WO2009149678A1 - Methode und gerät zur erzeugung von kephalometrischen zeichnungen und aufzeichung der gelenkbewegung für die kieferorthopädische diagnostik unter verwendung von magnettechnik - Google Patents

Methode und gerät zur erzeugung von kephalometrischen zeichnungen und aufzeichung der gelenkbewegung für die kieferorthopädische diagnostik unter verwendung von magnettechnik Download PDF

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    • A61B5/721—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes for noise prevention, reduction or removal of noise induced by motion artifacts using a separate sensor to detect motion or using motion information derived from signals other than the physiological signal to be measured

Definitions

  • cephalometry presented here without X-ray steels with a mobile head cap represents an alternative to classical cephalostat.
  • the new cephalometry is based on the three-dimensional registration in the magnetic field.
  • the Carbon Mobile Head Cap in combination with a 3D Magnetic Scanner, provides a digital imaging and cephalometric evaluation technique for orthodontic diagnostics, treatment planning and assessment of treatment outcomes.
  • One of the problems of conventional cephalometry is accurate and reproducible positioning in the cephalostat and its verifiability the reproducible positioning in the cephalostat is according to Young-Jooh et al [41] an important criterion for the significance of an X-ray image.
  • the main advantage of the cephalometry without X-rays in each individual representation of a projection plane in the skull center is no longer important.
  • One possible source of error when measuring with the mobile head cap is the slipping of the ultralight carbon head cap during the measurement. If a shift of the cap during the measurement is excluded, the respective position on the head has no influence on the measurement result, since the system calibrates itself. The system finds its respective projection plane by entering the anatomical points.
  • the main advantage lies in the reproducibility of measurements with the mobile head cap.
  • Another advantage is the measuring process as such, which can stand on a chair.
  • the state of the patient described in this way is objective according to the prior art and will also be communicated for research, education and diagnostics.
  • the Values of these measurements may provide a basis for a specific plan for treating a patient. ,.
  • the patient is sitting in a normal orthodontic patient chair for examination and is not firmly clamped in an X-ray machine.
  • the device ie the ultralight head cap, is placed with 3 pressure points and in 4 minutes the points are picked up with the measuring pin with rounded tip. After the last point the finished analysis will be displayed on the computer monitor. Before that, the examiner is guided through the program in a voice-controlled manner without having to look away from the patient. Only the measuring pin is operated.
  • the equipment requires only 220 volts and is mobile, so also on
  • Fig. 2 In the device, that is mobile head cap, 3 integrated magnetic coils, similar to a GPS navigation system, during the measurement with the head forms an immovable unit and determines exactly the position of the measuring pin.
  • Fig. 2: to Fig. 6 show the different projection levels and the fixation of the
  • Fig. 2 All 3 projection levels on the patient moving with the patient when the cap is placed on the patient's head. In this room, the values are displayed in 3-dimensional data.
  • Fig. 3 The median sagittal projection plane on the patient, to which the previous ones from the
  • Fig. 4 The frontal plane to which the previous from the cephalometric technique known
  • Fig. 5 Horizontal plane, the points for horizontal analysis are projected onto this plane.
  • Fig.6 The measuring pin on the lower jaw to show the lower jaw movements. Here are recorded for the movements of the lower jaw continuous measurements for the jaw movements.
  • the lower jaw moves only to the skull and the head cap, which is immovably positioned on the head.
  • Fig.7 The superimposition of the acquired 3D data into a 3D photo scan of the patient with fixed matching points, eg: nasion, subnasal and tragus right, from the outside in different projection planes, here for the lateral analysis, but also for the frontal analysis.
  • fixed matching points eg: nasion, subnasal and tragus right
  • Fig. 8 The superimposition of the acquired 3D data into a 3D-photo-scan of the patient from the inside into different projection planes and 3Dimensional, here for the lateral analysis in the middle of the skull - in this case the representation shifted parallel from inside to outside -, but also for the 3D grid representation within the soft tissue shell.
  • the assignment is made by superimposing 1 to 1 points from the photo scan and from the points obtained with the 3D magnetic scanner.
  • the software program works as follows:
  • Windows audio recorder and a microphone also be re-discussed. A backup copy of all data is recommended. Since these files are stored on the computer that is set up for the survey, this data must be from this
  • the head cap is placed on the patient with about 120 g on the head.
  • foam pads which are replaced by Velcro
  • the cap can be adapted to different head sizes.
  • the foam rubber set is included.
  • the placement, see photo 1 below, is done with light pressure.
  • the dots are picked up with the gray measuring pen, shown in photo 2.
