Vorrichtung und Verfahren zur automatisierten intraoralen Behandlung eines

Patienten

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur automatisierten intraoralen Behandlung eines Patienten, umfassend eine Behandlungs- und/oder Diagnoseeinrichtung ausgebildet zur Aufnahme wenigstens eines Instrumentes, weiterhin umfassend Fixierungsmittel, auf denen sich die Behandlungs- und/oder Diagnoseeinrichtung translatorisch und/oder rotatorisch bewegen kann. Sie betrifft weiterhin ein ent sprechendes Verfahren.

Neueste Entwicklungen im Bereich der Robotik dehnen sich mehr und mehr auch auf den Bereich der Zahnmedizin aus. Erste Zahnchirurgie-Roboter sind bereits im Einsatz und setzen Patienten Zahnimplantate ein, ohne dass ein Arzt direkt am Patienten eingreifen müsste. Im Unterschied zu sonstigen Operationen, wo auto matisierte Systeme schon regelmäßig zum Einsatz kommen, ist in der Zahnchirur gie selten ein Patient komplett betäubt und fixiert. Leichte Kopfbewegungen stellen ein automatisiertes Behandlungssystem deswegen vor große Herausforderungen.

Es sind zahntechnische Systeme bekannt, bei denen die Zahnbehandlungswerk zeuge von außerhalb der Mundhöhle mittels Roboterarmen zum Behandlungsort in der Mundhöhle bewegt werden.

So beschreibt die WO 2016/022347 A1 eine medizinische Robotereinheit, welche autonom oder über Remotesteuerung agiert. Mittels mehrerer Sensoren werden die Position und die Bewegung des Patienten während der Behandlung registriert und direkt ausgeglichen. Zudem wird eine Mundstütze beschrieben, welche es - ausgehend vom äußeren Rahmen der Apparatur - dem Patienten ermöglicht, sie fest zwischen Ober- und Unterkiefer zu stecken. Die CN 107582193 A beschreibt einen Roboter für orale Implantats-Chirurgie mit einem Roboterarm und löst das oben genannte Problem über hochsensible Kraft sensoren, welche in Echtzeit Bewegungen erkennen und einen korrespondieren den Ausgleich initiieren.

In der WO 2018/051276 A1 wird ein so genanntes „Tracking und Guiding“-System beschrieben, welches Relativbewegungen ausgleicht.

Nachteilig bei den oben genannten Systemen ist, dass aufgrund der Relativbewe gungen von Patient und Behandlungs- bzw. Diagnoseapparatur diese in ihrer Prä zision beschränkt sind und die Betreuung von Menschen benötigen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, dem Menschen den Transfer von Diagnostik zu Behandlung abzunehmen und diese Behandlung in Teilen oder ganz automatisiert durchführen zu können. Ferner liegt ihr das Problem zugrunde, die geringere Bewegungskoordination und Genauigkeit eines Menschen mit einer Maschine zu ersetzen. Desweitern liegt das Problem zugrunde, die Größe der bis herig eingesetzten Behandlungsroboter zu reduzieren und deren Einsatzgebiete zu vergrößern und zu flexibilisieren. Weiterhin soll ein entsprechendes vorteilhaf tes Verfahren angegeben werden.

In Bezug auf die Vorrichtung wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Fixierungsmittel dazu ausgebildet sind, in der Mundhöhle des Patienten, insbesondere reversibel, fest verankert zu werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass intraorale Behandlung und Di agnostik erschwert wird durch die Bewegungen des Patienten im Kieferbereich, da gewöhnlich bei diesen Behandlungen der Kopf des Patienten nicht von außen fi xiert wird oder fixiert werden kann und insbesondere Relativbewegungen zwi schen den beide Kiefern Vorkommen können. Wie nunmehr erkannt wurde, lässt sich das Problem des Ausgleichs störender Bewegungen des Patienten während der Behandlung in grundsätzlicher Weise lösen, indem ein Behandlungsroboter miniaturisiert und direkt am Behandlungsort in der Mundhöhle platziert sowie fixiert wird. Damit werden Kopfbewegungen di rekt auf das Gerät übertragen, im Inertialsystem des Gerätes spielen diese Bewe gungen also keine Rolle und müssen nicht aufwendig kompensiert werden. Der Referenzpunkt bzw. Bezugspunkt für die Behandlung bzw. Diagnostik wird also in den Patientenmund bzw. die Mundhöhle hineinverlegt.

Wie weiterhin erkannt wurde, ermöglicht diese Art der Fixierung, Kieferbewegun gen des Unterkiefers zu verhindern. Dies ist eine für den Patienten angenehme Situation, da er nicht wie bei extraoral angebrachten Behandlungsgeräten den Mund geöffnet halten muss. Das lange Offenhalten des Mundes ist für den Patien ten anstrengend, da für das Mundöffnen nur ein Muskel verwendet wird, während das Schließen des Mundes von einer Vielzahl von Muskeln durchgeführt wird.

Die Fixierungsmittel sind bevorzugt reversibel bzw. reversibel fest in der Mundhöh le des Patienten verankert, damit sie nach dem Eingriff wieder entfernt werden können. Der Begriff „fest“ meint hierbei bevorzugt eine starre räumliche Anord nung in Bezug auf die Mundhöhle.

