ZAHNÄRZTLICHER ULTRASCHALL-AUFNEHMER MIT STÜTZSTRUKTUR UND VERFAHREN ZUR DATENAUFNAHME MIT DIESEM ULTRASCHALL-AUFNEHMER |
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申请号 | EP07725647.7 | 申请日 | 2007-05-30 | 公开(公告)号 | EP2023849B1 | 公开(公告)日 | 2015-10-14 |
申请人 | Rheinisch-Westfälisch-Technische Hochschule Aachen; | 发明人 | HEGER, Stefan; LATZKE, Peter; RADERMACHER, Klaus; SPIEKERMANN, Hubertus; TINSCHERT, Joachim; | ||||
摘要 | |||||||
权利要求 | |||||||
说明书全文 | Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Datenaufnahme im Mund eines Patienten mittels eines Ultraschall-Aufnehmers nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie entsprechende Vorrichtungen, Anlagen und deren Verwendung. Beim Zahnarzt, Kieferchirurg oder Kieferorthopäden wird heutzutage häufig mit speziellen elastomeren Abformmaterialien direkt im Mund des Patienten die Form eines Zahnes, Zahnbereichs oder Restzahnbereichs abgeformt. Diese Materialien werden zum Beispiel in einen Löffel appliziert, der dann auf den abzuformenden Zahnbereich im Mund des Patienten gedrückt wird. Während dem Aushärten des Materials muss der Löffel ruhig gehalten werden. Gelingt dies nicht, so kann es zu Fehlern kommen. Nach dem Aushärten kann der so gewonnene Abdruck aus dem Mund entnommen und weiter bearbeitet werden. Typischerweise wird in einem weiteren Schritt ein Gipsmodel erstellt. Auch bei diesem Schritt können Fehler auftreten. Der beschriebene Vorgang ist zeitaufwendig und für den Patienten häufig sehr unangenehm. Ausserdem sind die Kosten für das Material und der erforderliche Zeitaufwand relativ hoch und die Resultate der Abformung sind teilweise ungenau. Zudem kann die Anwendung dieses Ansatzes im Patientenmund zu Gingivarezessionen und dem Verlust von bindegewebigem Attachement führen. Bei der beschriebenen konventionellen Abformtechnik kann es auch Probleme durch eine Kontamination der abzuformenden Oberfläche mit Blut, Speichel und Sulkusflüssigkeit geben. Es gibt jedoch bereits heute ein CCD-basiertes System zur sogenannten intraoralen Datenabnahme, das dazu eingesetzt werden kann, um mindestens in einigen Fällen die oben beschriebene Abformung zu ersetzen. Details sind dem Aus dem deutschen Gebrauchsmuster Es ist ein weiterer Nachteil der genannten CCD-basierten Systeme, dass immer nur Einzelzahnaufnahmen gemacht werden können, dass heisst die Geometrie nur eines einzigen Zahnes ermittelt werden kann. Somit kann man unter Verwendung dieses Systems auch nur kleine Zahnrestaurationen, zum Beispiel Inlays oder Einzelkronen, anfertigen. Eine weitere Einschränkung des beschriebenen Systems liegt darin, dass die Präparationsränder des zu erfassenden Zahnes supragingival liegen müssen. Ausserdem gibt es bildgebende Systeme, die mittels Röntgenstrahlen arbeiten. Durch diese Systeme kann es zu einer Belastung des Patienten mit Röntgenstrahlen kommen, die als nicht unproblematisch betrachtet wird. Es gibt bereits verschiedenste Ultraschall-Systeme, die im Medizinalbereich zur Anwendung kommen. Typische Nachteile sind jedoch, dass keine Aufnahmen hinter Knochen (wegen der Totalreflexion) möglich sind. Ausserdem ist das Verhalten der Ultraschallwelle sehr komplex. Im Zahnbereich werden Ultraschall-Verfahren bislang experimentell zur sonoerosiven Bearbeitung von Hochleistungskeramik, zur Dichtemessung und Charakterisierung von Zahnsubstanzen oder zur Darstellung paradontaler Strukturen eingesetzt. Ein Beispiel eines Systems zur Ermittlung von paradontalen Taschen im Bereich zwischen Zähnen und Zahnfleisch ist dem Ein weiteres System, das zum Erfassen von Einzelzähnen oder Zahnbögen vorgeschlagen wird, ist den US Patenten Insgesamt ist auch dieser Ansatz aufwendig und ungenau. Ausserdem ist der gesamte Aufbau teuer und kompliziert. Eine Reproduzierbarkeit von