  • the black dot on the measuring pen is the trigger for registering the points.
  • the measuring pen is held like a pencil, with the index finger the foil is pressed down and thereby registers the point.
  • the fingerstall used for the measurement has been omitted.
  • the fingerstall can be fixed with a rubber.
  • the program will announce the next point, e.g. B: Orbital left.
  • the program is started by double-clicking on the icon program started via a menu.
  • the most used measurement is that of the right side of the face. For this the button "3D scan right" is selected.
  • This process can take up to 20 seconds, depending on the speed of the computer, as the software protection and the scanner are searched for.
  • the round tip of the stylus is attached to the
  • Change soft tissue contour is triggered here with the index finger on the stylus.
  • the points may only be measured by medically trained personnel. For this special courses are to be occupied, in which the measuring and the prospecting, as well as the injury-free finding of the points is practiced.
  • the integration function converts 3D data from the face scan to the
  • Planning is done by overlaying the scanner points, so this
  • Shifts of 3D magnetic data take place.
  • scanned models which are integrated into the 3D space grid based on the acquired measuring points in the mouth.

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Abstract

Die Anmeldung betrifft eine Methode und ein Gerät zur Erzeugung von kephalometrischen Zeichnungen des Gesichtschädels und Aufzeichung der Gelenkbewegung eines Patienten für die kieferorthopädische Diagnostik unter Verzicht auf Röntgenstrahlen. Dazu ist eine mobile Kopfkappe auf dem Kopf des zu untersuchenden Patienten während der Messung unverschieblich positioniert. Ein Magnetfeld wird durch Spulen in der Kopfkappe erzeugt, welches 3D-Daten eines Messstiftes in dem Magnetfeld erkennt. Diese Daten dienen zur Registrierung von drei dimensionalen intra- und extraoralen Punkten und Linien des menschlichen Schädel. Aus diesen Punkten berechnet die Software zeichnerische Darstellung in 2D und in 3D, sowie die Auswertung, sowie ein Verbindung mit 3D Foto-Scans und mit Volumentomogramm-Aufnahmen. Die Unterkieferbewegungen können bei fortlaufender Registrierung aufgrund der erhaltenen Beweglichkeit des Kopfes registriert werden.

Description

METHODE UND GERÄT ZUR ERZEUGUNG VON KEPHALOMETRISCHEN ZEICHNUNGEN UND AUFZEICHUNG DER GELEKBEWEGUNG FÜR DIE KIEFERORTHOPÄDISCHE DIAGNOSTIK UNTER VERWENDUNG VON MAGNETTECHNIK
Beschreibung: Bestimmung von Ebenen, Strecken und Winkel innerhalb des Schädel für die Gelenk- und Gesichtsvermessung mit einen Kopfhalter mit Magnetspulen, Messtiftes und Meßstifthalter u.a. an der Unterkieferzahnreihe.
Die hier vorgestellte neue Kephalometrie ohne Röntgenstahlen mit einer mobilen Kopfkappe stellt eine Alternative zum klassischen Kephalostaten dar.
Die neue Kephalometrie basiert auf der dreidimensionalen Registrierung im Magnetfeld. Die mobile Kopfkappe aus Karbon in Kombination mit einem 3D-Magnetscanner stellt eine digitale Darstellungs- und Kephalometrieauswertungstechnik für die kieferorthopädische Diagnostik, Behandlungsplanung und Beurteilungen von Behandlungsergebnissen dar. Eines der Probleme der herkömmlichen Kephalometrie ist die exakte und reproduzierbare Positionierung im Kephalostaten und deren Überprüfbarkeit, denn die reproduzierbare Positionierung im Kephalostaten stellt nach Young-Jooh et al [41] ein wichtiges Kriterium für die Aussagekraft eines Röntgenbildes dar.
Nur in dem selten erscheinenden Idealfall ist die Positionierung des Projektionsobjektes senkrecht zum Zentralstrahl (Ahlquvist et al. 1983 [1, 2, 3], Eliassion et al. 1982 [13]). Zahlreiche Studien haben sich mit der Genauigkeit der Herstellung eines Fernröntgenseitenbildes beschäftigt. Es wurde festgestellt, dass die Herstellungsgenauigkeit eines Röntgenbildes im Wesentlichen von einer standardisierten Positionierung des Patienten abhängt. Dies ist insbesondere für die Verlaufskontrolle des Therapieerfolges bei einem Vergleich des Anfangsbildes und des Zwischenbildes wichtig, da es bei verschiedener Positionierung nicht vergleichbar ist[19, 24]. Kleinste Abweichung bei einer fehlerhaften Einstellung des Kopfes rufen bereits schwerste Asymmetriegrade hervor[41]. 10% aller Fernröngtenseitenaufnahmen haben eine solche Rotation, dass sie nicht auswertbar sind [41]. Schon ab 4° Rotation verändern sich kephalometrische Werte nach Küster et al 1989 signifikant, bei 10% aller Fälle wurden Rotationen größer als 10° gefunden [21, 41].