Die Behandlungs- und/oder Diagnoseeinrichtung wird im Folgenden auch als Ro boter bzw. Behandlungsroboter bezeichnet. Fixiert werden kann die Vorrichtung bzw. Apparatur mittels bekannter Methoden zur Befestigung anderer zahnärztli cher Instrumente an den Zahnreihen oder dem Kieferknochen, wie zum Beispiel über die Verwendung einer Abformasse.

Die Fixierung kann, je nach vorhandener Situation in der Mundhöhle, direkt auf dem Kieferknochen oder auch der befestigten Schleimhaut auf dem Kieferknochen erfolgen.

Diese Abformmasse ist entweder schon an der Apparatur befestigt und wird beim Einsetzen in der Mundhöhle ausgehärtet, alternativ wird das Gerät auf die Masse aufgesetzt und eine Aushärtung erfolgt hernach. In beiden Fällen wäre somit der Behandlungsroboter fest mit Knochenmaterial verbunden und Relativbewegungen des Kiefers gegenüber dem Gerät wären nicht mehr möglich.

Die Verkleinerung des autonom agierenden Behandlungsroboters wird von Her ausforderungen zum verfügbaren Instrumentarium bzw. zur Energieversorgung begleitet. Mechanische Bewegungen eines Roboterarms zur Detailpositionierung, chirurgischen Tätigkeit wie z. B. Bohren oder auch die Analysesysteme wie z. B. Bildgebung werden bei einer Behandlung zum Teil hintereinander oder auch paral lel eingesetzt und benötigen Energie. Diesen Herausforderungen begegnet die Erfindung mit dem Konzept der Modularisierung - die Behandlungs- und/oder Di agnoseeinrichtung kann unterschiedliche Instrumente aufnehmen - und der Ener giezufuhr von außen, beispielsweise über ein hydraulisches System.

Vorteilhafterweise umfassen die Fixierungsmittel zwei durch wenigstens ein Ver bindungsglied miteinander verbundene Schienen. In einer bevorzugten Ausfüh rungsform sind vier Verbindungsglieder bzw. Stützen vorgesehen. Vorteilhafter weise sind wenigstens zwei der Stützen in ihrer Höhe verstellbar. Die jeweilige Stütze kann fest verbunden sein mit der gegenüberliegenden Schiene oder auch mit ihr einstückig ausgebildet sein.

Die jeweilige Schiene ist vorteilhafterweise ausgebildet zur Fixierung an einer Zahnreihe oder einem Kieferknochen. Eine Schiene für zahntragende Bereiche oder Bereiche mit ausgeprägtem Kieferkamm (Knochenfortsatz) ist bevorzugt der art ausgebildet, dass sie in ihrer Breite variiert werden kann, vorteilhafterweise mit Hilfe eines Klemmmechanismus und/oder einer Stellschraube und/oder einer ver stellbaren Rastverbindung. Die Schiene kann dann ohne Abformmassen an die sem Kieferbereich fixiert werden. Die Schiene ist in dieser Variante bevorzugt an ihrer Innenseite, d. h. der Bereich, der im eingesetzten Zustand in Kontakt mit Zähnen oder Schleimhaut/Knochen kommt, mit einem sterilisierbaren Mittel, ins besondere Kunststoff/Silikon, beschichtet, damit die Retention hoch genug/ ver gleichbar mit einer Abformmasse ist. Die jeweilige Schiene ist dazu vorteilhafterweise ausgebildet, eine härtbare Ab formmasse aufzunehmen.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist wenigstens eine Schiene eine Veran kerung zur Aufnahme eines Aufbisses auf.

Vorteilhafterweise umfasst die Vorrichtung eine Datenverarbeitungseinheit und eine damit verbundene Bedienerschnittstelle.

Die Vorrichtung weist vorzugsweise wenigstens ein Instrument auf aus der Grup pe: Bohrer, Feile, Schleifer, Polierer (allg. rotierende Komponenten); bildgebende Vorrichtung; Sensor, insbesondere Stromsensor, Spannungssensor, Impedanz sensor, Drucksensor; Laser; Füllkomponente.

Vorteilhafterweise ist eine Antriebseinheit für die Behandlungs- und/oder Diagno seeinrichtung vorgesehen, welche über Wirkverbindungen mit der Behandlungs und/oder Diagnoseeinrichtung verbunden ist und ausgebildet ist, zumindest teil weise außerhalb der Mundhöhle positioniert zu werden.

In Bezug auf das Verfahren wird die oben genannte Aufgabe gelöst, indem eine Behandlungs- und/oder Diagnoseeinrichtung in der Mundhöhle eines Patienten, insbesondere rotatorisch und/oder translatorisch, in Bezug auf Fixierungsmittel gesteuert wird, wobei die Fixierungsmittel an wenigstens einer Zahnreihe und/oder wenigstens einem Kieferknochen des Patienten fixiert sind.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens erfolgt die Fixierung durch die Aushärtung einer Abformmasse.

