СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ ДЕНТАЛЬНОЙ МОДЕЛИ Российский патент 2014 года по МПК A61C13/00 A61C11/00 

Изобретение относится к способу создания физической или виртуальной дентальной модели в качестве вспомогательного средства для изготовления зубного протеза, а также для его изготовления, причем учитываются форма по меньшей мере одного обломка зуба в верхней или нижней челюсти, контактные точки с соседними зубами этого по меньшей мере одного обломка зуба, а также окклюзионная поверхность по меньшей мере одного противоположного зуба в области поля движения зубного протеза, устанавливаемого на этот по меньшей мере один обломок зуба с использованием цифровых данных, полученных в результате бесконтактного измерения верхней и нижней челюстей.

Известно множество устройств и способов изготовления зубного протеза. В общем случае после стоматологического препарирования делается слепок обломка зуба, на который надевается зубной протез, его окружения и челюсти. То же самое относится к нескольким обломкам зубов, подвергаемых протезированию. Независимо от этого слепок обычно выполняют с помощью силиконовой слепочной массы, хотя могут быть использованы и другие материалы.

По слепку, отображающему состояние ротовой полости пациента в виде негатива, изготавливается гипсовая форма, так называемая эталонная модель. Эта модель отображает состояние ротовой полости пациента в виде позитива. По этой модели зубной техник вручную моделирует модель каркаса зубного протеза из воска или из пластмассы, плавящейся и затвердевающей с полимеризацией при низкой температуре. Изготовленный таким образом позитив модели обычно служит в качестве основы зубного протеза.

Однако в настоящее время старая гипсовая модель изготавливается по новой технологии (стереолитографии или фрезерования) и из новых материалов (пластмассы) на основе массивов данных стереолитографии окклюзионной структуры в сочетании с отображением основания в цифровом виде. При этом предусмотрено и осуществлено с помощью различных соединительных структур, например, изъятие препарированных обломков зубов из остальной модели. Кроме того, с помощью соединительных структур путем кодирования модели верхней и нижней челюстей получается чисто статический закрытый прикус.

Недостатком существующих в настоящее время вариантов выполнения является большая потребность в материале, которая в случае гипсовых моделей не является проблемой, однако в случае использования пластмассовых материалов, необходимых для стереолитографии или сопоставимых способов, ведет к издержкам, ограничивающим конкурентоспособность. Недостатком также является относительно длительный срок изготовления порядка нескольких часов, который в сочетании с большими капиталовложениями на станки для ускоренного создания прототипов (Rapid-Prototyping) также приводит к большим затратам.

DE-B-10 20005 033 738 относится к способу и устройству изготовления зубного протеза. При этом на дисплее отображаются имеющиеся конструктивные параметры с результатами контрольных измерений обрабатываемого изготавливаемого зубного протеза.

Предметом DE-A-10 2006 026 776 является способ изготовления зубного протеза, причем осуществляется сбор цифровых данных о состоянии челюстей и о их соотношении.

Согласно DE-A-103 04 757 при изготовлении зубного протеза учитываются параметры челюстей, которые обычно определяются у пациентов для установки артикулятора. Кроме того, с помощью компьютера моделируются движения челюстей.

Изготовление зубного протеза с использованием виртуальных прототипов зубного протеза раскрывается в ЕР-А-1 935 369. При этом сканируется область челюстей, в которой должен быть установлен зубной протез.

WO-А-2008/051130 относится к способу и устройству изготовления дентальной модели с использованием слепков.

Из WO-А-2008/030965 известен способ изготовления зубного протеза, в котором используется виртуальная модель верхней и нижней челюстей.

Изготовление зубного протеза с использованием виртуального протеза описано в WO-А-03/017864, причем записываются трехмерные данные верхней и нижней челюстей, в которые должен вставляться зубной протез.

US-A-2005/0070782 описывает изготовление зубного протеза с учетом виртуальных моделей. Для этого используется виртуальный артикулятор.

Способ создания виртуальной дентальной модели раскрывается в WO-A-2004/030565. Таким образом, в слепке, являющемся негативом челюсти, учитываются слепки нижней и верхней челюстей, а также пространственное соотношение зазора между обеими челюстями при центральной окклюзии.

Артикулятор известен из NL-А-7706907. Опорные точки нижней и верхней деталей артикулятора рассчитаны таким образом, чтобы его использование было возможным для различных зазоров между височно-нижнечелюстными суставами.

В US-A-4,276,022 и CH-А-315737 описаны артикуляторы, содержащие нижнюю и верхнюю детали, опирающиеся друг на друга в опорных точках.

В основу настоящего изобретения положена задача усовершенствования и создания такого способа и такого устройства вышеупомянутого вида, чтобы обеспечить экономичное производство, такое, как например, быстрое изготовление прототипов (Rapid-Prototyping), причем чтобы одновременно для процесса изготовления поступала диагностическая информация о пациентах.

Задача решается согласно способу по существу за счет того, что учитываются по меньшей мере нижеследующие этапы:

а) съемка верхней и нижней челюстей для получения первых данных,

б) съемка поля движения височно-нижнечелюстного сустава в дизокклюзии для определения вторых данных,

в) съемка поля контактов зубов в окклюзии для определения третьих данных,

г) расчет траекторий движения между нижними и верхними челюстями по меньшей мере по первым и третьим данным или по первым и вторым данным, или по вторым и третьим данным, или по первым и вторым и по третьим данным,

д) использование крепежного устройства с нижней деталью и перемещаемой относительно нее верхней деталью, причем с верхней деталью соединен или соединяется первый элемент с первыми установочными деталями, представляющий собой верхнюю челюсть, а с нижней деталью - второй элемент со вторыми установочными деталями, представляющий собой нижнюю челюсть,

е) изготовление трех опорных точек или поверхностей, которые формируются в соответствии с расчетными траекториями движения согласно этапу г) и которые устанавливаются или установлены в стационарной связи с нижней деталью и на которые с помощью опорных элементов опирается верхняя деталь,

ж) изготовление по меньшей мере одного обломка зуба, а также по меньшей мере одной обращенной к нему стороны соседних зубов, а также окклюзионной поверхности по меньшей мере одного противоположного зуба и их установка на первой и на второй установочных деталях с учетом первых, вторых и/или третьих данных и

з) изготовление зубного протеза по меньшей мере на одном обломке зуба,

причем этапы б), в) способа осуществляются альтернативно или осуществляются как этап б), так и этап в) способа.

