Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anfertigung einer Protrusionsschiene umfassend eine obere Teilschiene zur Verbindung mit dem Oberkiefer und eine untere Teilschiene zur Verbindung mit dem Unterkiefer eines Patienten, wobei Führungsmittel zur gegenseitigen Führung der beiden Teilschienen während einer zubeißenden Bewegung vorgesehen sind, die den Unterkiefer über eine Führungsbahn in eine vorbestimmte Therapieposition führen, wobei ein Satz patientenindividueller Daten des

Kiefergelenkapparates aufgenommen wird. Die Erfindung betrifft auch die

Prutrusionsschiene selber und ein Verfahren zur Ermittlung der Therapieposition.

Solche Protrusionsschienen werden von einer Person im Mund getragen und dienen dazu, insbesondere im Schlaf den Unterkiefer der Person gegenüber einer

Referenzposition weiter nach vorne zu verlagern. Unter der Referenzposition kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung die habituelle Position verstanden werden. Damit soll insbesondere das gesundheitsschädliche oder störende Schnarchen während des Schlafens verhindert werden. Solche Protrusionsschienen umfassen eine obere

Teilschiene zur Verbindung mit dem Oberkiefer der Person und eine unteren

Teilschiene zur Verbindung mit dem Unterkiefer der Person. Diese Teilschienen weisen Anlageflächen für die jeweiligen Zähne und/oder Kieferbereiche auf. Die beiden

Teilschienen sind grundsätzlich innerhalb gewisser Grenzen bewegbar zueinander gehalten. Zur Beaufschlagung der Kiefer in die gewünschte Kieferstellung sind

Führungsmittel an beiden Teilschienen vorgesehen, die die Teilschienen in eine entsprechende Relativstellung zueinander beaufschlagen.

Grundsätzlich gibt es dabei unterschiedliche Arten von Therapieschienen, die eine z.B. anteriore Verschiebung des Unterkiefers bewirken, also den Unterkiefer im Vergleich zum Oberkiefer nach vorne verschieben, wodurch eine Protrusionsstellung der Kiefer erreicht wird. Die DE 20 2010 006 293 U1 offenbart eine Therapieschiene in einer ersten Art. Die dort gezeigte Therapieschiene umfasst eine Oberkieferschiene und eine Unterkieferschiene mit jeweiligen Führungsflächen. Die Führungsflächen sind derart ausgebildet, dass bei einem Absinken des Unterkiefers die beiden Führungsflächen aneinander gleiten und dabei eine anteriore Verschiebung des Unterkiefers bewirken. Sobald sich der Kiefer, beispielsweise durch Erschlaffung der Muskulatur im Schlaf, öffnet, erfolgt die

Beaufschlagung des Unterkiefers nach vorne.

Bei dieser Schienenart wird folglich der Kiefer bei der Nutzung umso weiter nach vorne beaufschlagt, je größer der Kiefer geöffnet ist. Damit wird dem Umstand Rechnung getragen, dass der Condylus des Kiefergelenks sich bei einer geöffneten Kieferstellung nicht nur gegenüber der Fossa verdreht, sondern sich auch relativ zur Fossa nach unten verlagert. Somit vergrößert sich grundsätzlich der Abstand des Condylus von der Gelenkbahn der Fossa, wodurch der Condylus einen größeren Freiraum in anteriorer Richtung erhält. In dieser geöffneten Stellung hat der Unterkiefer nun mehr anterioren Freiraum; der Unterkiefer kann also weiter nach vorne verlagert werden, je weiter er sich öffnet. Die Schienen dieser Art sind nicht von der vorliegenden Erfindung umfasst.