Bevorzugt werden die Fixierungsmittel mit Aushärtungsmasse versehen, wobei dann die Fixierungsmittel und die Aushärtungsmasse in der Mundhöhle des Pati enten positioniert werden. In einer alternativen bevorzugten Variante oder in Kombination dazu wird die Aus härtungsmasse in die Mundhöhle des Patienten eingeführt, wobei die Fixierungs mittel auf die Aushärtungsmasse gesetzt werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform werden mittels wenigstens einer Diagnose komponente der Behandlungs- und/oder Diagnoseeinrichtung räumliche Daten der Mundhöhle erfasst, aus denen ein virtuelles Modell erstellt wird.

Die Erfindung umfasst nach dem oben Gesagten eine Methodik und ein Gerät, das in einer vom Behandler festgelegten Region autonom diagnostizieren und be handeln kann. Hierfür können abhängig von der benötigten Diagnostik und Be handlung verschiedene Komponenten zum Einsatz kommen, die eine gezielte Be handlung ermöglichen. Das Gerät kann also passend zum Einsatzwunsch aus Komponenten zusammengebaut werden. Aufgrund eines einzigartigen kompakten Aufbaus wird ein individueller und passgenauer Halt des Geräts im Patienten er reicht, sowie die autonome Diagnostik und Behandlung der interessanten Region ermöglicht. Die Methodik ermöglicht die Verknüpfung der erfassten Daten der Di agnostikkomponenten. Daraus kann das Erstellen eines virtuellen Modells in ei nem Koordinatensystem erfolgen, welches auf einem Monitor dargestellt wird. Zu dem kann anhand der gewonnenen Daten eine Diagnose gestellt und dargestellt werden und anhand dieser und des virtuellen Modells erkannt werden ob diese Diagnose behandlungsrelevant ist. Des Weiteren können die Daten anonymisiert zu Studienzwecken und zur laufenden Optimierung der Gerätesoftware, bzw. der Gerätesteuerung verwendet werden.

Die Vorteile der Erfindung liegen insbesondere darin, dass zunächst die Möglich keit von Fehlerquellen verringert, da alle Informationen mithilfe eines Geräts ver arbeitet werden. Durch das Bündeln der Informationen in einem Gerät und der Ausführung durch desselbigen wird außerdem vermieden, dass ein falscher Be reich bearbeitet wird. Zudem kann eine Behandlung innerhalb von einer Sitzung erfolgen, was eine Zeitersparnis für alle Beteiligten mit sich bringt. Des Weiteren werden Behandlungsfehler minimiert. So können aufgrund der Zusammenführung von Diagnostik und Behandlung in einem Gerät die Messfehler minimiert werden, die in aktuellen technischen Geräten noch so groß sind, dass sie gegenüber ma nueller Arbeit keinen Vorteil bringen.

Durch die Automatisierung und Mechanisierung werden zudem Nachbarstrukturen oder gesunde Gewebsbereiche weniger oder gar nicht verletzt. Demgegenüber entstehen aktuell bei bis zu 10 % der Zahnpräparationen Schleiftraumata als Fol ge der Behandlung. Die Möglichkeit eines intraoralen Einbaus führt zudem zu mehr Patientenkomfort und einer einzigartigen Stabilisierung des Arbeitsbereichs, der durch extraorale Roboterarme oder ähnliches nicht gegeben werden kann. Weiterhin werden durch die Zusammenführung und Kompaktierung in ein Gerät Materialkosten eingespart. Zuletzt bietet sich durch den komponentenartigen Auf bau der Vorteil, dass bei Ausfall oder Verschleiß einer Komponente nur diese er setzt werden muss.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläu tert. Darin zeigen in stark schematisierter Darstellung:

FIG. 1 eine Vorrichtung zur automatisierten intraoralen Behandlung eines Patienten in einem Schaubild in einer bevorzugten Ausführungsform;

FIG. 2 Fixierungsmittel einer Vorrichtung zur automatisierten intraoralen

Behandlung eines Patienten in einer bevorzugten Ausführungsform;

FIG. 3 weitere Fixierungsmittel einer Vorrichtung zur automatisierten intra oralen Behandlung eines Patienten in einer bevorzugten Ausfüh rungsform;

FIG. 4 weitere Fixierungsmittel einer Vorrichtung zur automatisierten intra oralen Behandlung eines Patienten in einer bevorzugten Ausfüh rungsform;

FIG. 5 extraorale Komponenten einer Antriebseinheit in einer bevorzugten Ausführungsform; FIG. 6 intraorale Komponenten einer Antriebseinheit in einer bevorzugten Ausführungsform;

FIG. 7 die intraoralen Komponenten gemäß FIG. 6 im zusammengesetzten Zustand;

FIG. 8 eine Vorrichtung zur automatisierten intraoralen Behandlung eines Patienten mit Fixierungsmitteln und einer Behandlungs- und/oder Di agnoseeinrichtung;

FIG. 9 eine Behandlungskomponente einer Behandlungs- und/oder Diagno seeinrichtung;

FIG. 10 eine weitere Behandlungskomponente einer Behandlungs- und/oder Diagnoseeinrichtung;

FIG. 11 eine Vorrichtung zur automatisierten intraoralen Behandlung eines Patienten mit Fixierungsmitteln und einer Behandlungs- und/oder Di agnoseeinheit in einer weiteren perspektivischen Darstellung;