Hinzukommen weitere wesentliche Fehlerquellen wie die von Margolis beschriebene häufige fehlerhafte Positionierung [24], Unscharfe, Verschwommenheit, Versetzung durch Bewegungen während der Aufnahme, falsche Entwicklung, falsche Belichtung, nicht zu beurteilende Weichteile durch eine Summe von allem [23, 32, 37, 40]. So wurden alle möglichen Anstrengungen unternommen, diese Fehlerquellen zu unterbinden [12]. Mit der neuen mobilen Kopfkappe wird diese wesentliche Fehlerquelle ausgeschlossen Dies bedeutet, dass Bewegungen während der Registrierung (Aufnahme) keinen Einfluss auf die digitale Konstruktion des Kephalogramms mehr haben.. Des Weiteren wird die Projektion vereinheitlicht und in einem der Natur entsprechendem Maßstab von 1 zu 1 abgebildet. Dies ist mit bisheriger Technik nicht möglich, da verschiedene Kopf- Folienabstände zwischen 15 und 30 cm und Röhrenabstände von 1 m bis 4 m mit Verzeichnungen von 3.6% bis 17.6%, nicht nur die Vergleichbarkeit schwierig gestalten, sondern auch die Aufnahme als solche ungleich verzerren [20, 24, 32, 36]. Durch die Bemühungen die Verzeichnung so gering wie möglich zu gestalten, ergibt sich ein größerer Film-Röntgenröhrenabstand, wodurch die Belichtungszeit und die Strahlendosis steigen. Mit der gestiegenen Belichtungszeit steigt auch die Gefahr einer Verwackelung, die dann in Unscharfe des Bildes oder in einem Doppelbild endet. Oft wird dann, wegen der Strahlenbelastung auf eine zweite Aufnahme verzichtet, obwohl das Bild nicht auswertbar ist. Da diese Fehlerquellen beim der mobile Kopfkappe wegfällt, liegt der Hauptvorteil der Kephalometrie ohne Röntgenstrahlen in der jeweils individuellen Darstellung einer Projektionsebene in der Schädelmitte. Damit ist die Position von der mobile Kopfkappe zum Kopf des Patienten nicht mehr von Bedeutung. Eine mögliche Fehlerquelle beim der Vermessung mit der mobile Kopfkappe liegt in dem Verrutschen der ultraleichten Karbon- Kopfkappe während der Messung. Wenn eine Verschiebung der Kappe während der Messung ausgeschlossen wird, ist die jeweilige Position auf dem Kopf ohne Einfluss auf das Messergebnis, da sich das System selbst kalibriert. Das System findet durch die Eingabe der anatomischen Punkte seine jeweilige Projektionsebene. Damit liegt der Hauptvorteil in der Reproduzierbarkeit der Messungen mit der mobilen Kopfkappe.
Ein weitere Vorteil ist der Meßvorgang als solcher, der auf einem Stuhl standfϊnden kann.
Normalerweise wird der Patient in den lichtlosen Röntgenraum geführt und dort hinter verschlossener Tür (damit andere Personen nicht auch noch von der Streustrahlung kontaminiert werden, sondern nur der Patient durchstrahlt wird, sind die Wände mit Bleiverkleidet und das kleine Sichtfenster aus Bleiglas). Allein durch diese extremen und notwendigen Vorsichtsmaßnahmen wird der teils unwiderruflichen Genveränderung durch Röntgenstrahlen Rechnung getragen (weltweit gültige Röntgenverordnung: erstellt aus den Nachuntersuchung der Hiroshima Opfer von 1945. Hier wurde festgestellt, daß die Leukämierate auch nach über 50 Jahren der damaligen überlebende Opfer der Atombombenexplosion auch noch heute ansteigt, Dadurch wurde per Verordnung festgelegt, daß es keine Verjährung der Belastung durch Röntgenstrahlen gibt ) Weiter im Röntgenvorgang in der täglichen kieferorthopädischen Praxis und in den Zahnkliniken: Nach dem Eintragen der Röntgendosis in das Röntgenbuch wird der Patient in den Röntgenraum geführt.
