DE29808325U1

DE29808325U1 - Gerät zur Farbbestimmung von Zähnen

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Publication number: DE29808325U1
Application number: DE29808325U
Authority: DE
Original assignee: TWACHTMANN HEINZ WERNER
Current assignee: TWACHTMANN HEINZ WERNER
Priority date: 1997-05-14
Filing date: 1998-05-12
Publication date: 1998-10-29
Anticipated expiration: 2008-05-13
Also published as: AT2459U1; CH693438A5

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Farbbestimmung eines Zahnes in der Mundhöhle eines Patienten mit einer Lichtquelle mit einem definierten Spektrum an sichtbarem Licht, einem ersten Lichtleiter zum Leiten des Lichts der Lichtquelle auf den zu untersuchenden Zahn, einem zweiten Lichtleiter, dessen Ende mit dem Ende des ersten Lichtleiters fluchtet, zur Aufnahme von von der Zahnoberfläche reflektiertem Licht, einer gemeinsamen flexiblen Umhüllung beider Lichtleiter und Auswertemitteln zur Analyse des Spektrums des reflektierten Lichts.

Bei der Herstellung von Zahnprothesen, wie etwa Brücken, Kronen

15 etc., ist es aus ästhetischen Gründen wünschenswert, daß der

künstliche Zahn möglichst natürlich wirkt. Hierzu gehört vor

allem, daß der künstliche Zahn die gleiche Farbe hat wie die

noch vorhandenen eigenen Zähne des Patienten, so daß der künstliche Zahn beispielsweise beim Lächeln des Prothesenträgers 20 nicht sofort als künstlich zu erkennen ist.

Hannover:

Koblenzer Straße 21 D-30173 Hannover Bundesrepublik Deutschland Telefon 0511/988 75 07 Telefax 0511 / 988 75 09

Antwort bitte nach / please reply to:

Braunschweig:

Theodor-Heuss-Straßc 1 D-38122 Braunschweig Bundesrepublik Deutschland Telefon 0531 / 28 14 0-0 Telefax 0531 / 28 140 28

Zahnersatzstücke werden üblicherweise von Zahntechnikern in unabhängigen Laboren gefertigt, d.h. räumlich getrennt von der Praxis des behandelnden Zahnarztes. Will beispielsweise ein Zahnarzt einen durch Unfall beschädigten Schneidezahn überkronen, so ist es höchst wünschenswert, daß möglichst exakte Informationen über die Zahnfarbe der benachbarten Schneidezähne aus der Praxis des behandelnden Zahnarztes zu dem Labor des Zahntechnikers übermittelt wird, der die Krone beispielsweise aus einem geeigneten Keramikmaterial fertigt.

Bisher waren Zahnarzt und Zahntechniker darauf angewiesen, die Zahnfarben von Patienten mittels einer subjektiven Methode zu ermitteln. Diese bestand im wesentlichen darin, unterschiedlich eingefärbte Werkstoffplättchen als Farbproben in die Mundhöhle des Patienten zu halten und die Farbprobe mit den natürlichen Zahnfarben so lange zu vergleichen, bis der Prüfer eine der natürlichen Zahnfarbe möglichst nahekommende Farbprobe gefunden hat. Es liegt in der Natur der Sache, daß die Ergebnisse einer solchen subjektiven Prüfmethode nicht immer zufriedenstellend sind. Die Unzulänglichkeit des menschlichen Auges, störendes Tages- oder Kunstlicht, Farbreflektionen durch die unmittelbare Umgebung des Zahnes sowie die psychische und physische Konstitution des Prüfers beeinflussen das Auswahlverfahren negativ.

Da eine typische Werkstoffpalette an Keramikmaterialien unterschiedlicher Färbung beispielsweise 120 verschiedene künstliche Zahnfarben umfaßt, ist das subjektive Auswahlverfahren darüber hinaus vergleichsweise zeitaufwendig.

Geräte der eingangs erwähnten Art zur objektiven Messung der Zahnfarbe sind durch die DE 195 34 517 Al, DE 90 12 977 Ul und WO 87/03470 bekannt.

Trotz der relativ weitgehenden Entwicklung der Auswerteverfahren der bekannten Geräte weisen diese noch erhebliche Handhabungsnachteile und verfälschende Fremdlichteinflüsse auf.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Gerät zur Farbbestinunung eines Zahnes in der Mundhöhle eines Patienten der eingangs erwähnten Art zu erstellen, das einfach handhabbar ist und eine fehlerfreie Messung ermöglicht. 5

