• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    Verfahrenund Vorrichtung zur Bestimmung aller Positionen und Bewegungsfreiheitsgrade desUnterkiefers relativ zum Oberkiefer mit einem am Kopf des Patientenin fester Zuordnung zum Oberkiefer befestigten ersten Halter H1,einem am Unterkiefer zu befestigenden zweiten Halter H2 und am Halterdes Oberkiefers als auch am Halter des Unterkiefers befestigtenPositions-/Bewegungsmesskomponenten, die die räum-lichen Positionen der Halterrelativ zueinander ermitteln, dadurch gekennzeichnet, daß der Halteram Unterkiefer mindestens zwei räumlich getrenntePositions/Bewegungsmesskomponenten BKU aufweist von denen eine mittelsAbstandhalter AH der linken und die andere der rechten Seite desKopfes zugeordnet ist, daß derHalter H1 am Oberkiefer mindestens zwei getrennte Positions/BewegungsmesskomponentenBKO aufweist von denen die eine auf der linken Seite des Kopfesund die andere auf der rechten Seite des Kopfes angeordnet ist, daß die Positions/BewegungsmesskomponentenBKU am Halter des Unterkiefers und/oder am Halter des OberkiefersBKO in einer festen Relation zueinander stehen, daß die...
    公开号:DE102004002953A1
    申请号:DE200410002953
    申请日:2004-01-21
    公开日:2005-08-11
    发明作者:Wolfgang Brunner
    申请人:Zebris Medical GmbH；
    IPC主号:A61C19-045
    专利说明:
    [0001] ZurHerstellung von Zahnersatz werden die Zähne des Ober- und Unterkiefersals Gibsmodelle in mechanische Bewegungssimulatoren (Artikulatoren) eingebracht.Hierbei könnendie Kiefer- bzw.Zahnbewegungen nachvollzogen und die prothetischen Maßnahmen überprüft und optimiertwerden. Diese Bewegungen sind von Mensch zu Mensch individuell sehrverschieden und stark von der Anatomie des Kiefergelenks abhängig.
    [0002] ImBereich der Zahnheilkunde stellt die Prothetik einen wichtigen Bereichdar. Die Einsatzgebiete reichen von der Restauration einzelne Zähne bis zurErstellung von vollständigemZahnersatz. Darüberhinaus kommen zunehmend Implantate zum Einsatz.
    [0003] Dermenschliche Kiefer beinhaltet kein Scharniergelenk das nur geöffnet undgeschlossen werden kann, sondern es können Kaubewegungen in allenFreiheitsgraden ausgeführtwerden.
    [0004] Solcheindividuell justierbare Artikulatoren sind am Markt verfügbar. ZurErfassung er individuellen Kieferbewegungen sind bereits Messsystemeerhältlich.Diese arbeiten jedoch teilweise rein mechanisch, können nichtalle Freiheitsgrade der Bewegung erfassen und sind für den Patientenunkomfortabel und vom Zahnarzt aufwändig zu bedienen. Aus den genanntenGründenwurde diese Registriertechnik von den Zahnärzten bisher praktisch nichtangenommen. Zahnersatz wird deshalb fast auschließlich durchmittelwertig eingestellte Artikulatoren erstellt.
    [0005] Dieshat zur Folge, daß Zahnersatzin der Regel am Patienten eingeschliffen werden muss. Durch denverstärktenEinsatz sehr harter und schwer bearbeitbarer Keramikwerkstoffe,kommt es zunehmend zu Komplikationen mit nachhaltigen Gesichts-und Kiefergelenkbeschwerden. Darüberhinauswird die Haltbarkeit des Zahnersatzes durch Fehlbelastungen starkreduziert.
    [0006] Beieiner bekannten Vorrichtung zur Erfassung der individuellen UnterkieferbewegungDE-35 74 340 bzw US 4,673,352 wirdeine Vorrichtung beschrieben, bei der Positionen und Bewegungendes Unterkiefers relativ zum Oberkiefer gemessen werden. Hierbeiwerden an Halterungen des Ober- und des Unterkiefers vorzugsweisedrei Ultraschallsender bzw. Empfängerin definierten Abständenbefestigt. Durch Laufzeitmessung der Ultraschallimpulse zwischenden Sendern und Empfängernkann die räumlichePosition der Halterung am Unterkiefer und damit jeder weitere virtuellePunkt in der Bewegung verfolgt werden.