Hier wird er in das Röntgengerät eingespannt. Wobei nur 4 ° falsches Einspannen reichen um die spätere Auswertung zu verfälschen. Dadurch, das das Gerät starr ist, die Ohrolivenarme aber ein gewissen Verbiegbarkeit aufweisen, und der Patient ein gewisse Masse besitzt, ist das korrekte Einspannen schwierig, das Anlegen der Ohroliven und die Führung des Patienten über den äußeren Gehörgang ist sehr unangenehm, zeitraubend und auch später nicht mehr nachkontrollierbar.
Dann muß der Patient in dem Gerät ruhig stehen und auf das Auslösen warten. Dies ist nicht angenehm, da die Röntgenräume in der Regel keine Fenster haben. Außerdem ruht auf den Schulter der Patienten einer schweren Bleischürze, zum Schutz vor Streustrahlung. Diese hat allerdings den Nachteil, daß die durch den Comptoneffekt herausgelösten Elektronen mit höher Energie innen an der Röntgenschürze reflektiert werden und damit den Körper vielfach zusätzlich belasten, Röntgenkurs 2005 Prof. Becker Universität Düsseldorf an der LZK Hessen. Deshalb empfiehlt Prof. Becker, Abteilung für Radiologie Düsseldorf, die Schürze wegzulassen, da dann die Belastung durch reflektierte Streustrahlung geringer ist. Nach der Bestrahlung wird der Film entwickelt oder beim digitalen Verfahren ausgelesen oder direkt am Bildschirm angesehen. Hierbei können Fehler in der Entwicklung auftreten, oder auch Unscharfe durch die Bewegung des Patienten während der Aufnahme. Trotzdem gelangen diese Aufnahmen zur Auswertung, da durch die hohe Strahlenbelastung eine neue Aufnahme in der Regel nicht gemacht wird, außerdem fehlt die Kontrolle, da der Arzt in der Regel die Aufnahme nicht durchfuhrt und der Patient allein im Röntgenraum ist. Mit einer spezifische Diagnose- Software wird das Bild Digitalisierung und dann am Bildschirm die Punkte eingegeben. Es gibt teils Tools um die Helligkeit oder den Kontrast zu verbessern, um mehr Details zu sehen. Die daraus gewonnen Daten werden im Programm zu verschiedenen kieferorthopädischen Analysen ausgewertet.
Diese Analysen ergeben mit allen anderen diagnostischen Unterlagen ein Gesamtbild über den Patienten, das den Kieferorthopäden in die Lage versetzt eine Diagnose zu stellen.
Der so beschrieben Zustand des Patienten ist nach dem bisherigen Stand der Technik objektiv und wird auch so für die Forschung, Bildung und Diagnostik kommuniziert werden. Die Werte dieser Messungen können eine Grundlage für einen spezifischen Plan für die Behandlung eines Patienten sein. , .
Die Vorbereitung des Auffindens die Ermittlung der genauen Lage der anatomischen Punkte und der Zähne ist bisher eher eine Schätzung und dieser Prozess ist weit davon entfernt, eine exakte Wissenschaft zu sein, Prof Ricketts: Bioprogressive Therapie 1968, Verlag Rocky Mountain, San Diego. Eine vollständige Analyse dauerte bisher zu einer Stunde. Kieferorthopädische Schulen lehren diese allgemeine Methode zur Diagnose und Behandlung seit Jahrzehnten. Inzwischen übernehmen viele Programme wichtige Aufgaben in der Auswertung und Planung wie Onyxceph, Evident, FR- Win, Quickceph, Zwar gibt es mehrere Variationen von allgemeinen Analysen, die meisten verlassen sich auf ähnliche Arten von Messungen und Punkten. Die Hauptunterschiede sind Gehirnpunkte wie die Sella bei der Frankfuter Analyse oder Kieferwinkelpunkte wie Xi bei der Ricketts Analyse, Prof. P. Schopf Curriculum der Kieferorthopädie, Thieme Verlag 2003. Während der kieferorthopädischen Behandlung eines Patienten werden eine Vielzahl von Röntgenbildern angefertigt. Im Hinblick auf die Überwachung der Behandlungsfortschritte und auf das gewünschte Ziel der Behandlung, sowie am Ende der Behandlung wie auch einige Jahre nach dem Abschluß der Behandlung, um festzustellen, daß die Behandlung Erfolg hatte.
Das Problem wird durch die im Patentanspruch aufgeführten Merkmale gelöst.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile sind folgende:
1.) Der Patient sitzt zur Untersuchung in einem normalen Patientenstuhl für die Kieferorthopädie und wird nicht in einem Röntgenapparat fest eingespannt.