einmal vorgenommenen Messungen und eine Vergleichbarkeit von aufgenommenen Daten ist kaum gegeben. Aus der publizierten Dokument Eine Aufgabe der Erfindung wird somit darin gesehen, ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung bereit zu stellen, das/die Nachteile der bisher bekannten Ansätze vermeidet oder mindestens reduziert. Weiterhin soll die Anwendung einfach und unkompliziert sein, um so einen Einsatz auch durch weniger geschulte Kräfte zu ermöglichen. Ausserdem ist es Aufgabe der Erfindung eine kostengünstige Vorrichtung bereit zu stellen. Vor allem steht jedoch im Vordergrund, dass die Anwendung des Verfahrens und der Einsatz der Vorrichtung für den Patienten nicht unangenehm sein darf und möglichst keine Nebenwirkungen haben soll. Ausserdem ist die Reproduzierbarkeit von Datenabnahmen von Bedeutung. Wichtig ist auch, dass die Erfindung problemlos sowohl für das Erfassen im Frontzahnbereich, als auch im hinteren molaren Bereich eingesetzt werden kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Verfahrensanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Eigenschaften des erfindungsgemässen Verfahrens werden durch die Patentansprüche 2 bis 13 definiert. Bei diesem Verfahren kann die Auswerteeinheit den Datensatz bearbeiten, um ihn für die Herstellung oder Bearbeitung
Auch kann die Auswerteeinheit den Datensatz bearbeiten, um ihn für die Diagnose einsetzen zu können. Ein Datensatz kann bevorzugt mit einer lateralen Genauigkeit zwischen 50 und 100 µm aufgenommen werden. Das Verfahren kann z.B. eingesetzt werden zur nicht-invasiven dreidimensionalen Erfassung des Zahnbereichs oder des Restzahnbereichs. Diese Aufgabe wird auch durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Vorrichtungsanspruchs 14 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Eigenschaften der erfindungsgemässen Vorrichtung werden durch die Patentansprüche 15 bis 19 definiert. Beispielsweise kann eine solche Vorrichtung in oder an einem Zahnarztstuhl integriert sein. In einer der Ausführungen des Verfahrens und der Vorrichtung handelt es sich bei dem Ultraschall-Aufnehmer um einen Intraoral-Scanner, dessen Abtastbewegung durch die Bewegung der Ultraschall-Ablenkmittel erzeugt wird. Dabei kann es sich bei dem Ultraschall-Aufnehmer z.B. um einen Ultraschall-Aufnehmer mit einem Sender (Schallkopf) handeln, der im Frequenzbereich zwischen 1 und 80 MHz und vorzugsweise im Bereich zwischen 40 MHz und 50 MHz arbeitet. Beispielsweise kann der Ultraschall-Aufnehmer einen Piezo-Ultraschallwandler und einen Empfänger umfassen, deren Resonanzfrequenz im Bereich zwischen 1 und 80 MHz und vorzugsweise im Bereich zwischen 40 MHz und 50 MHz liegt. Es kann sich bei dem Ultraschall-Aufnehmer auch um einen bildgebenden Ultraschall-Aufnehmer handeln. Auch kann es sich bei dem Ultraschall-Aufnehmer um einen Ultraschall-Aufnehmer mit (räumlich) getrenntem Sender (Schallkopf) und Ultraschall-Empfänger (Wandler) handeln. Bei dem Ultraschall-Aufnehmer kann es sich um einen mit (räumlich) getrenntem Sender (Schallkopf) und Empfänger (Wandler) handeln. Die Ultraschall-Ablenkmittel können Spiegelmittel umfassen, die so von ausserhalb des Mundes bewegbar sind, dass die Ultraschallwelle durch die Spiegelmittel so gelenkt wird, dass sie den Zahnbereich oder den Restzahnbereich überstreicht. Auch können die Spiegelmittel so ansteuerbar und bewegbar sein, dass sie entlang einer vorgegebenen Raumkurve schwenkbar sind. Der Ultraschall-Aufnehmer kann Spiegelmittel als Ultraschall-Ablenkmittel umfassen, die mittels hybrider, kinematischer Mittel so von ausserhalb des Mundes bewegbar sind, dass die Ultraschallwelle durch die Spiegelmittel so gelenkt wird, dass sie den Zahnbereich oder den Restzahnbereich überstreicht. Verwendet werden kann eine solche Vorrichtung z.B. im Zusammenhang mit der Herstellung oder Bearbeitung
