ES2593708T3 - Procedimiento para fabricar piezas de prótesis dentales o restauraciones dentales empleando representaciones dentales electrónicas - Google Patents

Abstract

Procedimiento para fabricar un juego de datos electrónico de un modelo de diente genérico que puede utilizarse para la elaboración de una pieza de prótesis dental, de una restauración dental o de un modelo de diente, con las siguientes etapas de procedimiento: a) mediante la medición de un número mínimo de dientes predeterminado del mismo tipo de diente se genera una pluralidad de juegos de datos electrónicos de este tipo de diente; b) se realiza una asociación al menos de un número de puntos de correspondencia y/o estructuras de correspondencia característicos para este tipo de diente en los juegos de datos electrónicos individuales; c) se lleva a cabo un análisis de ejes principales para los puntos de correspondencia y/o estructuras de correspondencia asociados de los dientes medidos; d) se lleva a cabo una combinación lineal de al menos una parte de los ejes principales resultantes para el tipo de diente contemplado y se facilita como juego de datos de modelos de dientes genérico.

Description

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

Procedimiento para fabricar piezas de protesis dentales o restauraciones dentales empleando representaciones dentales electronicas

La invencion se refiere a un procedimiento para fabricar una imagen electronica tridimensional general de un diente y a su uso para la fabricacion de modelos de dientes, piezas de protesis dentales o restauraciones dentales de dientes que necesitan reparacion o situaciones de defecto.

Para el cuidado de defectos dentales se facilitan diferentes posibilidades. Una posibilidad es la aplicacion directa de material de relleno en la boca, es decir el dentista elimina la caries y llena el agujero en la misma sesion con un material de relleno. Este modo de proceder se elige sobre todo en el caso de defectos menores. Para defectos mayores se recurre mas bien a materiales como metal o ceramica etc., que no pueden elaborarse directamente en la boca. Tambien la estructuracion de la superficie masticatoria en la boca en el caso de defectos mayores debe realizarse mas bien de manera problematica y complicada. Por lo tanto en la consulta del dentista se realiza un moldeo tras realizar una preparacion del diente. Este moldeo se lleva a un laboratorio mecanico dentista y se crea un modelo en yeso. Al considerar la dentadura opuesta, y eventualmente al incluir los movimientos de la mandfbula en forma de articuladores puede elaborarse la restauracion dental correspondiente o pieza de protesis dental. Estas podrfan ser p.ej. inlays, onlays, coronas parciales, coronas, puentes, coronas telescopicas, protesis parciales etc. No obstante la fabricacion de una restauracion de este tipo es muy laboriosa. Tras el moldeo y fabricacion del modelo de yeso con asociacion del maxilar opuesto se realiza el crecimiento o sinterizacion, incrustacion, fundicion o prensado, retocado, adaptacion y pulido. El elevado numero de etapas y las posibilidades tecnicas limitadas en el laboratorio mecanico dental llevan a que, por un lado, puedan producirse errores de tratamiento y la calidad de material del producto acabado no sea optimo y por otro lado no puedan acabarse todos los materiales (p.ej. ceramicas de alto rendimiento). Adicionalmente la elevada cantidad de trabajo lleva tambien costes elevados.

Como alternativa al modo de fabricacion convencional se considera entre tanto la tecnologfa CAD/CAM en la que con ayuda de procedimientos informaticos se realiza la elaboracion de restauraciones dentales y piezas de protesis dentales. Expresado de manera simplificada el proceso se divide en:

1. Registro de datos tridimensional de la preparacion o varias preparaciones

2. Generacion de un juego de datos CAD de la restauracion dental, es decir construccion o calculo de la funda externa y/o modelacion interactiva de la funda externa en la pantalla

3. Tratamiento del juego de datos CAD acabado en una fresadora o rectificadora controlada por ordenador (p.ej. CNC) o sistemas de prototipado rapido (Rapid Prototyping).

La ventaja de un procedimiento de este tipo es clara:

1. Ahorro de costes mediante la automatizacion y por tanto ahorro de tiempo

2. Empleo de materiales acabados de manera industrial. Estos pueden sinterizarse, fundirse etc. en condiciones mas optimas que en el laboratorio, y presentan por lo tanto mejores propiedades de material. Especialmente para ceramicas y titanio estas ventajas ya se han examinado de manera detallada.

3. La protesis dental se produce con calidad constante. No se producen oscilaciones debido a fallos de procesamiento como en los procesos de fabricacion convencionales.

4. Los materiales completamente novedosos como ceramicas de oxido de circonio etc., que hasta el momento en el proceso tecnico odontologico convencional podfan tratarse, o solamente con un esfuerzo elevado, pueden elaborarse con el procedimiento CNC.

Algunos sistemas ya se estan empleando. Una vision general actual puede deducirse por ejemplo de la edicion de la ZWP (diciembre de 2001, Mehl). Ademas en los documentos de patente US 5,217,375, EP 0 643 948, EP 0 634 150, EP 0 913 130 A2 y WO 0239056 se describen tales sistemas o aspectos individuales de tales sistemas.

Un problema que hasta ahora no se resolvfa es la fabricacion lo mas automatizada posible de restauraciones dentales, que ya presentan una superficie masticatoria que corresponde a todos los criterios funcionales y morfologicos de una superficie masticatoria, y puede adaptarse de manera optima a la situacion del diente opuesto.

En la mayorfa de sistemas por ahora solamente es posible la fabricacion de estructuras. De modo similar al modo de proceder convencional en el que p.ej. una estructura de metal se reviste con ceramica o plastico (vale tambien para otros materiales como estructuras de ceramica o plastico), la estructura base se crea en el proceso CAD/CAM y a continuacion al menos partes de la superficie masticatoria y superficies externas todavfa ausentes se revisten de manera convencional con ceramica, composite etc. Estas estructuras pueden conseguirse p.ej. en el software CAD

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

(software de construccion) aumentando la preparacion o calculando una superficie, que se situa en una distancia determinada que puede seleccionarse, (=espesor de capa de la estructura) con respecto a la superficie de preparacion. Adicionalmente es posible tambien la inclusion de "convexidades" y "deformaciones". En el documento EP 0 913 130 A2 con la figural3b puede verse un proceso de este tipo. Un ejemplo adicional se describe en el documento EP 0 643 948 A1.

Para la generacion automatica de una superficie masticatoria, que esta configurada segun todos los criterios deseados y requisitos de una buena restauracion dental o pieza de protesis dental, no existe todavfa un procedimiento. Sin embargo esto serfa de gran importancia dado que con ello la disponibilidad y la eficiencia de costes de un sistema CAD/CAM puede aumentar y con ello sobre todo la tecnologfa CAD/CAM puede establecerse sobre todo en el marco amplio en la medicina dental. Al mismo tiempo con este procedimiento debe existir tambien la posibilidad de poder elaborar la protesis dental calculada en una maquina.

En la bibliograffa y en los documentos de patente se describen diferentes procedimientos para configurar la superficie masticatoria. Para la reconstruccion de superficies inlay se describen tanto los metodos lineales como tambien diferentes metodos de extrapolacion (Mattiola, A., Mormann, W.H. y Lutz, F.: "Computerunterstutzte Okklusion von Cerec 2 Inlays und Overlays". Schweiz Monatsschr Zahnmed 105:1283-1290 (1995); Kunzelmann, K.- H., Mehl, A., Pelka, M.: Automatische Rekonstruktion von Kauflachen computergenerierter Restaurationen (reconstruccion automatica superficies masticatorias de restauraciones generadas por ordenador). Zahnarztl Welt/Rundschau 102, 695 - 703 (1993)). En el caso del metodo lineal se unen puntos enfrentados del lfmite de cavidad (en la mayorfa de los casos en direccion oral vestibular sencillamente mediante una recta y asf se rellena el defecto. En el caso de la extrapolacion, la pendiente (gradiente) de la sustancia dental residual todavfa presente avanza dentro del defecto y de esta manera se reconstruye la superficie. Es obvio que con este modo de proceder solo puede originarse algo aproximadamente similar a la superficie masticatoria. La inclusion de criterios morfologicos y la situacion de la dentadura opuesta no son posibles. Al mismo tiempo este procedimiento es adecuado solamente para defectos relativamente pequenos.

Una segunda posibilidad consiste en una medicion optica tridimensional adicional o bien de la superficie masticatoria presente, antes de que el diente se lime, o de una superficie masticatoria modelada de manera individual con cera o plastico (p.ej. Mattiola, A., Mormann, W.H. y Lutz, F.: "Computerunterstutzte Okklusion de Cerec 2 Inlays und Overlays". Schweiz Monatsschr Zahnmed 105:1283-1290 (1995), Mehl, A., Gloger, W., Hickel, R.: Erzeugung von CAD-Datensatzen fur Inlays und Kronen mit funktionellen Kauflachen. Dtsch Zahnarztl lfneas 52, 520-524 (1997)). Mediante un clic o seleccion de puntos de referencia en los dientes adyacentes la medicion de la preparacion y la superficie masticatoria pueden situarse una respecto a otra y completarse la restauracion en su totalidad. En este caso debe crearse no obstante un modelado de cera manualmente, de manera que la ventaja de la automatizacion mediante el sistema CAD/CAM ya no se da. En la mayorfa de los casos al suministrar un diente la superficie masticatoria inicial no podra utilizarse debido a defectos de caries existentes o suministros insuficientes, de manera que tambien esta posibilidad solamente esta limitada a una zona de indicacion pequena delimitada. Una posibilidad adicional se presenta en el documento WO 0239056. Aquf se describe un sistema de archivo de pacientes, p.ej. tarjeta chip para el paciente que contiene los datos dentales almacenados. Estos datos dentales pueden emplearse de nuevo despues en un momento posterior cuando deben elaborarse suministros para el paciente, y sirven para la reconstruccion del defecto. En este caso se garantizarfa en todo caso que la superficie masticatoria completada estuviera adaptada morfologicamente y funcionalmente de manera optima al sistema gnatologico. No obstante en estos procedimientos debe contarse con fases preliminares correspondientes, de manera que en primer lugar debe recurrirse a otros procedimientos para los suministros de una masa extensa.

