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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur realitätsnahen bildgebenden Analyse des isolierten und dimensionsgerechten Zementspalts zwischen einer Zahnkrone und einem Zahn. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung einen Opazitätsprüfkörper und ein Zahnstumpf-Duplikat, welche zur bildgebenden Analyse des isolierten Zementspalts notwendig sind.
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In der Zahnheilkunde wird ab einem gewissen Zerstörungsgrad der klinischen Krone eines Zahnes die Erhaltungswürdigkeit der Form, der Stabilität, der Belastungs- und Kaufähigkeit des Zahnes nur noch mittels einer Überkronung gewährleistet. Dabei muss der betroffene Zahn durch eine geeignete Präparation (Stumpfformung nach bestimmten Präparationsrichtlinien) vorbereitet werden. Mithilfe eines Abdruckes (konventionell mit Abformmaterial oder digital) wird zahntechnisch eine entsprechend passende Krone für den Stumpf hergestellt. Bei der Einprobe dieser Restauration ist ein zirkulärer Spalt von ca. 50-100 µm Schichtstärke erkennbar, welcher den Raum zwischen dem Zahnstumpf und der Krone darstellt. Ein Spalt als solches ist gewünscht, um eine adäquate Adaption der Krone an dem präparierten Zahn mittels zahnärztlichen Befestigungsmaterialien zu ermöglichen.
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Auf dem dentalen Markt steht derzeit eine Vielzahl unterschiedlicher Zementmaterialien (Kroneneinsatzzemente) mit sehr divergenten Radioopazitäten zur Verfügung. Diese führt zu einer uneinheitlichen Grauwertdarstellung im Röntgenbild, sodass eine Analyse des Opazitätsverhaltens des Einzelzements sowie das Schwächungsverhalten des Dentalzementes bezüglich der einfallenden Röntgenstrahlen gegenüber Restaurationsmaterial und Zahnsubstanz erforderlich werden. Dem sollte bei der Begutachtung bereits inserierter Versorgungen Rechnung getragen werden.
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Das Vorgehen bei der Begutachtung bereits inserierter Kronen erfolgt durch den Gutachter in folgenden Teilschritten:
- A) Klinische Inspektion,
- B) Taktiles Sondieren des Kronen-Zahn-Übergangs,
- C) Röntgenologische Diagnostik.
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Zu A) Die klinische Inspektion ist besonders dann eingeschränkt, wenn der Kronenrand im Bereich des Zahnfleischübergangs oder subgingival lokalisiert ist und hier keine Aufsicht möglich ist. Zu B) Das taktile Sondieren geschieht ebenfalls ohne Aufsicht und ist eine subjektive Einschätzung, die sich derzeit nicht objektiv verifizieren lässt. Zu C) Die röntgenologische Diagnostik schafft es nicht oder nur unter sehr umschriebenen Bedingungen (röntgenologische Rechtwinkeltechnik) den Spaltbereich (50-100 Mikrometer) zwischen Zahn und Kronen verifizierbar darzustellen beziehungsweise hier eine Darstellung zu bieten, dass dieser suffizient verfüllt ist. Ferner resultiert aufgrund der Vielzahl der verwendbaren Einsetzzemente eine große Streuung der Radioopazität und demzufolge eine variable visuelle Abgrenzbarkeit.
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Die
DIN-Norm EN ISO 4049:2009 „Zahnheilkunde - Polymerbasierte Restaurationsmaterialien“ legt Anforderungen an zahnärztliche polymerbasierende Restaurationsmaterialien fest und befasst sich u.a. mit der Bestimmung der Röntgensichtbarkeit dieser Materialien. Ein opakes Befestigungsmaterial wird als ein intensiv pigmentiertes polymerbasierendes Befestigungsmaterial definiert, welches dafür vorgesehen ist, das Restaurationsmaterial und die darunter liegende Zahnhartsubstanz zu verbinden plus Speichel- und bakteriendicht abzudecken. Zahnärztliche Restaurationsmaterialien werden anhand dieser Norm in drei Klassen und zwei Gruppen eingeteilt. Die Röntgensichtbarkeit wird beispielsweise anhand einer Aluminiumtreppe bestimmt (siehe
1), da Aluminium eine Röntgensichtbarkeit hat, die dem Dentin entspricht. Dazu wird ein Stufenkeil aus Aluminium, 50 mm lang und 20 mm breit, mit einheitlichen Stufen genutzt. Ein Probekörper und der Aluminiumstufenkeil werden mit Röntgenstrahlen so lange bestrahlt, dass nach dem Entwickeln der Bereich des Films neben dem Probekörper und dem Aluminium eine optische Dichte zwischen 1,5 und 2 aufweist. Anschließend wird mit dem Photodensitometer die optische Dichte des abgebildeten Probekörpers und von jeder Aluminiumstufe gemessen. Die bestimmte Röntgensichtbarkeit muss gleich oder größer als die Röntgensichtbarkeit der gleichen Dicke an Aluminium sein. Die Prüfung kann mit analogen oder digitalen Röntgengeräten erfolgen. Bei einem digitalen Röntgengerät wird das digitale Bild mit einer Software zur Graustufenanalyse ausgewertet. Anschließend werden die Werte sowohl bei einer analogen als auch bei einer digitalen Röntgenbestrahlung mit Hilfe von Diagrammen ausgewertet. In der Patentveröffentlichung
DE 10 2006 045 628 A1 wird ein röntgenopakes Dentaladhäsiv offenbart, dessen Röntgenopazität gemäß der
ISO-Norm EN ISO 4049:2009 unter Verwendung einer Aluminiumtreppe ermittelt wird. Aus
DE 36 09 038 A1 ,
DE 10 2015 220 373 A1 ,
EP 0 189 540 A2 und
WO 2016/026 915 A1 sind röntgenopake Dentalwerkstoffe bekannt, deren Röntgenopazität jeweils mittels eines Prüfkörpers definierter Abmessung aus dem jeweiligen Material im Vergleich zu einer Aluminiumtreppe, welche der
ISO-Norm EN ISO 4049:2009 entspricht, ermittelt wird.
