Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein Vermessungssystem und Verfahren zur Vermessung einer Implantat-Implantat-Situation für eine Planung eines implantatgetragenen Zahnersatzteils gestützt auf mindestens zwei Implantate umfassend eine Scanschablone und die mindestens zwei gesetzten Implantate.

Stand der Technik Aus dem Stand der Technik sind mehrere Verfahren und Vorrichtungen zur Vermessung einer Zahnsituation bekannt.

DE 10 2012 207 499 B3 offenbart ein Verfahren zur Vermessung einer Zahnsituation umfassend mehrere Implantate, wobei unter Verwendung eines ersten Messverfahrens die gesamte Zahnsituation erfasst wird, wobei anschließend mittels eines zweiten präziseren Messverfahrens bestimmte festgelegte Objektbereiche um die Implantate vermessen werden. Das zweite präzisere Messverfahren kann mittels eines Mul- tikamerasystems unter Verwendung eines Fotogrammetrieverfahrens erfolgen. Zur Verbesserung der Vermessung können Messkörper verwendet werden, die Messgeometrien aufweisen, die eine Bestimmung der Lage und Orientierung der Implantate ermöglichen. Die Messgeometrie kann dabei eine bestimmte geometrische Form aufweisen. Das erste Messverfahren für die Übersichtsaufnahme kann auf einem Streifenprojektionsverfahren, auf einem konfokalen Mikroskopieverfahren, auf einem Weisslichtinterferometrieverfahren, auf einem Triangulationsverfahren mit farblichen Mustern oder auf einem dreidimensionalen Röntgenaufnahmeverfahren beruhen.

DE 10 2004 035 091 AI offenbart ein Verfahren zur Bestimmung der Lage und Orientierung der dentalen Implantate, wo- bei auf das Implantat eine Messgeometrie aufgesetzt wird, die einen Rückschluss auf die Lage und Orientierung des Implantats ermöglicht.

Ein Nachteil dieser Verfahren besteht darin, dass die Ge- nauigkeit der verwendeten Vermessungsverfahren insbesondere für die Bestimmung der Implantat-Implantat-Situation, also der relativen Lage und Ausrichtung der Implantate zueinander, nicht ausreicht.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin ein Vermessungssystem und ein Verfahren zur Vermessung einer Implantat-Implantat-Situation zur Verwendung bei der Planung eines implantatgetragenen Zahnersatzteils bereitzustellen, das eine genaue Vermessung und Bestimmung der Implantat-Implantat-Situation ermöglicht . Darstellung der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Vermessungssystem zur Vermessung einer Implantat-Implantat-Situation für eine Planung eines implantatgetragenen Zahnersatzteils gestützt auf mindestens zwei Implantate umfassend eine Scanschablone und die min- destens zwei gesetzten Implantate. Die Scanschablone weist dabei Aussparungen für die einzelnen Implantate und erste Markierungen auf.