oder zur Diagnose. Diese Aufgabe wird auch durch eine Anlage mit einem Zahnarztstuhl und einer vorbeschriebenen Vorrichtung gelöst, die eine Datenverarbeitungseinrichtung umfasst, um Datensätze zur Übergabe an ein Bearbeitungssystem oder ein bilderzeugendes System bereit zu stellen. Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden anhand der Beschreibung und mit Bezug auf die Zeichnung ausführlich beschrieben. Es zeigt:
Im Folgenden werden die Begriffe Zahnbereich und Restzahnbereich verwendet. Diese Begriffe sind synonym zu verstehen für die folgenden Bereiche im Mund eines Patienten:
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist verschiedentlich von einem sogenannten Ultraschall-Aufnehmer 20 die Rede, der eine Sonde 11 umfasst. In Folgenden werden Beispiele für Ultraschall-Aufnehmer gegeben, die in erfindungsgemässen Vorrichtungen gemäß Anspruch 14 und Anlagen eingesetzt werden können. Der Begriff Ultraschall deckt allgemein den Bereich zwischen 16 kHz - 1 GHz ab, wobei im Zusammenhang mit der Erfindung vorzugsweise im Bereich zwischen 1 MHz bis 80 MHz gearbeitet wird. Besonders bevorzugt ist bei Ultraschall-Wandlern, die im Impuls-Echo-Verfahren arbeiten der Bereich zwischen 40 MHz und 50 MHz, da in diesem Bereich eine gute Auflösung erzielt werden kann. Auch bevorzugt ist der Bereich zwischen 50 und 80 MHz, da die Dämpfung der Mittenfrequenz durch das Wasser oder Koppelmittel in diesem Bereich geringer ist. Generell kann die benötigte Ultraschall-Welle, ausser bei dem später erwähnten elektromagnetischen Ultraschall-Wandlern, piezoelektrisch erzeugt werden. Man unterscheidet typischerweise zwischen Ultraschall-Aufnehmern, die longitudinal-Wellen und vertikal polarisierte Transversalwellen (Sv - Wellen) aussenden, und solchen Ultraschall-Aufnehmern, die horizontal polarisierte Transversalwellen (SH - Wellen) abgeben. Diese longitudinal-Wellen können mit flüssigen oder gel-artigen Koppelmitteln zwischen der Sonde 11 (zum Beispiel in Form einer piezoelektrischen Sonde) und dem abzutastenden Material erzeugt werden. Die horizontal polarisierte Transversalwellen (SH - Wellen) - wurden bisher seltener eingesetzt, da diese nur durch konventionelle Sonden, die sehr zähflüssige oder feste Koppelmittel benötigten, erzeugt wurden, was Prüfkopfbewegungen für die meisten Anwendungen unmöglich machte. Es bedarf also spezieller Koppelmittel wenn man mit Transversalwellen arbeitet, da Transversalwellen sich nämlich in Flüssigkeiten (wie zum Beispiel Wasser) so gut wie gar nicht ausbreiten können. Die Vorrichtung, zeichnet sich dadurch aus, dass sich die eigentliche Sonde 11 während der Messung im Wesentlichen in Ruhe befindet, d.h. die Sonde 11 wird beim Ausführen der Messung nicht bewegt. Je nach Ausführungsform kann jedoch beim Initialisieren (zum Beispiel zum Einstellen/Nachführen des Abtastbereichs oder der Fokussierung) die Sonde 11 translatorisch in Richtung Ultraschall-Ablenkmittel 12 oder von diesen weg bewegt werden. Nach dieser Initialisierungsbewegung ruht die Sonde 11. In einer speziellen Ausführungsform wird die Sonde wird durch eine Mikromechanik im Wesentlichen translatorisch in der Okklusalebene bewegt (2 Freiheitsgrade). Die Sonde selber kann zur Fokuseinstellung relativ zu einem Spiegel oder anderen Ablenkmittel bewegt werden. Der Spiegel kann kippbar ausgeführt sein, um Randbereiche besser erfassen zu können. Durch die Konstellation, bei welcher die Sonde 11 bei der eigentlichen Messung keine und in einer Initialisierungsphase je nach Ausführungsform und Anwendung nur geringe translatorische Verschiebungen ausführt, kann nahezu jedes Koppelmittel verwendet werden. Es können daher sowohl Sonden eingesetzt werden, die longitudinal-Wellen