Этапы д), е), ж) и з) способа могут осуществляться виртуально.

Что касается этапа в) способа, то окклюзия должна сниматься в центральном положении и в объемном поле движения. Кроме того, существует возможность съемки окклюзии на этапе в) с терапевтической коррекцией. Существует также возможность проведения окклюзии на этапе в) способа в принудительном порядке.

В усовершенствованном варианте выполнения изобретения предусмотрено, чтобы поле податливости височно-нижнечелюстного сустава и/или мандибула, и/или пародонт снимались для определения четвертых данных, причем опорные точки или поверхности формируются с учетом четвертых данных по своей податливости.

Кроме того, один из вариантов выполнения предусматривает, чтобы к опорам присоединялись или были присоединены элементы ограничения движения, посредством которых ограничивалось бы движение верхней детали относительно нижней детали в соответствии с движением челюстей и/или измеренного поля податливости височно-нижнечелюстного сустава, причем, в частности, определялось бы движение челюсти по меньшей мере в соответствии с этапом б) способа.

Кроме того, дополнительно может измеряться податливость пародонта по меньшей мере одного зуба для определения пятых данных, учитываемых по меньшей мере на этапе г) способа.

Независимо от этого вместо этапа в) способа могут рассчитываться латеральные движения нижней челюсти относительно верхней челюсти с использованием способа минимального приращения потенциальной энергии при движениях для определения шестых данных, заменяющих третьи данные.

Изобретение отличается также тем, что расчет опорных точек или опорных поверхностей, осуществляемый согласно этапу е) способа на основе по меньшей мере первых и третьих данных или альтернативно шестых данных, производится при сокращении степеней свободы подвижности нижней челюсти относительно верхней челюсти, причем исключаются вращение вокруг сагиттальной оси (оси x), вращение вокруг трансверсальной оси (оси у) и поступательное движение вдоль оси z перпендикулярно жевательной плоскости.

В качестве исходной точки для расчета латерального движения может быть выбрано центральное положение верхней и нижней челюстей.

Для определения центрального положения нижней и верхней челюстей должны сканироваться буккальная боковая поверхность зубов верхней и нижней челюстей в положении закрытого прикуса.

При получении первых, вторых и третьих данных они определяются интраорально.

Согласно изобретению возможно, чтобы изготавливалось не только физическое крепежное устройство и имело место реальное изготовление обломка зуба в оральном окружении, то есть в окружении соседних зубов и одного или нескольких противолежащих зубов или их частей, но и чтобы виртуально создавались области челюстей, необходимые для изготовления зубного протеза, и чтобы зубной протез изготавливался виртуально с учетом данных, полученных сканированием верхней и нижней челюстей, и чтобы затем данные, соответствующие виртуальному зубному протезу, использовались для изготовления зубного протеза способом автоматизированного производства, как это обеспечивается при известном способе автоматизированного проектирования и производства.

При этом существует возможность имитировать модули упругости отдельных анатомических структур, обусловленные, например, упругой фиксацией зубов с помощью пародонта. Кроме того, может учитываться модуль упругости височно-нижнечелюстного сустава. Таким образом, можно избежать ошибок в определении окклюзионных и интерпроксимальных контактов.

В зависимости от объема полученных данных о пациенте согласно изобретению возможны различные способы действия.

Так, например, прежде всего с помощью сканирования или аналогичного бесконтактного способа, как, например, системы под названием Цебрис, может производиться съемка поля движения височно-нижнечелюстного сустава в дизокклюзии, то есть определение имеющегося объема движений при отсутствии окклюзии. При этом поле движения может определяться без форсирования и форсированно.

При этом поле нефорсированной характеристики имеющегося объема движений определена анатомическими и патологическими ограничениями обоих височно-нижнечелюстных суставов как за счет траекторий суставов, так и за счет лигаментарных ограничений. При определении поля нефорсированной характеристики движения пациент сам производит свободные движения челюстями при отсутствии контакта, то есть в дизокклюзии, а именно, как предельные движения, так и движения в объеме, чтобы заполнить область поля характеристики в пределах движения.

Текущее определенное мышечное положение физиологического покоя достигается записью данных за определенный промежуток времени, за который стабилизируются отклонения в последовательности результатов измерений.

В порядке дополнения или альтернативы может осуществляться форсированное движение. При этом нижняя челюсть направляется стоматологом. Это требуется для определения достаточного количества необходимых данных при определении поля движения височно-нижнечелюстного сустава, поскольку многие пациенты не в состоянии без вспомогательной помощи правильно выполнять движения, связанные с закрытым прикусом или экскурсией. Если нижняя челюсть направляется умеренно, положение движения в результате действия стоматолога может быть приемлемым.

На основании различных измерений, то есть разницы между полями движения форсированного и нефорсированного способа действия, могут быть дополнительно получены выводы в отношении мышечных дисфункций.

Даже при нахождении положения физиологического покоя целесообразным может быть умеренное направление в обратное положение контакта или в положение, близкое к нему.

Независимо от этого в любом случае необходимо определять трехмерные данные нижней и верхней челюстей.