Otras posibilidades en relacion con la inclusion de geometrfas de superficie masticatoria en el proceso CAD/CAM se describen en las siguientes invenciones. Por el documento DE 198 38 239 A1 se conocen grupos de piezas brutas para restauraciones dentales que se asocian a los diferentes tipos de dientes, y cuyas geometrfas externas de determinan a partir de promedios, que se extraen de la bibliograffa especializada, para el tipo de diente respectivo. En este caso sin embargo no se trata de una descripcion de superficies de dientes matematica que puede emplearse para la reconstruccion CAD/CAM de restauraciones dentales, sino solamente de un calculo aproximado de maximo-mfnimo para la dimension externa aproximativa de piezas brutas, de las cuales debe fresarse la restauracion dental deseada individual. Los promedios que pueden tomarse de la bibliograffa son ademas solamente medidas de longitud, ancho o lineales similares que de ninguna manera tampoco pueden describir solo de manera aproximada una superficie masticatoria para el proceso de reconstruccion asistido por ordenador.

Por el documento DE 199 23 978 A1 se conoce un procedimiento para la representacion asistida por ordenador especffica de cada paciente y planificacion de trabajos odontologicos y/o protesico dentales, en los cuales se crea una base de datos de imagenes digitalizada con una pluralidad de vistas de dientes modelo y maxilares, comprendiendo las vistas modelo objetos p.ej. dientes individuales que presentan diagnosticos sanos y de enfermedades dentales, incluyendo la base de datos de imagenes reproducciones de regiones bucales tfpicas. Este procedimiento sirve como sistema experto asistido por ordenador para la planificacion y decision de terapias de tratamientos odontologicos. Para la reconstruccion tridimensional de defectos dentales, como es necesario en el proceso CAD/CAM para la fabricacion de protesis dentales, este procedimiento no es adecuado, dado que los datos de diagnosticos especfficos de cada paciente no son suficientes para la adaptacion individual exacta de las bases de

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

datos de imageries. La base de datos de imageries debe facilitar tambien solamente formas estandar tfpicas para la conversacion sobre la planificacion con el paciente, no se lleva a cabo una modificacion mediante la combinacion de estos datos para formar un nuevo juego de datos representativo.

Por el documento EP 0 643 948 A1 se conoce un procedimiento para la fabricacion de una restauracion dental en el que se emplea una biblioteca de datos autodidacta de formas basicas de diente. El modo de proceder se limita en este caso solamente a la creacion de estructuras de corona, y contiene el aprendizaje solamente de tales parametros como espesor de capa, localizacion y grosor de abombamientos, desarrollo aproximado de la lfnea de preparacion. Este "aprendizaje" sencillo no lleva a descripciones matematicas o parametricas de superficies dentales que son adecuadas para la reconstruccion de defectos dentales individuales con geometrfa externa completa como inlays, onlays, coronas y puentes formados de manera anatomica y funcional. Particularmente con ello tampoco puede tener lugar ninguna consideracion de la situacion de la dentadura restante como dientes adyacentes y dentadura opuesta. Ademas no se imita en este caso la forma predeterminada por la naturaleza, sino solamente se averigua los parametros de construccion de estructuras ffsicos que se basan en la experiencia del o de los mecanicos dentista/expertos.

Por el documento US 5,257,203 se conoce un procedimiento para la fabricacion de una restauracion dental en el que se emplea un base de datos de formas de dientes genericas estandarizadas, siendo estas formas de diente genericas representaciones normalmente basadas en ordenador de modelos de yeso estandarizados de dientes. El modelo de diente generico se adapta mediante metodos matematicos al lugar de preparacion.

En el caso de formas de diente genericos utilizadas en este procedimiento no se trata de formas de diente derivadas aritmeticamente o algorftmicamente de una base de datos, y por tanto no de modelos de diente genericos descritos en el sentido de la presente invencion, sino de modelos de yeso estandarizados que solamente se exploran de manera tridimensional y este juego de datos se emplea para la reconstruccion. La desventaja reside tambien en que la estandarizacion no se basa en ningun principio de construccion general y la configuracion solamente se basa en la destreza manual y la experiencia de expertos individuales con limitacion correspondiente de la diversidad de formas que aparecen en la naturaleza.

Una posibilidad adicional para la fabricacion de restauraciones dentales se describe in "Saliger, G., Designing a CEREc crown. In Cerec 10 year anniversary Smposium, ed. W.H. Mormann. Quintessence, Chicago, 1996" o en el documento DE 19642247. En este caso el juego de datos de un diente modelo se ajusta y se adapta al diente preparado. Esencialmente este modelo de diente se escala de manera correspondiente a la extension mesial-distal del defecto, se traslada y se gira. Una deformacion elastica puede mejorar todavfa mas el resultado. En Saliger 1996 (vease arriba) se facilita una posibilidad interactiva siguiente de la rotacion y del control de la superficie masticatoria con respecto al diente opuesto. Adicionalmente las cuspides pueden modificarse en su posicion. Todo esto se realiza de manera interactiva. Finalmente se fresa la restauracion dental.

El problema en todos los modos de proceder mencionados se basa sobre todo en los siguientes hechos:

- Los puntos de contacto con respecto al diente opuesto se fijan solo posteriormente al realizarse la adaptacion mediante distorsiones interactivas o modificarse el diente modelo hasta que se presentan roces con la funda. Esto lleva a menudo a formas totalmente atfpicas de diente dado que el diente modelo desde un principio no se adapta de manera optima a la situacion global.

- No hay ningun proceso automatizado para la seleccion de un mejor diente modelo (en el caso de que hubiera varios para seleccionar). Hasta ahora esto se realiza basandose en reglas visuales.

- El trabajo y la modificacion interactiva en el monitor solamente puede imaginarse con dificultad en su repercusion en tres dimensiones, y por lo tanto para una persona con poca experiencia en el trabajo de ordenador solamente puede dominarse tras un largo periodo de practica y rutina diaria.

- No se recurre a la morfologfa de los dientes adyacentes o antagonistas o tampoco al tipo de diente enfrentado correspondiente en la misma mandfbula. Eso es importante en algunos casos para garantizar una integracion armonica de la restauracion en el sistema maxilar.

- Las modificaciones del diente modelo mediante el escalamiento, posicionamiento de cuspide y deformaciones interactivas no tienen que llevar necesariamente a superficies similares a los dientes.

- Para todas las adaptaciones interactivas o automaticas no hay hasta ahora ningun procedimiento que garantice que tras la modificacion se origine de nuevo una superficie masticatoria muy similar a un diente natural. Como hasta ahora los criterios de una buena superficie masticatoria configurada de manera funcional y estatica todavfa no se conocen cientfficamente y tampoco se han comprobado, la demanda para cada restauracion debe ser que se acerque lo mas posible a las circunstancias y formas naturales para no provocar de esta manera ningun dano a largo plazo en los dientes, en el tejido y en la articulacion.

Con la presente invencion se consigue superar los problemas tratados previamente, invencion que posibilita la fabricacion de restauraciones dentales, piezas de protesis dentales o modelos de diente con superficies masticatorias y/o superficies que se acercan mucho a un diente natural y se unen de manera optima funcionalmente y morfologicamente a la situacion maxilar, pudiendo automatizarse mas el proceso de fabricacion, es decir que pueda desarrollarse con fundamentalmente menos interacciones y con menos errores, es decir mas facil de

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

manejar.

Por piezas de protesis dentales se entiende en este documento de patente piezas o la totalidad de protesis totales o parciales (p.ej. protesis telescopicas, protesis de gancho, protesis provisionales etc.) o tambien construcciones superiores de implante, por restauraciones dentales puentes, coronas telescopicas (piezas primarias y secundarias), coronas, incrustaciones inlays, onlays, overlays y coronas parciales. Los modelos de diente se emplean como dientes protesicos, como modelos autonomos, como componentes de modelos de practica, configuracion y de visualizacion o para la representacion en medios electronicos o medios de impresion. De esto hay que separar el termino de modelo de diente generico o juego de datos de modelos de dientes generico, como se aclarara a continuacion.

La invencion crea un procedimiento para la fabricacion de un juego de datos electronico de un modelo de diente generico que puede utilizarse para la elaboracion de una pieza de protesis dental, de una restauracion dental o de un modelo de diente como esta indicado en la reivindicacion 1. Esto puede emplearse para la fabricacion de modelos de diente, piezas de protesis dentales o restauraciones dentales. Un uso del procedimiento para la fabricacion de un juego de datos electronico del modelo de diente generico esta indicado en la reivindicacion 4. Un uso de una maquina controlada numericamente para la fabricacion de modelos de diente, piezas de protesis dentales o restauraciones dentales, al controlarse la maquina segun un juego de datos obtenido de acuerdo con la invencion esta indicado en la reivindicacion 14. Los perfeccionamientos de los procedimientos de acuerdo con la invencion estan indicados en las reivindicaciones dependientes. En las reivindicaciones 15 y 16 se indica un dispositivo para la visualizacion, adaptacion y ajuste de un juego de datos de modelos de dientes generico.

Un juego de datos obtenido de acuerdo con la invencion de un modelo de diente generico es particularmente adecuado como base inicial para la fabricacion de una pieza de protesis dental, de una restauracion dental o de un modelo de diente, porque el juego de datos de modelos de dientes generico, al contrario que en un modelo de diente electronico convencional, no esta basado en ideas del autor del modelo de diente electronico que coinciden mas o menos con la naturaleza, sino que esta determinado por dientes reales.

Si por ejemplo se fabrica una restauracion para un diente que necesita reparacion con la ayuda de un modelo de diente generico obtenido de acuerdo con la invencion, la forma de diente natural que se expresa en el modelo de diente generico es decisiva y no un modelo de diente originado por la idea de una persona.

En la fabricacion por ejemplo de una restauracion dental el modelo de diente generico obtenido de acuerdo con la invencion puede tomarse como base de partida y adaptar este juego de datos mediante la adaptacion a piezas de superficies dentales que permanecen del diente que necesita reparacion o a la situacion de la dentadura restante al diente que va a repararse en cada caso al transformarse este juego de datos por intervencion interactiva o mediante sistema automatico controlado por un software, para llevar a cabo la adaptacion mencionada a los restos de superficie dental del diente que va a repararse, o a la situacion de la dentadura restante que rodea el diente que va a repararse.