abgeben, als auch solche, die Transversalwellen abgeben. Besonders geeignet für den Einsatz sind Folienschwinger und Kompositschwinger, wobei die Folienschwinger gegenwärtig bevorzugt werden. Das Prinzip der Erfindung wird im Folgenden anhand mehrerer Ausführungsformen beschrieben. Eine erste Vorrichtung 10 zur Datenaufnahme im Mund eines Patienten ist in Der Körper 21, welcher das weitere Ankoppelmittel 21.1 enthält oder umschliesst, kann vorzugsweise aus einem hochdämpfenden Material bestehen, um Artefakte durch ungewünschte Reflexionen zu minimieren. Das Ultraschallablenkmittel 12 ist in einem Beispiel so ausgeführt, dass durch seine Form auch eine Fokussierung der Ultraschallwelle (analog zum einem Parabolspiegel) erzeugt wird. In Weiterhin sind Mittel vorgesehen (nicht in Wie in Durch eine geeignete Verarbeitung der elektrischen Anregungssignale und der elektrischen Signale, die vom Ultraschall-Aufnehmer 20 beim Empfang des Echos abgegeben werden (Reflektionssignale genannt), kann man Information über die Oberfläche zum Beispiel des präparierten Zahns 2 in Bei dem in Eine Fokussierung kann auch durch eine geeignete Form der Ultraschall-Ablenkmittel 12, abweichend von der des Prismas, erreicht werden. In einer gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Ultraschall-Ablenkmittel 12 während dem Abtastvorgang mindestens um eine Achse gekippt oder gedreht. In Diese Kippbewegung ist durch einen Doppelpfeil D1 angedeutet. Durch eine solche kontrollierte Kippbewegung kann die Ultraschallwelle auch die benachbarten Zähne 1 und 3 zumindest teilweise erfassen. In einer gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine Kippung/Drehung des Ultraschall-Ablenkmittels um zwei Achsen vorgesehen, um die Zähne von allen Seiten abtasten zu können. Ein weiteres Beispiel ist in Die Sonde 11 sitzt samt der Ultraschall-Ablenkmittel 12 in einem länglichen, stabförmigen Gehäuse 13, respektive Gehäuseteil. Die Sonde 11 kann eine translatorische Verschiebung innerhalb des Gehäuses 13 ausführen, wie in In dem gezeigten Beispiel hat zumindest das Äussere des Gehäuses 13 und der Körper 17 eine rotationssymmetrische Form im Bezug auf die Längsachse A-A. Zusätzlich zu der Einstellbarkeit der Auflösung, respektive Fokussierung durch eine Veränderung des Abstands zwischen der Sonde 11 und dem Spiegel 12, kann einerseits durch das Schwenken des Spiegels 12 um die Spiegelachse 12.1 ein Bereich in x-Richtung mit einer Ultraschallwelle überstrichen werden. Falls eine weitere Dreh- oder Schwenkachse für das Ultraschall-Ablenkmittel 12 vorgesehen ist, so kann auch eine Ablenkung der Ultraschallwelle in z-Richtung erfolgen. Man erhält in diesem Fall also auch Seitenansichten der abzutastenden Zähne 1, 2, 3. Um in einer Ausführungsform, die nur einer Spiegelachse 12.1 aufweist, zum Beispiel auch Seitenansichten (die im Wesentlichen in der x-y Ebene liegen) des Zahnes 2 zu bekommen, kann man den Ultraschall-Aufnehmer 20 um die Längsachse A-A drehen. Durch eine geeignete Kombination verschiedener Dreh- und Schwenkbewegungen kann man grössere Bereiche von verschiedenen Seiten her erfassen, ohne die Sonde 11 an sich während dem Abtastvorgang verschieben oder kippen zu müssen, wie dies im eingangs genannten In einer gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die gesamte Vorrichtung 10, oder ein Teil derselben, auch in der x/z Ebene motorisch gesteuert positionierbar, um z.B. einen Okklusalscan durchführen zu können. In Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, die mit folgenden 5 Freiheitsgraden arbeitet, aber auf dem bisher besprochenen Prinzip beruht:
Ein weiteres Beispiel ist in Die Spiegelachse 23 ist, wie angedeutet, rechts und links oben im Gehäuse 13 aufgehängt. In x-Richtung gesehen hinter der Spiegelfläche 12 ist die Austrittsseite der Sonde 11 zu erkennen. Der Ultraschall-Aufnehmer 20 kann um die Längsmittelachse AA (in Besonders vorteilhaft ist eine sogenannte Wasserankopplung zwischen der Sonde 11, dem Ultraschall-Ablenkmittel 12 und dem Fenster, respektive der Membrane 18. Eine solche Wasserankopplung kann durch das Befüllen des Gehäuses 13 mit Wasser (oder einer ähnlich gearteten Flüssigkeit) erreicht werden. Besonders bevorzugt sind Flüssigkeiten, die akustisch im gewünschten Wellenlängenbereich transparent sind, d.h., die einen niedrigen akustischen Widerstand haben. Besonders bevorzugt ein System mit einer aufeinander abgestimmten Auswahl von Flüssigkeit und Koppelmittel, damit die Grenzfläche zwischen der Flüssigkeit und dem Koppelmittel "akustisch transparent" ist. In einer gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform der Erfindung strömt permanent Wasser durch den in Details einer Ausführungsform der Erfindung sind in In einer gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine Art Gebissschiene oder -löffel als Stützstruktur eingesetzt, die vor der Datenaufnahme an oder auf den Zähnen im Mund des Patienten platziert wird. Diese Gebissschiene oder der Löffel ist vorzugsweise im Wesentlichen in sich fest, im Sinne von nicht-elastisch. Besonders bevorzugt sind Stützstrukturen, die akustische Wellen absorbieren, um somit Störechos unterdrücken zu können. Ein entsprechendes Beispiel mit einer Gebissschiene oder -löffel als Stützstruktur ist in Vorzugsweise ist eine motorische Verstellbarkeit der Lage des Ultraschall-Aufnehmers 20 in Bezug auf den Gebisslöffel 27 in der x-z-Ebene (und damit auch relativ zu den abzutastenden Zähnen) gegeben, wie durch den Doppelpfeil D2 angedeutet. Durch Schliessen des Kiefers kann die Stützstruktur 25 (respektive 27) für die Dauer des Abtastvorgangs ruhig gehalten werden, was für die Abtastgenauigkeit aber auch die Reproduzierbarkeit der Messungen wichtig ist. Erfindungsgemäß wird durch die Stützstruktur 25 (respektive 27) eine feste (definierte) Position des Ultraschall-Aufnehmers 20 in Bezug auf den Zahnbereich 1, 2 ,3 oder Restzahnbereich vorgegeben und dadurch eine Relation zu einer Bukkal-, Labial-, Lingual- und/oder Okklusalfläche eines Zahnes definiert. Wie in Besonders bewährt hat es sich die Ultraschall-Ablenkmittel 12 mittels hybrider, kinematischer Mittel zu bewegen, um den gewünschten (Zahn-)Bereich mit einer Ultraschallwelle zu überstreichen. Die Vorrichtung 10 umfasst vorzugsweise ein Gehäuse 13, das anatomisch an die Gegebenheiten im Mund eines Patienten angepasst ist. Besonders bevorzugt ist ein längliches, zylinderförmiges Gehäuse 13. In sich geschlossene Gehäuse werden bevorzugt, da sie einfacher desinfizierbar und daher mehrfach einsetzbar sind. In einer weiteren Ausführungsform wird über das Gehäuse 13 eine dünne Folie oder ein dünner Gummi 60 gezogen, die/das steril ist, bevor das Gehäuse in den Mund gebracht wird. Diese Folie oder dieses Gummi 60 kann als Membrane 18 dienen. Bevorzugt ist eine Folie oder ein Gummi 60, das elastisch ist. Ein entsprechendes Ausführungsbeispiel ist in In einer weiteren Ausführungsform wird in dem Gehäuse 13 eine Ultraschallquelle und ein separater Ultraschallempfänger eingesetzt. Diese Ausführungsform lässt sich mit allen anderen genannten Ausführungsformen kombinieren. Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst der Ultraschall-Aufnehmer 20 einen Gruppenstrahler mit mindestens zwei Sende- und zwei Empfangselementen, die vorzugsweise linear als Array angeordnet sind. In einer weiteren Ausführungsform sind die Ultraschall-Ablenkmittel 12 so gelagert und bewegbar (zum Beispiel um 2 Achsen), dass sie entlang einer vorgegebenen Raumkurve schwenkbar sind. Damit kann man zum Beispiel spezielle Bereiche eines Zahnes oder von mehreren Zähnen besser abtasten. Besonders geeignet als Ultraschall-Ablenkmittel 12 sind mikromechanische Spiegel aus Silizium, die durch das Anlegen von elektrischen Steuersignalen bewegt werden können. Die Vorrichtung 20 kann so ausgelegt sein, dass eine Wiedergabe des erfassten Zahn- oder Restzahnbereichs in schwarz-weiss oder in Farbe erfolgt. Nachdem nun die Grundlagen der Erfindung erläutert und verschiedene Ausführungsformen beschrieben worden sind, wird im Folgenden das entsprechende Verfahren zur Datenaufnahme im Mund eines Patienten mit einem Ultraschall-Aufnehmer 20 beschrieben. In diesem Zusammenhang wird auf Bevor der Ultraschall-Aufnehmer 20 im Mund des Patienten platziert werden kann, erfolgen gewisse Vorbereitungsschritte, wie in Dann wird im Schritt 32 der Ultraschall-Aufnehmer 20 samt Stützstruktur 25 (respektive Löffel 27) in den Mund des Patienten gebracht und dort fixiert. Die Fixierung kann zum Beispiel durch Zubeissen oder Schliessen der Kiefer erfolgen. Die Vorrichtung 20 kann aber auch mit einem Headgear (wie sie von Kieferorthopäden eingesetzt werden) temporär am Kopf des Patienten befestigt werden. Anschliessen kann zum Beispiel ein optionaler Eich- oder Initialisierungsschritt 39 erfolgen. Im Rahmen dieses Schritts kann zum Beispiel die Auflösung, respektive die Fokussierung durch translatorisches Verschieben der Sonde 11 im Gehäuse 13 eingestellt werden, oder es können andere Einstellbewegungen vorgenommen werden. Nun wird der Ultraschall-Aufnehmer 20 mit elektrischen Anregungssignalen beaufschlagt (Schritt 33), um eine Ultraschallwelle abzugeben, und es wird das Ultraschall-Ablenkmittel 12 bewegt (Schritt 34), um den abzutastenden Bereich mit der ausgesandten Ultraschallwelle zu überstreichen (dieser Vorgang wird hier auch als Scan-Bewegung bezeichnet). Die Bewegung der Ultraschall-Ablenkmittel 12 kann, muss aber nicht zeitgleich mit dem Anregen der Sonde 11 erfolgen. Wird nur das Ablenkmittel 12 bewegt, so kann die Wellenfront entlang der x-Achse bewegt werden, oder mit anderen Worten ausgedrückt wird durch diese Bewegung die Wellenfront um eine Achse geschwenkt, die parallel zur z-Achse verläuft. Falls weitere Achsen vorhanden sind, so kann auch um diese Achsen eine Bewegung der Ablenkmittel 12 und damit eine entsprechend Ablenkung der Wellenfront erfolgen. Je nach Ausführungsform der Erfindung und Einsatzzweck kann nun gleichzeitig zum Schritt 34, und/oder anschliessend das Gehäuse 13, oder ein Teil des Gehäuses, gedreht werden (Schritt 40), um auch in eine andere Richtung die Abtastung "aufzuweiten". Dies kann man machen, um so zum Beispiel auch bukkale und labiale Zahnflächen (besser, respektive genauer) erfassen zu können. Statt dieser mechanischen Drehung des Gehäuses kann diese "Aufweitung" bei entsprechende Ausführung der Ablenkmittel 12 durch eine geeignete Bewegung derselben erreicht werden. Es kann aber auch, wie in Je nach Bewegung des Ultraschall-Ablenkmittels 12 und/oder des Gehäuses 13 kann eine Abtastung des Zahnbereichs 1, 2, 3 oder des Restzahnbereichs parallel zu einer Zahnreihe und/oder senkrecht zu der Zahnreihe erreicht werden. Die reflektierten Ultraschallwellen werden mindestens zum Teil wieder in das Gehäuse 13 zurück geführt und dort empfangen (Schritt 35). Der Ultraschall-Aufnehmer 20 stellt entsprechende elektrische Reflektionssignale bereit (Schritt 36), die dann im Schritt 37 zusammen mit den Anregungssignalen verarbeitet werden, um so eine Aussage über die Oberfläche zum Beispiel eines Zahns 2 zu ermöglichen. Im gezeigten Beispiel stellt die Vorrichtung 10 dann einen Datensatz zur Verfügung, der an ein anderes System übergeben werden kann, oder der weiterverarbeitet werden kann (Schritt 38). An diese Schritte anschliessende Schritte werden in