Daneben gibt es Schienen in einer zweiten Art, auf die sich die vorliegende Erfindung bezieht. Diese Schienen unterscheiden sich von den Therapieschienen der ersten Art in der Art und Weise, wie der Vorschub erzeugt wird. Bei den Protrusionsschienen dieser zweiten Art sind die Führungsmittel derart eingerichtet, dass der Unterkiefer anterior verlagert wird, wenn die Kiefer aufeinander zu bewegt werden. Der größte Grad der Protrusion wird folglich im Schlussbiss erreicht. Unter dem Begriff Schlussbiss wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine solche Kieferstellung verstanden, bei die Kiefer derart nahe aufeinander zu bewegt sind, dass die beiden Teilschienen

miteinander in Anschlag sind und eine weitere Schließbewegung der beiden Kiefer aufeinander zu verhindern.

Bei diesen Therapieschienen der zweiten Art wird folglich bei geschlossener oder nahezu geschlossener Kieferstellung der größte Vorschub erzielt; bei der

Therapieschiene der ersten Art vergrößert sich der Vorschub mit der Öffnung des Kieferstellung während der Nutzung. Eine bekannte Therapieschiene der zweiten Art, von uei ie cmn ung ausge , s n er gur geze g un w r r u w m w i

Figurenbeschreibung unten noch näher erläutert.

Nachteilig bei solchen Therapieschienen der zweiten Art ist allerdings, dass die

Protrusion nur begrenzt eingestellt werden kann, da im Falle einer großen axialen Verschiebung des Unterkiefers der Condylus recht schnell in Anschlag mit der Fossa gelangen kann. Wenn das Kiefergelenk dauerhaft in eine solch ungünstige Stellung beaufschlagt wird, kann dies Schäden am Kiefergelenksapparat hervorrufen.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Anfertigung einer Protrusionsschiene, eine Protrusionsschiene und ein Verfahren zur Ermittlung einer Therapieposition (im Folgenden gilt dies auch für eine Schar von Therapiepositionen) bereitzustellen, in der ein möglichst hoher Grad an Protrusion auch bei Vorliegen des Schlussbisses vorliegt, der aber dennoch für die Person angenehm und insbesondere nicht gesundheitsschädlich ist. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1 , die Protrusionsschiene nach Anspruch 6 und das Verfahren nach Anspruch 1 1. Bevorzugte Ausgestaltungen ergeben sich aus der Beschreibung.

Der Kern der Erfindung liegt darin, eine Protrusionsschiene herzustellen, deren untere Teilschiene sich gegenüber der oberen Teilschiene entlang einer Führungsbahn zwangsbewegt, die aus den patientenindividuellen Daten und anhand mindestens einer daraus sich ergebenden Therapieposition bestimmt wird. Dazu wird aus den

patientenindividuellen Daten vorteilhafterweise der Kurvenverlauf einer Gelenkbahn zwischen dem Gelenkkopf des Unterkiefers und der Gelenkgrube des Oberkiefers ermittelt wird, dass aus dem Verlauf der Gelenkbahn die Führungsbahn bestimmt wird und dass die Führungsmittel entsprechend der Führungsbahn angefertigt werden.

Dementsprechend werden bei der erfindungsgemäßen Protrusionsschiene die

Führungsmittel auf einer Führungsbahn geführt, die sich aus dem Kurvenverlauf einer anhand patientenindividuellen Daten ermittelten Gelenkbahn zwischen dem Gelenkkopf des Unterkiefers und der Gelenkgrube des Oberkiefers ergibt.

Ein weitere erfindungswesentlicher Gedanke ist, dass bei der Ermittlung der

Therapieposition die Anatomie des Kiefergelenkapparates ins besonderer Form enju wsiuniiyi wn . as s a urc m g c , ass e pa en en n viuufc it i uaien einerseits einen Satz dreidimensionaler Bilddaten des Kiefergelenks umfassen, die mit einem dreidimensionalen bildgebenden Verfahren aufgenommen wurden, und dass die patientenindividuellen Daten andererseits Bewegungsdaten aus einer

Bewegungsaufzeichnung des Kieferapparates, insbesondere aus einem

Kondylogramms, umfassen. Die Bewegungsdaten beschreiben die anatomisch möglichen Positionen des Kiefergelenks, wohingegen sich aus den dreidimensionalen Bilddaten die Sollbewegung ermitteln lässt. Erfindungsgemäß werden die

dreidimensionalen Bilddaten mit den Bewegungsdaten zur Generierung eines simulierten Bewegungsablaufes der Kieferbewegung des Patienten im Raum der dreidimensionalen Bilddaten vereint, so dass sich aus dem simulierten

Bewegungsablauf die Therapieposition oder die Schar von Therapiepositionen bestimmen lässt.