2.) Das Gerät, sprich die ultraleichte Kopfkappe, wird mit 3 Druckpunkten aufgesetzt und in 4 Minuten werden die Punkte mit dem Meßstift mit gerundeter Meßspitze abgegriffen. Nach dem letzten Punkte wird die fertige Analyse auf dem Computermonitor angezeigt. Vorher wird der Untersucher sprachgesteuert durch das Programm geführt ohne den Blick vom Patienten wenden zu müssen. Es wird nur der Meßstift bedient.
3.) Durch die Messmethode mit der auf dem Schädel plazierten Kopfkappe, wird das mobile Gerät mit dem Kopf für Minuten zu einer unverschieblichen Einheit zum Erzeugen eines mediansagittal, frontalen und horizontalen Ebene, die sich bei natürlichen Bewegungen virtuell mitbewegt. So werden nach und nach die momentan 55 Punkte für die Erzeugung von kephalometrischen 3d und 2d Werten, Auswertungen und grafischen Zeichnungen gesammelt. Durch den Meßstift wird der dreidimensionale Punkte am Kopf des Patienten aufgesucht und durch den Auslöser am Meßstift gewonnen. Die Position des Punktes ändert sich nicht relativ zum Kopf bei Bewegungen des Patienten, da die Kopfkappe durch 3 Druckpunkte am Kopf fixiert ist. Durch die ultraleichte Konstruktion der Kopkappe ist während der Digitalisierung die natürliche Bewegung von Patienten nicht eingeschränkt und da sich das Meßsystem mitbewegt, bleiben die Punkte zu dem Bezugssystem konstant.
4.) Die Verzerrungen durch die Röntgenbilder von bis zu 17.6% entfallen, da durch das Magnetinduktionsmeßsystem die 3D Koordinaten im Verhältnis 1 zu 1 gesammelt werden.
5.) Die Vergleichbarkeit von Meßwerten erhöht sich bei interkollegialer Zusammenarbeit, da bisher unterschiedlichen Röntgengeräte mit unterschiedlich langen Fernröntgenseitenarmen verschieden Vergrößerung von 3,8% bis 17,6% haben.
6.) Die Genauigkeit nimmt zu, da Punkte nicht aus den überlagerten Strukturen eines Röntgenbildes herausgesucht werden müssen, sondern die anatomische Punkte teils direkt, wie bei den Zähnen oder Knochenpunkte durch die Haut getastet werden können.
7.) Asymmetrien der linken und rechen Seiten können getrennt analysiert werden, da beiden Seiten getrennt gemessen werden können, bisher könnte nur aus dem Röntgenbild gemittelt werden.
8.) Kieferbewegungen können registriert werden, da die Kopfkappe auch bei
Gelenkbewegungen fest mit Ihren 3 Druckpunkt auf der Stirn und dem Hinterkopf fixiert ist.
9.) Die Apparatur benötigt keinen extra Raum.
10.) Die Apparatur benötigt nur 220 Volt und ist mobil einsetzbar, also auch an
Schulen oder in Entwicklungsländern.
11.) Dem Patienten wird die Röntgendosis erspart
12.) Die Messung ist beliebig wiederholbar. Bei jeder Wiederholungsmessung werden die Ebenen und der Raum wieder neu gebildet und neu gemessen. Wenn man die Messung mit dem Röntgenbild vergleichen möchte, entspricht jede Messung praktisch einem neuen Röntgenbild mit einer neuen Auswertung. Die Erfindung kennzeichnet sich durch folgende Merkmale und Vorgehensweise aus: Abb.1 : Zeichnung des Aufbaues und das Gerät am Patienten.
Hier ist der Scanner (ohne das 5 V Netzteil), die Source in der Kopfkappe mit den 3 Magnetspule, der Meßstift und der Computer zu sehen.
Technische Daten:
Scanner und Meßstift mit EMC Modulen bestückt.