Затем после определения поля движения височно-нижнечелюстного сустава в дизокклюзии, в том случае, если этот этап проводится, определяется поле контакта зуба при окклюзии, причем пациент при окклюзии относительно верхней челюсти двигает нижнюю челюсть с минимальным жевательным усилием по любым траекториям, так что регистрируется вся область окклюзии. Тем самым характеристики окклюзии записываются как данные поля характеристики. Следовательно, соответствующее определение поля контакта зуба при окклюзии охватывает верхнюю и нижнюю челюсти в центральном положении и в поле движения вокруг центрального положения.

При известных условиях может быть произведена съемка поля движения с терапевтической коррекцией, то есть юстировка положения прикуса, например, с помощью накусочной шины в порядке подготовки коррекции окклюзии в случае заключения о патологическом состоянии окклюзии. Однако терапевтическая коррекция окклюзии может регистрироваться также посредством коррекционной шины, например, в порядке подготовки к повышению прикуса. Интерференции могут определяться путем сравнения с данными без использования шины.

Вместо поля движения височно-нижнечелюстного сустава в окклюзии в порядке альтернативы или дополнения на основе данных, определенных в центральном положении верхней и нижней челюстей, существует также возможность расчета возможных латерально смещенных положений нижней челюсти относительно верхней челюсти, для чего используется способ минимального приращения потенциальной энергии. При этом рассчитывается приращение потенциальной энергии при инфинитезимальном движении в заданном направлении. Как упоминалось, движение начинается в центральном положении, представляющем собой наименьший интервал между центрами тяжести верхней и нижней челюстей как абсолютный минимум. Последовательное присоединение таких мельчайших шагов движения с минимальным приращением энергии дают наиболее вероятные относительные движения, правда, без воздействия височно-нижнечелюстных суставов, что в непосредственном окружении вокруг центрального положения все же является приемлемым. В качестве ограничителя возможных траекторий движения действует лигаментарное ограничение, то есть уздечное и хрящевое ограничение посредством обоих височно-нижнечелюстных суставов. Это при усреднении может быть принято в результате допущения максимально возможного пространственного соотношения кондилом и зубных дуг, а также может быть измерено посредством анализа челюстей (поля движения в окклюзии и дизокклюзии).

Окклюзионная геометрия для верхней и нижней челюстей определяется независимо от используемых способов, будь то измерение поля движения височно-нижнечелюстных суставов в дизокклюзии и окклюзии или определение траекторий движения способом минимального приращения потенциальной энергии, с помощью интраорального сканирования и представляется в цифровой форме. При этом по данным буккально сканированных боковых поверхностей зубов при контакте или данным сканирования воскового оттиска прикуса устанавливается соотношение нижней и верхней челюстей по отношению друг к другу в центральном положении.

Если поля движения определяются измерением, то в другом выделяемом и собственно изобретательском варианте выполнения в порядке дополнения учитывается поле податливости. При этом поле податливости может учитывать упругость височно-нижнечелюстного сустава и мандибулы, а дополнительно - податливость пародонта одного или нескольких зубов.

Для определения податливости височно-нижнечелюстного сустава и мандибулы пациент выполняет те же движения, что при съемке поля контакта зуба в окклюзии, правда, с жевательными усилиями, соответствующими таковым при жевании. Для достижения этого пациента заставляют жевать частично упругую среду, как-то: жевательную резинку. Благодаря возникающим при этом жевательным усилиям согласно соответствующим модулям упругости задействованных анатомических структур деформируется окклюзионная система. При этом релевантными в первую очередь являются височно-нижнечелюстной сустав, мандибула и пародонт.

Как упоминалось, эти данные могут дополняться измерениями податливости других зубов, определяемыми профилями сила-путь в пространственном направлении или приблизительно посредством измерения импульсного отклика. При этом соответствующий прибор можно приобрести на рынке под названием периотест.

Данные, полученные таким образом, могут соотноситься с данными, определенными съемкой контактного поля зуба в окклюзии, с тем, чтобы распознать релевантные деформации, учитывающиеся при конструировании зубного протеза.

Таким образом, предлагаются возможности, которые не известны из уровня техники, поскольку в известных способах не рассматриваются ни податливость височно-нижнечелюстного сустава, ни податливость отдельного зуба, то есть податливость пародонта, и ее привлечение невозможно. В этих условиях теряется значимая доля информации, которая не допускает оптимизации зубного протеза и которая может привести к тому, что к пациенту применяются меры по доработке протеза с тем, чтобы скомпенсировать неточности, обусловленные отсутствием данных.

Для определения поля движения височно-нижнечелюстного сустава и поля контакта зуба в окклюзии или дизокклюзии может использоваться система под названием Цебрис.

В отношении данных податливости, касающихся височно-нижнечелюстного сустава, мандибулы и пародонта, следует заметить, что их в принципе получают с помощью обычных систем лишь интегрально для всей челюсти.

Если зубной протез должен быть изготовлен с помощью реальной модели, то есть если должны иметь место этапы ручного производства в исполнении зубного техника, то в цифровой технологической цепочке, начиная с интраорального получения трехмерных цифровых данных вышеописанного вида, дополнительно должно быть предоставлено в распоряжение реальное вспомогательное средство, функции которого сопоставимы по меньшей мере с одной из современных гипсовых моделей.

Для этого обязательно необходимо, чтобы были известны нижеследующие функции и свойства:

- форма препарируемого обломка зуба из препарируемых обломков зубов,

- контактные точки с соседними зубами,

- жевательные поверхности противоположных зубов в области поля движения препарируемого зуба или препарируемых зубов,

- возможность установки верхней и нижней челюстей в центральном положении.

Согласно изобретению в распоряжение могут быть предоставлены дополнительные данные относительно

- динамической окклюзии: либо о произвольной (усредненной), либо об индивидуальной.