Wie bereits einleitend dargestellt, gibt es einen Zusammenhang zwischen der maximal erreichbaren Protrusion und dem Öffnungswinkel der Kiefer derart, dass eine höhere Protrusion erreichbar ist, je größer der Kieferöffnungswinkel ist. Gleichzeitig aber ist es erwünscht, den Kiefer möglichst geschlossen zu halten, aber dennoch eine möglichst hohe Vorverlagerung des Unterkiefers einzustellen. Dadurch, dass nun die Anatomie des Kiefergelenkapparates bei der Erzeugung der Therapieposition berücksichtigt wird, kann eine Optimierung dahingehend erfolgen, dass die Protrusion möglichst groß ist, bei zugleich möglichst geringem Kieferöffnungswinkel.

Zum einen werden patientenindividuelle Bilddaten des Kiefergelenkapparates, insbesondere des Kiefergelenks, bereitgestellt, die durch anhand eines an der Person durchgeführtes bildgebendes Verfahren erzeugt wurden. Aus diesen Bilddaten werden die erforderlichen Geometriedaten extrahiert. Bei den Bilddaten kann es sich auch um einfaches Röntgenbild handeln, aus dem die Form der Gelenkbahn vorzugsweise in Seitenansicht erkennbar ist. Bevorzugt sind allerdings dreidimensionale Volumendaten, insbesondere Tomographiedaten, da sich daraus wesentliche Geometrieinformationen Form des Kiefergelenksdeutlich detaillierter erzeugen lassen. Zur Aufnahme der dreidimensionale Volumendaten eignen sich beispielsweise Cone-Beam Verfahren, CT oder MRT. . .

a ei weruen im o gen en unter em ie erge en apparat so c e anaiomiscnen

Gegebenheiten verstanden, die für die Bewegung der Kiefer relevant sind.

Insbesondere fallen darunter die sämtliche Körperteile, die eine Relativbewegung der Kiefer zueinander unterstützen oder behindern. Insbesondere umfasst sind davon die Kiefergelenke, die Muskulatur zur Ansteuerung der Kiefer, Sehnen und Knorpel im Bereich des Kiefergelenks.

Zum anderen werden patientenindividuelle Daten einer Bewegungsaufzeichnung, insbesondere eines Kondylogramms, bereitgestellt. Aus der Bewegungsaufzeichnung lässt sich ermitteln, welche Positionen der Unterkiefer der Person bei üblicher

Bewegung mit hoher Wahrscheinlichkeit einnimmt; aus diesen Positionen können die Therapiepositionen ausgewählt werden.

Aus den patientenindividuellen Daten wird vorzugsweise der Kurvenverlauf der

Gelenkbahn des Kiefergelenks ermittelt. Ein besonders relevanter Wert ist dabei die mittlere Neigung der Gelenkbahn des Kiefergelenks.

Es können aus den patientenindividuellen Daten ferner Hinweise auf weitere oder andere anatomische Gegebenheit ermittelt werden, die zur Ermittlung der

Therapiepositionen berücksichtigt werden. Solche anatomischen Gegebenheiten umfassen insbesondere Sehnen oder Knorpel des Kiefergelenkapparates, die grundsätzlich das Einnehmen einer bestimmten Position des Unterkiefers erschweren oder behindern.

Diese so ermittelte Therapieposition lässt sich nun bei der Herstellung einer

Protrusionsschiene anwenden. Die Führungsmittel dieser Schiene umfassen dabei nun Einstellmittel, mit denen der Grad der Protrusion im Schlussbiss entsprechend der zuvor ermittelten Therapieposition eingestellt werden kann. Die Einstellmittel sind dabei in Abhängigkeit der patientenindividuellen Daten, insbesondere daraus generierter Geometriedaten des Kiefergelenkapparates, ausgestaltet.