Update Rate
60Hz per Sensor, Netzteil 4kV getrennt, USB Kabel optisch getrennt durch einen Lichtleiter Static Accuracy Position/Statistische Genauigkeit der Positionsbestimmung 0.22 mm Mittelwert/ RMS oder besser Static Accuracy Orientation .5 ° Mittelwert RMS oder besser Latency/Verzögerung beim Auslösen durch den Stylus 17ms oder besser
Relevante Werte für die Kieferorthopädie
Resolution Position at 30cm ränge/ Auflösung innerhalb von 30 cm 0.0015in/0.0038cm oder besser
Resolution Orientation/ Auflösung der Orientierung im Raum 0.1° oder besser
Range from Standard Mini Source/Reichweite für die Standardkonfiguration in der Karbonkappe
Up to 5 feet or 1.52 meters/bis zu 150cm Interface/ Anschlüsse USB , XPWindows
In dem Gerät, sprich mobile Kopfkappe, sind 3 integriertenMagnetspulen, die ähnlich einem GPS Navigationssystem, während der Messung mit dem Kopf eine unverschiebliche Einheit bildet und genau die Position des Meßstiftes bestimmt. Abb. 2: bis Abb. 6 zeigen die verschiedenen Projektionsebenen und die Fixierung des
Meßstiftes am Unterkiefer für die Kieferbewegungen.
Abb. 2: Alle 3 Projektionsebenen am Patienten, die sich mit dem Patienten bewegen, wenn die Kappe auf dem Kopf des Patienten gesetzt ist. In diesem Raum werden die Werte in 3 dimensionalen Daten dargestellt.
Abb. 3: Die Mediansagittal-Projektionsebene am Patienten , auf die die bisherigen aus der
Fernröntgentechnik bekannten Standardanalysen für die Seitenprojektion projektiert werden.
Abb. 4: Die Frontalebene, auf die die bisherigen aus der Fernröntgentechnik bekannten
Standardanalysen für die Frontalprojektion projektiert werden.
Abb. 5: Horizontalebene, auf diese Ebene werden die Punkte für die Horizontalanalyse projektiert.
Abb.6: Den Meßstift am Unterkiefer zum Aufzeigen der Unterkieferbewegungen. Hier werden für die Bewegungen des Unterkiefers kontinuierliche Messungen für die Kieferbewegungen aufgezeichnet. Dabei bewegt sich der Unterkiefer nur zu dem Schädel und der Kopfkappe, die unbeweglich auf dem Kopf positioniert ist.
Abb.7: Die Überlagerung von den gewonnen 3D-Daten in ein 3D-Foto-Scan des Patienten mit festgelegten übereinstimmenden Punkten, z.B.: Nasion, Subnasale und Tragus rechts, von außen in verschieden Projektionsebenen, hier für die seitliche Analyse, aber auch für die Frontalanalyse.
Abb. 8: Die Überlagerung von den gewonnen 3D-Daten in ein 3D-Foto-Scan des Patienten von innen in verschiedene Projektionsebenen und 3dimensional, hier für die seitliche Analyse in mitten des Schädel - hier die Darstellung von innen nach außen parallel verschoben -, aber auch für die 3D-Gitterdarstellung innerhalb der Weichteilhülle. Die Zuordnung erfolgt über die Überlagerung von 1 zu 1 Punkten aus dem Fotoscan und aus dem mit dem 3D Magnetscanner gewonnenen Punkten.
Das Softwareprogramm funktioniert folgendermaßen:
Es sind folgende Unterverzeichnisse angelegt:
1. : patients für die Patientendaten und Messungen
2.: sounds für die Wave-dateien, damit die 55 zu messende Punkte vor der Messungen per
Lautsprecher automatisch angesagt werden. Diese wave-Dateien können über den
Windowsaudiorecorder und einem Mikrofon auch neu besprochen werden. Eine Sicherungskopie aller Daten wird empfohlen. Da diese Dateien auf dem Rechner abgelegt werden, der für die Vermessung eingerichtet ist, müssen diese Daten von diesem
Rechner gesichert werden.
Sicherungskopie
Das Programm DirectCeph legt von jeder Datei, z. B. Martin Mustermann, wird eine
Sicherungskopie mit der Endung Martin Mustermann. old angelegt. Diese liegt auch unter
C: orthostar/patients
C : orthotstar/sounds
Übertragung der Patientendateien
Wenn das Programm auf einen anderen Computer installiert wird, müssen die Dateien unter C:orthostar mit Unterverzeichnissen auf dem Computer unter C: installiert werden.
Dannach stehen alle Dateien und Patientendaten wieder zur Verfügung.
Datensicherung:
Sie sollten getrennt auf einem Medium, z.B. einem USB-Stick, CD etc. gesichert werden.