В порядке дополнения согласно изобретению в распоряжение могут быть предоставлены данные относительно

- характеристики податливости по меньшей мере одного из элементов группы височно-нижнечелюстного сустава, периодонтальной связки, мандибулы и пародонта.

В порядке дополнения могут быть учтены данные относительно

- модуля упругости кости, получаемые из литературы.

Кроме того, должны быть определены оси, причем обычно устанавливаются:

ось X: сагиттальная ось

ось Y: трансверсальная ось

ось Z: перпендикулярная плоскости жевания.

Для экономичного изготовления зубного протеза новым способом и с использованием новых материалов, описанных выше, причем дополнительно при определении данных не используют обычный способ получения слепка, а применяют бесконтактное сканирование, основным признаком снижения затрат является минимизация необходимого монтажного пространства, материала и времени изготовления. При сохранении необходимых опциональных свойств это возможно благодаря использованию вышеупомянутого получения данных о пациенте, а также благодаря расчету вероятных траекторий движения, как это описано выше.

Вдоль траекторий движения за счет контактов зубов нижней челюсти относительно верхней челюсти путем сокращения степеней свободы предотвращаются определенные возможности движения (вращения вокруг осей X и Y, а также поступательного движения в направлении оси Z). Движение скольжения нижней челюсти при контакте зуба с верхней челюстью, соответствующее измеренному контактному полю зуба в окклюзии, описывается таким образом тремя точками системы координат нижней челюсти и системы координат верхней челюсти.

Благодаря этому достигается независимость от вынужденной, в результате контакта зубов, дизокклюзии движения челюсти из центричного положения, поскольку необходимая информация, которая касается контактного поля зубов в окклюзии - без принудительного учета поля податливости, включая информацию о височно-нижнечелюстном суставе, представлена в поле характеристики движения челюстей относительно друг друга.

При этих условиях теоретически возможно исключить все зубы, и несмотря на это, может быть воспроизведено поле характеристики движения при контакте зубов, если три точки направляются по соответственно одной поверхности, в точности соответствующей той, которую точки описали бы при наличии контакта зубов.

Тем самым создается возможность использования в физической модели только геометрической информации, необходимой для дизайна зубного протеза, без отказа от полной статической и динамической информации об окклюзии.

Практически это реализуется с помощью трех полей движения, которые могут сравниваться с траекториями скольжения обычного артикулятора, однако содержат согласно изобретению полную информацию о движении нижней челюсти относительно верхней челюсти при контакте зубов.

При упрощении за счет допущения определенных недостатков существовала бы даже возможность объединять три поля движения в точки с тем, чтобы затем сконструировать зубной протез.

Независимо от этого в варианте выполнения изобретения предусмотрено включение функции ограничения височно-нижнечелюстного состава, а именно, с помощью так называемых ограничителей движения, соответствующих трем точечным опорам.

Полями движения и ограничителями являются индивидуальные конструктивные элементы, которые могут быть изготовлены способом ускоренного создания прототипов (Rapid-Prototyping). Установочные детали, по меньшей мере полей движения, предварительно заготавливаются в крепежном устройстве.

Поэтому для изготовления, например, отдельной коронки необходимы только препарированный обломок зуба, фрагмент обращенных к обломку зуба интерпроксимальых поверхностей обоих соседних зубов, а также фрагмент окклюзионной поверхности противоположных зубов, в достаточной степени закрывающий пространство движения. Интерпроксимальные поверхности и дизокклюзия для обеспечения непосредственного наблюдения за контактными точками могут выполняться с использованием прозрачного материала.

Затем отдельные компоненты, то есть обломок зуба, соседние зубы, или участки, содержащие их интерпроксимальные поверхности, и противоположные зубы, или участки, содержащие их окклюзионные поверхности, приводятся в соответствие друг с другом на основе полученных данных. Для этого при физическом исполнении для создания зубного протеза на отдельных физических компонентах используется крепежное устройство с нижней деталью и перемещаемой относительно нее верхней деталью, причем с верхней деталью используется первый элемент с первыми установочными деталями, представляющий собой верхнюю челюсть, а с нижней деталью - второй элемент со вторыми установочными деталями, представляющий собой нижнюю челюсть. Связь первых и вторых элементов с первыми и вторыми установочными деталями для отдельных компонентов определяется по данным сканирования.

Установочные детали в качестве первых и вторых элементов могут устанавливаться на подложках в виде образца с отверстиями/штырьками или в виде образца с перекрещивающимися полосами.

Таким образом, могут быть минимизированы расход материалов, необходимая площадь и высота для установки индивидуальных конструктивных элементов.

Кроме того, необходимо подчеркнуть, что согласно изобретению, то есть благодаря использованию минимизированных индивидуальных конструктивных элементов, существует возможность «полной обратной совместимости» с обычной техникой. Исходя из описанной минимальной конфигурации, возможно наращивание, например, комплектных соседних зубов или комплектных противоположных зубов вплоть до двух комплектных челюстей. В этом случае информация об окклюзии обычных зубов не передается на поля движения. Тем самым добиваются масштабирования полного отображения поля характеристик височно-нижнечелюстного сустава и окклюзионного поля в трех полях движения, или скольжения, вплоть до моделей с полностью вставленными зубами, причем с помощью полей скольжения отображается лишь информация о височно-нижнечелюстном суставе.

Таким образом, квадрантной модели, например, могут быть преданы полная функциональность цельной пары моделей.

Кроме того, появляется возможность выполнения полей движения таким образом, чтобы имитировать измеренную податливость.