Vorzugsweise umfassen die Einstellmittel dafür ein einstellbares Führungselement, welches in einer Verstellrichtung verlagerbar ist. Die Verstellrichtung ist in Abhängigkeit zu den Geometriedaten ausgerichtet. Je nach Verlagerung des Führungselementes _a e _r rt _n oi i , _{ι η η} , uie cnisienung der Protrusion, tine hone Verlagerung des ruiii unyseienieins in Verstellrichtung bedeutet einen großen Grad an Protrusion im Schlussbiss; eine kleine Verlagerung des Führungselements in Verstellrichtung erzeugt lediglich einen kleinen Grad an Protrusion im Schlussbiss.

Vorzugsweise ist dabei die Verstellrichtung in Abhängigkeit der Gelenkbahn

ausgerichtet. Das bedeutet, dass das Führungselement während der Verlagerung in etwa der Gelenkbahn folgt. Insbesondere folgt die Verstellrichtung einer Richtung, die parallel zur mittleren Neigung der Gelenkbahn ausgerichtet ist. Dies hat nun den Vorteil, dass mit der Einstellung eines höheren Protrusionsgrades der Condylus nicht nur nach vorne verlagert wird, sondern zugleich der realen Form der Gelenkbahn folgend auch weiter nach unten verlagert wird. Zwar geht damit zugleich eine Öffnung der

Kieferstellung einher; dennoch kann so patientenindividuell ein möglichst großer Vorschub bei möglichst kleiner Kieferöffnung realisiert werden.

Die Erfindung wird anhand der Figuren nachfolgend näher erläutert. Hierin zeigt eine Protrusionsschiene nach dem Stand der Technik; schematisch Teile eines Kiefergelenks bei der Verwendung der

Protrusionsschiene nach Figur 1 ; die erfindungsgemäß durchgeführten Schritte zum Extrahieren von

Geometriedaten des Kiefergelenks; schematisch eine erfindungsgemäß hergestellte Protrusionsschiene;

Teile des Kiefergelenks bei der Verwendung der Protrusionsschiene nach Figur 4; schematisch eine weitere erfindungsgemäß hergestellte

Protrusionsschiene mit veränderten Parametern;

Teile des Kiefergelenks bei der Verwendung der Protrusionsschiene nach Figur 7; a) Ausschnitte eines Kondylogramms;

b) Teile des Kiefergelenks überlagert mit dem Ausschnitt des Kondylogramms nach Figur 8a; « veiy _r ro er er _π u _Μ ssc _n ni es on y ogramms _M nac„ iyui _i rigui a oa um ucti aus ermittelter mittlerer Gelenkbahnneigung;

Figur 10 eine Überlagerung der Darstellungen der Figuren 3b und 8a,

Figur 1 zeigt eine Protrusionsschiene nach dem Stand der Technik. Sie umfasst eine obere Teilschiene 11 und eine untere Teilschiene 12, die passgenau zu einem Kiefer bzw. zu den Zähnen einer Person ausgebildet sind. Wenn die Person diese

Protrusionsschiene trägt und zubeißt, wird der Unterkiefer der Person in eine

Protrusionsstellung beaufschlagt, das heißt, der Unterkiefer wird nach vorne verlagert.

Zur Einstellung dieser Protrusionsstellung sind nun Führungsmittel 13 an der

Protrusionsschiene 1 vorgesehen. Diese umfassen eine obere Führungsfläche 14, die an der oberen Teilschiene 11 angebracht ist, und eine untere Führungsfläche 15, die an einer unteren Teilschiene 12 angebracht ist. Diese sind leicht von hinten/unten nach vorne/oben geneigt, so dass beim Zubeißen der Unterkiefer nach vorne beaufschlagt wird.