FIG. 12 Fixierungsmittel einer Vorrichtung zur automatisierten intraoralen

Behandlung eines Patienten in einer weiteren perspektivischen Dar stellung;

FIG. 13 eine Vorrichtung zur automatisierten intraoralen Behandlung eines Patienten mit Fixierungsmitteln und einer Behandlungs- und/oder Di agnoseeinheit in einer weiteren perspektivischen Darstellung;

FIG. 14 Fixierungsmittel einer Vorrichtung zur automatisierten intraoralen

Behandlung eines Patienten in einer weiteren perspektivischen Dar stellung; FIG. 15 Fixierungsmittel einer Vorrichtung zur automatisierten intraoralen

Behandlung eines Patienten in einer weiteren perspektivischen Dar stellung;

FIG. 16 Fixierungsmittel einer Vorrichtung zur automatisierten intraoralen

Behandlung eines Patienten in einer weiteren perspektivischen Dar stellung;

FIG. 17 eine höhenverstellbare Stütze einer Vorrichtung zur automatisierten intraoralen Behandlung eines Patienten in einerweiteren perspektivi schen Darstellung;

FIG. 18 die intraoralen Komponenten gemäß FIG. 7 in einer perspektivischen Darstellung;

FIG. 19 die intraoralen Komponenten gemäß FIG. 7 in einerweiteren per spektivischen Darstellung;

FIG. 20 die intraoralen Komponenten gemäß FIG. 7 in einerweiteren per spektivischen Darstellung; und

FIG. 21 eine für Rotationsbewegungen zuständige Komponente der in FIG. 7 dargestellten intraoralen Komponenten.

Gleiche Teile sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.

Eine Vorrichtung 200 zur automatisierten intraoralen Behandlung eines Patienten umfasst eine Datenverarbeitungseinheit 1 , welche im vorliegenden Ausführungs beispiel als Rechenzentrum ausgebildet ist. Das Rechenzentrum ist mit einem di gitalen Nutzerinterface bzw. einer Bedienerschnittstelle 2 verbunden, über das eine befugte Person bei Bedarf Einstellungen und Veränderungen vornehmen kann. Die Datenverarbeitungseinheit 1 mit Nutzerinterface bzw. Bedienerschnitt stelle 2 könnte beispielsweise ein Tablet mit Touchscreen-Monitor sein. Die Da- tenverarbeitungseinheit 1 ist bevorzugt eine Einheit, die Rechenoperationen aus führen kann. Die Bedienerschnittstelle 2 kann beispielsweise auch eine USB- Schnittstelle zu einem anderen Gerät umfassen.

Die Bedienerschnittstelle 2 ist derart ausgebildet, dass durch eine entsprechende Eingabe eine Behandlungs- und/oder Diagnoseeinrichtung (siehe unten), die auch als Roboter bezeichnet wird, jederzeit gestoppt werden kann. Die Datenverarbei tungseinheit 1 dient zur vollständigen Kontrolle und Steuerung des Roboters. Dies umfasst die Steuerung des Roboters, die Zusammenführung aller diagnostischen Daten in ein Koordinatensystem, die Erstellung eines virtuellen Modells des Ar beitsbereichs auf Basis der erhobenen Daten und dessen Darstellung sowie jede weitere Darstellung (z. B. Behandlungsfortschritt) im Nutzerinterface. Anhand die ser Darstellung kann der Behandler wählen was (Zahn/Zahnfleisch/Knochen oder ähnliche Bestandteile wie beispielsweise Implantate oder Prothesen), wie (rekon- struktiv/subtraktiv/additiv) und wo (Unterkiefer/Oberkiefer, etc.) behandelt werden soll. Das Rechenzentrum kann hierfür auf Basis der erhobenen Daten Vorschläge machen und diese im Nutzerinterface visualisieren.

Die diagnostischen Daten können aus vom Roboter eingesetzten Diagnostikkom ponenten 3 oder über Schnittstellen aus anderen Quellen gewonnen werden. Eine andere Quelle dieser Art ist beispielsweise eine Röntgenaufnahme. Außerdem kann die Genauigkeit der virtuellen Modelle während der Behandlung mittels bei spielsweise Drucksensoren 4 verglichen werden mit den diagnostischen Daten.

Die Drucksensoren 4 müssen hierfür nicht intraoral liegen, sondern können an jeder Stelle einer Verbindung 5 zwischen extraoralen Antriebskomponenten 6 und intraoralen Antriebskomponenten 7 platziert werden. Ebenso können diese Daten über Impedanzmessung zwischen wenigstens einem Behandlungsinstrument 8 und Gewebe kontrolliert werden, wenn es sich um ein rekonstruktives/subtraktives Verfahren handelt. Hierfür müssen die verschiedenen Widerstände von Geweben dem Rechenzentrum bekannt sein.