Таким образом, податливость может отображаться в механической артикуляционной системе. Это может осуществляться за счет того, что поля движения изготавливаются из материала, соответствующего измеренной податливости. Однако предпочтительным образом в качестве поля движения используется конструктивный элемент, состоящий по меньшей мере из двух деталей, одна из которых имеет большую упругость. Путем варьирования толщины слоя податливость может устанавливаться индивидуально, а именно, в соответствии с результатами полученных измерений пациента.

Согласно изобретению в распоряжение предоставляется физическая модель, которая по своей функциональной полезности по меньшей мере равноценна обычной модели и при этом содержит лишь те детали модели, которые абсолютно необходимы для изготовления зубного протеза. Преимуществом является экономия времени установки и расхода материала, в частности, тогда, когда изготовление осуществляется способом ускоренного создания прототипа (Rapid-Prototyping).

Согласно изобретению возможно чисто виртуальная реализация, так что в соответствии с вышеописанным способом получают файл данных по зубному протезу, который затем изготавливается способом автоматизированного производства (CAM).

Изобретение отличается также устройством для изготовления зубного протеза, содержащим крепежное устройство с нижней деталью и перемещаемой относительно нее верхней деталью, опирающейся на три расположенные в области углов треугольника опорные точки или опорные участки, находящиеся в стационарной связи с нижней деталью или исходящие от нее, причем верхняя деталь содержит крепежное устройство для первого элемента с первыми установочными деталями, представляющего собой верхнюю челюсть, а нижняя деталь - крепежное устройство для второго элемента со вторыми установочными деталями, представляющего собой нижнюю челюсть, причем в первых и во вторых установочных деталях установлены по меньшей мере один обломок зуба, снабженный зубным протезом, по меньшей мере обращенные к обломку зуба стороны соседних зубов, и окклюзионная поверхность по меньшей мере одного противоположного зуба, причем опорные точки или поверхности, соотнесение первых и вторых креплений и положения по меньшей мере одного обломка зуба, а также по меньшей мере обращенных к нему боковых и окклюзионных поверхностей рассчитаны на основе данных, определяемых посредством интраорального измерения нижней и верхней челюстей и по меньшей мере их положения в центральном положении.

При этом в частности, предусмотрено, чтобы в качестве данных использовались те из них, которые в соответствии со способом согласно изобретению интраорально определены путем съемки верхней и нижней челюстей или поля движения височно-нижнечелюстного сустава в дизокклюзии или контактное поля зубов в окклюзии, причем данные, относящиеся к контактному полю зубов в окклюзии, могут быть заменены данными, вычисленными в результате латеральных движений нижней челюсти относительно верхней челюсти с использованием способа минимального приращения потенциальной энергии при движениях.

Кроме того, предусмотрено, чтобы опорные поверхности являлись поверхностями тела, соединенного с нижней деталью, локальные упругости которых соответствуют пересчитанным на соответствующие опорные положения суммарным упругостям (податливостям) височно-нижнечелюстных суставов и пародонтов соответствующих пар зубов, находящихся в окклюзионном контакте зубов.

Кроме того, опоры верхней детали могут содержать ограничительные элементы, учитывающие ограничение движения челюсти. То же самое относится к податливости челюсти, так что ограничительные элементы обладают соответствующей упругостью.

Другие детали, преимущества и признаки вытекают не только из отдельных признаков и/или из комбинации пунктов формулы изобретения, но и из нижеследующего описания предпочтительных вариантов выполнения согласно чертежам, на которых показано:

фиг. 1 - устройство для изготовления зубного протеза,

фиг. 2 - принципиальная схема способа согласно изобретению,

фиг. 3 - принципиальный вид отдельных компонентов для изготовления зубного протеза,

фиг. 4а, 4b - базисная пластинка для установки отдельных компонентов и

фиг. 5а, 5b - принципиальный вид полей движения и ограничителей движения.

Согласно изобретению для изготовления зубного протеза с тем, чтобы получить трехмерные цифровые данные, интраорально измеряются нижняя и верхняя челюсти пациента. Затем, предпочтительно, также интраорально измеряются по меньшей мере контактное поле зубов в окклюзии, то есть в центральном положении нижней и верхней челюстей, а также обширное поле движения, смежное с центральным положением. По буккально сканированным боковым поверхностям зубов при контакте или по сканированию воскового оттиска прикуса, то есть по элементу, установленному между прилегающими друг к другу нижней и верхней челюстями, как, например, силиконовому элементу, устанавливается соотношение нижней и верхней челюстей между собой в центральном положении. Соответствующие данные при известных условиях с учетом данных, относящихся к полю движения височно-нижнечелюстных суставов при дизокклюзии, а также к полю податливости при форсированной окклюзии при известных условиях с дополняющим учетом податливости отдельных зубов в соответствии с вышеприведенными пояснениями, с помощью способа быстрого изготовления прототипа (Rapid-Prototyping) изготавливаются поля движения. Вместо данных, основанных на контакте зубов в окклюзии вышеописанного типа с учетом поля движения, окружающего центральное положении, можно использовать способ минимального приращения потенциальной энергии, исходя из нижней и верхней челюстей в центральном положении.

Для изготовления зубного протеза используется устройство 10, содержащее верхнюю деталь 12 и нижнюю деталь 14, причем верхняя деталь 12 с помощью трех опор 16, 18, 20 с возможностью скольжения опирается на поля движения 22, 24, 26, установленные в неподвижном положении относительно нижней детали 14 и, в частности, на ней или в ней. Опоры 16, 18, 20, предпочтительно, имеют шаровидные или параболоидные концы для скольжения по полям 22, 24, 26 движения в необходимом объеме.

На верхней детали 12 закреплена установочная пластина 28 для первого элемента 30, представляющего собой верхнюю челюсть, а на нижней детали 14 - установочная пластина 32 для второго элемента 34, представляющего собой нижнюю челюсть.