Der Grad der Protrusion ist bei einer solchen Schiene einstellbar. Dafür umfassen die

Führungsmittel 13 Einstellmittel 16. Die Einstellmittel 16 umfassen mehrere Elemente, nämlich ein festes Stützelement 18, welches an der oberen Teilschiene 11 fest angebracht ist, sowie ein bewegliches Führungselement 19, weiches über eine

Einstellschraube 17 und gegebenenfalls weiteren Führungselementen verschieblich gegenüber dem festen Stützelement 18 angeordnet ist. Das zweite bewegliche

Führungselement 19 weist die obere Führungsfläche 14 auf. Über die Einstellschraube 17 kann nun der Abstand des beweglichen Führungselements 19 gegenüber dem festen Stützelement 18 eingestellt werden.

Figur 2 zeigt nun schematisch ein Kiefergelenk mit der Fossa 2 und dem Condylus 3. In Figur 2a ist der Normalzustand in Okklusionsstellung ohne Protrusion der Unterkiefer. Figur 2b zeigt, dass nun der Condylus 3 durch Verwendung der Protrusionsschiene nach Figur 1 nach vorne verlagert wird. Bei einer zu großen Verlagerung allerdings stößt der Condylus an die Gelenkbahn 5 der Fossa 2 an. Dies verursacht Schmerzen und Kiefergelenksprobleme bei der Person. . ·· , as ci iii iuunyöyema e er a ren wir nun an an er iguren is / naner enauiert.

Figur 3 zeigt eine Visualisierung von Volumendaten 1 des Kiefergelenks, die mittels eines thomographischen Verfahrens erzeugt wurden. Zu erkennen ist die Fossa 2 und der Condylus 3 (Figur 3a). Nun werden aus den Bilddaten des Kiefergelenks

Oberflächen 4 des Kiefergelenks extrahiert, wie aus Figur 3b zu erkennen ist. Zu erkennen ist auch die hier durch eine besonders fette Linie hervorgehobene

Gelenkbahn 5, die durch eine Oberfläche der Fossa 2 gebildet ist (Figur 3c). Diese Gelenkbahn 5 hat nun für das weitere Verfahren große Bedeutung.

In Figur 4a wird nun aus der ermittelten Gelenkbahn 5 die mittlere Neigung 6 der Gelenkbahn 5 durch Mittelwertbildung erzeugt. Diese mittlere Gelenkbahnneigung 6 ist nun der Eingangswert für die Verstellbarkeit einer erfindungsgemäß hergestellten Protrusionsschiene 10, die schematisch in Figur 4b gezeigt ist. Diese umfasst im Wesentlichen dieselben Bauteile, wie die Protrusionsschiene 10 nach Figur 1.

Allerdings ist die Verstellrichtung R, in welcher das bewegliche Führungselement 19 gegenüber dem festen Stützelement zur Einstellung des Protrusionsgrades verlagerbar ist, ausgerichtet an der mittleren Gelenkbahnneigung 6, nämlich parallel zu dieser angeordnet. Wenn nun durch die Einstellmittel 16 der Grad der Protrusion eingestellt wird, so wird nun neben dem Vorschub auch eine öffnende Beaufschlagung des Kiefers erzeugt. Dies wird auch deutlich anhand der Figur 5a, in der das Kiefergelenk in einer Okklusalstellung gezeigt ist, ohne Protrusionsschiene. Bei eingesetzter

Protrusionsschiene (Figur 5b) wird zwar der Kiefer nach vorne verschoben, angedeutet durch den nach rechts weißenden Pfeil; zugleich wird aber auch der Kiefer im

Schlussbiss leicht geöffnet, angedeutet durch den im Uhrzeigersinn ausgerichteten Pfeil, was automatisch eine Verlagerung des Condylus 3 nach unten bewirkt (nach unten weisender Pfeil). Es ist ersichtlich, dass durch diese Verlagerung der Condylus 3 nun der Gelenkbahn 5 weitgehend folgt. Ein Anstoßen des Condylus 3 an der Fossa 2, wie in Figur 2 noch gezeigt ist, wird so vermieden. Auch lassen sich Sehnen oder Knorpel am Kiefergelenksapparat erkennen, die das Einnehmen einer bestimmten Kieferstellung erschweren oder behindern.