Des Weiteren kann das Rechenzentrum über eine Schnittstelle mit einem zentra len Datenpool 9 interagieren. Dieser wird von einer Deep-Learning-Einheit 10 ana- lysiert, um die Behandlung durch jedes einzelne Gerät zu optimieren (beispiels weise durch Geräte-Updates), sowie diagnostische Verknüpfungen und andere Lernfortschritte zu erzielen. Außerdem können durch diesen Datenpool 9 an diag nostischen Daten neue medizinische Erkenntnisse gewonnen werden, die der Forschung oder Entwicklung von Leitlinien hilfreich sein können. Sobald neue Be obachtungen und Verbesserungen durch die Deep-Learning-Einheit gefunden wurden, kann diese die Software der Geräte über die Schnittstelle aktualisieren. Das Rechenzentrum führt bevorzugt wenigstens eine der folgenden Aufgaben durch: Verarbeitung von diagnostischen Daten (z. B. Repräsentation dieser Daten in einem Koordinatensystem), Erstellung eines virtuellen Modells, Erstellung eines Behandlungsvorschlages, Geräte-Steuerung. Der Datenpool 9 hält Behandlungs daten und/oder diagnostische Daten vorteilhafter in anonymisierter Form vor.

Im Zusammenhang mit den FIG. 2 bis 4 und FIG. 6 werden im Folgenden die indi viduell anpassbaren und zusammenbaubaren intraoralen Komponenten der Vor richtung 200 genauer beschrieben. Diese werden bevorzugt Schritt für Schritt int raoral eingesetzt und miteinander verbunden.

Die Vorrichtung 200 weist Fixierungsmittel 110 auf, mit dessen Hilfe eine Behand- lungs- und/oder Diagnoseeinrichtung bzw. ein Roboter in der Mundhöhle eines Patienten positioniert werden kann, wobei diese Fixierungsmittel 11 dazu ausge bildet sind, in der Mundhöhle fest verankert zu werden. Dies bedeutet insbesonde re, dass ungewollte Relativbewegungen des Roboters in Bezug auf das Innere der Mundhöhle vollständig vermieden oder stark reduziert werden, so dass präzise Arbeiten, insbesondere zahnchirurgische Arbeiten oder bildgebende Verfahren des Roboters in der Mundhöhle möglich sind.

Die Fixierungsmittel 110 umfassen wenigstens eine Schiene, im vorliegenden Ausführungsbeispiel zwei Schienen 11, 19 welche jeweils dazu ausgebildet sind, auf einer Zahnreihe aufgesetzt zu werden. Die jeweilige Schiene 11, 19 ist dazu in einer ersten bevorzugten Ausführungsform individuell anpassbar. In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform weist die jeweilige Schiene 11, 19 einen Aufnahmebereich für eine Abformmasse auf. Zum Einsetzen der Schiene 11, 19 in die Mundhöhle eines Patienten wird die Abformmasse angemischt und die Schiene 11, 19 damit bestrichen. Beim Einsetzen der Schiene 11 in die Mund höhle bzw. auf die Zähne wird überschüssige Abformmasse verdrängt, während das restliche bzw. verbleibende Abform material für einen individualisierten Halt sorgt. Die jeweilige Schiene 11, 19 ist dabei vergleichbar mit einem Abformlöffel, sie weist allerdings für einen Arbeitsbereich des Roboters eine Aussparung 13 bzw. 21 auf. Die Schiene 11 weist eine erste Wandung 14a auf, welche einen Ar beitsbereich vor der Zunge abschirmt und eine zweite Wandung 14b, welche ei nen Arbeitsbereich vor der Wange abschirmt. Auf diese Weise werden Verletzun gen von Zunge bzw. Wange des Patienten durch den Roboter vermieden. Die Schiene 11 weist eine Aussparung 13a auf, die eine Zahnreihe oder einen Kiefer knochen des Patienten aufnehmen kann und daran fest verankert wird.

Die Schiene 11 weist weiterhin ein Fahrlager 15 für den Roboter bzw. die beweg baren Komponenten auf. Das Fahrlager 15 verläuft parallel zur Schiene 11. Der Roboter greift bevorzugt mit einer Verzahnungsvorrichtung in eine Verzahnung 16 ein, die innen, d. h. an der der Aussparung 13 zugewandten Seite von Wandung 14b angebracht ist. Beim Abrollen auf der Verzahnung 16 kann der Roboter ent lang des Fahrlagers 15 vor- und zurückfahren. Die Verzahnung 16 verhindert ein ungewolltes Herausfallen bzw. ungewolltes Bewegen in horizontaler Richtung. Bevorzugt weist der Roboter ein Führungselement auf, welches in einer von Fahr lager 15 gebildeten Rinne angeordnet ist und durch die Verzahnung 16 von einer Bewegung senkrecht zur Verzahnung 16 verhindert wird. Auf diese Weise wird ein vertikales Verrutschen oder Herausfallen des Roboters verhindert. Dies ist wichtig, da die in FIG. 2 gezeigte Anordnung auch auf dem Kopf gestellt im Mundbereich eines Patienten angeordnet sein könnten. Im Allgemeinen hat der Roboter vorteil hafterweise Mittel, die ungewollte Translationen/Rotationen in allen Richtungen verhindern. An der Wandung 14a zur Zungenseite ist eine Verankerungsvorrich tung 17 vorgesehen. Sie dient zur Verankerung eines Aufbisses 22 (siehe FIG. 4). Vorteilhafterweise ist an der Schiene 11 wenigstens eine Saugvorrichtung 18 an gebracht bzw. in sie integriert, mit deren Hilfe der Patientenspeichel entfernt wer den kann. Der Speichel wird bevorzugt mit Hilfe eines Schlauches nach außen abgeleitet werden.