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Weiterhin offenbart der Stand der Technik verschiedene Verfahren und Vorrichtungen zur 3D-Modellierung von Prothesen, Kronen o.ä. (
DE 19828003 A1 ,
WO 2006/036110 A1 ). Des Weiteren sind in der Patentliteratur beispielsweise Zuordnungsvorschriften durch Skalarwerte für die Herstellung von Zahnersatz, einer Prothese, eines Modells oder einer Gerüstkonstruktion offenbart (
DE 102005024949 A1 ). In
US 6967653 B2 wird die Visualisierung der internen Struktur sowie der äußeren Oberflächenmerkmale von physischen Objekten und Modellen dargestellt.
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In der Druckschrift
DE 102014003037 A1 mit dem Titel „Mittel zur Markierung von Karies“ werden natürliche und künstliche Karies aufweisende Dentin-Prüfkörper angewendet, um die Röntgensichtbarkeit der demineralisierten und der behandelten Dentinbereiche zu bestimmen. Es werden die Mittelwerte von mehreren Prüfkörpern ermittelt und der zeitliche Verlauf der Röntgenopazität bei erfindungsgemäßer und nicht erfindungsgemäßer Behandlung dargestellt.
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Darstellung der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein System zur dimensionsgerechten Bestimmung der Opazitätswerte der verschiedenen dentalen Einzelmaterialien anhand eines Standards zu entwickeln. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, eine neue röntgenologisch unterstützte Begutachtungsweise bzw. die Bestimmung eines individuellen Schwächungskoeffizienten für mehr Qualität der Diagnosesicherung in der zahnärztlichen Versorgung zu konzeptionieren.
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Eine weitere Aufgabe ist es, für das Verfahren einen Opazitätsprüfkörper und ein Zahnstumpf-Duplikat zur Verfügung zu stellen.
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Bei der Lösung der Aufgabe liegt das Hauptaugenmerk in der Beurteilung des Randschlussverhaltens zwischen der Zahnhartsubstanz und der Krone nach der Insertion und danach im Laufe der Nutzung der Restauration.
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Für das Verfahren soll ein Opazitätsprüfkörper mit definierten Fugenausdehnungsparametern in einer definierten Ausführungsform (Aussparung) zur Verfügung gestellt werden, bei welcher ein Zementspalt mit den für den Kronenwerkstoff entsprechenden Passungsparametern (Passungshöhe, Übergangsbreite und den Fräsradius) isoliert dargestellt wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur bildgebenden Analyse eines isolierten Zementspalts zwischen Zahnkrone und Zahn erfolgt unter Verwendung eines bildgebenden Darstellungs-Verfahrens, welches eine Aluminiumtreppe als Grauwertreferenzgrundlage nutzt. Außerdem wird wenigstens ein nicht röntgenopaker Opazitätsprüfkörper, welcher mit einer Fuge versehen ist, die einen isolierten Zementspalt simuliert, verwendet. In die Fuge des Opazitätsprüfkörpers wird oder ist ein zu untersuchendes Restaurationsmaterial eingebracht. Weiterhin wird ein nicht-röntgenopakes oder röntgenopakes (reales) Zahnstumpf-Duplikat sowie eine nichtröntgenopake oder röntgenopake (reale) Zahnkrone verwendet, wobei das Zahnstumpf-Duplikat fest mit einem koronalen Anteil und lösbar mit der Zahnkrone verbunden ist. Zwischen dem koronalen Anteil und der Zahnkrone verbleibt ein den koronalen Anteil umkleidender, durch die Zahnkrone verdeckter Fugen-Anteil. Weiterhin verbleibt eine zirkulär verlaufende, basal der Zahnkrone befindliche Fuge mit einer definierten Ausdehnung. Der Fugen-Anteil um den koronalen Anteil der Zahnkrone und die basal der Zahnkrone befindliche Fuge bilden einen gemeinsamen Raum und werden oder sind mit dem Restaurationsmaterial verfüllt. Da der Fugen-Anteil durch die Zahnkrone verdeckt ist und bei einem bildgebenden Verfahren nicht dargestellt werden kann, wurde diese Einteilung in Fugen-Anteil und Fuge als sinnvoll erachtet. Zur Bestimmung seiner Grauwertreferenz wird der wenigstens eine Opazitätsprüfkörper von vier Seiten mittels des bildgebenden Darstellungs-Verfahrens abgebildet, so dass der Zementspalt fraktioniert je nach Auftreffen eines Zentralstrahls des bildgebenden Darstellungs-Verfahrens in unterschiedlichen Anteilen eines Kronenrandbereiches in wenigstens drei Darstellungen simuliert wird. Die Daten der Simulation werden in einer Datenbank abgelegt und gespeichert. Anschließend wird das mit der Zahnkrone zusammengesetzte Zahnstumpf-Duplikat zur Bestimmung seiner Grauwertreferenz mittels des bildgebenden Darstellungs-Verfahrens einer durchgehenden Rundumaufnahme unterzogen. Die Daten der Rundumaufnahme werden in einer Datenbank abgelegt und gespeichert. Anschließend werden die Daten der durch den Opazitätsprüfkörper simulierten Bereiche mit den Daten der Rundumaufnahme des Zahnstumpf-Duplikats mit Zahnkrone verglichen und für eine vergleichende Analyse mit realem Zahnmaterial zur Verfügung gestellt. Durch dieses Verfahren wird eine Übertragbarkeit einer intraoralen Situation äquivalent nach extraoral ermöglicht.