Das Vermessungssystem dient zur genauen Vermessung der Implantat-Implantat-Situation. Die Implantat-Implantat- Situation ist als die Lage und Ausrichtung der Implantate zueinander und/oder relativ zu einer Zahnsituation definiert. Das implantatgetragene Zahnersatzteil kann beispielsweise eine implantatgetragene Brücke, eine implantatgetragene Brücke mit integriertem Gingivaanteil oder ein implantatgetragener Steg sein. Ein implantatgetragener Steg dient als Basiskonstruktion für steggetragene, herausnehm- bare Prothesen. Das Zahnersatzteil ist dabei auf mindestens zwei Implantate gestützt, sodass zur Planung des implantatgetragenen Zahnersatzteils eine möglichst genaue Bestimmung der Lage und Ausrichtung der beiden Implantate zueinander erforderlich ist. Die Scanschablone ähnelt einer Bohrschablone, wobei die Scanschablone zur Vermessung auf die gesetzten Implantate aufgesetzt wird und anschließend zusammen mit den Implantaten vermessen wird. Diese Scanschablone kann beispielsweise unter Verwendung eines CAD/CAM- Herstellungsverfahrens aus einem formstabilen Material, wie PMMA, hergestellt sein. Die Aussparungen der Scanschablone können größer als die Implantate sein, sodass die auf die Implantate aufgesetzte Scanschablone leicht hin- und her bewegt werden kann. Die Aussparungen werden also an den Positionen der Implantate angebracht, die vor dem Setzen der Implantate beispielsweise beim Planen einer Bohrschablone festgelegt wurden. Die tatsächlichen Positionen der Implantate weichen jedoch von den geplanten Positionen ab, da beim Setzen der Implantate und durch mögliche Herstellungs- fehler der Bohrschablone leichte Abweichungen von den geplanten Positionen entstehen können. Das vorliegende Vermessungssystem dient also einer Feinvermessung, um die genaue Lage und Ausrichtung der Implantate zueinander und relativ zur Zahnsituation zu vermessen. Die ersten Markierun- gen sind bezüglich ihrer Form und ihrer Farbgestaltung so ausgestaltet, dass die Lage und Ausrichtung der Markierungen eindeutig bestimmt werden können. Die ersten Markierungen können beispielsweise drei punktförmige Erhöhungen sein, die in einem Dreieck angeordnet sind. Markierungen können auch andere Messgeometrien, bestehend aus geometrischen Grundformen, wie einem Quader, sein. Die Kante der Aussparung kann selbst als die erste Markierung dienen. Denn anhand eines Verlaufs der Kante der Aussparung kann die Lage und Ausrichtung eindeutig bestimmt werden.

Ein Vorteil eines solchen Vermessungssystems liegt darin, dass die Bestimmung der Lage und Orientierung der Implanta- te zueinander und der Implantate relativ zur Zahnsituation verbessert wird. Denn bei typischen dreidimensionalen Int- raoralkameras, die auf einem optischen dreidimensionalen Vermessungsverfahren, wie einem Streifenprojektionsverfahren, beruhen, liegt die Genauigkeit der Vermessung von schwach strukturierten größeren Arealen typischerweise zwischen 50 μπι und 100 pm. Diese Genauigkeit der Vermessung sinkt bei optischer Vermessung kooperativer Formen innerhalb geringer Distanz auf wenige μτ . Die Lage und Ausrichtung der ersten Markierungen relativ zum nahegelegenen Im- plantat können also viel genauer bestimmt werden als bei einer dreidimensionalen optischen Vermessung der gesamten Zahnsituation .

Ein weiterer Vorteil eines solchen Vermessungssystems liegt darin, dass die mechanische Präzision der Scanschablone hö- her ist als die Messgenauigkeit einer herkömmlichen optischen 3D-Kamera. Dadurch wird insbesondere die relative Lage der Aussparungen genauer vermessen. Dies ist insbesondere der Fall, wenn zwischen den gesetzten Implantaten nur Zahnfleisch liegt. Denn bei der Vermessung mittels einer herkömmlichen 3D-Kamera kann das Fehlen charakteristischer geometrischer Strukturen im Aufnahmebereich zu höheren Registrierungsfehlern und damit zu Messungenauigkeiten führen .

Dabei wird davon ausgegangen, dass die Lagebeziehung zwi- sehen den ersten Markierungen zugehörig zu den Implantaten in der Scanschablone untereinander mit einer Genauigkeit gefertigt wurde, die oberhalb der Genauigkeit typischer 3D- Messkameras bei der Vermessung von schwach strukturierten, größeren Arealen liegt. Dies ist bei einer spanabhebenden Fertigung der Scanschablone auf einer NC-gesteuerten Bearbeitungsmaschine typischerweise gegeben. Vorteilhafterweise können die ersten Markierungen an Oberflächenbereichen um die Aussparungen angeordnet sein.

Die Oberflächenbereiche mit den Markierungen können unmittelbar am Rand der Aussparungen oder in der Nähe der Aussparungen in einem Abstand von beispielsweise maximal 5 mm zum Rand der Aussparung angeordnet sein.

Vorteilhafterweise können die ersten Markierungen durch die Ränder der Aussparungen gebildet sein.