Vermessung der Punkte am Patienten:
Zuerst wird die Kopfkappe dem Patienten mit ca. 120 g auf den Kopf plaziert. Mit unterschiedlich dicken Moosgummipads, die per Klettverschluß ausgetauscht werden, kann die Kappe an verschiedene Kopfgrößen angepaßt werden. Das Moosgummiset ist im Lieferumfang enthalten. Die Platzierung, siehe Foto 1 unten, erfolgt mit leichtem Druck. Mit dem grauen Meßstift , im Fotos 2 dargestellt, werden die Punkte abgegriffen. Der schwarze Punkt auf dem Meßstift ist der Auslöser für das Registrieren der Punkte. In der Regel wird der Meßstift wie ein Bleistift gehalten, mit dem Zeigefinger wird die Folie heruntergedrückt und dadurch der Punkt registriert.
Zur Verdeutlichung des Gummi/Folienauslösers ist der zur Messung verwendete Fingerling fortgelassen worden. Der Fingerling kann mit einem Gummi fixiert werden.
Wie erkenne ich, daß der kephalometrische Punkt von dem Computer registriert wurde?
Wenn der Auslöser erfolgreich ausgelöst hat und eine dreidimensionale Koordinate registriert wurde, wird der nächstfolgende Punkt von dem Programm angesagt, z. B.: Orbitale links.
Benutzung des Programms.
Das Programm wird durch Doppelklick auf das Ikon Programm gestartet über ein Menü gefuhrt.
Oben stehen die Menüpunkte
Patient Neu Schließen Vermessung Bilder Hilfe (für die Versionsanzeige) und Information,
Dokumentenablage, siehe Abb. 14.
Neue Patienten werden über den Button „Neu anlegen" aufgenommen. Hier wird der Name und das Geburtsdatum eingegeben. Siehe Abb. 9
Eine Änderung dieser Daten ist nachträglich nicht möglich, ist aber als update 6/08 vorgesehen. Falls hier falsche Eintragungen vorgenommen wurden, oder sich der Name ändert, muß eine Änderung in unter Windows erfolgen. Nach der Patientenaufnahme wird der Knopf speichern gedrückt und es erscheint das Vermessungmenü, siehe Abb. 10.
Dann wird der Button „ Neue Messung" gedrückt und auf dem Bildschirm erscheint die Scanauswahl, siehe Abb. 11.
Hier kann jetzt die Auswahl für die Vermessung für der linken Gesichtsseite durch das
Drücken des Buttons „3D Scan links" oder der rechten Seite des Gesichtes durch das
Drücken des Buttons „3D Scan rechts" ausgewählt werden.
Für die Auswahl ein Röntgenbild direkt mit dem 3D-Scanner zu vermessen, muß dieses auf einem Leuchttisch oder als Ausdruck vorliegen.
Hier kann die Vermessung dann durch das
Drücken des Buttons „Bildabtastung mit 3D Scanner" ausgewählt werden.
Ein Abbruch erfolgt durch das Drücken des Buttons „Abbruch".
Die am meisten benutzte Vermessung ist die der rechten Gesichtshälfte. Hierfür wird der Button „3D Scan rechts" ausgewählt.
Falls der Sanner oder das Dongel nicht ordnungsgemäß angeschlossen ist gibt es hier die auf dem Monitor die Fehlermeldung (Abb 12).
Ansonsten erscheint direkt das Vermessungsmenü. Wenn der Start Button (Abb. 13) dunkel unterlegt ist. Beginnt der MEssvorgang mit dem ersten Punkt. Dieser wird durch den Computerlautsprecher angesagt und auch auf dem Bildschirm geschrieben..
Dieser Vorgang kann je nach Geschwindigkeit des Rechner bis zu 20 Sekunden dauern, da der Softwareschutz und der Scanner gesucht werden.
Durch Drücken auf den Button „Start" mit der linken Maustaste fordert das Programm durch die Ansage
„Tragus rechts" auf den ersten Punkt einzuscannen. Der prozentuale Fortschritt der Messung wird angezeigt.
Für die richtige Durchführung der Messung wird die runde Spitze des Stylus an den
Weichteilpunkt „Tragus rechts" herangeführt, unter leichter Berührung ohne die
Weichteilkontur zu verändern, wird hier mit dem Zeigefinger auf dem Stylus ausgelöst.
Nachdem erfolgreichen Auslösen, sagt das Programm sofort den nächsten zu messenden
Punkt an.
Die Punkte dürfen nur von medizinisch ausgebildeten Personal gemessen werden. Hierfür sind spezielle Kurse zu belegen, in denen das Messen und das Aufsuchen, sowie das verletzungsfreie Auffinden der Punkte geübt wird.