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In einer Ausführung des Verfahrens liegt der Opazitätsprüfkörper direkt auf einer Objektebene des bildgebenden Darstellungs-Verfahrens auf, welche mit einer Abbildungsebene zusammenfällt, und die bildgebende Richtung eines Zentralstrahls wird für die Messung jeweils um 180° gedreht, wodurch die mit Restaurationsmaterial gefüllte Fuge fraktioniert als ein, mesial oder distal befindlicher approximaler Anteil (approximale Tiefe), als ein horizontal mesiodistal, auf einer bukkalen Seite verlaufender Fugenanteil der Fuge und als ein horizontal mesiodistal, auf einer oralwärtigen Seite verlaufender Fugenanteil der Fuge simuliert wird, so dass unterschiedliche Grauwertreferenzen einer jeweiligen Realdarstellung eines Zahns zugeordnet werden können.
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Für das bildgebende Verfahren werden zwei- bzw. dreidimensionale Verfahren eingesetzt werden, wobei konventionelle oder digitale Röntgen-, CT-, Micro-CT- oder DVT-Verfahren bevorzugt eingesetzt.
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Es werden unterschiedliche Zahnbreiten simuliert, indem zwei Opazitätsprüfkörper mit ihren Fugen auf einer Führungsschiene zueinander parallel verschiebbar angeordnet sind.
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Für das Verfahren wird ein nicht-röntgenopakes Zahnstumpf-Duplikat zusammen mit einer nicht-röntgenopaken Zahnkrone oder ein nicht-röntgenopakes Zahnstumpf-Duplikat zusammen mit einer röntgenopaken Zahnkrone oder ein röntgenopakes Zahnstumpf-Duplikat zusammen mit einer nicht-röntgenopaken Zahnkrone oder ein röntgenopakes Zahnstumpf-Duplikat zusammen mit einer röntgenopaken Zahnkrone verwendet.
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Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch ein System zur bildgebenden Analyse eines isolierten Zementspalts zwischen Zahnkrone und Zahn mittels bildgebender Verfahren gelöst. Das System umfasst eine Aluminiumtreppe als Grauwertreferenzgrundlage, wenigstens einen nicht röntgenopaken Opazitätsprüfkörper welcher mit einer Fuge versehen ist, und ein nicht röntgenopakes Zahnstumpf-Duplikat, wobei das Zahnstumpf-Duplikat fest mit einem koronalen Anteil und lösbar mit einer nicht röntgenopaken Zahnkrone verbunden ist. Zwischen dem koronalen Anteil des Zahnstumpf-Duplikats und der Zahnkrone verbleibt ein den koronalen Anteil umkleidender, durch die Zahnkrone verdeckter Fugen-Anteil sowie eine zirkulär verlaufende, basal der Zahnkrone befindliche Fuge, welche eine definierte Ausdehnung aufweisen.
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Die Aufgabe der Erfindung wird auch gelöst durch einen Opazitätsprüfkörper, welcher ein nicht röntgenopaker Polyeder mit definierten Abmessungen ist und auf einer Seite eine Fuge aufweist, wobei die Fuge einen isolierten Zementspalt simuliert.
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In einer Ausführung besteht der Polyeder (mit rechteckigen oder quadratischen Seitenflächen) aus zwei passgenau zusammenfügbaren oder zusammengefügten Einzel-Teilen, einem Basisteil und einem Sekundärteil.