Por lo tanto el procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1 prove que sobre la base de un analisis de correspondencias se lleva a cabo un analisis de ejes principales y una combinacion lineal en la manera descrita en estas reivindicaciones, desde los cuales se crea un juego de datos de modelos de dientes generico. Con ayuda del modelo de diente generico puede fijarse el marco dentro del cual es posible una adaptacion de juego de datos de modelos a la imagen electronica de la estructura residual del diente que va a repararse sin que se aparte de la reserva de formas de formas de diente naturales. La adaptacion del juego de datos de modelos de dientes generico a la parte que va a repararse del diente que necesita reparacion puede producirse de manera interactiva o tambien totalmente automatizada mediante procesamiento y control de software. Si se controla una maquina controlada numericamente de acuerdo con un juego de datos obtenido de esta manera se produce una pieza dental ffsica que se acerca de manera particularmente acertada a la apariencia de la superficie dental anterior intacta del diente que va a repararse, pudiendo alcanzarse este resultado tambien de manera relativamente sencilla para el odontologo o el mecanico dentista.

El procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1 se ocupa de la creacion de un juego de datos de modelos de dientes generico de un tipo de diente determinado (p.ej. primer molar superior, o tambien primer molar superior, grande, mediano y pequeno etc.). Estas superficies permiten ya para muchas situaciones una reconstruccion suficiente similar al diente. Ademas el juego de datos de modelos de dientes generico posibilita que cada modificacion que se realiza bajo ciertos criterios (vease mas adelante) en esta superficie, produzca con elevada probabilidad a su vez una superficie masticatoria natural y que describa todas las variantes posibles permitidas de modificaciones de la totalidad de casi todas las morfologfas dentales que se dan en la naturaleza. El numero de las variables de adaptacion es reducido en este caso y la reconstruccion de superficies de diente puede automatizarse.

La generacion de este juego de datos de modelos de diente generico se realiza en este caso mediante el mayor numero posible de juegos de datos del mismo tipo de diente. En general los juegos de datos electronicos pueden estar medidos tanto de manera bidimensional como tambien tridimensional. La medicion bidimensional va p.ej. con la fotograffa metrica, procedimientos tridimensionales p.ej. con escaner de luz estructurada etc., tambien

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

procedimientos de estereofotogrametrfa serfan concebibles. Para la reconstruccion de dientes que necesitan reparacion y situaciones de defecto se necesita sin embargo al menos juegos de datos medidos de manera tridimensional. En cuanto al tipo de diente puede tratarse por ejemplo de molares, premolares, caninos e incisivos. Como tipo de diente sin embargo tambien puede ser el primer molar superior, el primer premolar inferior, primer incisivo superior etc. Es posible ademas una diferencia segun la edad y desgaste, segun el sexo, segun la etnicidad, segun el tamano de los dientes, segun peculiaridades morfologicas etc., p.ej. los grupos segundo molar superior de edades entre 50 y 60 anos, primer molar superior con o sin tuberculo de Carabelli, el canino inferior en mujeres, la subdivision en primer molar grande, mediano, pequeno etc. pueden representar un ejemplo para un tipo de diente. Tambien pueden p.ej. pueden reunirse dientes adyacentes en un tipo de diente (combinado), para integrar o analizar relaciones de dientes adyacentes. Mediante la informacion del diente adyacente podrfa realizarse la seleccion de la superficie de diente para el diente que necesita reparacion o para la situacion de defecto. El termino tipo de diente comprende por lo tanto una posibilidad de agrupamiento muy variable segun el planteamiento, lo que debe considerarse en las reivindicaciones en su generalidad

Para un tipo de diente determinado los juegos de datos respectivos en una primera etapa deben establecer referencias unos respecto a otros (llevarse al mismo sistema de coordenadas y organizarse de manera mas o menos uniforme) y entre los puntos de superficie de uno de los juegos de datos con los otros juegos de datos respectivamente deben construirse correspondencias. Estas correspondencias se realizan p.ej. entre puntos y estructuras marcados de la superficie. Esta asociacion puede realizarse manualmente, puede realizarse mediante busqueda y asociacion de determinadas estructuras de caracterfsticas caracterizadoras (forma de la cuspide, curso de la fisura, reborde etc.). Opcionalmente puede preferirse un proceso que encuentre estas estructuras y/o puntos de correspondencia automaticamente, dado que hasta ahora no se presenta ningun hecho comprobado que pueda registrarse metricamente que sean los puntos o estructuras marcadas o propiedades de un tipo de dientes determinado. En oposicion no hay hasta ahora en toda la bibliograffa de odontologfa ninguna indicacion a una descripcion matematica solamente aproximativa de superficies de diente, que de algun modo sea adecuada para el proceso CAD/CAM.

Como una posible variante de implementacion se ha acreditado como factible el siguiente procedimiento: en primer lugar los juegos de datos de las superficies de diente medidas de un tipo de diente determinado se lleva al mismo sistema de coordenadas, para recibir una base de partida lo mejor posible para la determinacion de puntos de correspondencia automatica. Esto puede realizarse con rutinas de emparejamiento mediante la minimizacion de la funcion error de distancia, determinandose parametros de rotacion y de traslacion. Tras realizar la transformacion de coordenadas tiene lugar el analisis de correspondencias. A partir del procesamiento de imagenes pueden aplicarse con exito algoritmos modificados en este caso para el flujo optico. Ademas mediante un registro elastico o emparejamiento de determinadas caracterfsticas (fisuras, puntas de cuspide, inclinaciones de cuspide, rebordes) entre las superficies de diente individuales pueden formarse correspondencias y encontrarse reglas de reproduccion. Al final se obtiene la asociacion de muchos puntos mediante correspondencias entre todos los juegos de datos.

Esto se especifica de manera mas exacta a continuacion mediante el procedimiento del flujo optico. La base de partida son m superficies de diente de biblioteca de un tipo de diente determinado, extrafdas de una biblioteca de dientes, en la formula zj (x, y), con j = 1,....m como datos de exploracion.

Igualmente estan permitidas representaciones parametricas Zj (u, v), con u = u (x, y), v = v(x, y). Estas pueden ser

p.ej. coordinadas polares etc. Cualquier superficie tridimensional complicada con salientes puede aproximarse por tramos mediante las funciones anteriores. En el sentido ampliado para otros procedimientos tambien esta permitida cualquier descripcion de dientes dimensional.

Partiendo de un diente de referencia zr (x, y), con R e {1,...,m}, mediante un analisis de correspondencias respecto a cada punto del diente de referencia se busca el punto correspondiente sobre la superficie masticatoria zj (x, y). Esto puede realizarse tambien mediante vinculacion de correspondencias conectada sucesivamente, al construirse partiendo de un diente la correspondencia con un diente adicional, a partir de este nuevo diente una correspondencia adicional con un tercer diente etc. Adicionalmente antes de cada nueva averiguacion de correspondencia tambien puede calcularse un nuevo diente promedio de las correspondencias existentes y servir como base de partida para el nuevo analisis de correspondencias. En total esto puede alcanzarse mediante un algoritmo, que encuentra estas correspondencias automaticamente sin conocimientos previos, tal como se especifica en la reivindicacion 6. Una posibilidad es el procedimiento del flujo optico (para cualquier objeto en 3D se describen tambien otras posibilidades en Shelton, C.R.: 3D Correspondence. Master Thesis, Massachusetts Institute of Technologie, 1998). Como resultado se obtiene un campo de vector v \(x, y) bidimensional que pertenece a cada diente z\ (x, y) con:

"AXjfay)'

Ayj(x,y)^

de manera que a cada par de coordenadas (x, y) del diente de referencia zr (x, y) resulta el punto correspondiente del diente Zj (x'y) de la relacion:

Vj(x,y)

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

z, (x + AXj (x, y), y + Ay, (x, y))

En superficies de diente es practico, exigir ademas de la lisura del campo de desplazamiento con respecto a las coordenadas z, tambien la lisura con respecto a las pendientes, dado que las pendientes tambien representan una caracterfstica esencial de las superficies masticatorias. Tambien en el modo de proceder del analisis de correspondencias puede intentarse, tras encontrar una nueva correspondencia anadir este juego de datos a los juegos de datos ya correspondientes, y a partir de ello buscar una nueva combinacion lineal que se aproxime lo mas posible al siguiente juego de datos, que todavfa no corresponde. Esta nueva combinacion lineal puede consultarse entonces para el siguiente hallazgo de correspondencia automatico. Asf de manera iterativa pueden llevarse todos los juegos de datos a una correspondencia.

Ya que no todos los puntos de una superficie no pueden asociarse de manera inequfvoca a los puntos de la otra superficie puede exigirse que el campo de desplazamiento se comporte visualmente como una membrana elastica: entre las correspondencias inequfvocas esta membrana casi no puede desplazarse, mientras que entre tanto es decir en las zonas con correspondencias poco claras o debiles puede aflojarse casi libremente. Esto puede calcularse por ejemplo mediante la minimizacion de una funcion de energfa, que se compone de un acoplamiento de muchos campos entre los puntos de superficie individuales (acercamiento para la membrana elastica continua).

Una ampliacion interesante para el calculo del flujo optico consiste en que ademas de la representacion de datos en 3D z(x,y) se recurre a otros criterios o descripciones de superficie para el analisis de correspondencias, como se remite en la reivindicacion 3 para datos electronicos correspondientes. Esto podrfa ser por ejemplo el campo de gradiente (pendientes) de la superficie de diente. Las gradientes describen determinadas caracterfsticas como bordes, esquinas o modificaciones intensas en la superficie mejorque los meros datos de altura. Al formarse ahora un nuevo factor de caracterfstica xn con

- f z(*,y))

m -

Wx,y)j

e introducir una nueva norma para este espacio de caracterfstica:

imagen1

fijando (3 la ponderacion del campo de gradiente en relacion con el campo de altura, de manera que puede

T -1

calcularse el campo de desplazamiento v (x, y) = (Ax(x,y),Ay(x,y)) para el vector de caracterfstica xn de manera

analoga a lo anterior cuando se emplean las normas

y los productos escalares respectivos (ttix, my)

o (mx, Amx). Naturalmente podrfan imaginarse tambien varios vectores de caracterfstica multidimensionales al considerar tambien propiedades adicionales de la superficie de diente. Estas podrfan ser por ejemplo valores de textura, curvaturas etc. El factor de ponderacion p (o factores de ponderacion adicionales) permite la posibilidad, de establecer la influencia respectiva de los campos de caracterfstica individuales. Con todas estas medidas se presenta una herramienta que posibilita para las superficies de diente un analisis automatico de correspondencias que no precisa conocimientos previos.