Denn die Geometrie der Ränder der Aussparungen erlaubt eine eindeutige Bestimmung der Lage und Ausrichtung der Scan- Schablone.

Vorteilhafterweise können die ersten Markierungen als Barcodes zur Zuordnung der einzelnen Aussparungen ausgebildet sein . ^"

Die Barcodes können optisch erfasst werden und erlauben ei- ne eindeutige Identifizierung der einzelnen Aussparungen. Dadurch wird also ermöglicht automatisch zu bestimmen, für welche Implantate die genaue Lage und Ausrichtung vermessen wurde. Darüber hinaus erlauben die Barcodes aufgrund ihrer Geometrie eine genaue Bestimmung der Lage und Ausrichtung der Scanschablone.

Vorteilhafterweise kann das Vermessungssystem zusätzlich mindestens zwei an den beiden Implantaten angebrachte Scankörper umfassen, wobei an den Scankörpern zweite Markierungen angeordnet sind. Die an den Implantaten angebrachten Scankörper weisen also zweite Markierungen auf, die eine genauere Bestimmung der Lage und Ausrichtung der Scankörper relativ zur Scanschablone ermöglichen. Die zweiten Markierungen können so, wie die ersten Markierungen, beliebig gestaltet sein, eine eindeutige Bestimmung der Lage und Ausrichtung zu ermöglichen.

Alternativ zu einem Scankörper kann auch ein Abutment oder eine Titanbasis verwendet werden, die mittels einer optischen 3D-Kamera vermessen werden können, um eine genaue Be- Stimmung der Lage und Ausrichtung relativ zur Scanschablone zu ermöglichen.

Vorteilhafterweise kann die Scanschablone unter Verwendung eines CAD/CAM-Herstellungsverfahrens mit bekannten Abmessungen hergestellt sein. Die Scanschablone kann also wie eine Bohrschablone mittels einer herkömmlichen CAD/CAM-Vorrichtung erstellt werden. Dabei kann die Scanschablone aus einem Rohling beispielsweise mittels einer fünfachsigen CAM-Fräsmaschine hergestellt werden. Die Herstellung erfolgt also nach einem ge- planten 3D-Modell mit bekannten Abmessungen. Daher sind die Abmessungen der hergestellten Scanschablone innerhalb eines Toleranzbereichs bekannt.

Vorteilhafterweise können die ersten Markierungen und/oder die zweiten Markierungen in ihrer Geometrie und/oder ihrer Farbe so gestaltet sein, dass unter Verwendung eines dreidimensionalen optischen Vermessungsverfahrens eine genaue Lage und Ausrichtung der ersten Markierungen relativ zu den zweiten Markierungen bestimmbar sind.

Dadurch wird also eine eindeutige und genaue Vermessung der Markierungen ermöglicht. Vorteilhafterweise kann ein Durchmesser einer Aussparung größer als ein Durchmesser des entsprechenden Implantats sein .

Dadurch kann die Scanschablone auf die Implantate aufge- setzt werden, auch wenn die tatsächlichen Positionen der gesetzten Implantate von den geplanten Positionen der Implantate abweichen.

Vorteilhafterweise kann die Scanschablone aus einem formstabilen Material, wie PMMA, hergestellt sein. Dadurch wird die Scanschablone beim Aufsetzen auf die Implantate nicht verformt, sodass die bekannten Abmessungen der Scanschablone mit den tatsächlichen Abmessungen der Scanschablone übereinstimmen.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Vermes- sung einer Implantat-Implantat-Situation für eine Planung eines implantatgetragenen Zahnersatzteils unter Verwendung der oben erwähnten Scanschablone. Die Scanschablone wird dabei relativ zu den gesetzten Implantaten fest angeordnet und unter Verwendung eines Vermessungsverfahrens werden die ersten Markierungen an der Scanschablone vermessen.