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Das Basisteil als untere Hälfte teilt den Opazitätsprüfkörper auf seiner vorderen Seitenfläche mittig und die Teilung verläuft mit einem Absatz bis zu der der vorderen Seitenfläche gegenüberliegenden Seite. Das Sekundärteil ist als passgenaues Gegenstück zu dem Basisteil mit diesem zusammenfügbar oder zusammengefügt. Ausgehend von einer linken Seitenfläche und bis zur Mitte des Opazitätsprüfkörpers verlaufend ist auf dem Absatz eine Fuge mit definierten Fugenhöhenabständen in das Sekundärteil eingebracht.
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Der Opazitätsprüfkörper hat definierte Abmessungen von L × B × H: 12,8mm × 9,8mm × 9,7mm und die Fuge hat eine definierte Ausdehnung von L × B × H: 6mm × 0,5mm × 50 bis 1000µm.
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Die Aufgabe der Erfindung wird auch gelöst durch ein röntgenopakes oder nicht-röntgenopakes Zahnstumpf-Duplikat, welches mit einer röntgenopaken oder nicht-röntgenopaken Zahnkrone lösbar verbunden ist.
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In einer Ausführung ist das Zahnstumpf-Duplikat mit einem angeformten koronalen Anteil versehen. Zwischen Zahnstumpf und Zahnkrone verbleibt ein Zementspalt, welcher sich in zwei Teile aufgliedert: ein den koronalen Anteil umkleidender Fugen-Anteil und eine zirkulär verlaufende, basal der Zahnkrone befindliche Fuge, welche eine definierte Ausdehnung und einen definierten Abstand zueinander aufweisen.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und dem System zur bildgebenden Analyse eines isolierten und dimensionsgerechten Zementspalts zwischen Zahnkrone und Zahn wird erstmalig eine isolierte zwei- bzw. dreidimensionale (im von Sinne konventionellen oder digitalen Röntgen, CT, Micro-CT oder DVT) dimensionsgerechte und realitätsnahe Darstellung des Zementspalts erzielt. Zudem kann hier durch Austausch entweder des Zahnstumpf-Duplikats oder der Zahnkrone das radiologische Wechselwirkungsverhalten an Grenzflächen genauer untersucht werden. Des Weiteren können unterschiedliche dentale Befestigungsmaterialien untersucht werden.
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Durch die erfindungsgemäße Lösung kann der radiologische Schwächungskoeffizient dentaler Werkstoffe unterschiedlicher Radioopazität an Grenzflächen im zervikalen Übergangsbereich festsitzender prothetischer Versorgungen untersucht werden. Es können sämtliche Kronenmaterialien und Einsatzmaterialien gegeneinander im Hinblick auf Grauwertuntersuchung und Artefakt-Ausschluss getestet werden.
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Besondere Relevanz ergibt sich gerade für den Bereich der Beurteilungen bei der Begutachtung festsitzender prothetischer Versorgungen. Zum Beispiel im Rahmen einer röntgenologischen Betrachtungsnotwendigkeit des Gebietes, z.B. Gutachten, zahnärztliche Voruntersuchung, Ausschluss kariöser Läsionen bzw. Auswaschung des Befestigungsmaterials in Gegenüberstellung eines radiologischen Artefaktausschlusses.
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Mit der erfindungsgemäßen Lösung können Einsatzzemente (bereits auf dem Markt befindliche und auch zukünftig entwickelte) mittels der Opazitätsprüfkörper singulär radiologisch untersucht werden. Mit diesen Prüfkörpern zur Ermittlung des individuellen Schwächungskoeffizienten im Randbereich ist die mögliche optische Wechselwirkung mit Zahn beziehungsweise Kronenmaterial ebenso untersuchungsfähig. Weiterführend kann bei der Begutachtung bereits inserierter Versorgungen die Situation nach extraoral übertragen werden, um nachträglich eine externe Überprüfung der Suffizienz vorzunehmen. Die Übertragung des individuellen Sachverhaltes ist mittels der immer mehr auf den Markt drängenden generativen Fertigungen und digital erfassten Stumpfpräparationen realisierbar.
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Für eine allgemeine Bedeutung der Erfindung außerhalb des zahnmedizinischen Bezugs ergibt sich ein Verfahren der Spaltraumanalysierbarkeit bei sämtlichen Verbundsystemen, bei denen zwei Körper über ein Verbundmaterial adhärent verbunden sind. Hierfür werden formstabile, nichtradioopake Äquivalentsmodelle der zu verbindenden Körper erstellt, die mit dem entsprechenden Verbundmaterial in der entsprechenden Dimension verklebt werden. Nun wird eine Darstellbarkeit/Analyse des zwischen den Körpern befindlichen Spaltraums beziehungsweise des in diesem befindlichen Verbundmaterials ermöglicht, die befreit von der radiologischen Wechselwirkung der Werkstoffe der Ursprungskörper beurteilbar ist.