Si se encuentran estas asociaciones, en una siguiente etapa el diente de referencia puede representarse como vector en un espacio tridimensional (n es en este caso la cantidad de los puntos seleccionados situados en la superficie de diente, de manera ideal se tomara como base una cuadrfcula equidistante, la cantidad tfpica de puntos puede ir de 10000 a 200000):

Dr =(xl,yl,zR(xl,yx),x2,y2,zR(x2,y2),....,xn,yn,zR(x„,y„))

De manera consistente, partiendo del diente de referencia (o de la combinacion lineal) y el vector de campo correspondiente vx(x, y) se representan todos los otros dientes de la biblioteca como vector tridimensional:

D. = (jq + Ax,(x,,y,), y, + Ay}(x,,y{), (x, + Ax,(xt,y,),y, + Ay,.(x,,yx)),

x2 +AXj(x2,y2), y2 +&y,(x2,y2), z.(x2 + Axj (x2,y2),+ Ayj(x2,y2))......

x„ +AXj(xn,y„), y„ + Ay/x^yJ, zy(x„ + Axj(xr,yJ,yn +AyJ(x„,y„)))

De esta manera las mismas coordenadas de vector, es decir indices representan tambien puntos correspondientes en cada caso, y concretamente entre todos los dientes. La totalidad de los m vectores, que corresponden a los m dientes de biblioteca abarcan un espacio que se denomina espacio de diente para el tipo de diente correspondiente.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Portanto puede calcularse por ejemplo tambien un diente promedio D de los dientes de biblioteca Dj conformados individualmente:

imagen2

En este lugar el nuevo diente promedio de nuevo puede emplearse como diente de referencia y e iniciarse de nuevo otra vez el proceso y repetirse tambien con frecuencia. Por tanto el diente promedio puede determinarse de manera mas general. O se toman diferentes dientes de referencia y se hace una media del resultado. En la reivindicacion 2 se emplea este juego de datos promedio como diente promedio de un grupo de dientes determinado (tipo de diente).

Si las superficies de diente individuales se presentan como vectores es posible con probabilidad representar cada

-i

diente que llega nuevo Z como combinacion lineal de los dientes presentes:

imagen3

Para reducir el numero de los factores lineales (3j y de los dientes D■i es adecuado el analisis de ejes principales. Despues de que cada tipo de diente pueda detectarse por el experto mediante determinadas caracterfsticas, mediante la transformacion de ejes principales tambien aquellos componentes que caracterizan determinadas caracterfsticas del tipo de diente deberfan tener una gran influencia. Asf mediante la combinacion lineal de una parte de los ejes principales se obtiene una descripcion suficiente de la mayorfa de superficies de diente. Este analisis de

ejes principales puede realizarse directamente en los datos dentales Db tal como se expone en la reivindicacion 1. El porcentaje empleado p de los ejes principales resultantes (por lo general los que contribuyen en la mayorfa de los casos a la varianza) se vincula matematicamente mediante combinacion lineal (factores lineales a, y componentes

principales Pi) como sigue;

z-ZAA

f=l 2 (Ecuacion 1)

Tal como se indica en la reivindicacion 2, antes de que se lleve a cabo el analisis de eje principal en el caso de los vectores de diente puede desplazarse el espacio de vector de manera que resulta el promedio. Esto se obtiene mediante sustraccion entre los vectores de diente individuales y el diente promedio. Los vectores de sustraccion originados pueden analizarse entonces mediante procedimientos de componentes principales. En total mediante este procedimiento, con pocos parametros modificables pueden obtenerse una descripcion suficientemente eficiente de nuevas formas de diente que pueden representarse como combinaciones lineales de estos nuevos parametros (factores lineales) y ejes principales. La ventaja decisiva es que, en el caso de la modificacion de los parametros, se aproxima con alta probabilidad a uno de los datos de diente naturales existentes. La restauracion que ha de elaborarse sera por tanto similar al diente y el peligro de superficie masticatorias feas se aleja.

A continuacion se describe con mas detalle el analisis de ejes principales en el caso de los vectores de diente para el caso en el que se sustrae el diente promedio, es decir el espacio de vector de los dientes se desplaza de manera que el promedio da como resultado 0. Portanto tambien tras el analisis de ejes principales los promedios de los ejes

principales (vectores propios) son 0. De cada vector de diente Dj se resta el diente promedio D y se forma un nuevo

-i

vector de sustraccion Ab

'A^Dj-D

El analisis de eje principal proporciona entonces los valores propios Ak con los ejes principales correspondientes

—i

(componentes principales, vectores propios)Pk, k= 1, ...m. Resultan las siguientes propiedades:

1. Los valores propios Ak corresponden a la varianza en la direccion del eje principal Pk

-i

2. La suma de los valores propios Ak corresponde a la suma de varianzas de Ah es decir la varianza total de Aj. Como un desplazamiento de promedio no tiene ninguna influencia en la varianza de los valores, por lo tanto la

suma de los valores propios Ak corresponde a la varianza total de Db

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

3. El porcentaje de un componente principal Pk en la varianza total de los juegos de datos se da mediante

imagen4

4. El porcentaje de los primeros componentes principales Pkp en la varianza total se da de manera analoga

mediante:

imagen5

En los molares superiores se muestra por ejemplo que los primeros 7 componentes principales describen aproximadamente el 70% de la varianza total de 170 dientes.

Una gran parte de todas las superficies de diente posibles Z puede aproximarse ahora de manera relativamente

—J

exacta mediante una combinacion lineal de los primeros componentes principales Pkp (ciison los factores lineales):

_ _ P _

Z « D + ^a, • P,

(Ecuacion 2)

Si se establecen condiciones marginales logicas en los parametros ai (ecuacion 1) o ai (ecuacion 2) (p.ej. que el diente nuevo se encuentre dentro del espacio definido por los dientes existentes, o que al menos no se situe demasiado lejos), cada combinacion lineal cualquiera describira segun (ecuacion 1) o (ecuacion 2) de nuevo un diente. Un juego de datos dentales que se genera en general mediante una combinacion lineal de ejes principales y eventualmente adicion de diente promedio se denomina en este documento de patente juego de datos de modelos de dientes generico o modelo de diente generico con respecto al tipo de diente contemplado. Como sinonimo a esto, y en el sentido abstracto, asimismo en este documento de patente el juego de datos de modelos de dientes generico o el modelo de diente generico con respecto al tipo de diente contemplado se entiende como una combinacion de juegos de datos de los ejes principales seleccionados y eventualmente con respecto al diente promedio. Esta combinacion puede imaginarse p.ej. ffsicamente o bien como juegos de datos individuales que estan unidos mediante vinculaciones o referencias, o bien mediante la union a un juego de datos grande. Si ahora se desea una representacion de este modelo de diente generico o juego de datos de modelos de dientes generico, solamente tienen que multiplicarse los factores lineales especiales con los ejes principales, y eventualmente sumarse al diente promedio. El modelo de diente generico o el juego de datos de modelos de dientes generico (en lo sucesivo en parte tambien abreviado "diente generico") representan por lo tanto un tipo de descripcion matematica de todo el espacio de diente del tipo de diente correspondiente.

El proceso de reconstruccion para el diente que necesita reparacion o la situacion de defecto puede realizarse mediante el modelo de diente generico y tambien automatizarse en gran parte. La reconstruccion significa la nueva fabricacion completa o al menos parcial de la funda externa que falta del diente que necesita reparacion o de la situacion de defecto. El diente que necesita reparacion puede ser una preparacion inlay, onlay, overlay, de coronas parciales, de coronas, puentes etc., en el caso de la situacion de defecto se trata de llenar zonas con dientes que faltan, p.ej. miembros intermedios de puente, piezas superiores de puente o partes de las protesis parciales o protesis totales. En el caso del termino situacion de la dentadura restante en este documento de patente se trata de la informacion medida (en particular juegos de datos) del diente preparado o dientes (diente que necesita reparacion o dientes) o situaciones de defecto y la inclusion adicional opcional de informacion medida de la sustancia dental residual, del maxilar opuesto, del registro de mordida funcional y estatico/oclusal, del diente adyacente/ de los dientes adyacentes y/o del porcentaje de encfa o de la cresta alveolar. En el caso del maxilar opuesto por lo general solamente es suficiente la inclusion de uno o varios dientes opuestos, es decir del diente o los dientes que estan situados enfrente del diente que necesita reparacion o de la situacion de defecto. El termino diente opuesto es sinonimo del termino especializado antagonista. Sin embargo en este documento de patente adicionalmente bajo el termino diente opuesto tambien se subsumen partes del maxilar opuesto o de todo el maxilar opuesto. Si en la preparacion o situacion de defecto en cuestion y situacion de la dentadura restante circundante se seleccionan determinados puntos de construccion o puntos de correspondencia o estructuras de correspondencia, p.ej. puntas de cuspides o puntas de rebordes en la sustancia dental residual y/o posibles puntos de contacto con el diente opuesto o diente adyacente (Fig. 9 - 11), entonces al conocer los puntos y estructuras de correspondencia correspondientes en el modelo de diente generico, diente promedio etc. puede realizarse la reconstruccion de la mejor manera posible mediante procesos de optimizacion. En el caso del diente promedio se averiguan por lo general parametros de rotacion, traslacion y escalamiento, y eventualmente tambien parametros de

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

transformaciones afines mediante los procesos de minimizacion. En el caso del diente generico tambien se realiza adicionalmente la adaptacion optimizada de los parametros (factores lineales) de los ejes principales de manera que la insercion del diente generico que se modifico de acuerdo con los parametros se realiza de la mejor manera. Opcionalmente pueden incorporarse a este proceso tambien condiciones secundarias como p.ej. lfmite de la magnitud de los parametros para que el resultado no quede demasiado fuera del espacio de diente, o la condicion de que la superficie masticatoria opuesta o el registro funcional no pueda penetrarse pero toque los puntos de contacto. Tambien pueden considerarse parametros de calidad como espesores de capa mfnimos para un material o diseno de superficie optimizado en cuanto a la carga.

Ademas de los puntos de correspondencia individuales pueden tomarse tambien en su totalidad todas las superficies de diente restante (p.ej. en inlays, onlays, coronas parciales), o tambien estructuras de correspondencia, es decir determinadas areas y formas caracterfsticas, y tomarse todos los puntos de estas superficies de diente restante y/o estructuras para la correspondencia. Esto puede realizarse p.ej. de manera analoga a lo anterior de nuevo con el procedimiento del flujo optico. Otra posibilidad es el emparejamiento con optimizacion de los parametros de acuerdo con una funcion de calidad (p.ej. funcion de distancia). De nuevo es decisivo en este caso que el diente no se deforme de cualquier manera sino a lo largo de los ejes principales y con ello en la zona de la forma de los dientes naturales.

