungen
8 Fortsatz
9 USB-Anschluss
10 Griff
11 Grundplatte
12 Rahmen
13 Innenbegrenzung
14 Abdruckmasse
15 Hohlräume
16 gebogenen Linien
17 PC
18 PC-Bildschirm
19 fertiges Modell
20 Fräse
21 Halteplatte
22 Beschichtung
23 Linsen
24 Linsen
25 Linsen
26 Bildschirm
27 Tasten
28 Folie
29 Kamera
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