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Figurenliste
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Die Erfindung wird anhand von Abbildungen erläutert. Hierzu zeigen
- 1 eine schematische Darstellung einer Röntgenprüfapparatur nach DIN-Norm EN ISO 4049:2009,
- 2 eine schematische Darstellung (2-1 Perspektive, 2-2 Vorder- und Seitenansicht) eines gefüllten Opazitätsprüfkörpers mit einem integrierten Abstand zur Bildebene,
- 3 eine schematische Darstellung einer intraoralen und experimentellen Simulation verfüllter Fugenbereiche bei einer radiologischen Untersuchung und deren röntgenologischen Darstellung in der Bildebene,
- 4 eine schematische Darstellung der abzubildenden Bereiche an einem nicht röntgenopaken Zahnstumpf-Duplikat und einer nicht röntgenopaken Zahnkrone als Modell,
- 5 Ausschnitt eines Zahnstumpf-Duplikats mit Zahnkrone,
- 6 eine schematische Darstellung einer Röntgenprüfapparatur mit Opazitätsprüfkörper und
- 7 eine schematische Darstellung einer Röntgenprüfapparatur mit Zahnstumpf-Duplikat.
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In 1 wird eine schematische Darstellung einer Röntgenprüfapparatur nach DIN-Norm EN ISO 4049:2009 „Zahnheilkunde - Polymerbasierte Restaurationsmaterialien“ gezeigt. Der Begriff „Röntgenprüfapparatur“ steht stellvertretend für alle bildgebenden zwei- bzw. dreidimensionalen Bildgebungs-Verfahren, die insbesondere dreidimensionale Bilddaten liefern, und schließt diese mit ein. Beispielsweise kommen konventionelle oder digitale Röntgen-, CT-, Micro-CT- oder DVT-Verfahren in Frage und sollen im Sinne der Erfindung bevorzugt eingesetzt werden.
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Ein Tubus 1 der Röntgenprüfapparatur ist in einem variablen röntgenologischen Abstand zur Objektebene 1.2 und gegenüber der Abbildungsebene 1.3 angeordnet. Ein Zentralstrahl 1.1 trifft senkrecht auf die Abbildungsebene 1.3. In der Objektebene 1.2 sind sowohl eine Aluminiumtreppe 2 als Grauwertreferenzgrundlage als auch ein zu untersuchender Probenkörper 3 angeordnet. Der Probenkörper 3 kann sowohl ein dualer Opazitätsprüfkörper 9 gemäß der Erfindung wie auch ein anderes Äquivalenzmodell sein. Der Probenkörper 3 ist beispielsweise im Falle des Äquivalenzmodells auf einem, hier nicht gezeigten kippbaren Objektträger zur Simulation einer intraoralen Achsenneigung des Zahnes angeordnet. Die Bestimmung der Röntgensichtbarkeit des Probenkörpers 3 erfolgt auf die im Stand der Technik beschriebene Art und Weise.
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Für die bildgebende Analyse eines isolierten Zementspalts zwischen Zahnkrone und Zahn und einer Bestimmung des materialabhängigen Schwächungskoeffizienten (Zahnkrone, Befestigungsmaterial) und dem Gewebe (Zahnhartsubstanz) wird die erfindungsgemäße Röntgenprüfapparatur für digitale und analoge Aufnahmen, wie sie in 1 dargestellt und beschrieben ist, angewendet.
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Die Erfindung betrifft eine Modifizierung der DIN-Norm in der Darstellung in dem Sinne, dass das Objekt nicht direkt auf der Bildebene liegt sondern einen realitätsnahen Abstand simuliert. Für die Integrierung des Objekt-Bildebenen-Abstandes wird in 2 eine Darstellung eines geteilten, dualen, nicht röntgenopaken Opazitätsprüfkörpers 9 gezeigt, welcher in seiner Dimension einem Fugenabschnitt des nicht durch Kronen- und Zahnmaterial überlagerten Zementfugenanteil eines zu untersuchenden Zahnes entspricht. Ferner wird durch den modifizierten Abstand (nach DIN-Norm 3-4cm) des Röntgentubus zur Objektebene eine bessere Praxisnähe simuliert, welcher in der Realität üblicherweise größer ist als in der Norm vorgeschrieben.