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Gerät der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß am zahnnahen Ende der Lichtleiter und der flexiblen Umhüllung eine zur Abschirmung des Zahns von Fremdlicht geeignete elastische Manschette (Gummimanschette) angeordnet ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Gerät bestehen die Lichtleiter vorzugsweise aus Glasfaserkabeln, die mit der gemeinsamen flexiblen Umhüllung flexibel handhabbar sind und gemeinsam als flexibler dünner Schlauch in die Mundhöhle des Patienten eingeführt werden können. Glasfaserkabel zur Leitung geringer Leistungen können einen sehr kleinen Querschnitt aufweisen, so daß eine einfache und präzise zu handhabende Vorrichtung ermöglicht wird. Die Abschirmung gegen Fremdlicht erfolgt durch die am distalen Ende der Umhüllung angeordnete Gummimanschette, deren Durchmesser vorzugsweise kleiner ist als die Breite des durchschnittlichen menschlichen Zahnes. Die Gummimanschette bewirkt die Abschirmung des das reflektierende Licht aufnehmenden Lichtleiters gegen Fremdlicht. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß lediglich Licht einer genau bekannten Zusammensetzung auf den zu prüfenden Zahn fällt und so aus dem reflektierten Licht exakte Rückschlüsse auf die objektive Farbe des zu bestimmenden Zahnes gezogen werden können.

Das von dem Zahn reflektierte Licht, das durch die stirnseitige Öffnung des zweiten Lichtleiters eintritt, wird von diesem geleitet und kann beim Austritt aus dem zweiten Lichtleiter einem wellenlängenselektiven Element zugeführt werden, das ein Gitter oder auch ein Prisma sein kann. Hierdurch wird eine Spektralanalyse des reflektierten Lichtes ermöglicht.

Aus der Spektralanalyse lassen sich die Normfarbwertanteile bzw. Normvalenzen bestimmen. Bevorzugt ist jedoch, daß in Abhängigkeit von der Spektralanalyse aus einer abgespeicherten Tabelle die nächst kommende Farbe ausgewählt wird. Dabei ist allen Farben ein alphanumerischer Kennwert zugeordnet, der wiederum für die Farbe eines bestimmtes Werkstoffes steht.

Der Zahnarzt oder seine Helferin können also in Sekundenschnelle einen objektiven Wert ermitteln, der als alphanumerischer Code in das Dental-Labor übermittelt werden kann, das die entsprechende Zahnprothese herstellt. Der den Auftrag ausführende Zahntechniker weiß aufgrund des angegebenen Codes genau, welche Farbe der zu verwendende keramische oder andere Werkstoff aufweisen muß.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Figur 1 - eine schematische Darstellung der wesentlichen

Bauteile des erfindungsgemäßen Gerätes, 25

Figur 2 - eine anschauliche Darstellung eines flexiblen

Lichtleiters gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,

Figur 3 - eine vergrößerte Detaildarstellung gemäß Figur 2,

Figur 4 - eine schematische Darstellung des prinzipiellen Aufbaus eines erfindungsgemäßen Gerätes unter Verwendung einer Lichtquelle mit einem definierten Spektrum an definierten Licht,

Figur 5 - ein erfindungsgemäßes Gerät gemäß Figur 4, wobei anstelle eines farbempfindlichen CCD-Aufnehmers drei monochromatische Photodetektoren verwendet werden, und
5

Figur 6 - eine alternative Ausführungsform, bei der anstelle einer Lichtquelle mit einem definierten Spektrum an sichtbaren Licht drei monochromatische Lichtquellen verwendet werden. 10

Figur 1 zeigt den schematischen Aufbau der wichtigsten Bauteile eines erfindungsgemäßen Gerätes. Eine Lichtquelle 10 wirft Licht auf einen Zahn 12, dessen Zahnfarbe zu bestimmen ist. Von dem Zahn reflektiertes Licht wird einem wellenlängenselektiven Lichtdetektor 14 zugeleitet und sodann einem Auswertemittel 16. Das Auswertemittel 16 zeigt in Abhängigkeit von der Verteilung der drei Grundfarben rot, grün und blau bzw. der ermittelten Normvalenzen, einen alphanumerischen Wert an, der einer von beispielsweise 120 Werkstoffarben zugeordnet ist. 20

Figur 2 zeigt einen Aufbau gemäß Figur 1 in einer konkretisierten Ausführungsform. Dabei zeigt Figur 3 eine Detaildarstellung. Eine flexible Umhüllung 18 ist so biegsam und weist einen so dünnen Durchmesser auf, daß ihr Ende 19 in der Mundhöhle des Patienten problemlos auf jeden beliebigen zu untersuchenden Zahn 12 aufgesetzt werden kann. Wie Figur 3 zeigt, enthält die flexible Umhüllung 18 einen ersten Lichtleiter 20, durch den das Licht der Lichtquelle 10 geleitet wird und auf den zu untersuchenden Zahn 12 auftrifft. Eine am distalen Ende 19 der flexiblen Umhüllung 18 angeordnete Gummimanschette 22 verhindert, daß Fremdlicht, beispielsweise von der leistungsstarken Behandlungslampe des Zahnarztes, auf den zu untersuchenden Zahn 12 fällt und das Meßergebnis verfälscht. Das von dem Zahn 12 reflektierte Licht wird durch ein zweites Glasfaserkabel 24 zurückgeleitet und einem wellenlängenselektiven Element zugeführt. Dies kann ein Gitter oder ein Prisma sein. Die je nach Wellenlänge unterschiedlich abgelenkten Lichtstrahlen werden einer Anordnung 28