Кроме того, по меньшей мере две из опор 16, 18, 20, в примере выполнения опоры 18, 20, окружены ограничителями 36, 38 движения, моделирующими лигаментарное и хрящевое ограничение височно-нижнечелюстного сустава.

В соответствии с поясненными выше мерами согласно изобретению с помощью оцифрованных результатов измерений при сокращении степеней свободы, то есть при предпочтительном исключении вращения нижней челюсти вокруг сагиттальной и трансверсальной осей и при поступательном движении в направлении, перпендикулярном жевательной плоскости, движение скольжения нижней челюсти при контакте зубов с верхней челюстью описывается тремя точками системы координат нижней челюсти в системе координат верхней челюсти. Это движение осуществляется за счет возможности скольжения верхней детали 12 относительно нижней детали 14 за счет опоры опорных элементов 16, 18, 20 на поля 22, 24, 26 движения, обозначаемые также опорными точками или опорными областями. При этом опорные точки располагаются на кромках треугольной стойки, так что обеспечивается однозначная опора.

На фиг. 2 в принципиальном изображении показано, что на основе анализа движения нижней и верхней челюстей, измеренного путем интраорального сканирования, вышеописанным образом (данные 40), то есть по меньшей мере с учетом трехмерных цифровых данных нижней и верхней челюстей, а также окклюзии в центральном положении и в окружающей его зоне, рассчитываются поля 22, 24, 26 движения, а также ограничители 36, 38 движения, а затем по соответствующим цифровым данным с помощью способа быстрого изготовления прототипов (Rapid-Prototyping) изготавливаются соответствующие конструктивные элементы, содержащие поля 22, 24, 26 движения, а также ограничители 36, 38 движения.

В порядке альтернативы соответствующие конструктивные элементы могут определяться на основе данных, поступающих в результате сканирования нижней и верхней челюстей, а также сканирования латерального движения нижней и верхней челюстей с учетом минимального приращения потенциальной энергии при известности центрального положения (данные 42).

Компоненты, необходимые для изготовления зубного протеза в индивидуальном минимизированном исполнении, показаны на фиг. 3. В случае компонентов речь идет о препарированном обломке 44 зуба, коронках, или коронкообразных элементах 46, 48, создающих контактные поверхности соседних зубов обломка зуба, а также о коронкообразном конструктивном элементе 50, воспроизводящем геометрию противоположных зубов. Затем соответствующие конструктивные элементы устанавливаются в пространстве относительно друг друга в соответствии с трехмерными цифровыми данными, для чего они устанавливаются на учитывающих пространственное размещение установочных деталях первого и второго элементов 30, 34, представляющих собой верхнюю или нижнюю челюсть.

Исходя из упомянутого выше минимального набора коронкообразных элементов 46, 48 и обломка 44 зуба, изображенная геометрия зубов может быть расширена до полной модели, если, например, зубной техник захотел бы использовать информацию о кривизне буккальной поверхности соседних зубов.

Каждый из элементов 44, 46, 48, 50 содержит соединительный элемент 52, 54, 56, 58 типа цапфы для точного позиционирования на установочных деталях первого и второго элементов 30, 34. Для установки и фиксации пригодны, например, образцы с отверстиями и штырьками, показанные во фрагменте на фиг. 3 и обозначенные позицией 60 для нижней челюсти и позицией 62 для верхней челюсти.

Как показано на фиг. 4а и 4b, первый и второй элементы 30, 34, обозначаемые также базисными пластинками, снабжены образцом 64 с отверстиями/штырьками или образцом 65 с перекрещивающимися линиями типа перекрестных пазов, служащими установочных деталях для соединительных элементов 52, 54, 56, 58 элементов 44, 46, 48, 50 зубов. При этом соединение может осуществляться с помощью соответствующих удерживающих за счет сил трения шиповых соединений с легкой прессовой посадкой.

Согласно изобретению имеется возможность, чтобы поля 22, 24, 26 движения и ограничители 36, 38 движения дополнительно имитировали измеренные податливости. Для конструктивной реализации этого имеется возможность проектирования конструктивных элементов, содержащих поля 22, 24, 26 движения, соответственно из материала. Это показано в принципиальном изображении на фиг. 5а. Так, например, конструктивный элемент 66, содержащий поле 22, 24, 26 движения, состоит из слоев 68, 70 материала, из которых нижний слой 70, не являющийся исходным для поля 22, 24, 26 движения, обладает такой упругостью, что при движении опорных элементов 16, 18, 20 по полям 22, 24, 26 движения степень податливости имеет место в необходимом объеме.

Благодаря индивидуальной толщине слоев или характеристике материала, рассчитываемым по данным пациента, получаются индивидуальные характеристики податливости височно-нижнечелюстного сустава вплоть до податливости отдельных зубов.

То же самое относится к ограничителям 36, 38 движения, которые для имитации лигаментарного и хрящевого ограничения имеют выемку 72, в которую вставляются стержневые опоры 18, 20 и которая ограничена слоем 74, обладающим желательной упругостью. Затем слой 74 крепится во внешнем теле.

Благодаря техническому решению согласно изобретению и возможности с помощью минимизированных индивидуализированных конструктивных элементов имитации челюстных областей, в которых должен устанавливаться зубной протез, обеспечиваются существенные преимущества в отношении материала по сравнению с обычными способами, для которых требуется полная модель нижней и верхней челюстей или квадрантная модель. Экономия материала в отношении необходимой высоты элементов зубов составляет по сравнению с полной моделью 62%, а по сравнению с квадрантной моделью - 70%. Экономия в отношении объема и тем самым материала составляет по сравнению с полной моделью 98%, а по сравнению с квадрантной моделью - 92%.