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2-1 zeigt den Opazitätsprüfkörper 9 in der Perspektive und 2-2 als Vorder- und Seitenansicht. Der duale Opazitätsprüfkörper 9 besteht aus zwei zusammenfügbaren bzw. zusammengefügten Einzel-Teilen, einem Basisteil 9.a und einem Sekundärteil 9.b. Der Opazitätsprüfkörper 9 ist im Wesentlichen ein Polyeder mit rechteckigen oder quadratischen Seitenflächen. Die vordere Seitenfläche 9.1 des Opazitätsprüfkörpers 9 ist mittig geteilt (siehe 2-2). Das Basisteil 9.a nimmt als untere Hälfte des Opazitätsprüfkörpers 9 diese Teilung auf und wird mit einem Absatz 9.3 zur hinteren Seite fortgeführt. In der Seitenansicht 2-2 ist dieser Absatz 9.3 deutlich zu erkennen. Das Sekundärteil 9.b ist ein genaues Gegenstück zu dem Basisteil 9.a und wird mit diesem zusammengefügt. Wie auch aus den 2.1 und 2.2 zu erkennen ist, ist ausgehend von der linken Seitenfläche 9.2 und bis zur Mitte des geteilten, dualen Opazitätsprüfkörpers 9 verlaufend auf dem Absatz 9.3 eine Fuge 9.4 mit definierten Fugenhöhenabständen in das Sekundärteil 9.b eingebracht. Die Fuge 9.4 simuliert einen realitätsnahen Zementspaltfugenanteil zwischen Zahnstumpf und künstlicher Zahn-Krone. Beim ordnungsgemäßen Zusammenfügen des Basisteils 9.a mit dem fugenenthaltenden Sekundärteil 9.b des dualen Opazitätsprüfkörpers 9 verbleibt ein Spalt definierten Ausmaßes, der im speziellen Fall die isolierte Zementfuge simuliert. Für das Einbringen des zu analysierenden Restaurationsmaterials (beispielsweise Kronenbefestigungsmaterial bzw. Dentalzement) wird die Füllmasse auf das größere Basisteil 9.a aufgetragen und mit dem die Fuge 9.4 enthaltenden Sekundärteil 9.b horizontal zusammengeführt und komprimiert. Das überpresste Füllmaterial wird mit Hilfe eines Spatels abgetragen, der verfüllte Bereich wird ausgehärtet (konventioneller Dentalzement härtet selbständig aus/Adhäsiver Zement ist dualhärtend u.a. mithilfe einer Lichtpolimerisationslampe) und der duale Opazitätsprüfkörper 9 steht zur Analyse bereit.
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Durch das Zusammenfügen des Basisteils 9.a mit dem Sekundärteil 9.b weist der Absatz 9.3, bis auf den Bereich der Fuge 9.4, konstruktionsbedingt einen gegen Null gehenden Spaltbereich auf. Dieser ist für das weitere Verfahren vernachlässigbar, so dass die in 3 schematisch dargestellte intraorale und experimentelle Simulation verfüllter Fugenbereiche einen vereinfacht gezeichneten Opazitätsprüfkörper 9 nutzt.
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Der duale Opazitätsprüfkörper 9 ermöglicht es, aus wenigstens vier Röntgenrichtungen die mit Dentalzement gefüllte Fuge 9.4 zu analysieren. Dadurch kann sowohl eine gemäß DIN-Norm EN ISO 4049:2009 differenzierte radiologische Analysierbarkeit des Fugenareals als auch eine im realitätsnahen Zustand erfolgende radiologische Analysierbarkeit ermöglicht werden.
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In der 3 wird der Grundgedanke der Erfindung in drei Abbildungen (Varianten) schematisch dargestellt. Die 6 zeigt dazu eine schematische Darstellung der Röntgenprüfapparatur mit dem Opazitätsprüfkörper für die experimentelle Messung.
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In der ersten Zeile A ist jeweils die axiale Aufsicht auf einen Zahnquerschnitt ZQ eines überkronten Zahnes mit zirkulär verlaufender Zementfuge einer intraoralen Situation bei einer radiologischen Untersuchung gezeigt, die auch im idealen Fall nicht durch die eingegliederte zahntechnisch gefertigte Krone überdeckt ist. Diese Zeile dient lediglich der Erläuterung der gemessenen Zustände bei der experimentellen Situation. In der zweiten Zeile B sind die verschiedenen Varianten I bis III des experimentellen Untersuchungsaufbaus mit den fraktionierten Fugen 9.4, welche in den Opazitätsprüfkörper 9 isoliert eingebettet sind, sowie die Ausrichtung der Fugen 9.4 zum Zentralstrahl 1.1.innerhalb der Objektebene 1.2. In der dritten Zeile C sind die schematischen, röntgenologischen Darstellungen in der Abbildungsebene 1.3 aller drei realitätsnahen Projektionsvarianten gezeigt.
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Für die radiologische Betrachtung wird in Zeile A bei der mit Restaurationsmaterial gefüllten Fuge 9.4 der Zementfugenbereich fraktioniert in einen, mesialen beziehungsweise distalen befindlichen approximalen Anteil AT (approximale Tiefe) sowie in einen horizontal mesiodistal, auf der bukkalen Seite L1 verlaufenden Fugenanteil der Fuge 9.4 und einen horizontal mesiodistal, auf der oralwärtigen Seite L2 verlaufenden Fugenanteil der Fuge 9.4 unterteilt. Der Opazitätsprüfkörper 9 liegt direkt auf der Objektebene 1.2, welche mit der Abbildungsebene 1.3 zusammenfällt. Als Referenz wird ebenso ein ungefüllter Opazitätsprüfkörper 9 angeordnet (hier nicht weiter dargestellt), um einen isolierten Grauwert des Fugenmaterials bestimmen zu können. Die bildgebende Richtung des Zentralstrahls 1.1 wird für die Messung jeweils um 180° gedreht. Beim Auftreffen des Zentralstrahls 1.1 innerhalb dieser Ebene ergeben sich folgende drei Darstellungen für die Objektebene 1.2 und die Abbildungsebene 1.3:
- 1.) Variante I Durch die Achsenkippung des Objektes (ein Zahn in der Realdarstellung) oder präparationsbedingt ergibt sich bei einer opaken Zahnkrone eine Überlagerung eines Fugenanteils durch die Zahnkrone entweder nur auf der bukkalen Seite L1 oder auf der oralen Seite L2. Daher muss für beide Fälle ein Röntgenprüfvorgang vorgenommen werden, so dass der Zentralstrahl 1.1 die horizontale Fuge 9.4 innerhalb der Objektebene 1.2 in zwei unterschiedlichen Abständen zur Abbildungsebene 1.3 durchdringt. In der röntgenologischen Darstellung auf der Abbildungsebene 1.3 erscheint die einzelne Fuge 9.4 mit einem definierten Grauwert.