Damit der Roboter in alle Richtungen lagestabil ist, werden immer zwei Schienen 11, 19, je Kiefer, d. h. Oberkiefer und Unterkiefer, eine, benötigt. In FIG. 3 ist eine zweite Schiene 19 dargestellt, welche dem Arbeitsbereich gegenüberliegt und fest verbunden ist mit zwei in ihrer Länge nicht verstellbaren Stützen 20a und zwei hö henverstellbaren Stützen 20b. In anderen bevorzugten Ausführungsformen kön nen auch drei oder vier höhenverstellbare Stützen 20b vorgesehen sein. Die Stüt zen setzen auf den Wandungen 14a, 14b auf.

Die Höhenverstellbarkeit der Stützen 20b kann entsprechend gebräuchlicher Ver fahren (z. B. Schnellspanner, Schraubengewinde, usw.) realisiert sein. Auch in der zweiten Schiene 19 kann eine Aussparung 21 vorgesehen sein, so dass die Ober fläche des Gegenkiefers ebenfalls sensorisch erfassbar und diagnostizierbar ist. Diese Aussparung 21 kann auch genutzt werden, um weitere Diagnosekomponen ten (z. B. bildgebend) einzusetzen/zu verankern.

In einem weiteren Kieferabschnitt kann ein höhenverstellbarer Aufbiss 22, siehe FIG. 4, eingesetzt werden, der mit den restlichen Fixierungsmitteln 110 über ein längenverstellbares zylinderförmiges Gelenk 23 mit der Vorrichtung 17, einer Ver ankerung der Schiene im Arbeitsbereich, verstrebt ist. Der Aufbiss 22 wird im Fol genden auch aufgrund seiner Formgebung als T-Stück bezeichnet.

Der Aufbiss 22 bzw. Stabilisator dient der Stabilisierung der anderen Kieferseite, da bei fehlender Stabilisierung der anderen Kieferseite trotz allem eine Rotati- ohL/erschiebung im Arbeitsbereich stattfinden könnte.

Der Aufbiss 22 ist vorteilhafterweise höhenverstellbar ausgebildet, da auf der an deren Kieferseite die Schienen 11, 19 in der Höhe anpasst werden können. Au ßerdem sollte der Aufbiss verhindern, dass der Patient auf der anderen Seite „in die Luft“ beißt und somit vielleicht mehr zubeißt als auf Arbeitsseite und dadurch diese unvorteilhafte Rotation entsteht. Der Aufbiss 22 kann auf der anderen Kie ferseite in beliebiger Lokalisation (weiter vorne/hinten) installiert werden wichtig ist nur, dass er vorhanden ist.

Durch den Aufbiss 22 wird erreicht, dass der Patient keine Kraft zur Mundöffnung oder Schließung braucht und die Kiefer zueinander abgestützt und lagestabil sind. Außerdem wird so ein ausreichend großer und beständiger Arbeitsbereich ge währleistet. Gleichzeitig bleibt jedoch der Patientenkomfort erhalten, da für die Zunge ein ausreichend großer Freiraum vorhanden ist. Muss ein anderer Bereich (z. B. zahnloser Kiefer) bearbeitet werden, werden unter Umständen andere Schienenformen nötig. Die Schiene 11, 19 ist dann bevorzugt weniger hoch als im Falle einer Zahnreihe und eher rundlich im Übergang.

Die Vorrichtung 200 umfasst eine Antriebseinheit bzw. ein Antriebssystem 23a. Dieses Antriebssystem 23a passt im Falle der intraoralen Anwendung gegebenen falls nicht vollständig in die intraoralen Komponenten oder nur in einen Teil der verwendeten Komponenten. In diesem Fall muss der Antrieb oder die Bewegung der intraoralen Komponenten über ein Schlauchsystem mit extraoral liegenden Komponenten erfolgen, d. h. das Antriebssystem 23a umfasst sowohl extraorale Antriebskomponenten 6 (siehe FIG. 5) als auch intraorale Antriebskomponenten 7 (siehe FIG. 6). Diese Trennung ist für eine bessere Reinigung und Hygiene der Komponenten hilfreich und mindert den Verschleiß der extraoralen Komponenten.