• ·

von photoempfindlichen Dioden zugeordnet. Die Intensität der einzelnen Wellenlängenanteile kann so bestimmt werden. Ein Auswertemittel 30, beispielsweise in Form eines Laptop-Computers, generiert einen alphanumerischen Kennwert, der beispielsweise einer von 120 verschiedenen Werkstoffarben zugeordnet ist.

Eine Normprobe 32 kann zum Kalibrieren des Gerätes verwendet werden.

Figur 4 zeigt den schematischen Aufbau einer Vorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Das von der Lichtquelle 10 auf den zu untersuchenden Zahn 12 geworfene Licht wird reflektiert und gelangt auf einen lichtempfindlichen CCD-Chip 33. Linsen 34 können vorgesehen sein, um das Licht von der Lichtquelle 10 auf den zu untersuchenden Zahn 12 zu leiten bzw. das reflektierte Licht auf die CCD-Einheit 33 zu fokussieren.

Die von der CCD-Einheit 33 generierten Werte - beispielsweise Spannungen - können ausgewertet und in einem Zwischenspeicher abgelegt werden. Der Zwischenspeicher 36 kann dann mit einem Auswertemittel 38 verbunden werden, die die Zuordnung zu einem von 120 Farbwerten vornimmt.

Figur 5 zeigt eine alternative Ausführungsform, bei der anstelle des CCD-Chips 33 drei monochromatische Photodetektoren 38 verwendet werden.

Figur 6 zeigt eine denkbare weitere alternative Ausführungsform, bei der anstelle einer Lichtquelle mit einem definierten Spektrum an sichtbaren Licht drei monochromatische Lichtquellen 4 2 verwendet werden. Diese strahlen beispielsweise mit definierten Wellenlängen in rot, grün und blau. Die Intensität der reflektierten Anteile können mittels eines Photodetektors 44 ermittelt werden, wodurch wiederum in einem Anzeigemittel 38 eine alphanumerische Anzeige erzeugt werden kann.

Fu/ro
Li/ne

Claims

1. Gerät zur Farbbestinunung eines Zahnes (12) in der Mundhöhle eines Patienten mit

einer Lichtquelle (10) mit einem definierten Spektrum an sichtbarem Licht

einem ersten Lichtleiter (20) zum Leiten des Lichts der Lichtquelle (10) auf den zu untersuchenden Zahn (12)

einem zweiten Lichtleiter (24), dessen Ende mit dem Ende des ersten Lichtleiters (20) fluchtet, zur Aufnahme von von der Zahnoberfläche reflektiertem Licht,

einer gemeinsamen flexiblen Umhüllung (18) beider Lichtleiter (20, 24) und

Auswertemitteln (16, 26, 28) zur Analyse des Spektrums des reflektierten Lichts,

Hannover:

Koblenzer Straße D-30173 Hannover Bundesrepublik Deutschland Telefon 0511/988 75 Telefax 0511 /988 75 Antwort bitte nach / please reply to:

Braunschweig:

Theodor-He uss-St raße 1 D-38122 Braunschweig Bundesrepublik Deutschland Telefon 0531 / 28 14 0-0 Telefax 0531 / 28 140 28

dadurch gekennzeichnet, daß am zahnnahen Ende (19) der Lichtleiter (20, 24) und der flexiblen Umhüllung (18) eine zur Abschirmung des Zahns (12) von Fremdlicht geeignete elastische Manschette (22) angeordnet ist. 5

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertemittel ein wellenlängenselektives Element (26) zur Analyse des Spektrums des reflektierten Lichtes umfassen.

3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das wellenlängenselektive Element (26) ein Gitter ist.

4. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das wellenlängenselektive Element (26) ein Prisma ist.

5. Gerät nach einem der Ansprüche 2 bis 4, gekennzeichnet durch eine Anordnung (28) von lichtempfindlichen Dioden zur Auswertung des von dem wellenlängenselektiven Element zerlegten Lichtstrahles.

6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertemittel einen farbempfindlichen CCD-Chip (33) umfassen.

7. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät einen Zwischenspeicher (36) zur Zwischenspeicherung eines in der Auswerteeinheit generierten Wertes ausweist.

8. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es anstelle einer Lichtquelle (10) mit einem definierten Spektrum an sichtbarem Licht mehrere monochromatische Lichtquellen (42) aufweist.

Fu/ro
Li/ne