- 2.) Variante II Der Zentralstrahl 1.1 durchdringt in der Objektebene 1.2 die horizontal ausgerichteten Fugenanteile sowohl auf der bukkalen Seite L1 als auch auf der oralen Seite L2. Dabei würde sich das Objekt mit seiner bukkalen Seite L1 und seiner oralen Seite L2 horizontal auf einer Ebene befinden. Der Zentrahlstrahl 1.1 wird im rechten Winkel zu der Objektebene 1.2 und zu den beiden Fugen ausgesendet. Für die Simulation werden in diesem Fall zwei Opazitätsprüfkörper 9 benötigt. In der röntgenologischen Darstellung auf der Abbildungsebene 1.3 erscheint eine Überlagerung der Fugen 9.4 mit einem helleren Grauwert als bei den nicht überlagerten Fugen 9.4.
- 3.) Variante III Die approximal ausgerichtete Fuge 9.4 im mesialen und distalen Zahnbereich (approximaler Anteil AT) des Objektes wird innerhalb der Objektebene 1.2 zur Darstellung gebracht, wobei der Zentralstrahl 1.1 parallel zur Ausrichtung der Fuge 9.4 den Opazitätsprüfkörper 9 durchdringt, wobei sich die Fuge 9.4 im rechten Winkel zur Abbildungsebene 1.3. befindet. In der röntgenologischen Darstellung auf der Abbildungsebene 1.3 erscheint der Querschnitt der Fuge 9.4 mit dem hellsten Grauwert als bei den vorherigen Untersuchungen.
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Mittels des Opazitätsprüfkörpers 9 ist es möglich, die mit Dentalzement gefüllten Fugen 9.4 in den drei Abbildungsebenen zu analysieren, so dass unterschiedliche Grauwertreferenzen einer jeweiligen Realdarstellung eines Zahns zugeordnet werden können. Es kann allerdings lediglich ein Teil geprüft werden, eine durchgehende Rundumprüfung eines Zahnes kann auch hier nicht erfolgen.
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Daher werden für die weitere bildgebende Analyse eines isolierten Zementspalts zwischen Zahnkrone und Zahn ein nicht röntgenopakes Zahnstumpf-Duplikat 5 und eine nicht röntgenopake Zahnkrone 6 benötigt. Die schematische Darstellung der Röntgenprüfapparatur mit Zahnstumpf-Duplikat 5 wird in 7 gezeigt.
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Bezüglich der Herstellung des Zahnstumpf-Duplikats 5 können mehrere Verfahren zur Anwendung kommen:
- - Abformung mit zahnärztlichen Werkstoffen und Ausgießen mit Polymethylmethacrylat (PMMA);
- - Laborscan des Zahnes und computersimulierte Stumpferstellung mittels CAD / CAM und 3D-Druckverfahren;
- - Laborscan des Stumpfes mit ggf. Dateikonversion in ein gängiges Format für die Datenkonvertierung und anschließender generativer Fertigung.
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4 zeigt in einer schematischen Darstellung das zusammengesetzte Zahnstumpf-Duplikat 5 mit einem koronalen Anteil 5.1. und mit einer auf den koronalen Anteil 5.1 aufsetzbaren Zahnkrone 6, wobei das Zahnstumpf-Duplikat 5 fest mit dem koronalen Anteil 5.1 und lösbar mit der nicht röntgenopaken Zahnkrone 6 verbunden ist. Das Zahnstumpf-Duplikat 5 entspricht dem präparierten Zahn beim Patienten. Zwischen dem koronalen Anteil 5.1 und der Zahnkrone 6 verbleibt ein Zementspalt, welcher der sich bezogen auf die radiologische Betrachtung in zwei Teile aufgliedert: ein den koronalen Anteil 5.1 des Zahnstumpfe-Duplikats 5 umkleidender Fugen-Anteil 7, der üblicherweise durch die klinische röntgenopake Zahnkrone 6 verdeckt ist und somit radiologisch nicht beurteilbar ist, sowie eine zirkulär verlaufende, basal der Zahnkrone 6 befindliche Fuge 8. Diese Unterteilung von Fugen-Anteil 7 und umlaufender Fuge 8 erfolgt lediglich zur Verdeutlichung der Analysierbarkeit des einheitlichen Raumes der Zementfuge, die im koronalen Anteil durch Überlagerung der Strukturen nie gegeben ist und im basalen Anteil unter Einschränkungen gegeben ist. Der Fugen-Anteil 7 und die umlaufende Fuge 8 weisen eine definierte Ausdehnung und einen definierten Abstand für die Simulation auf, welche mit einem zugelassenen Dentalzement verfüllt wird.