    [0007] Punkteim Bereich der Kondylen und der Zähne können über Zeigerstifte angezeigtund deren Bewegung aufgezeichnet werden. Mit den dadurch gewonnenMessdaten könnenadjustierbare Artikulatoren programmiert werden.
    [0008] Insolchen Artikulatoren kann die Bewegung von Gibsmodellen der Zähne naturgetreunachvollzogen werden.
    [0009] Dabeisind allerdings die Distanzen zwischen den Messsensoren und denzur Artikulatorprogrammierung und zur Funktionsanalyse benötigten Kondylenpunkteder Kiefergelenke sehr groß.Dies führt über entsprechendenHebeleffekte zu einer Erhöhungder Messfehler bzw. zu sehr hohen Anforderungen an die Messgenauigkeitder Sensorik. Darüberhinaus müssendie Zeigerstifte zum Anzeigen der Kondylenpunkte sehr lang sein,was wiederum hohe Anforderungen an die mechanische Genauigkeit stellt.Es müssenunter Umständenfür unterschiedlichePunkte, z.B. auf der Zahnoberflächeund im Bereich der Kondylen, verschieden lange Taststifte bereitgehaltenwerden.
    [0010] Beider Verwendung der Ultraschallmesstechnik können Beeinträchtigungender Messgenauigkeit durch die Atemluft auftreten.
    [0011] Dieim Patentanspruch 1 angegebene Erfindung liegt das Problem zugrundedie Messgenauigkeit an den entscheidenden virtuellen Punkten insbesondereim Bereich des Kiefergelenks bezüglichder gemessenen Bewegungsbahnen und Raumpositionen zu verbessern.Darüberhinaus soll die Eingabe virtueller Punkte mittels Taststift vereinfachtund in der Genauigkeit verbessert werden.
    [0012] DieKondylenpunkte der beiden Seiten sollen hierbei nicht getrennt voneinandervermessen werden, sondern auch andere beliebige Punkte beispielsweiseauf der Zahnflächein einem globalen Koordinatensystem analysiert werden können.
    [0013] DieseProbleme werden durch die in Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmalegelöst.
    [0014] Diemit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,daß dieAbständeder Sensoren zu den Kondylen der Kiefergelenke klein ist und damiteine höhereMessgenauigkeit erzielt werden kann. Bei Verwendung der Ultraschallmesstechnikwird die Atemluft nicht direkt, in den Messraum eingebracht. Diespezielle Ausgestaltung der Unterkiefersensorik über Abstandhalter erlaubt dieeinfache Befestigung eines kurzen Taststiftes.
    [0015] Weiterevorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis10 angegeben.
    [0016] EinAusführungsbeispielder Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgendennäher beschrieben.
    [0017] Eszeigt 1. die Anordnung einer Messanordnung auf der Basiseines Systems zur Erfassung der Laufzeiten von Ultraschallimpulsen.
    [0018] Aneinem unverrückbaram Kopf angebrachten Halter H1 sind auf der linken und rechten Kopfseitedie Empfangskomponenten E1L–E4Lund E1R–E4Rin Form von Ultraschallmikrofonen befestigt. Es können aberebenso Ultraschallsender oder die Sende – oder Empfangskomponentenanderer Positions-/Bewegungsmesseinrichtungen sein wie beispielsweisedie kleiner optischer Kameras, Lasermesseinrichtungen oder Magnetfeldsensoren.
    [0019] Einzweiter Halter H2 ist mit dem Unterkiefer fest verbunden. Dies geschiehtvorzugsweise durch eine Befestigung an den Zähnen des Unterkiefers. Mitdiesem Halter H2 ist ein Abstandshalter AH fest oder montierbarverbunden, der die Trennung zwischen den beiden Komponenten zurBewegungsmessung gewährleistet.Am Abstandshalter AH ist die linke und rechte Bewegungsmesskomponente befestigt.In einer besonderen Ausführungsformbesteht diese aus jeweils zwei Ultraschallsendern. Es können diesauch Ultraschallempfängeroder beispielsweise optisch erfassbare Markierungspunkte in Formvon reflektierenden Markern oder Leuchtdioden sein.