Als Medium der extraoralen Antriebskomponenten 6 sind Flüssigkeiten (z. B. Wasser) oder Luft denkbar, da diese einfach verfügbar, umweltfreundlich und ste rilisierbar sind. In dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel wird Was ser bevorzugt verwendet, da es gegenüber Luft bessere Kühleigenschaften be sitzt, nicht kompressibel und gegenüber Öl bioverträglich ist. Somit kommen be vorzugt als extraorale Komponenten Pumpen 24 zum Einsatz. Zu den extraoralen Komponenten gehören auch weitere, für den Betrieb wesentliche Teile, wie ein Netzteil, die elektrotechnische Verschaltung usw., die in FIG. 5 mit dem Bezugs zeichen 25 versehen sind. Als Antriebssysteme eignen sich mehrere Möglichkeiten. Eine Kombination ver schiedener Antriebssysteme in einem Gerät ist denkbar. Unter anderem sind in diesem Fall prädestiniert verwendbar turbinenbetriebene Schrauben und Zahnrä der, das Rückstoßprinzip oder hydraulische Systeme. Die Schläuche werden an dafür vorgesehenen Öffnungen 26 der extraoralen Antriebskomponenten 6, siehe FIG. 5, und intraoralen Antriebskomponenten 7, siehe FIG. 6, befestigt und ver binden diese. Die Befestigung der Schläuche an den jeweiligen Öffnungen 26 kann hierbei durch übliche Systeme, wie z. B. Clip/Einrast-Mechanismen erfolgen.

Die intraoralen Antriebskomponenten 7 des Antriebssystems sind in FIG. 6 darge stellt und umfassen wenigstens drei Lager. Diese ermöglichen je zwei Fahrrich tungen und liegen jeweils zueinander orthogonal. Die Fahrlager decken hierbei die drei Ebenen eines Koordinatensystems (horizontal/vertikal/transversal) ab.

In der dargestellten Ausführung ist ein walzgelagertes, vertikales Lager 27 vorge sehen, durch das, eine im längsten Fahrlager 15 befindliche Antriebsvorrichtung 28 entlang der Zahnreihe bewegt werden kann. Diese Antriebsvorrichtung 28 um fasst eine wasserbetriebene, walzgelagerten Turbine 28a, welche ein Zahnrad 28b dreht. Das Zahnrad 28b greift in die Verzahnung des längsten, horizontalen Fahr lagers 15, welches fest mit der Schiene 11 verbunden ist.

Das vertikale Lager 27 wird von einer vertikalen Antriebsvorrichtung 29 (Abb.6: 29) angetrieben, an der ein horizontales bzw. transversales Lager 30 (für transversale Ebene) verankert und orthogonal zu den beiden vorherigen ausgerichtet ist. Die Verankerung erfolgt über einen walz- und kugelgelagerten Schlitten 31, der durch die vertikale Antriebsvorrichtung 29 nach oben und unten bewegt werden kann.

Die vertikale Antriebsvorrichtung 29 umfasst eine walzgelagerte Turbine 29a, die ein kugelgelagertes Gewinde 29b dreht. An diesem bewegt sich das, am Schlitten verankerte, transversale Lager entsprechend dem Gewindestand entlang.

Das transversale Antriebssystem beruht in diesem Fall auf dem Rückstoßprinzip, wobei sich die anderen Antriebssystem-Ausführungen ebenso eignen würden. Das Antriebssystem weist zur Realisierung des Rückstoßes eine Düse 32 auf. Es ist in einen weiteren Schlitten 33 integriert. Zudem können an diesem Schlitten 33 Diagnostik- und Behandlungskomponenten befestigt werden. Diese Komponenten können durch den Schlitten 33 entlang des transversalen Lagers 30 bewegt wer den. Die Befestigung der Komponenten kann mit üblichen Mechanismen wie ei nem Clip oder Einrast-System erfolgen, so dass die verwendeten Diagnostik-/ Be handlungskomponenten je nach Bedarf wechselbar sind.

Drehungen der vertikalen und transversalen Lager 27, 30, sowie deren Kompo nenten sind in horizontal-vertikaler Ebene aufgrund eines walzgelagerten Wasser rads 34 um 360° möglich. Zudem kann eine Ausgleichsdrehung der Komponenten in Gegenrichtung um mehrere Grad mithilfe eines Hydraulikzylinders 35 erfolgen. Diese ermöglicht neben einer Vergrößerung der Grenzen des Arbeitsbereichs zu dem eine bessere 3-D-Darstellung durch die Sensorik und mehr Bearbeitungsva rianten.

In FIG. 7 sind die beweglichen intraoralen Maschinenteile zusammengesetzt dar gestellt.

FIG. 8 zeigt die intraoralen Komponenten inkl. einer Behandlungs- und/oder Diag noseeinrichtung 220 vollständig zusammengesetzt.

Die eingesetzten Behandlungskomponenten der Behandlungs- und/oder Diagno seeinrichtung 220 können entweder rekonstruktiv/additiv oder subtraktiv arbeiten, siehe FIG. 9 und FIG. 10. Im Falle des dargestellten Anwendungsbeispiels kann zum Beispiel ein rotierendes Instrument 39 oder ein Laser als eine Behandlungs komponente verwendet werden, siehe FIG. 9 und eine weitere Behandlungskom ponente Kunststoff in die entfernten Bereiche füllen, siehe FIG. 10. Der Aufbau für das rotierende Instrument 39 kann folgendermaßen ausgeführt sein. Es ist ein Gehäuse 36 vorgesehen, an dem Verankerungsmöglichkeiten 37, die Öffnung 38 für einen Schlauch, für das rotierende Instrument 39 und Öffnungen 40 für den Auswurf des Mediums vorgesehen sind. Die Öffnungen 40 für den Auswurf des Mediums können so konzipiert sein, dass die Instrumentenspitze gekühlt wird. In- nerhalb des Gehäuses 36 befinden sich zwei Walzlager 41 , 42, zwischen denen eine Turbine 43 angeordnet ist. Die Turbinenmitte in der Achse, um die sich die Turbine dreht, ist hohl. Sie geht über in die Öffnung für das rotierende Instrument 39. In die Turbinenmitte kann somit der Schaft eines rotierenden Instruments ein gesetzt werden. Die Befestigung des Instruments kann hierbei nach gängigen Ver fahren (Schraubsystem, Klemmsystem, Riegel, etc.) erfolgen.