En general las superficies masticatorias genericas y juegos de datos de la situacion de defecto o del diente que necesita reparacion no estan situadas en el mismo sistema de coordenadas. Por lo tanto en el caso de la superficie masticatoria generica, ademas de los parametros a lo largo de los ejes principales (factores lineales) deben determinarse al menos tambien la rotacion y traslacion. La inclusion de un escalamiento es posible, pero en este caso, no necesariamente util, dado este factor ya deberfa estar integrado en la representacion de ejes principales. Una posibilidad para la resolucion del problema consiste en pasar por el proceso de adaptacion en dos etapas:

1. Rotacion y traslacion del diente promedio en el sistema de coordenadas del diente defectuoso mediante los puntos de correspondencia y/o sustancia dental residual. Esto puede llevarse a cabo con p.ej. el algoritmo segun Umeyama (Umeyama S.: Least-squares estimation of transformation parameters between two point patterns. IEEE PAMI 13(4); 276-280, 1991), fijandose el factor de escalamiento igual a 1.

2. Mejora de la adaptacion de los puntos de correspondencia mediante optimizacion de los parametros de ejes principales (eventualmente anadidos mediante factores lineales de la rotacion y traslacion etc.).

Por ello para ambas etapas pueden emplearse procedimientos de resolucion directos. En el caso general (tambien solucion de una etapa) pueden emplearse tambien naturalmente procedimientos de resolucion interactivos no lineales conocidos (p.ej. metodo de bajada de gradiente, de Levenberg-Marquardt etc.).

Si el juego de datos de la sustancia dental residual y/o puntos de correspondencia original se traslado y se roto en el sistema de coordenadas del diente promedio, con las propiedades de la superficie de diente generico existen las condiciones de partida mejores posibles para la reconstruccion de superficies de diente. El objetivo consiste en que determinar parametros (factores lineales) ai de manera que la combinacion lineal resultante (es decir superficie masticatoria nueva) se adapta de la mejor manera posible a la situacion existente. Esto se realiza p.ej. mediante la minimizacion de una funcion error.

Una optimizacion adicional de la adaptacion consiste en permitir solamente aquellas combinaciones lineales que presentan una probabilidad muy elevada, es decir en dar preferencia a las formas de diente del espacio de diente mas tfpicas posible. Con ello el resultado debe situarse con alta probabilidad en la funda convexa de los datos de diente. En este contexto es concebible de manera alternativa incluir una consideracion de la teorfa de la probabilidad. Deberfan considerarse las siguientes condiciones:

a) la superficie masticatoria que se busca deberfa presentar en el espacio de las superficies de diente una probabilidad lo mas alta posible, es decir su forma deberfa ser lo mas tfpica posible para una superficie masticatoria.

b) los puntos medidos pueden presentar errores de medicion (p.ej. mediante medicion o al hacer clic). Para que un error de medicion o de procesamiento en la seleccion de la superficie masticatoria no se pondere de manera excesiva se considerara tambien en este caso una probabilidad para un punto de medicion, dependiendo del ruido o de fuentes de errores.

Un planteamiento de este tipo podrfa llevar a la maximizacion siguiente de la probabilidad:

P(c\zKat) = const‘P(z = const -e

real

c)-P(c)

4M3

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

Esta probabilidad se maximiza cuando la funcion de calidad E se minimiza:

£ = ||Mc -zj +H|c|f ^min, y = ^ con

p

z = ,c,p, - Me

/=i

-i "i -) 2

con la matriz M = (A1.V1.h2, P2 Appp) y el error de medicion con una varianza de o .

La superficie de diente generica optima averiguada se insertara de manera muy adecuada en la situacion de la dentadura restante dada. En el caso de la situacion de la dentadura restante se trata de la informacion medida (en particular juegos de datos) de diente preparado incluyendo la sustancia dental residual, maxilar opuesto, registro de mordida funcional y estatico, dientes adyacentes, y/o tambien curso de la encfa y cresta alveolar. No obstante por lo general resultaran todavfa diferencias mas pequenas como p.ej. pequenos desniveles o huecos en la transicion a la sustancia dental residual, lugares demasiado altos que penetran el registro de mordida o el diente adyacente, puntos de contacto todavfa ausentes etc. Ademas posiblemente deban anadirse porcentajes de superficie ausentes como superficies proximales, superficies orales y vestibulares. Estos procesos resumidos denominados adaptacion, que contienen en la mayorfa de los casos solo modificaciones mfnimas proporcionan entonces el juego de datos acabado que se utiliza para el control de una maquina.

En la reivindicacion 5 se describe el uso de estos juegos de datos averiguados para la fabricacion ffsica. En principio pueden emplearse todos los procedimientos de acabado automatizados como fresado o rectificado CNC, tratamiento de laser, estereolitograffa o procedimientos de sinterizacion litograficos. La variedad de materiales para la restauracion dental, piezas de protesis dentales o modelos de diente puede abarcar desde plastico pasando por metales (titanio, oro, acero etc.) hasta ceramica. En la odontologfa ya estan disponibles una serie de materiales especialmente para el proceso CAD/CAM.

La reivindicacion 5 contiene todo el proceso de fabricacion, de medicion a produccion. Las variantes de implementacion expuestas anteriormente pueden emplearse en este caso de manera analoga. De la descripcion y los dibujos un experto puede deducir variantes adicionales que no estan expuestas individualmente, de manera que tambien estas pueden contemplarse como incluidas en todo su contenido en este documento de patente.

La reivindicacion 6 se refiere a un procedimiento para fabricar un juego de datos electronico tridimensional de piezas de protesis dentales o restauraciones dentales, en el que tras realizar la asociacion de puntos y/o estructuras de correspondencia del diente que necesita reparacion, y/o de la situacion de defecto al juego de datos de modelo de diente generico se optimizan los factores lineales para la parte empleada de los ejes principales ,de manera que la nueva combinacion lineal se adapta a la correspondencia o coincide de la mejor manera posible.

La reivindicacion 7 se refiere a un procedimiento en el que se averiguan los factores lineales mediante la minimizacion de las distancias entre los puntos de correspondencia.

La reivindicacion 8 se refiere a un procedimiento en el que los factores lineales se averiguan de manera que la probabilidad para la combinacion lineal averiguada es lo mas alta posible.

La reivindicacion 9 se refiere a un procedimiento en el que la optimizacion considera la ponderacion de determinados puntos de correspondencia y/o estructuras de correspondencia en forma de factores de ponderacion.

La reivindicacion 10 se refiere explfcitamente a la consideracion de registros de mordida funcionales y/o estaticos u oclusales. Una gran ventaja de toda la adaptacion de la superficie masticatoria mediante modos de proceder consiste en que ya no tiene que llevarse a cabo toda la cadena de fabricacion de la impresion del maxilar opuesto, la fabricacion de un modelo de yeso, la articulacion del maxilar opuesto y asociacion al modelo serrado o de preparacion, hasta la determinacion y ajuste de los parametros de articulacion de la mandfbula. La alternativa representa en este caso la impresion directa de la situacion de maxilar opuesto mediante el registro de mordida en la boca. El registro de mordida estatico, a veces denominado tambien registro de mordida oclusal se obtiene mediante la introduccion de material de impresion en el lugar deseado al morder el paciente en el y dejar los dientes mordidos en el mismo hasta que el material se separa. Mediante los movimientos de mandfbula se obtiene informacion, al realizar adicionalmente el paciente, antes de la separacion del material de impresion introducido, el mayor numero de movimientos posibles. Esto da como resultado el registro de mordida funcional, tambien denominado FGP (function generated path). Con este modo de proceder se obtienen informaciones 3D muy precisas a traves de las trayectorias del diente enfrentado a la preparacion, y con ello tambien lfneas de limitacion e indicaciones de construccion, donde podrfan estar situados puntos de contacto y donde la superficie de diente reconstruida no debe expandirse o que lugares pueden ser los mas altos. En la reivindicacion 11 se recurre exactamente a esta

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

informacion para el hallazgo de correspondencia y con ello para una adaptacion mas exacta del diente promedio o del diente generico. Mediante la formulacion matematica adecuada esta informacion puede incluirse en forma de condiciones marginales en los procedimientos de optimizacion o minimizacion. Esta condicion podrfa ser p.ej.: puntos de contacto son puntos de roce (interpolacion del punto con segunda derivada igual a 0) con el registro de mordida, mientras que las zonas restantes de la superficie reconstruida no deben rozarse.

En la reivindicacion 12 se describe una posibilidad de la automatizacion del hallazgo de puntos de contacto con el diente opuesto (antagonista). Mediante la comparacion del registro de mordida estatico (oclusal) con el registro de mordida funcional que se tomaron ambos del paciente para la situacion correspondiente, tal como se expuso anteriormente, y que se encuentran (estan referenciados) como juegos de datos medidos en el mismo sistema de coordenadas las zonas en las que uno de los registros de mordida tiene una distancia reducida respecto al otro registro de mordida o ambos se rozan estan especialmente marcadas. Estas areas representan los candidatos posibles para los contactos con los antagonistas, en las otras zonas no puede situarse ningun punto de contacto. Si se sabe donde se encuentran los puntos de contacto correspondientes en la superficie de diente generica o en el diente promedio puede automatizarse la optimizacion de los factores lineales en la mayor medida.

En la reivindicacion 13 para la configuracion de superficie proximal (por ejemplo posicion del contacto proximal, extension, etc.) y para la seleccion de puntos o estructuras de correspondencia (p.ej. rebordes, formas de la superficie masticatoria etc.) se incluyen adicionalmente las informaciones medidas de los dientes adyacentes. Igualmente pueden aprovecharse puntos individuales (p.ej. puntos de contacto) o la forma y estructuras del diente opuesto para la formacion de correspondencias y con ello la seleccion de la superficie de diente que mejor se adapta para la reconstruccion del diente que necesita reparacion o situacion de defecto. Igualmente puede recurrirse a la informacion del diente enfrentado simetricamente correspondiente, dado que a veces se parte del hecho de que estas formas de diente solamente estan invertidas lateralmente pero por lo demas se asemejan notablemente. Particularmente esta reivindicacion contiene la posibilidad de establecer las relaciones encontradas del analisis de eje principal o analisis de correspondencias entre dientes adyacentes del mismo paciente (p.ej. en la fabricacion del modelo de diente generico de dientes adyacentes) de la informacion del diente adyacente/ de los dientes adyacentes en la funda externa que va a anadirse o al menos partes de esta funda externa. Una posibilidad consiste en la optimizacion de los parametros del juego de datos de modelos de diente generico durante la adaptacion al diente adyacente/dientes adyacentes, modificandose al mismo tiempo de manera correspondiente la superficie de diente que va a reconstruirse. El mismo procedimiento puede aplicarse tambien para el diente opuesto o el diente enfrentado simetricamente. En particular en esta reivindicacion tambien se indica que la informacion de diente adyacente/dientes adyacentes, de diente opuesto y/o diente/dientes enfrentados simetricamente tambien puede componerse juegos de datos medidos de manera bidimensional. Partiendo de estos juegos de datos, mediante la ayuda de un modelo de diente generico correspondiente mediante optimizacion de funciones de reproduccion, de iluminacion, de renderizacion y/o de proyeccion puede deducirse la estructura tridimensional (vease p.ej. Blanz, V., Romdhani, S.: Face Identification across different poses and illuminations with a 3D morphable model. Proc. Int. Conference on Automatic Face and Gesture Recognition, 202-207, 2002) y aprovechar estas a su vez para la reconstruccion. La ventaja de esta medicion bidimensional reside en que puede crearse de manera relativamente sencilla p.ej. mediante una camara intraoral o una camara fotografica en el paciente esta toma o juegos de datos.