Alternativ könnte die Verstellrichtung R auch einen gekrümmten Verlauf aufweisen, insbesondere um die Gelenkbahn real nachzubilden. Zusätzlich zur Einstellschraube o _r nnte _n g _o e, _n rü, _m m _m m _D e ü rr,u,ηn^g«ssc i _Μ en _Ω e _l v _i o _nr r ,a.n _n e _p n, se _Λ in, _ _

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Führungselement 19 geführt wird. So könnte nicht nur die mittlere Gelenkbahnneigung sondern auch Abschnitte des realen Gelenkbahnverlaufs auf die Verstellrichtung abgebildet werden.

In den Figuren 8 und 7 ist nun eine alternative Ausführung der Protrusionsschiene gezeigt. Figur 6 zeigt dabei eine Protrusionsschiene mit einer flacheren Ausrichtung der Einstellschraube 17. Diese Protrusionsschiene wird angewendet bei Personen, deren Kiefergelenk eine geringere mittlere Gelenkbahnneigung aufweist. In Figur 7 ist eine entsprechende Abbildung eines solchen Kiefergelenks gezeigt. Im Vergleich zur Figur 5 ist die Gelenkbahn 5 deutlich flacher ausgerichtet.

Die Erfindung sieht folglich vor, die Verstellrichtung der Einstellmittel zur Einstellung des Grades der Protrusion unmittelbar auszurichten an der individuellen Gelenkbahn der Person. Bei Personen mit steiler Gelenkbahn muss entsprechend für die Einstellung einer Protrusion eine stärkere Öffnungsbewegung mit eingerechnet werden, was durch die steilere Anstellung der Einstellschraube 17 bzw. eine steilere Einstellung der Verstellrichtung R erreicht wird. Bei Personen mit flacherer Gelenkbahnneigung kann die Verstellrichtung R auch deutlich flacher ausgerichtet werden. Eine Vergrößerung des Grades der Protrusion geht dann mit einer geringeren geöffneten Kieferstellung einher.

Die mittlere Gelenkbahnneigung 6 lässt sich noch durch andere Verfahren ermitteln. Figur 8a zeigt ein Kondylogramm 7 mit einer Vielzahl von Bewegungsspuren 8. Die Bewegungsspuren stehen stellvertretend für Relativpositionen des Condylus 3 gegenüber der Fossa, wie Figur 8b verdeutlichen soll. Es lassen sich so folglich

Positionen ermitteln, insbesondere eine Häufigkeit von Positionen, die die Person selbständig einnimmt. Aus dieser Menge von eingenommenen Positionen lässt sich die eine Therapieposition oder die Schar von Therapieposition auswählen. Außerdem lässt sich durch Extraktion der Punkte am rechten Rand die Form der Gelenkbahn, insbesondere die mittlere Neigung 5 der Gelenkbahn 4, zumindest näherungsweise ermitteln. . .

erner lassen sicn em on y ogramm ie erste ungen entne men, uie uie rerson meidet und daher ungeeignet sind für eine Therapieposition. Dies kann bedingt sein durch Knorpel und Sehnen, die die Einnahme einer solchen Stellung erschweren oder verhindern.

Die zwei vorgestellten Verfahren zur Ermittlung der Therapieposition können

miteinander kombiniert werden. Figur 10 zeigt eine Ansicht, in der die Bilddaten mit den Kondylographiedaten überlagert sind.

_D .

BezygszeicnennSte

1 3D-Aufnahme

2 Fossa

3 Kondulus

4 extrahierte Oberflächen

5 Gelenkbahn

6 mittlere Gelenkbahnneigung

7 Ausschnitt aus Kondylogramm

8 Bewegunsgspuren

10 Protrusionsschiene

1 1 obere Teilschiene

12 untere Teilschiene

13 Führungsmittel

14 obere Führungsfläche

15 untere Führungsfläche

16 Einstellmittel

17 Einstellschraube

18 festes Stützelement

19 bewegliches Führungselement

R Verstellrichtung