Die erfindungsgemäss Vorrichtung 10 und die entsprechende Scanstrategie können so erweitert werden, dass dann zusätzliche Scannebenen zum Einsatz kommen, wenn es um die Erhöhung der Informationsdichte für die Darstellung von Kanten und/oder schrägen Flächen und/oder Übergängen und/oder abgeschatteten Bereichen, und/oder Hinterschneidungen, und/oder toten Winkeln oder anderen Problemzonen geht. In diesem Fall sieht die Scanstrategie vor, dass in einem ersten Ansatz der relevante Bereich in einem Grobscan (auch als Übersichtsscan bezeichnet) erfasst wird. Bei der Auswertung des anfallenden Datensatzes ermittelt ein entsprechendes Softwaremodul ob Kanten, schrägen Flächen, Übergänge, Abschattung, Hinterschneidungen, tote Winkel oder andere Problemzonen vorhanden sind. Dies ist in Im Rahmen der zusätzlichen Aufnahmen kann je nach Art der Problemzone die Auflösung erhöht, die Stellung und/oder Bewegung der Ultraschall-Ablenkmittel 12 geändert, oder der Ultraschall-Aufnehmer 20 verdreht oder anders positioniert werden. Besonders bewährt hat sich eine Scanstrategie, bei der in einem ersten Durchlauf der relevante Bereich mit einem Grobscan erfasst wird. Dann folgt ein genauerer Durchgang mit höherer Auflösung. Dieser genauere Scan kann zum Beispiel nur den präparierten Zahn 2 abdecken während beim Grobscan alle Zähne 1, 2 und 3 erfasst werden. Im Rahmen der Auswertung werden dann die entsprechenden Datensätze automatisch so zusammen geführt, dass ein Gesamtabbild entsteht, bei dem der Bereich des Zahnes 1 mit grösserer Auflösung vorliegt. Das Zusammenführen erfolgt automatisch (d.h. nichtmanuell) mittels 3D-Matching. Falls die Auswertung respektive Verarbeitung eines Datensatzes ergibt, dass keine Problemzonen vorliegen, so kann die Datenaufnahme abgeschlossen werden, wie in Je nach Ausführungsform der Vorrichtung 10 kann in einem optionalen Schritt 45 eine Wasserankopplung erfolgen. In Gemäss einem weiteren Verfahren, das in Einer oder beide Datensätze können nun verwendet werden, um eine Krone oder ein anderes Zahnersatzteil zu erstellen. Zum Beispiel können die Daten an ein Fräszentrum oder Labor gesandt werden, zum Beispiel nach Übermittlung per E-Mail (Schritt 54), damit dort die Krone gefertigt werden kann (Schritt 55). Anhand des zweiten Datensatzes kann die Form des Kontaktbereichs zwischen dem präparierten Zahn und dem Inneren der Krone ermittelt und hergestellt werden. Der erste Datensatz kann zum Beispiel verwendet werden, wenn es darum geht die äussere Form der Krone zu erzeugen. Nachdem das Zahnersatzteil (z.B. in Form einer Krone) gefertigt wurde, wird diese an den Zahnarzt ausgeliefert (Schritt 56). Dieser setzt dann den Zahnersatz beim Patienten ein (Schritt 57). Typischerweise erfolgt in diesem Zusammenhang eine Nachbearbeitung, wie in Die beschriebenen Verfahren können aber auch zur Diagnose eingesetzt werden. In diesem Fall wird mittels der Ultraschallwellen ein zu untersuchender Bereich zu Diagnosezwecken erfasst und das Ergebnis angezeigt oder ausgedruckt. Der behandelnde Arzt kann dann die Anzeige oder den Ausdruck auswerten, um eine geeignete Behandlung festzulegen. Mit der Vorrichtung 10 kann man zum Beispiel kariöse Stellen an Zähnen oder Zahnstein aufgrund des unterschiedlichen Reflektionsverhaltens auffinden. Es können aber auch Risse, Absplitterungen oder dergleichen angezeigt werden. Vorzugsweise kommt eine Auswerteeinheit zum Einsatz, die so ausgelegt ist, dass sie eine Geometrieermittlung des Zahnbereichs oder des Restzahnbereich ausführen kann. Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der ein Datensatz durch eine spezielle Software verarbeitet wird, um die Geometrie des Zahnbereichs oder des Restzahnbereichs zu ermitteln. Die Auswerteeinheit kann auch oder zusätzlich eine Punktewolke ermitteln, welche die Oberfläche des Zahnbereichs oder des Restzahnbereich repräsentiert. Zusätzlich oder alternativ kann die Auswerteeinheit anhand des Datensatzes die Topographie mindestens eines Teils des Zahnbereichs oder des Restzahnbereich ermitteln. Die Auswerteeinheit kann aber auch so ausgelegt sein, dass sie den Datensatz bearbeitet, um einen 3D-Datensatz zu ermitteln, der als 3D-Oberflächenmodell des Zahnbereichs oder des Restzahnbereich einsetzbar ist. In einer weiteren Ausführungsform werden neben den direkt reflektierten Schallwellen auch Streuwellen empfangen, verarbeitet und ausgewertet. Die Erfindung kann problemlos sowohl für das Erfassen im Frontzahnbereich, als auch im hinteren molaren Bereich eingesetzt werden. Es können gemäss Erfindung auch (künstliche) Kavitäten in einem Zahn erfasst werden, um zum Beispiel ein geeignetes Inlay anzufertigen. In einer weiteren Ausführungsform wird die Erfindung im Zusammenhang mit einer Vorrichtung gemäss dem Europäischen Patent Die Erfindung kann auch besonders vorteilhaft im Zusammenhang mit dem in der europäischen Patentanmeldung Mit der Erfindung können eine oder mehrere der folgenden Elemente bearbeitet, hergestellt oder deren Bearbeitung oder Herstellung unterstützt werden:
Die Vorteile der Erfindung sind im Folgenden zusammenfassend dargelegt, wobei je nach Ausführungsform gewisse Aspekte an Bedeutung gewinnen oder weniger ausgeprägt sind. Die Anwendung der Erfindung ist vollkommen ungefährlich sowohl für den Patienten als auch für den Zahnarzt und andere Beteiligte. Das Verfahren kann beliebig häufig wiederholt werden, und eignet sich daher auch für Studien und dergleichen. Das Verfahren ist nicht-invasiv und absolut schmerzlos. Im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren wird die Behandlungszeit deutlich reduziert und Fehlerquellen werden weitestgehend ausgeschlossen. Durch den Einsatz der Erfindung kann man auf teure Abformungsmaterialien verzichten, was Kosten einspart und die Umwelt schont. Das Verfahren ist auch weit weniger fehlerbehaftet als bisher bekannte Ansätze. Ausserdem sind die Aufnahmezeiten sehr kurz, was die Produktivität steigert. Im Vergleich zu bisherigen Ansätzen ist die Vorrichtung, bzw. die gesamte Anlage, preisgünstig. Das gilt besonders dann, wenn eine einzige Sonde als Sender/Empfänger zum Einsatz kommt. Dadurch wird die Anwendung kosteneffizienter. Die Erfindung hat somit sowohl gegenüber der konventionellen Abformtechnik als auch im Vergleich zur CCD-basierten intraoralen Datenaufnahme entscheidende Vorteile. Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann auch besonders vorteilhaft im Zusammenhang mit der Diagnose eingesetzt werden, wie bereits erwähnt. So kann man zum Beispiel, je nach Vorgabe der Parameter (Ultraschallfrequenz, etc.) die Zahnoberfläche abtasten, um Risse, Absplitterungen; Zahnstein oder Paradentose festzustellen. Es ist ein Vorteil der erfindungsgemässen Vorrichtung, dass sie keinerlei Mittel braucht, um die Position des Ultraschall-Aufnehmers im Mund des Patienten, oder in Bezug auf abzutastende Zähne, zu ermitteln. Die Vorrichtung ist mit anderen Worten ausgedrückt autark und es braucht keine Hilfssysteme oder dergleichen. Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die wesentlichen mechanischen/technischen und elektrischen Teile in einem Gehäuse 13 oder einem Teil eines Gehäuses untergebracht sind. Das macht die ganze Anordnung besonders robust und unempfindlich. Ausserdem ist die Vorrichtung besonders gut zu reinigen und desinfizieren. Auch kann es kaum zu Beschädigungen kommen. Die Vorrichtung ist sehr viel kostengünstiger als einige der vorbekannten Lösungen, da sie nur eine Sonde braucht anstatt der üblichen Sonden-Arrays.
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