Ademas es necesario realizar adaptaciones siempre y cuando esten presentes aun imperfecciones e interferencias tras calcular el diente generico que mejor encaja o el diente promedio. Estas pueden ser pequenos desniveles o huecos en la transicion a la sustancia dental residual, lugares demasiado altos, que penetran el registro de mordida o el diente adyacente, puntos de contacto todavfa ausentes. En este caso son idoneos procedimientos que garantizan que las modificaciones estan limitadas localmente y permanecen lo mas pequenas posible y al mismo tiempo dan como resultado una transicion armonica y lisa a las zonas no modificadas. Esto puede realizarse mediante deformaciones y/o procedimientos morfologicos conocidos. Ademas eventualmente deben anadirse porcentajes de superficie todavfa ausentes como superficies proximales, superficies orales y vestibulares. Los procedimientos posibles de un complemento automatizado de estas superficies se describen mas adelante. En total estos procesos pueden realizarse automaticamente o de manera interactiva. En el caso de la manipulacion interactiva el dentista o mecanico dentista puede optimizar aun mas la configuracion tras su concepcion respectiva. Esta posibilidad deberfa estar implementada por lo general siempre en el procedimiento para fabricar piezas de protesis dentales o restauraciones dentales. Con ayuda del diente generico se logra la realizacion de diferentes conceptos de oclusion y de funcionales. En la tecnica dental hay diferentes teorfas sobre donde deben situarse los puntos de contacto estaticos y funcionales con respecto al diente adyacente o antagonista. El diente generico ofrece la posibilidad de decidir casi online el concepto que se desea utilizar y donde deberfan situarse los puntos de contacto (Fig. 9-11). En este caso p.ej., o bien una vez para un determinado usuario o laboratorio que favorece un concepto determinado, o tambien antes de cada nuevo suministro se marcan los puntos de contacto deseados en el diente generico, los puntos de correspondencia correspondientes sobre el registro de mordida y/o la sustancia dental residual o el diente adyacente. Mediante la adaptacion de los parametros con respecto a los puntos correspondientes se obtiene segun el procedimiento de minimizacion de nuevo una superficie masticatoria natural configurada funcionalmente. Este procedimiento funciona solamente con dientes genericos, dado que en el caso de bibliotecas de dientes puede seleccionarse solamente el mejor diente cuando durante la modificacion de la situacion de contacto/funcionamiento deben determinarse de nuevo los puntos de referencia correspondientes de todos los dientes, en el caso de un numero elevado de dientes una tarea complicada. Por otro lado en el caso de deformacion

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

solamente de un diente modelo, que no esta generado sobre la base de un diente generico y que no se llevo a cabo un analisis de componentes principales no se garantiza que se produzca un resultado armonico similar a un diente

Tambien es posible fabricar protesis dentales, partiendo de juegos de datos en 3D de la situacion de maxilar opuesto (Fig.2) y de la preparacion (Fig. 1) o varias preparaciones, que estan referenciados unos con otros, al seleccionarse automaticamente (Fig. 5) de una biblioteca de dientes la superficie masticatoria que mejor encaja tras establecer las referencias los registros de mordida existentes con los juegos de datos de preparacion mediante las posibles zonas de solapamiento (Fig. 3), tras seleccionar puntos de correspondencia (Fig. 4) adecuados. Un procedimiento de minimizacion de errores para la seleccion y adaptacion de la superficie masticatoria de biblioteca que es muy adecuado para ello y no se realiza iterativamente se describe p.ej. en Umeyama (Umeyama S.: Least-squares estimation of transformation parameters between two point patterns. IEEE PAMI 13(4): 276-280, 1991). A continuacion se eliminan interferencias o cruces existentes con la serie de dientes opuestos y /o dientes adyacentes, y en el caso de los inlays, onlays y en parte coronas parciales se considera tambien la sustancia dental residual t y las superficies externas ausentes se completan (Fig. 6 y 8) y entonces se adapta a la lfnea de preparacion de manera que se realiza una transicion armonica casi lisa (Fig.7). Mediante la fusion de las superficies externas e internas a lo largo de la lfnea de preparacion (curva tangencial) puede fresarse entonces la pieza de implante dental. Por un lado es decisivo que, en comparacion con los metodos anteriormente mencionados ya conocidos mediante la seleccion de muchos dientes diferentes de un biblioteca de dientes el diente no se adapte a la situacion sino que se seleccione un diente que encaja muy bien ya para la situacion, en el que entonces solamente deban realizarse adaptaciones solo muy pequenas y por tanto que puedan automatizarse y que sean menos propensas a errores. Ademas se separan piezas importantes o complicadas de la superficie de diente de piezas menos importantes o mas sencillas. A las primeras pertenecen la superficie masticatoria, a las segundas las superficies vestibulares, proximales y orales de los dientes. Mediante esta division puede limitarse a la mejor adaptacion de las superficies mas complicadas de la biblioteca de dientes, mientras que las superficies externas se completan automaticamente y se reconstruyen. Para las superficies externas es suficiente la indicacion solamente de pocos puntos de construccion (Fig. 8 y 16). Una posibilidad de la implementacion es el calculo de superficies de Bezier Nurbs o B-Spline, que se unen constantemente y de manera lisa a las partes correspondientes del lfmite de preparacion y al lfmite del juego de datos de biblioteca insertados, y en este caso interpolan los puntos de construccion (como p.ej. contacto proximal, convexidad de la superficie vestibular u oral).

Para la construccion de esta biblioteca de dientes es util una estructura en la que a cada juego de datos dentales o bien mediante establecimiento de referencias o mediante un nombre correspondiente este asociado un juego de datos que contiene el tipo y las caracterfsticas que deben considerarse para la seleccion. Adicionalmente la biblioteca debe componerse de superficies de diente que resultan de dientes naturales sin caries e intactos.

La forma mas general de la biblioteca de dientes contiene la totalidad de todas las formas de dientes naturales que existen y tambien las artificiales. De manera util la biblioteca de dientes se dividira en grupos con tipos de diente diferentes. En el caso de esta agrupacion secundaria segun el tipo de diente puede tratarse por ejemplo de molares, premolares, caninos e incisivos. Como tipo de diente puede ser tambien el primer molar superior, el primer premolar inferior, primer incisivo superior. Ademas es posible una diferenciacion segun la edad y desgaste, segun el sexo, segun la etnicidad, segun el tamano de los dientes, segun peculiaridades morfologicas etc., p.ej. los grupos segundo molar superior de edades entre 50 y 60 anos, primer molar superior con o sin tuberculo de Carabelli, colmillo inferior en mujeres pueden representar un ejemplo para un tipo de diente. El termino tipo de diente comprende por lo tanto una posibilidad de agrupacion muy variable segun el planteamiento.

En la creacion del juego de datos de modelos de diente generico puede considerarse el factor edad o grado de desgaste, debiendo presentarse superficies de biblioteca de dientes de un tipo de diente determinado en todos los niveles de edad o de desgaste y utilizar el o las combinaciones averiguadas de factores lineales y componentes principales que describen este factor para ajustar el desgaste para la situacion respectiva de la dentadura restante de manera optima.

Existe ademas la posibilidad en la fabricacion de restauraciones dentales de averiguar automaticamente una propuesta para las posibles localizaciones de todos los puntos de roce con el diente opuesto/dentadura opuesta (es decir los puntos de roce con el maxilar opuesto). Para ello se mide un registro de mordida funcional y un registro de mordida estatico u oclusal que referencia los juegos de datos en el mismo sistema de coordenadas, de manera que corresponde a la situacion en el paciente o en el modelo, y a continuacion filtra todas las zonas o puntos que presentan una distancia muy reducida de uno respecto a otro registro. Es decisivo que fuera de estas zonas no pueda ni deba situarse ningun punto de contacto. Por lo tanto incluso la configuracion de puntos de contacto podrfa automatizarse o al menos simplificarse esencialmente.

Ademas es posible preparar los juegos de datos del diente promedio, del juego de datos dentales generico, de las piezas de protesis dentales reconstruidas, de las restauraciones dentales o de los modelos de diente mediante alisado (filtrado) o adaptacion especial a las geometrfas de herramienta o procesamiento para el proceso de fabricacion. Entre ellos entran tambien correcciones de radio de fresado.

Todos los procedimientos presentados son adecuados para suministros de incrustaciones inlay, onlay, coronas

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

parciales, coronas y puentes de igual manera. Partiendo de la superficie masticatoria reconstruida es posible tambien una configuracion reducida de superficie masticatoria para estructuras, que garantiza que el revestimiento despues siempre presente mas o menos el mismo espesor de capa. Esto puede alcanzarse al calcularse en una distancia constante de la superficie reconstruida la nueva superficie o al menos desplazarse mediante aplanamiento en la zona de las cuspides y fisuras la superficie masticatoria de manera correspondiente al espesor de capa en la direccion del diente preparado

En la reivindicacion 14 se describe el uso de una maquina controlada numericamente con cuya ayuda, controlada por los juegos de datos averiguados, se realiza la fabricacion ffsica de modelos de diente, restauraciones dentales y piezas de protesis dentales. En principio pueden emplearse todos los procesos de produccion automatizados posibles como fresado o rectificado CNC, tratamiento de laser, estereolitograffa o procedimientos de sinterizacion litograficos. La variedad de material para la restauracion dental, protesis dentales o modelos de diente puede abarcar desde plastico pasando por metales (titanio, oro, acero etc.) hasta ceramica. En la odontologfa ya estan disponibles una serie de materiales especialmente para el proceso CAD/CAM.