Перечень позиций

10 устройство

12 верхняя деталь

14 нижняя деталь

16 опора

18 опора

20 опора

22 поле движения

24 поле движения

26 поле движения

28 установочная пластина

30 первый элемент

32 установочная пластина

34 второй элемент

36 ограничитель движения

38 ограничитель движения

40 данные

42 данные

44 обломок зуба

46 коронкообразный элемент

48 коронкообразный элемент

50 конструктивный элемент

52 соединительный элемент

54 соединительный элемент

56 соединительный элемент

58 соединительный элемент

60 образец с отверстиями и штырьками

62 образец с отверстиями и штырьками

64 образец с отверстиями и штырьками

65 образец с перекрещивающимися линиями

66 конструктивный элемент

68 слой материала

70 слой материала

72 выемка

74 слой

76 наружное тело

Группа изобретений относится к медицине, а именно ортопедической стоматологии, и предназначена для создания физической или виртуальной дентальной модели в качестве вспомогательного средства для изготовления зубного протеза. Проводят съемку верхней и нижней челюстей, съемку поля движения височно-нижнечелюстного сустава в дизокклюзии, съемку контактного поля зубов в окклюзии и в обширном поле движения. Рассчитывают траекторию движения между нижней и верхней челюстями. Для изготовления зубного протеза используют крепежное устройство с учетом диагностической информации о пациенте, содержащее крепежное устройство с нижней деталью и перемещаемой относительно нее верхней деталью. При этом верхняя деталь представляет собой верхнюю челюсть, а нижняя деталь - нижнюю челюсть. С учетом трехмерных цифровых данных нижней и верхней челюстей, а также окклюзии в центральном положении рассчитываются поля движений и ограничений челюстей друг относительно друга. Группа изобретений позволяет за счет использования индивидуальных данных пациента, характеризующих податливость височно-нижнечелюстного сустава, создать вспомогательную модель, обеспечивающую существенную экономию расходных материалов и уменьшение времени изготовления физической или виртуальной дентальной модели. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ создания физической или виртуальной дентальной модели в качестве вспомогательного средства для изготовления зубного протеза, а также для его изготовления, причем учитывают форму по меньшей мере одного обломка зуба в верхней или нижней челюсти, контактные точки с соседними зубами по меньшей мере этого одного обломка зуба, а также окклюзионную поверхность зуба по меньшей мере одного противоположного зуба в области поля движения зубного протеза, устанавливаемого на по меньшей мере один обломок зуба, с использованием цифровых данных, полученных в результате бесконтактного измерения верхней и нижней челюстей, отличающийся по меньше мере следующими этапами:
а) съемка верхней и нижней челюстей для получения первых данных,
б) съемка поля движения височно-нижнечелюстного сустава в дизокклюзии для определения вторых данных,
в) съемка контактного поля зубов в окклюзии и в обширном поле движения для определения третьих данных,
г) расчет траекторий движения между нижними и верхними челюстями по меньшей мере по первым и третьим данным или по первым и вторым данным, или по вторым и третьим данным, или по первым и вторым и по третьим данным,
д) использование крепежного устройства с нижней деталью и перемещаемой относительно нее верхней деталью, причем с верхней деталью соединен или соединяют первый элемент с первыми установочными деталями, представляющий собой верхнюю челюсть, а с нижней деталью соединен или соединяют второй элемент со вторыми установочными деталями, представляющий собой нижнюю челюсть,
е) изготовление трех опорных точек или поверхностей, которые формируют в соответствии с расчетными траекториями движения согласно этапу г) и которые устанавливают или установлены в стационарной связи с нижней деталью и на которые с помощью опорных элементов опирается верхняя деталь,
ж) изготовление по меньшей мере одного обломка зуба, а также по меньшей мере одной обращенной к нему стороны соседних зубов, а также окклюзионной поверхности по меньшей мере одного противоположного зуба и их установка на первой и на второй установочных деталях с учетом первых, вторых и/или третьих данных и
з) изготовление зубного протеза по меньшей мере на одном обломке зуба,
причем этапы б), в) способа осуществляют альтернативно или осуществляют как этап б), так и этап в) способа.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что этапы д), е), ж) и з) способа осуществляют виртуально.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что окклюзию на этапе в) снимают с терапевтической коррекцией.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что окклюзию на этапе в) способа осуществляют в принудительном порядке.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что поле податливости височно-нижнечелюстного сустава и/или мандибулу, и/или пародонт снимают для определения четвертых данных, причем опорные точки или опорные поверхности формируют с учетом четвертых данных по своей податливости.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что к опорам присоединяют или присоединены элементы ограничения движения, посредством которых ограничивают движение верхней детали относительно нижней детали в соответствии с движением челюстей и/или измеренного поля податливости височно-нижнечелюстного сустава, причем, предпочтительно, движение челюстей определяют в соответствии с этапом б) способа.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что для определения пятых данных, учитываемых по меньшей мере на этапе г) способа, дополнительно измеряют податливость пародонта по меньшей мере одного зуба.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что расчет опорных точек или поверхностей, осуществляемый согласно этапу е) способа на основе по меньшей мере первых и третьих данных или альтернативно шестых данных, которые определяют посредством съемки латеральных движений нижней челюсти относительно верхней челюсти с использованием способа минимального приращения потенциальной энергии при движениях, производят при сокращении степеней свободы подвижности нижней челюсти относительно верхней челюсти, причем исключают вращение вокруг сагиттальной оси (оси x), вращение вокруг трансверсальной оси (оси y) и поступательное движение вдоль оси z перпендикулярно жевательной плоскости.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что для определения центрального положения нижней и верхней челюстей сканируют буккальные боковые поверхности зубов верхней и нижней челюстей в положении закрытого прикуса.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что первые, вторые и третьи данные определяют интраорально.