    [0020] Ineiner anderen Ausführungsformsind jeweils drei dieser Merkmale auf jeder Seite als flaches Dreieckin horizontaler Ebene angeordnet. Dies erlaubt eine vollständige Erfassungaller Freiheitsgrade der Messvorrichtung jeder Körperseite. Ebenso können dieSensoren aber auch in einer sagittalen oder frontalen Ebene angeordnetsein, wobei die Sensoren der Messkomponenten bezüglich des Oberkiefers vorzugsweisein der gleichen Ebene angeordnet sind. Die dargestellten bevorzugteAusführungsform kommtjedoch mit zwei Markierungen auf jeder Seite aus, was zu einer Reduzierungder Baugröße des gesamtenUnterkiefersensors führt.Dies wird dadurch ermöglicht,daß dergesamte Unterkiefersensor aus einem starren Körper mit bekannten Relationender Einzelkomponenten besteht. Zur Anpassung der Messsensorik andie Kopfform kann es von Vorteil sein, die beiden Komponenten BKObezüglichdes Oberkiefers von ihrem Abstand her variabel bzw. einstellbarzu gestatten. Sind diese vorzugsweise in einer Ebene zu verstellen,so kann übereine Kalibrierungsmessung zwischen der Sensorik des Oberkieferszur Sensorik des Unterkiefers ein globales Koordinatensystem definiertwerden. Sind die Positions-/Bewegungsmesskomponenten am Halter H1in fester Relation zueinander angeordnet, so kann gegebenenfallsauf eine Kalibrierungsmessung verzichtet werden.
    [0021] Imdargestellten Ausführungsbeispielgeben die Schallsender S1R bis S2R und S1L bis S2L nacheinanderUltraschallimpulse ab, die von den Empfängern E1R bis E4R und E1L bisE4L empfangen werden. Aus den Schalllaufzeiten können durch Triangulation diedreidimensionalen Positionen der Punkte S1R und S2R bezüglich derrechten EmpfängereinheitBKO und der Punkte S1L und S2L bezüglich der linken EmpfängereinheitBKO bestimmt werden.
    [0022] Ineinem globalen Koordinatensystem, das sich vorzugsweise auf dieSensorik bezüglichdes Oberkiefers bezieht, kann jeder virtuelle Punkt in der Bewegungverfolgt werden.
    [0023] Ineiner besonderen Ausführungsformsind am Sensor des Unterkiefers Vorrichtungen PH vorgesehen, mitdenen ein Taststift P verbunden werden kann. Aus der bekannten Relationder Spitze des Taststiftes zu den Markierungspunkten, können Positionenam Kopf oder an den Zähnendes Patienten eingegeben und zu weiteren Berechnungen und zur Bewegungskontrolleherangezogen werden. Auch kann hiermit ein virtuelles Koordinatensystemdefiniert werden. Die Ultraschallsender werden über eine Zuleitung ZL gespeist.Selbstverständlichsind kabellose Messkomponenten beispielsweise über Funk realisierbar.
    权利要求:
    Claims (10)
    [1] Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung allerPositionen und Bewegungsfreiheitsgrade des Unterkiefers relativzum Oberkiefer mit einem am Kopf des Patienten in fester Zuordnungzum Oberkiefer befestigten ersten Halter H1, einem am Unterkiefer zubefestigenden zweiten Halter H2 und am Halter des Oberkiefers alsauch am Halter des Unterkiefers befestigten Positions-/Bewegungsmesskomponenten,die die räum-lichenPositionen der Halter relativ zueinander ermitteln, dadurch gekennzeichnet, daß der Halteram Unterkiefer mindestens zwei räumlichgetrennte Positions/Bewegungsmesskomponenten BKU aufweist von deneneine mittels Abstandhalter AH der linken und die andere der rechten Seitedes Kopfes zugeordnet ist, daß der Halter H1 am Oberkiefermindestens zwei getrennte Positions/Bewegungsmesskomponenten BKOaufweist von denen die eine auf der linken Seite des Kopfes unddie andere auf der rechten Seite des Kopfes angeordnet ist, daß die Positions/Bewegungsmesskomponenten BKUam Halter des Unterkiefers und/oder am Halter des Oberkiefers BKOin einer festen Relation zueinander stehen, daß die Positions-/Bewegungsmessvorrichtungen derlinken und rechten Seite räumlichgetrennt in einem zeitlichen Bezug zueinander arbeiten unddaß beliebigePunkte in einem globalen Koordinatensystem bestimmt werden.