En las reivindicaciones 15 y 16 se describen dispositivos que posibilitan que, para el juego de datos de modelos de dientes generico puedan modificarse los factores lineales de los componentes principales al menos mas importantes mediante un dispositivo de regulacion directamente y de manera interactiva. Al mismo tiempo la repercusion de esta modificacion puede contemplarse y analizarse en una representacion grafica. En la Fig. 18 puede verse una primera forma de esta configuracion. Los dispositivos mencionados pueden utilizarse p.ej. para en lugar de la reconstruccion y optimizacion automaticas ofrecer al dentista o mecanico dentista la posibilidad de adaptar de manera interactiva segun ideas propias el juego de datos de modelos de dientes generico a la situacion del diente restante.

Ademas es posible llevar a cabo todas las reconstrucciones de superficie masticatoria sin tener que cortar en este caso explfcitamente la sustancia dental residual o marcarla de manera particular. Mas bien puede consultarse el juego de datos completo del diente que necesita reparacion (Fig. 12). Al hacer clic en varios valores iniciales (puntos de correspondencia) sobre la sustancia dental residual se ofrece una propuesta mediante la cual se consideran para el proceso de iteracion o adaptacion adicional solamente aquellos puntos de correspondencia que se situan por debajo de una cierta distancia entre superficie de diente propuesta y diente que necesita reparacion (Fig. 12). El umbral de distancia tambien puede variar o adaptarse de manera adaptativa. Por tanto con elevada probabilidad, en la reconstruccion no se consideran puntos en la cavidad o sobre las zonas rectificadas de la superficie de diente o no tienen importancia debido al numero reducido. Por ello el complemento automatico de la lfnea de preparacion es posible. Tras realizar la reconstruccion y adaptacion de la superficie masticatoria se buscan las zonas en las que se produce una transicion de valores de distancia mas pequenos (zonas donde todavfa se encuentra sustancia dental residual; en este caso por lo general la superficie masticatoria presenta variaciones reducidas) con respecto a zonas con mayores distancias (zonas donde el diente se limo o se retiro la sustancia de diente). En estas zonas de transicion debe situarse tambien el lfmite de preparacion o al menos partes del mismo (Fig. 13). Este modo de proceder puede mejorarse mas cuando en estas areas se buscan lugares de la curvatura mas intensa en la superficie del juego de datos del diente que necesita reparacion, y une estos lugares de curvatura mas intensa en estas zonas a una lfnea (p.ej. Fig. 14 y 15). Con ello desde la reconstruccion hasta un hallazgo de lfmite de preparacion puede concebirse un proceso totalmente automatico. Esto puede emplearse tambien como apoyo y presentacion de propuestas para un tratamiento posterior interactivo adicional por parte del usuario.

La entrada del lfmite de preparacion es posible de manera interactiva. A este respecto, en determinadas distancias se hace clic en puntos sobre la superficie de la imagen electronica del diente que necesita reparacion. Este clic puede realizarse con diferentes elementos de mando y de control, p.ej. el raton del ordenador, teclado, palanca de mando o raton en 3D. Entre estos puntos seleccionados se interpola en el espacio una lfnea de union. Para que se reciban puntos de la superficie de diente medida la lfnea de union se proyecta a la superficie (Fig. 14). En este caso es decisivo que la direccion de proyeccion para determinadas zonas de seccion o tambien para cada seccion pueda seleccionarse de diferente manera. Esto puede conseguirse p.ej. mediante valores programados previamente o mediante ajuste interactivo de la vista del juego de datos dentales (Fig. 14). Esto puede realizarse p.ej. al llevar a cabo tambien en la vista para marcar o hacer clic en el punto respectivo la proyeccion de la lfnea en la misma direccion. Para obtener un curso de curva lo mas liso posible las lfneas de union, ademas de rectas pueden ser segmentos de curva spline o de parabola. Tambien tras realizar la proyeccion en la superficie tambien los segmentos de curva spline o similares pueden alisar tambien las curvas eventualmente dentadas o disipadas. Una variante particularmente practica consiste tambien en buscar cerca, o tambien entre los puntos donde se ha hecho clic, lugares con las mayores curvaturas. Debido al modo de proceder al preparar y limar un diente para el suministro con una restauracion dental estos son los lugares donde deberfa encontrarse el lfmite de preparacion. Mediante la union de los lugares con las mayores curvaturas, es decir una lfnea con las mayores curvaturas, se obtiene ya una muy buena propuesta para el curso del lfmite de preparacion (Fig. 15).

Eventualmente pueden encontrarse y cerrarse lugares defectuosos que aparecen en el juego de datos de la restauracion dental o piezas de protesis dentales. Tales lugares defectuosos pueden originarse al no recubrir la superficie masticatoria reconstruida o el juego de datos todo el porcentaje limado, o al no realizarse la adaptacion en la zona del lfmite de preparacion sin faltas, y por lo tanto el juego de datos en esta zona destaca o presenta errores (Fig. 6, 8, 15). Mediante la comparacion automatica de la lfnea de preparacion con la curva tangente del juego de

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

datos reconstruido puede decidirse mediante el examen de distancia las zonas de las lineas o curvas que estan situadas demasiado lejos unos de otras, y por lo tanto hacen necesario un reabastecimiento o complemento (Fig. 15). Ya que el punto inicial para la lfnea de preparacion y la curva tangente no tienen que ser identicos las secciones en cuestion de la curva tangente se asocian tambien automaticamente a las secciones correspondientes del lfmite de preparacion. Para el calculo de la superficie de complemento puede ser necesario anadir en la zona de transicion de uno de los segmentos de curva al otro segmento de curva puntos adicionales de las respectivas curvas que ya anteriormente en el caso del examen de distancia no pudieron asignarse a la zona que va a completarse, y ahora posibilitan que se origine una lfnea lo mas cerrada posible para el calculo de la superficie de complemento. Estos lugares defectuosos pueden cerrarse (vease tambien Fig. 16).

El control del resultado o interacciones todavfa necesarias que deberfa posibilitarse siempre al mecanico dentista o dentista puede realizarse para el usuario mediante la visualizacion con gafas 3D o monitores 3D etc. Esto es mas familiar para el usuario inexperto.

La inclusion de los dientes adyacentes o antagonistas o de los tipos de diente enfrentados simetricamente en la seleccion de la mejor superficie masticatoria es posible asimismo mediante las superficies masticatorias genericas y los componentes principales respectivos.

La invencion esta representada mediante los ejemplos de realizacion en la memoria descriptiva y en las ilustraciones unicamente a modo de ejemplo y no esta limitada a ellos, sino que comprende todas las variaciones, modificaciones, sustituciones y combinaciones que el experto puede extraer de los presentes documentos, en particular en el ambito de las reivindicaciones y de las representaciones generales, asf como de la descripcion de los ejemplos de realizacion y sus representaciones en las ilustraciones, y puede combinar con su conocimiento experto asf como con el estado de la tecnica, en particular incluyendo los contenidos de divulgacion completos de las solicitudes mas antiguas indicadas en esta memoria descriptiva. Particularmente pueden combinarse todas las caracterfsticas y posibilidades de combinacion individuales.

En los dibujos muestran:

Fig. 1 un diente que necesita reparacion;

Fig. 2 un registro de mordida que se refiere al diente que necesita reparacion;

Fig. 3 el diente de acuerdo con la Fig. 1 representado con dientes adyacentes (arriba) y adicionalmente con registro de mordida de referencia (abajo);

Fig. 4 una representacion del diente segun la Fig. 1 con registro de mordida y puntos de correspondencia seleccionados;

Fig. 5 una superficie de diente seleccionada de una biblioteca de dientes mediante los puntos de correspondencia;

Fig. 6 representacion girada de la situacion segun la Fig. 5 con lugares defectuosos reconocibles;

Fig. 7 restauracion dental encajada y totalmente completada;

Fig. 8 superficie de diente encajada para preparacion de corona con inclusion de puntos de interpolacion para la reconstruccion de las superficies externas que faltan todavfa;

Fig. 9 un ejemplo de una superficie de diente generada genericamente con puntos de correspondencia;

Fig. 10 diente que necesita reparacion con los puntos de correspondencia que corresponden a la Fig. 9;

Fig. 11 diente que necesita reparacion con registro de mordida y con puntos de correspondencia que corresponden a la Fig. 9;

Fig. 12 ejemplo para la diferenciacion de las zonas que pertenecen a la sustancia de diente limada y deben llenarse mediante una restauracion dental, y zonas que pertenecen a la sustancia dental residual intacta mediante el examen de la distancia durante el proceso de reconstruccion y adaptacion de la funda externa;

Fig. 13 ejemplo para la deteccion de lfmite de preparacion en la transicion entre las dos zonas anteriormente diferenciadas;

Fig. 14 ejemplo para el marcado interactivo del lfmite de preparacion bajo vistas diferentes y proyeccion de la lfnea de union en la superficie de diente;

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

Fig. 15 ejemplo para encontrar zonas que todavfa van a completarse mediante la comparacion de las dos curvas tangentes;

Fig. 16 una restauracion dental completa en la que las areas que todavfa faltaban se anadieron automaticamente;

Fig. 17 ejemplo para una restauracion dental elaborada de acuerdo con el procedimiento del modelo de diente generico en una maquina;

Fig. 18 un ejemplo para un dispositivo de regulacion para la modificacion de los factores lineales y de la representacion de la modificacion simultanea;

Fig. 19 un diagrama de flujo para la creacion de un juego de datos promedio o de un juego de datos de modelos de dientes genericos;

Fig. 20 un diagrama de flujo para una reconstruccion de una funda externa;

Fig. 21 una continuacion del diagrama de flujo de la Fig. 14 para una reconstruccion de una funda externa;

Fig. 22 un diagrama de flujo para una elaboracion de una pieza de protesis dental o de una restauracion dental; y

Fig. 23 un diagrama de flujo para una elaboracion de un modelo de diente.

Siguen ahora aclaraciones adicionales para la invencion y formas de realizacion de la invencion.

Fig. 1: muestra un diente que necesita reparacion medido de manera tridimensional como juego de datos de altura.