Dieses Verfahren ermöglicht also unter Verwendung der Scanschablone eine genaue und eindeutige Vermessung der Lage und der Ausrichtung der Implantate relativ zueinander und relativ zur Zahnsituation. Die Zahnsituation kann dabei die benachbarten Zähne, Zahnfleischbereiche und/oder Zahnersatzteile umfassen. Das Vermessungsverfahren kann ein beliebiges Vermessungsverfahren sein, das eine eindeutige und genaue Bestimmung der Lage und Ausrichtung der ersten Markierungen relativ zu den Implantaten ermöglicht. Das Ver- messungsverfahren kann beispielsweise ein Streifenprojektionsverfahren, ein konfokales Mikroskopieverfahren, ein Weisslichtinterferometrieverfahren, ein Triangulationsverfahren mit farblichen Mustern, ein taktiles Verfahren mittels eines taktilen Tastscanners oder ein dreidimensionales Röntgenaufnahmeverfahren sein. Das Anordnen der Scanschablone relativ zu den gesetzten Implantaten kann beispielsweise durch das Verkleben der Scanschablone mit den Oberflächen der Zähne um die gesetzten Implantate und/oder durch das Verkleben der Scanschablone mit den gesetzten Implantaten und/oder durch das Verschrau- ben der Scanschablone mit den gesetzten Implantaten

und/oder durch das Befestigen der Scanschablone an einem Kieferknochen unter Verwendung von Fixierimplantaten erfolgen .

Vorteilhafterweise können unter Verwendung des Vermessungs- Verfahrens auch sichtbare Oberflächen der Implantate oder darauf angebrachter Strukturen vermessen werden, wobei eine genaue Lage und Ausrichtung der Scanschablone relativ zu den Implantaten bestimmt werden.

Dadurch erfolgt die Bestimmung der relativen Lage und Aus- richtung der Scanschablone relativ zu den Implantaten ohne Verwendung von Scankörpern.

Vorteilhafterweise können an den Implantaten Scankörper angebracht werden, die zweite Markierungen aufweisen, wobei unter Verwendung des Vermessungsverfahrens die zweiten Mar- kierungen an den Scankörpern vermessen werden, wobei eine genaue Lage und Ausrichtung der Scanschablone relativ zu den Scankörpern und damit zu den Implantaten bestimmt wird.

Dadurch wird die Bestimmung der Lage und Ausrichtung der Implantate relativ zur Scanschablone durch die Verwendung der Scankörper verbessert. Denn die Scankörper weisen die zweiten Markierungen auf, die beispielsweise bezüglich der Geometrie und der optischen Eigenschaften für eine optische Vermessung geeignet sind.

Vorteilhafterweise können anhand der bestimmten Lage und Ausrichtung der Scanschablone relativ zu den gesetzten Im— plantaten sowie anhand von bekannten Abmessungen der Scanschablone eine genaue Lage und Ausrichtung der Implantate relativ zueinander und/oder relativ zu einer Zahnsituation bestimmt werden.

Dadurch wird die Implantat-Implantat-Situation im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren mit einer höheren Genauigkeit bestimmt. Denn bei einer herkömmlichen dreidimensionalen optischen Vermessung der gesamten Zahnsituation mit mehreren gesetzten Implantaten können beispielsweise Registrierungsfehler und Messfehler zu Ungenauigkeiten führen.

Vorteilhafterweise können die ermittelte Lage und Ausrichtung der Implantate relativ zueinander und/oder relativ zu einer Zahnsituation für eine Planung des implantatgetragenen Zahnersatzteils verwendet werden.

Dadurch wird also die Passgenauigkeit des herzustellenden Zahnersatzteils zu den gesetzten Implantaten verbessert.

Vorteilhafterweise kann das Vermessungsverfahren ein optisches dreidimensionalen Vermessungsverfahren oder ein tak- tiles Vermessungsverfahren sein.

Das optische dreidimensionale Vermessungsverfahren, wie das Streifenprojektionsverfahren, ein konfokales Mikroskopieverfahren oder ein Weisslichtinterferometrieverfahren, ist besonders vorteilhaft für eine intraorale Vermessung. Beim taktilen Vermessungsverfahren wird ein taktiler Tastscanner verwendet, der die Oberfläche des Objekts punktweise abtas- tet und auf diese Weise eine dreidimensionale Punktwolke des Objekts erzeugt wird. Das Vermessungsverfahren kann auch ein Fotogrammetrieverfahren sein.

