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Originaltitel:
Verfahren zum computergestützten Entwurf von Zahnrestaurationen insbesondere Einzelkronen 
Übersetzter Titel:
A process for computer-aided design of tooth restorations, especially of single crowns 
Jahr:
2005 
Dokumenttyp:
Dissertation 
Institution:
Fakultät für Informatik 
Betreuer:
Schweikard, Achim (Prof. Dr.) 
Gutachter:
Schweikard, Achim (Prof. Dr.); Huckle, Thomas (Prof. Dr.) 
Format:
Text 
Sprache:
de 
Fachgebiet:
DAT Datenverarbeitung, Informatik 
Stichworte:
Deformation; 3D-Modellierung; CAD/CAM; Zahnrestauration 
Übersetzte Stichworte:
Deformation; 3D-Modeling; CAD/CAM; tooth restoration 
Kurzfassung:
Die CAD/CAM - Technologie wird verstärkt in den letzten Jahren in der restaurativen Zahnmedizin eingesetzt. Ziel ist es hierbei, eine notwendige Zahnrestauration wie z.B. Kronen oder Inlays überwiegend maschinell und mit CAD/CAM-Methoden herzustellen. Ein solches System besteht aus drei Komponenten: Scan-, Modellierungs- und Fräseinheit. Die Präparation wird mit einem Scanner dreidimensional erfasst. Ausgehend von diesen Daten wird mit CAD-Methoden die Restauration modelliert. Im letzten Schritt wird das berechnete Modell der Restauration in einer Fräsmaschine aus verschiedenen Materialien herausgefräst und kann dem Patienten eingesetzt werden.

Während die Scan- und Frästechnik ausgereift sind, konzentriert sich die heutige Forschung zur Zeit sehr stark auf die Auffindung von Verfahren zur schnellen, exakten und optisch ansprechenden dreidimensionalen Modellierung von Zahnersatz. Die gestellten Anforderungen insbesondere die hohe Passgenauigkeit der Restauration aber auch die ästhetischen Ansprüche an der Restauration erschweren den Modellierungsprozess. Weiterhin erschweren komplexe Anatomien wie z.B. die der Kaufläche diesen Prozess.

Das Ziel dieser Arbeit ist es, den Modellierungsbereich (CAD) zu verbessern, durch Auffindung von neuen effizienten und praktikablen Verfahren. Speziell wird in dieser Arbeit auf die Modellierung von Einzelkronen im molaren Bereich eingegangen. Hierzu wurde ein Konzept entwickelt, das die Herstellung einer Einzelkrone ermöglicht. Dieses stützt sich im wesentlichen auf gesunde Zahnmodelle und lokale Deformationen. Im Gegensatz zu anderen in der Literatur vorgeschlagenen Verfahren werden hier lokale Deformation von Zahnmodellen ermöglicht, die eine weit bessere individuelle Anpassung erlauben.

Der Prozess der Herstellung einer Einzelkrone wird in drei Schritten vollzogen. Im ersten wird ein gesundes Kauflächen-Modell aus einer Datenbank gewählt. Dieses wird mit den hier entwickelten lokalen Deformationsverfahren (2D-Formfunktionen) in geeigneter Weise deformiert und angepasst. Im zweiten Schritt wird ein Käppchen (Unterbau einer Krone) erstellt, das durch frei wählbare zahntechnische Vorgaben spezifiziert wird. Im dritten wird eine Zahnseite generiert, die sich an anatomischen Vorgaben richtet und ebenfalls individuell angepasst werden kann. Um das berechnete Kronenmodell im Bezug zum Gegenkiefer überprüfen zu können, wird ein Bissregistrat herangezogen.

Die entwickelten Verfahren wurden in eine Softwareumgebung implementiert. Diese ermöglicht den hier entwickelten Herstellungsprozess einer Einzelkrone in einer 3D-Entwicklungsumgebung durchzuführen. Anhand von zwei realen Fällen werden die Verfahren evaluiert. Diese zeigten die Praktikabilität der in dieser Arbeit entwickelten Verfahren und des Gesamtkonzeptes zur Herstellung einer Einzelkrone. 
Übersetzte Kurzfassung:
The usage of CAD/CAM technology in restorative odontology has strongly increased in the last years. The aim is to create a tooth restoration, as for example crowns or inlays, in a basically mechanical way, and applying CAD/CAM methods. Such a system consists of three components: a scan, a modelling and a milling unit. The preparation is three-dimensionally recorded with a scanner. Based on these data, the restoration will be modelled using CAD technology. As a last step, the restoration model consisting of several materials is milled out with a machine, and may then be inserted into the patient’s mouth.

While the scan and milling technology is fully developed, today’s research focuses on finding processes for a fast, precise, optically attractive and three-dimensional modelling of prostheses. The existing requirements, especially the high fitting accuracy of the restoration, but also the aesthetic demand hamper the modelling process. Furthermore, complex anatomic shapes, e. g. in the mastication area, complicate this process.

The target of this procedure is the improvement of the modelling area (CAD) by discovering new, efficient and feasible processes. In this sense, the modelling of single crowns in the molar area is particularly addressed. For this purpose, a concept has been developed which enables the production of one single crown, and which is essentially based on healthy tooth models and local deformations. In contrast to other processes suggested in pertinent literature, local deformations of tooth models are accepted allowing a much better individual fitting.

The production process of a single crown is accomplished in three steps. During the first one, a healthy model of a mastication area is selected out of a database. This model will be appropriately deformed and fitted with the help of the local deformation processes (2 D model functions) developed herein. During the second step, a cap (substructure of a crown) will be shaped corresponding free selectable dentistry specifications. The third step creates the tooth side according to anatomic specifications which can be individually fitted. For this, a bite register will be consulted in order to verify the calculated crown model regarding the occlusion.

The developed processes has been implemented in a software environment. This enables us carrying out the production process of a single crown in a 3 D development environment. On the basis of two real cases, the processes were evaluated and proved their feasibility as well as of the entire single crown production process. 
Veröffentlichung:
Universitätsbibliothek der Technischen Universität München 
Mündliche Prüfung:
14.10.2005 
Dateigröße:
3645651 bytes 
Seiten:
150 
Letzte Änderung:
09.07.2007