11. Способ создания физической или виртуальной дентальной модели в качестве вспомогательного средства для изготовления зубного протеза, а также для ее изготовления, причем учитывают форму по меньшей мере одного обломка зуба в верхней или нижней челюсти, контактные точки с соседними зубами этого по меньшей мере одного обломка зуба, а также окклюзионную поверхность зуба по меньшей мере одного противоположного зуба в области поля движения зубного протеза, устанавливаемого на этот по меньшей мере один обломок зуба с использованием цифровых данных, полученных в результате бесконтактного измерения верхней и нижней челюстей, отличающийся по меньше мере следующими этапами способа:
а) съемка верхней и нижней челюстей для получения первых данных,
б) съемка поля движения височно-нижнечелюстного сустава в дизокклюзии для определения вторых данных,
в) съемка латеральных движений нижней челюсти относительно верхней челюсти с использованием способа минимального приращения потенциальной энергии при движениях для определения шестых данных,
г) расчет траекторий движения между нижними и верхними челюстями по меньшей мере по первым и третьим данным или по первым и вторым данным, или по вторым и третьим данным, или по первым и вторым и по третьим данным,
д) использование крепежного устройства с нижней деталью и перемещаемой относительно нее верхней деталью, причем с верхней деталью соединен или соединяют первый элемент с первыми установочными деталями, представляющий собой верхнюю челюсть, а с нижней деталью соединен или соединяют второй элемент со вторыми установочными деталями, представляющий собой нижнюю челюсть,
е) изготовление трех опорных точек или поверхностей, образуемых траекториями движения, рассчитанными согласно этапу г), и устанавливаемых или установленных в стационарной связи с нижней деталью и поддерживающих с помощью опорных элементов верхнюю деталь,
ж) изготовление по меньшей мере одного обломка зуба, а также по меньшей мере одной обращенной к нему стороны соседних зубов, а также окклюзионной поверхности по меньшей мере одного противоположного зуба и их установка на первой и на второй установочных деталях с учетом первых, вторых и/или третьих данных и
з) изготовление зубного протеза по меньшей мере на одном обломке зуба,
причем этапы б), в) способа осуществляют альтернативно или осуществляют как этап б), так и этап в) способа.

12. Способ по п.11, отличающийся тем, что расчет опорных точек или поверхностей, осуществляемый согласно этапу е) способа на основе по меньшей мере первых и третьих данных или альтернативно шестых данных, которые определяют посредством съемки латеральных движений нижней челюсти относительно верхней челюсти с использованием способа минимального приращения потенциальной энергии при движениях производят при сокращении степеней свободы подвижности нижней челюсти относительно верхней челюсти, причем исключают вращение вокруг сагиттальной оси (оси x), вращение вокруг трансверсальной оси (оси y) и поступательное движение вдоль оси z перпендикулярно жевательной плоскости.

13. Способ по п.11, отличающийся тем, что в качестве исходной точки для расчета латерального движения выбирают центральное положение верхней и нижней челюстей.

14. Способ по п.13, отличающийся тем, что для определения центрального положения нижней и верхней челюстей сканируют буккальные боковые поверхности зубов верхней и нижней челюстей в положении закрытого прикуса.

15. Способ по п.11, отличающийся тем, что первые, вторые и третьи данные определяют интраорально.

16. Устройство (10) для изготовления зубного протеза с учетом диагностической информации о пациенте, для которого должен изготавливаться зубной протез, содержащее крепежное устройство с нижней деталью (14) и перемещаемой относительно нее верхней деталью (12), опирающейся на три расположенные в области углов треугольника с возможностью скольжения опорные поверхности (22, 24, 26), установленные в стационарной связи с нижней деталью или выступающие из нее, причем верхняя деталь содержит крепежное устройство для первого элемента (30) с первыми установочными деталями, представляющего собой верхнюю челюсть, а нижняя деталь (34) - крепежное устройство для второго элемента (34) со вторыми установочными деталями, представляющего собой нижнюю челюсть, причем на первых и на вторых установочных деталях установлены по меньшей мере один снабженный зубным протезом обломок (44) зуба, по меньшей мере обращенные к обломку зуба стороны соседних зубов и окклюзионная поверхность по меньшей мере одного противоположного зуба, причем опорные поверхности содержат информацию о движении нижней и верхней челюстей при контакте зубов пациента, а опорные поверхности, соединение первых и вторых установочных деталей и положения по меньшей мере одного обломка зуба, а также по меньшей мере обращенных к нему боковых поверхностей и окклюзионной поверхности рассчитаны на основе данных, определенных посредством интраорального измерения нижней и верхней челюстей пациента и по меньшей мере посредством их центрального положения, причем опорные поверхности (22, 24, 26) являются поверхностями тела (66), соединенного с нижней деталью, локальные упругости которых соответствуют пересчитанным на соответствующие опорные положения суммарным упругостям височно-нижнечелюстных суставов и пародонтов пар зубов пациента, находящихся, соответственно, в окклюзионном контакте, и причем по меньшей мере две опоры (16, 18, 20) верхней детали окружены ограничительными элементами (36, 38), учитывающими ограничение движения челюсти пациента, дистанцировано относительно опорных поверхностей (22, 24, 26).

17. Устройство по п.16, отличающееся тем, что данными являются, по меньшей мере, первые и третьи данные или первые и вторые данные, или первые, вторые и третьи данные по п.1 формулы изобретения, причем третьи данные могут быть заменены шестыми данными по п.8 или п.12 формулы изобретения.

18. Устройство по п.16, отличающееся тем, что ограничительный элемент (36, 38) обладает упругостью, учитывающей податливость челюсти.

19. Устройство по п.16, отличающееся тем, что боковые поверхности соседних зубов обломка (44) и противоположные зубы изготовлены из прозрачного материала для непосредственного наблюдения за положениями контактных точек.