Das Fotogrammetrieverfahren ist eine Messmethode und ein Auswerteverfahren der Fernerkundung, um aus Aufnahmen und genauen Messbildern eines Objektes aus unterschiedlichen Raumrichtungen seine räumliche Lage oder dreidimensionale Form zu bestimmen. Im Regelfall werden die Bilder mit einem speziellen Multikamerasystem aufgenommen. Mittels dieses Verfahrens kann aus den zweidimensionalen optischen Aufnah- men der einzelnen Kameras des Multikamerasystems eine dreidimensionale Aufnahme des aufzunehmenden Objekts berechnet werden .

Vorteilhafterweise kann die Scanschablone unter Verwendung eines CAD/CAM-Herstellungsverfahrens mit bekannten Abmes- sungen hergestellt werden.

Dadurch wird die Scanschablone mittels einer CAD/CAM- Vorrichtung nach einem geplanten 3D-Modell mit bekannten Abmessungen hergestellt.

Vorteilhafterweise kann die Scanschablone aus einer

Bohrschablone hergestellt werden, die zum Setzen der Implantate verwendet wurde, wobei Bohrhülsen aus der

Bohrschablone entfernt werden und/oder die Aussparungen angebracht werden, wobei die ersten Markierungen an den Oberflächenbereichen um die Aussparungen angebracht werden. Dadurch wird die Scanschablone aus der bereits zum Bohren der Implantatbohrungen verwendeten Bohrschablone hergestellt.

Vorteilhafterweise kann das Anbringen der Aussparungen und der ersten Markierungen unter Verwendung des CAD/CAM- Herstellungsverfahrens durchgeführt werden. Dadurch wird die Bohrschablone automatisch mittels einer CAD/CAM-Vorrichtung angepasst, indem die Aussparungen und die ersten Markierungen angebracht werden.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt, die

Fig. 1 eine Skizze zur Verdeutlichung eines Vermessungssystems, die

Fig. 2 eine Seitenansicht eines Ausschnitts der Scan- Schablone.

Ausführungsbeispiele

Die Fig. 1 zeigt eine Skizze zur Verdeutlichung eines Vermessungssystems 1 umfassend eine Scanschablone 2 und mindestens zwei gesetzte Implantate 3 und 4 zur Vermessung ei- ner Implantat-Implantat-Situation 5. Im vorliegenden Fall wurden zusätzlich ein drittes Implantat 6 und ein viertes Implantat 7 gesetzt. Das vorliegende Verfahren unter Verwendung des Vermessungssystems 1 ermöglicht also eine Feinvermessung der Lage und Ausrichtung der gesetzten Implanta- te 4, 3, 7 und 6 relativ zueinander und relativ zur übrigen Zahnsituation 8, wobei die Zahnsituation 8 benachbarte Zähne 9 und Zahnfleischbereiche 10 umfasst. Auf die Implantate 3, 4,6 und 7 wird die Scanschablone 2 aufgesetzt, wobei an den Positionen der Implantate eine erste Aussparung 11, ei- ne zweite Aussparung 12, eine dritte Aussparung 13 und eine vierte Aussparung 14 angeordnet sind. Das erste Implantat 3 weist also eine erste Lage 15 und eine erste Ausrichtung 16 entlang einer Symmetrieachse 17 des Implantats 4 auf. Das zweite Implantat 4 weist eine zweite Lage 18 und eine zwei- te Ausrichtung 19 auf. Das dritte Implantat 6 weist eine dritte Lage 20 und eine dritte Ausrichtung 21 auf. Das vierte Implantat 7 weist eine vierte Lage 22 und eine vierte Ausrichtung 23 auf. An den Oberflächenbereichen 24 um die Aussparungen 11, 12, 13 und 14 sind erste Markierungen 25 angeordnet. An den Implantaten 3, 4, 6 und 7 sind Scan- körper 26 angebracht, die zweite Markierungen 27 aufweisen. Die zweiten Markierungen 27 und die ersten Markierungen 25 können bezüglich ihrer Geometrie, bezüglich ihrer Farbgestaltung und bezüglich ihrer optischen Eigenschaften so gestaltet sein, dass eine genaue und eindeutige Vermessung der Lage dieser Markierungen ermöglicht wird. Im vorliegenden Fall sind die zweiten Markierungen 27 in Form von drei halbkugelförmigen Erhöhungen ausgeführt, die in einem Dreieck angeordnet sind. Die ersten Markierungen 25 sind ebenfalls als halbkugelförmige Erhöhungen ausgeführt. Die Markierungen können auch andere geometrische Grundformen, wie eine Pyramide oder einen Quader enthalten. Die Scanschablone 2 kann beispielsweise mittels einer CAD/CAM-Vorrichtung nach einem 3D-Modell hergestellt werden. Bei der Planung der Scanschablone können beispielsweise Oberflächendaten der Zahnsituation 8 umfassend Nachbarzähne 9 sowie die aus der Implantatplanung bekannten Positionen der Implantate 3, 4, 6 und 7 verwendet werden. Der Durchmesser der Aussparungen 11, 12, 13 und 14 sind größer als der Durchmesser der gesetzten Implantate 3, 4, 6 und 7 und der aufgesetzten Scankörper 26. Die Scanschablone 2 und die an den Implantaten angebrachte Scankörper 26 werden mittels einer intraoralen 3D-Kamera 28 vermessen, die beispielsweise auf einem Streifenprojektionsverfahren beruht. Mittels der intraoralen 3D-Kamera 28 wird also ein Aufnahmebereich 29 vermes- sen, der durch die gestrichelten Linien dargestellt ist.