    [2] Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß diePositions-/Bewegungsmesskomponenenten BKO BKU nach dem Prinzip deroptischen Positionsbestimmung durch Kameras oder durch Abtastungmit Laserlicht oder anderen optischen Verfahren arbeiten und/oderaus reflektierenden oder aktiv leuchtende Markierungspunkten oder optischempfindliche Messflächenbestehen.
    [3] Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß diePositions- /Bewegungsmesskomponenten BKO BKU nach dem Prinzip derLaufzeitmessung von Ultraschallimpulsen arbeiten, wobei die Komponentenaus Ultraschallsendern (Empfänger)S1R, S2R, S1L, S2L oder Empfängern(Sendern) E1R–E4R/E1L–E4L bestehen.
    [4] Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,daß diePositions-/Bewegungsmesskomponenten am Unterkiefer aus jeweils zwei Markierungsmerkmalengebildet sind, die vorzugsweise aus reflektierenden oder aktiv leuchtenden Markernoder aus jeweils zwei Ultraschallsendern oder Empfängern bestehen.
    [5] Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,daß diePositions-/Bewegungsmesskomponenten am Unterkiefer vorzugsweiseaus jeweils zwei Markierungsmerkmalen insgesamt aber aus drei Markierungsmerkmalenbestehen wobei vorzugsweise der vordere Markierungspunkt gleichzeitig für beideSeiten verwendet wird.
    [6] Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet,daß dieseMarkierungsmerkmale in einer exakt definierten Position untereinanderund zwischen der linken und rechten Seite stehen.
    [7] Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß diePositionssensoren nach dem Prinzip der Positionsbestimmung durchMagnetfelder arbeiten und der Halter am Unterkiefer mindestens zweigetrennte Sende- oder Empfangseinheiten BKU beinhaltet, von deneneiner der linken und einer der rechten Seite des Kopfes zugeordnetist.
    [8] Vorrichtung nach den Anspruchen 1 bis 7, dadurchgekennzeichnet, daß dieHalterung am Unterkiefer neben den Markierungspunkten Vorrichtungen PHaufweist, an denen ein Zeigestift P zur Bestimmung definierter Punkteam Kopf oder an den Zähnenangebracht werden kann.
    [9] Verfahren nach den vorigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet,daß dasglobale Koordinatenmesssystem aus einer bekannten Relation der Positions/Bewegungsmesskomponentendes Halters am Oberkiefer bestimmt wird.
    [10] Verfahren nach den vorigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet,daß dasglobale Koordinatenmesssystem durch eine Kalibrierungsmessung zwischenden in bekannter Relation stehenden Bewegungsmesskomponenten desUnterkiefers und den in unbekannter Relation, vorzugsweise sichin einer Ebene angeordneten Positions/Bewegungskomponenten, desHalters am Oberkiefer bestimmt wird.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    DE102004002953B4|2017-07-27|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2011-03-17| 8110| Request for examination paragraph 44|
    2014-02-25| R016| Response to examination communication|
    2017-03-30| R016| Response to examination communication|
    2017-04-07| R018| Grant decision by examination section/examining division|
    2018-04-28| R020| Patent grant now final|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DE102004002953.9A|DE102004002953B4|2004-01-21|2004-01-21|Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung aller Bewegungsfreiheitsgrade und Positionen des Unterkiefers bezüglich des Oberkiefers|DE102004002953.9A| DE102004002953B4|2004-01-21|2004-01-21|Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung aller Bewegungsfreiheitsgrade und Positionen des Unterkiefers bezüglich des Oberkiefers|
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