Danach werden die 55 Punkte gemessen und durch die Aktivierung des Buttons am Meßstift
(Stylus) gespeichert. Diese 55 Punkte sind für die beiden unten genannten Analysen notwendig. Für die Brandt 3D Analyse sind 110 Punkte notwendig, da die beiden
Gesichtshälften vermessen werden. Andere 3D Analysen sind in Vorbereitung
Am Ende wird „last point" gesagt und mit der Maus auf den Button „Schließen und
Speichern" gedrückt. Dann erscheint das Pulldown Menü
Bei Aktivierung durch die linke Maustaste auf die möglicherweise vorhandenen mehrfachen
Messungen können beliebig vielen Fenster geöffnet.
Durch Aktivierung des Buttons „Frankfurt/Ricketts" werden die kephalometrische Werte folgender Anaylsen angezeigt: der Frankfurter Analyse (Steiner eingeschlossen), der Ricketts kurz Analyse (11 Punkte)
WITS - Appraisal nach Prof. Jacobson.
Normwerten und individuellen Abweichung nach Schopf und Hasund.
Bei Aktivierung derfolgenden Buttons werden die entsprechenden Zeichnungen angezeigt.
„Ricketts"
Bei Aktivierung wird die Zeichnung mit den roten Zähnen angezeigt (Abbildung 14): insbesondere ist hier auch Wits-Wert zu sehen.
Durch die Integrationsfunktion werden 3D Daten von dem Gesichtsscan mit den
Scannerpunkten der rechten Seite (Abb. 7) oder linken Seite des MagnetSystems
(noXrayCeph) und der Innenseite (Abb.16) verbunden. Es gibt beide Analysen als 3D
Raumgitter. Dies wird ist mit dem 3D Röntgenbild, an dem Behandlungsforschritte und
Planungen durch die Überlagerung der Scannerpunkte erfolgt, sodaß diese
Röntgenaufnahmen nicht wiederholt werden müssen, sondern weitere Simulationen durch
Verschiebungen von 3D Magnetdaten erfolgen. Das selbe gilt für gescannte Modelle, die anhand der gewonnen Meßpunkte im Mund in das 3D Raumgitter integriert werden.
Die Verzerrungen des Röntgenbildes (Abb 15, 16, 17, 18) sind so gravierend, daß die verwendeten Punkte außerhalb der wirklichen Gesichtsdimensionen liegen. Dies ist in dem systematischen Fehler einer punktförmigen Strahlenquelle begründet (Abb. 19). Besonders ungenau wird das Röntgenbild, weil es verschiedene Abstände vom Focus und dem Objekt, je nach Modell und Hersteller gibt. Weil es keine Ausgleichstabellen gibt, sind die die Datensätze nicht vergleichbar. Bei der Methode mit Magnettechnik handelt es sich um einen 1 zu 1 Maßstab, wodurch alle in Zukunft gewonnen Daten 1. anthropologisch und anatomisch richtig sind und 2. immer vergleichbar, auch mit zukünftigen oder anderen 1 zu 1 Meßwerten.

Claims

Patentansprüche :
Methode und Gerät zur Erzeugung von kephalometrischen 3D und 2D Zeichnungen des Gesichtschädels und Aufzeichnung der Gelenkbewegung eines Patienten für die kieferorthopädische Diagnostik unter Verwendung von Magnettechnik.
dadurch gekennzeichnet,
daß eine mobile Kopfkappe ein schwaches Magnetfeld erzeugt, indem ein Meßstift zur Registrierung von 3dimensionalen intra- und extraoralen Punkten und Linien des menschlichen Schädel genutzt wird. Aus diesen Punkten berechnet die Software die midsagittale, horizontale und frontale Ebene für die 3dimensionale und 2dimensionale zeichnerische Darstellung und Auswertung.
Unteranspruch 1 wird dadurch gekennzeichnet:
daß durch die Anbringung des Meßstiftes an den Unterkiefer auch die Bewegungen des Unterkiefers bei fortlaufender Registrierung auf die 3 Ebenen und 3D im Raum registriert werden können.
Unteranspruch 2 wird dadurch gekennzeichnet:
daß durch die Verbindung von so gewonnen Punkten (2D und 3D Gittermodellen) mit entsprechenden 3D Koordinaten von 3D Modellen der Zähne und 3D Scans der äußeren Haut, sowie von Volumentomogramm-Bildern oder MRT-Bildern dies selben Objektes integriert werden können.
PCT/DE2008/001827 2008-06-09 2008-11-06 Methode und gerät zur erzeugung von kephalometrischen zeichnungen und aufzeichung der gelenkbewegung für die kieferorthopädische diagnostik unter verwendung von magnettechnik Ceased WO2009149678A1 (de)

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