Fig. 2: muestra un registro de mordida que se refiere a un diente que necesita reparacion. Este registro de mordida contiene informaciones del antagonista. En este caso puede tratarse o bien de un registro de mordida estatico y/o un registro de mordida funcional y/o de la serie de dientes opuestos. Solamente es importante que estas informaciones esten referenciadas en el mismo sistema de coordenadas que el diente.

Fig.3: muestra la misma situacion que en la Fig. 2, aunque con dientes adyacentes (arriba) y registro de mordida adicional (abajo). Toda la disposicion representa la situacion de la dentadura restante. Los dientes adyacentes dan p.ej. la informacion para la extension mesial-distal de la funda externa reconstruida. Ademas mediante la forma de los dientes adyacentes puede realizarse una seleccion para la superficie de diente (funda externa) que se considerarfa para la reconstruccion en la situacion correspondiente.

Segun la Fig. 4: mediante el marcado de puntos sobre la superficie de diente restante y/o puntos de contacto sobre el registro de mordida (serie de dientes opuestos) y/o para el contacto proximal del diente adyacente las superficies de diente o bien de la biblioteca o mediante el diente generico pueden adaptarse con componentes principales de manera optima mediante minimizacion correspondiente de una funcion error. En lugar de las marcaciones de puntos puede seleccionarse tambien zonas mayores, como p.ej. sustancia dental residual y/o superficies de contacto, mediante las cuales las superficies de diente se adaptan mediante emparejamiento o flujo optico. Existe ademas la posibilidad, de averiguar las localizaciones de posibles puntos de contacto automaticamente mediante comparacion del registro de mordida funcional y del registro de mordida (oclusal) estatico.

Fig. 5. muestra una superficie masticatoria seleccionada de la biblioteca y transformada a la posicion o una superficie masticatoria generica adaptada a la situacion mediante optimizacion de los factores lineales de los componentes principales. En ambos casos se obtiene ya un resultado relativamente bueno que debe adaptarse mediante deformacion todavfa a los bordes y a la dentadura opuesta.

Segun la Fig. 6. proporciona una adaptacion de superficies masticatorias segun la sustancia dental residual todavfa presente a los huecos ausentes en la zona sobre todo por debajo del ecuador de diente. Estos huecos deben cerrarse todavfa. Aunque la seleccion de superficies de diente completas (es decir incluyendo zonas externas) fuera posible es util por el momento una adaptacion separada de superficie masticatoria y superficies externas (superficie oral, vestibular, proximal). Por ello se tratan parametros en la zona marginal separados de los parametros en la zona de superficie masticatoria y por tanto en las zonas individuales se garantiza una mejor aplicacion. Ademas el proceso de completar superficies masticatorias puede realizarse automaticamente.

De acuerdo con la Fig. 7 tras la adaptacion al borde / diente opuesto y completar las superficies ausentes se obtiene el contorno externo total (funda externa) del diente. Es importante en este caso respectivamente la transicion lisa en las zonas marginales. Al unir este juego de datos en el lfmite de preparacion con el juego de datos de la cavidad/defecto medido el cuerpo de molde deseado esta preparado para el procesamiento CNC y elaboracion en una maquina de produccion.

Fig. 8.: si no esta presente ninguna sustancia dental residual, o solamente poca, (p.ej. preparaciones de corona), se realiza el complemento de las superficies externa que faltan por toda la zona circular. En este caso es util especificar algunos puntos de construccion. El complemento por lo general se desarrolla de manera automatizada. El requisito adicional es una transicion lisa en las zonas marginales.

5

Fig. 9. muestra un ejemplo de una superficie de diente generada genericamente. En este caso se trata p.ej. de un diente promedio, que se calculo a partir de primeros molares superiores intactos de 200 jovenes (primer molar superior).

10 Fig. 10. y 11: La superficie masticatoria generica con los componentes principales puede adaptarse a su vez a la situacion de dentadura restante mediante la utilizacion de la sustancia dental residual (Fig. 10) y/o mediante seleccion de determinados puntos en el registro de mordida (Fig.11) y/o dientes adyacentes etc. En oposicion a la utilizacion directa de una biblioteca de dientes, mediante el juego de datos de modelos de dientes generico puede realizarse la seleccion de determinadas estructuras o puntos de contacto y caracterfsticas directamente antes del

15 calculo y construccion, dado que es suficiente con marcar estos puntos en el diente generico. En la biblioteca de dientes deberfa proveerse por el contrario a cada diente individual con los nuevos puntos de caracterfstica. Esto permite por lo tanto tambien un cambio rapido segun la situacion para implementar diferentes conceptos de oclusion y de formas.

Claims (16)

1. 5

   10

   15

   20

   25

   30

   35

   40

   45

   50

   55

   60

   65

   1. Procedimiento para fabricar un juego de datos electronico de un modelo de diente generico que puede utilizarse para la elaboracion de una pieza de protesis dental, de una restauracion dental o de un modelo de diente, con las siguientes etapas de procedimiento:

   a) mediante la medicion de un numero mfnimo de dientes predeterminado del mismo tipo de diente se genera una pluralidad de juegos de datos electronicos de este tipo de diente;

   b) se realiza una asociacion al menos de un numero de puntos de correspondencia y/o estructuras de correspondencia caracterfsticos para este tipo de diente en los juegos de datos electronicos individuales;

   c) se lleva a cabo un analisis de ejes principales para los puntos de correspondencia y/o estructuras de correspondencia asociados de los dientes medidos;

   d) se lleva a cabo una combinacion lineal de al menos una parte de los ejes principales resultantes para el tipo de diente contemplado y se facilita como juego de datos de modelos de dientes generico.
2. 2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que la asociacion de los puntos de correspondencia y/o estructuras de correspondencia se realiza automaticamente.
3. 3. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 o 2, en el que para la asociacion de los puntos de correspondencia y/o estructuras de correspondencia se utiliza una combinacion ponderada al menos de valores de altura y pendientes y/o curvaturas de los datos electronicos correspondientes.
4. 4. Uso de una representacion electronica de un modelo de diente generico obtenida con el procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3 como plantilla electronica para una fabricacion de modelos de diente ffsicos, restauraciones dentales o piezas de protesis dentales mediante una maquina controlada de acuerdo con el juego de datos de modelos de dientes generico o tambien mediante partes de estos juegos de datos.
5. 5. Procedimiento para fabricar piezas de protesis dentales ffsicas o restauraciones dentales para dientes que necesitan reparacion o para situaciones de defecto utilizando una representacion electronica de un modelo de diente generico obtenida con el procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, con las siguientes etapas:

   a) se lleva a cabo una medicion tridimensional de una preparacion del diente que necesita reparacion o una situacion de defecto y se genera un juego de datos electronico que representa la preparacion o situacion de defecto;

   b) de la informacion electronica de la preparacion medida o de la situacion de defecto medida se seleccionan puntos de correspondencia y/o estructuras de correspondencia caracterfsticos para el tipo de diente del diente que necesita reparacion o para el tipo de diente que encaja en la situacion de defecto;

   c) los puntos de correspondencia y/o estructuras de correspondencia en el juego de datos electronico de la preparacion medida o situacion de defecto se asocian a puntos de correspondencia y/o estructuras de correspondencia correspondientes en el juego de datos del modelo de diente generico;

   d) los puntos de correspondencia y/o estructuras de correspondencia asociados unos a otros se aproximan en la mayor medida posible mediante un procedimiento de optimizacion;

   e) el juego de datos averiguado mediante la optimizacion se toma como base de una reconstruccion de la pieza ausente del diente que necesita reparacion o para complementar la situacion de defecto;

   f) se fabrica una pieza de protesis dental ffsica o una restauracion dental ffsica para el diente que necesita reparacion o para la situacion de defecto mediante una maquina que se controla de acuerdo con el juego de datos obtenido en la etapa e).
6. 6. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 5 para la fabricacion de un juego de datos electronico tridimensional de piezas de protesis dentales o restauraciones dentales, en el que tras realizar la asociacion de puntos y/o estructuras de correspondencia del diente que necesita reparacion y/o de la situacion de defecto al juego de datos de modelos de dientes generico, los factores lineales para la parte empleada de los ejes principales se optimizan de manera que la nueva combinacion lineal se adapta de la mejor manera posible a las correspondencias o se hace coincidir.
7. 7. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 6, en el que los factores lineales se averiguan mediante la minimizacion de las distancias entre los puntos de correspondencia.
8. 8. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 6 o 7, en el que los factores lineales se averiguan de manera que la probabilidad para la combinacion lineal averiguada es lo mas alta posible.
9. 9. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 5 a 8, en el que la optimizacion considera la importancia de determinados puntos de correspondencia y/o estructuras de correspondencia en forma de factores de ponderacion.

   5

   10

   15

   20

   25

   30
10. 10. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 5 a 9, en el que se consideran juegos de datos electronicos de un registro de mordida funcional y/o un registro de mordida estatico.
11. 11. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 10, en el que se incluye la informacion del registro de mordida para la formacion de los puntos de correspondencia y/o estructuras de correspondencia para la reconstruccion del diente que necesita reparacion y/o de la situacion de defecto.
12. 12. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 10 u 11, en el que se averiguan las posibles zonas de los puntos de contacto con el diente opuesto/los dientes opuestos como puntos de correspondencia y/o estructuras de correspondencia, al seleccionarse mediante superposicion del juego de datos del registro de mordida estatico/oclusal con el juego de datos del registro de mordida funcional las zonas con distancias reducidas entre estos registros de mordida.
13. 13. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 5 a 12, en el que se incluyen datos electronicos derivados de al menos un diente adyacente y/o al menos un diente opuesto y/o al menos un diente enfrentado simetricamente para la formacion de los puntos de correspondencia y/o estructuras de correspondencia para la reconstruccion del diente que necesita reparacion y/o de la situacion de defecto.
14. 14. Uso de una maquina controlada numericamente para la fabricacion de modelos de dientes, restauraciones dentales o piezas de protesis dentales, al controlarse la maquina de acuerdo con el juego de datos obtenido segun el procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 13.
15. 15. Dispositivo para la modificacion de un juego de datos de modelos de dientes generico obtenido con un procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, que presenta un dispositivo de regulacion, mediante el cual pueden modificarse los factores lineales al menos de una parte de los componentes principales del juego de datos de modelos de dientes generico.
16. 16. Dispositivo de acuerdo con la reivindicacion 15, con un dispositivo de representacion acoplado con el dispositivo de regulacion para la representacion grafica del diente generico que corresponde al juego de datos de modelos de dientes generico y para mostrar el efecto de una modificacion de los factores lineales llevada a cabo por el dispositivo de regulacion.