Eine rekonstruktiv/additiv arbeitende Behandlungskomponente kann beispielhaft den folgenden, in FIG. 10 dargestellten Aufbau aufweisen. Sie weist ein Gehäuse 44 auf, an dem Verankerungsmöglichkeiten 45, eine Öffnung 46 für einen Schlauch, einen Kabelstecker 47 sowie eine Öffnung 48 für den Auswurf des zu applizierenden Materials. In dem Gehäuse 44 verläuft ein Kanal 49 vom Schlauch zur Öffnung 48 des Auswurfs. Zudem ist eine Lampe 50 integriert, die das appli zierte Material zum Aushärten bringt.

In FIG. 11 ist mit dem Bezugszeichen 70 ist eine Öffnung in der Wandung der Schiene 11 auf Arbeitsseite bezeichnet, um beispielsweise den Schlauch für die Absaugung des Patientenspeichels aufzunehmen. Die Öffnung 70 zieht sich bis zum tiefsten Punkt in der Mundhöhle/Ende der Schiene 11 durch und hat Zugänge zum Arbeitsbereich (siehe FIG. 13: drei Öffnungen sind nebeneinander auf linker Innenseite der Schiene 11 angeordnet), so dass dort Speichel/Blut etc. abgesaugt werden.

In den FIG. 11 und 13 bezeichnet das Bezugszeichen 33 den Schlitten, der als transversaler Fahrkörper des Roboters ausgebildet ist und an dem die Diagnostik- und/oder Behandlungskomponenten befestigt werden können. In einer bevorzug ten Ausführungsform können zwei Komponenten gleichzeitig befestigt werden, z. B. eine Diagnostikkomponente und eine Behandlungskomponente.

In FIG. 14 ist ein Walzgelenk 76 des längenverstellbaren Gelenkes 23 bzw. der längenverstellbaren Strebe dargestellt, welches in die Verankerung 17 (siehe FIG. 2) der Schiene 11 eingreift und den Aufbiss 22 mit der Schiene 11 verbindet, wodurch der Unterkiefer stabilisiert wird. In FIG. 16 sind Auflagen 78 der Schiene 11 dargestellt, welche jeweils ein Be standteil der Schiene 11 sind und nötig sind, um den Halt an Zähnen/o. ä. zu er möglichen und eine Retention für die Abform masse/weiteren Fixierungsmittel zu bilden.

In FIG. 17 ist eine höhenverstellbare Stütze 20b dargestellt, welche ein Körperteil 84 und ein Kopfteil 86 aufweist.

Das Kopfteil 86 kann beispielsweise entweder an der Schiene 19 (siehe FIG. 3) festgeklemmt werden oder auch ein fester Bestandteil dieser Schiene 19 sein. Das untere Körperteil 84 weist eine Höhenverstellbarkeit auf. Diese kann über gängige Mechanismen, wie z. B. eine Klemme/Stellschraube o.ä., am Kopfteil 86 fixiert werden, so dass die Höhe nicht mehr veränderbar ist.

FIG. 21 zeigt eine Platte, an der das vertikale Fahrlager 27 (siehe FIG. 6) des Ro boters aufgehängt ist zwischen dem Hydraulikzylinder 35 (siehe FIG. 6) und einem Zylinder oder Wasserrad 34 (siehe FIG. 6) mit Walzlager Der Hydraulikzylinder 35 erlaubt eine Gegenrotation zur Vergrößerung des Arbeitsbereiches, während Zy linder 34 ein Wasserrad darstellt, welches für die Rotation des vertikalen Fahrla gers 27 verantwortlich ist.

Diagnostikkomponenten, die für die Behandlungs- und/oder Diagnoseeinrichtung 220 eingesetzt werden, können verschiedene Systeme umfassen. Eine Kompo nente könnte beispielsweise sonographisch Daten erfassen. Diese Daten beinhal ten nicht nur Abstände, sondern geben auch Auskunft über den Gewebetyp. Dies könnte vor allem im operativen Bereich interessant sein und einen Vergleich die ser Daten mit Röntgenaufnahmen ermöglichen. Dadurch bietet sich auch die Mög lichkeit einer Orientierung des Geräts über den Arbeitsbereich hinaus. Außerdem könnte eine Planung basierend auf Röntgenaufnahmen oder in Geweben, die für verwendbare Diagnostikkomponenten nicht vollständig analysierbar sind, anhand dieser Orientierung umgesetzt werden. Weiterhin sind optische Komponenten denkbar. Der genaue Aufbau einer solchen Komponente muss aufgrund des Be- kanntheitsgrads dieser Techniken und deren Anwendung in der Zahnmedizin nicht näher beschrieben werden.