Der Aufnahmebereich 29 der 3D-Kamera 28 umfasst also sowohl die ersten Markierungen 25 der Scanschablone 2 als auch die zweiten Markierungen 27 des Scankörpers 26, so dass anhand der dreidimensional optischen Aufnahme eine genaue Bestimmung der Lage und Ausrichtung der ersten Markierungen 25 relativ zum zweiten Markierungen 27 ermöglicht wird. Die Bilddaten der dreidimensionalen optischen Aufnahme der 3D- Kamera 28 werden an einen Computer 30 weitergeleitet. Am Computer 30 sind Bedienungselemente, wie eine Tastatur 31 und eine Maus 32, angeschlossen. Zur Planung eines implantatgetragenen Zahnersatzteils 33 wird also die ermittelte Lage und Ausrichtung der Implantate 3, 4, 6 und 7 relativ zueinander und relativ zur Zahnsituation 8 verwendet. Bei der Planung des Zahnersatzteils 33 wird also die äußere Geometrie in. Abstimmung zu Nachbarzähnen 9 und eine innere Geometrie in Abhängigkeit von der genauen Lage und Ausrichtung der gesetzten Implantate geplant. Die Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht eines Ausschnitts der Scanschablone 2, die auf die Nachbarzähne 9 aufgesetzt ist. Auf dem ersten Implantat 3 ist der Scankörper 26 mit den zweiten Markierungen 27 angeordnet, wobei der Durchmesser der Aussparung 11 größer als der Durchmesser des Scankör- pers 26 ist. Die ersten Markierungen 25 sind ringförmig in Form von halbkugelförmigen Erhöhungen am Rand der Aussparung 11 angeordnet.

Bezugszeichen

1 Vermessungssystem

2 Scanschablone

3 erstes Implantat

4 zweites Implantat

5 Implantat-Implantat-Situation

6 drittes Implantat

7 viertes Implantat

8 Zahnsituation

9 benachbarte Zähne

10 Zahnfleischbereiche

11 erste Aussparung

12 zweite Aussparung

13 dritte Aussparung

14 vierte Aussparung

15 erste Lage

16 erste Ausrichtung

17 Symmetrieachse

18 zweite Lage

19 zweite Ausrichtung

20 dritte Lage

21 dritte Ausrichtung

22 vierte Lage

23 vierte Ausrichtung

24 Oberflächenbereiche erste Markierungen Scankörper

zweite Markierungen intraorale 3D-Kamera Aufnahmebereich Computer

Tastatur

Maus

Zahnersatzteil