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Der durch den Opazitätsprüfkörper 9 simulierte Bereich ist in 4 auf dem zusammengesetzten Zahnstumpf-Duplikat 5 mit Zahnkrone 6 (im Ausschnitt Z, 5) schematisch eingezeichnet. Dadurch wird ein Äquivalenzmodell geschaffen, auf dem ein Fugenverlauf rund um den Zahn gesehen werden kann. Das Zahnstumpf-Duplikat 5 und die Zahnkrone 6 stellen eine körperlich exakte Darstellung genau in der für den Patienten benötigten Form dar. Somit kann jeder Zahn extrakorporiert isoliert betrachtet und der Fugenverlauf des Zementspalts exakt ausgewertet werden.
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Die in 1 schematisch dargestellte Röntgenprüfapparatur wird für den erfindungsgemäßen Opazitätsprüfkörper 9 (6) und das Zahnstumpf-Duplikat 5 mit nicht röntgenopaker Zahnkrone 6 (7) entsprechend angewendet.
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Das Verfahren wird anhand des nicht röntgenopaken, quaderförmigen Opazitätsprüfkörpers 9 erläutert. Für die Prüfung wird der ungefüllte, nicht röntgenopake duale Opazitätsprüfkörper 9, welcher mit einer Fuge 9.4 versehen ist, die den isolierten Zementspaltanteil simuliert, in der Röntgenprüfapparatur entsprechend angeordnet. In die Fuge 9.4 eines weiteren gleichen Opazitätsprüfkörpers 9 wird ein zu untersuchendes Dentalzement eingebracht. Die Messung wird durchgeführt und der Grauwertreferenzwert für die ungefüllte und die gefüllte Fuge 9.4 ermittelt, um den isolierten Grauwert des Fugenmaterials zu bestimmen. Die Aluminiumtreppe 2 fungiert, wie in 1 gezeigt, als Grauwertreferenzgrundlage.
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Der Opazitätsprüfkörper 9 wird gemäß der 3a bis 3c von vier Seiten mittels des bildgebenden Darstellungs-Verfahrens abgebildet, so dass der Zementspalt fraktioniert je nach Auftreffen eines Zentralstrahls 1.1 des bildgebenden Darstellungs-Verfahrens in unterschiedlichen Anteilen eines Kronenrandbereiches in wenigstens vier Bereichen simuliert wird. Die Daten der Simulation werden in einer Datenbank abgelegt und dort gespeichert. Anschließend wird das zusammengesetzte Zahnstumpf-Duplikat 5 mit der Zahnkrone 6 mittels des bildgebenden Darstellungs-Verfahrens einer durchgehenden Rundumaufnahme unterzogen. Die Daten der Rundumaufnahme werden ebenfalls in einer Datenbank abgelegt und gespeichert. Anschließend werden die Daten der durch den Opazitätsprüfkörper 9 simulierten Bereiche mit den Daten der Rundumaufnahme des Zahnstumpf-Duplikats 5 mit Zahnkrone 6 validiert, so dass das Äquivalenzmodell mit einem Fugenverlauf rund um den Zahn dargestellt werden kann.
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Für die Herstellung ist ein maßstabsgetreues, digitales und dreidimensionales Datenmodell des Zahnstumpfes und des überkronten Zahns notwendig, welches sich aus radiologischen Datensätzen generieren lässt. Die realitätsnahen Abstandswerte können aus Voruntersuchungen übertragen werden.
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Das Ziel ist eine Erstellung des Opazitätsprüfkörpers 9 (PMMA) bzw. des Zahnstumpf-Duplikats 5 ohne Röntgenopazität mit eingelassener Fuge 9.4 definierter Ausdehnung und definiertem Abstand zur Simulation des Spaltes. Die isolierte Spaltbetrachtung und Schwächungskoeffizienzbetrachtung der Materialien (Zahnkrone, Befestigungsmaterial) und des Gewebes (Zahnhartsubstanz) stehen zur Analyse, woraus der individuelle Schwächungskoeffizient entwickelt wird.
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Da es sich bei dem vorhergehenden, detailliert beschriebenen Verfahren und System zur bildgebenden Analyse eines isolierten Zementspalts zwischen Zahnkrone und Zahn um ein Ausführungsbeispiel handelt, können diese in üblicher Weise vom Fachmann in einem weiten Umfang modifiziert werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Insbesondere können auch die konkreten Ausgestaltungen des Opazitätsprüfkörpers 9 und des Zahnstumpf-Duplikats 5 mit Zahnkrone 6 in anderer Form als in der hier beschriebenen folgen, beispielsweise wenn dies aus Platzgründen bzw. designtechnischen Gründen notwendig ist. Weiter schließt die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein“ bzw. „eine“ nicht aus, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Tubus der Röntgenprüfapparatur
- 1.1
- Zentralstrahl
- 1.2
- Objektebene
- 1.3
- Abbildungsebene
- 2
- Aluminiumtreppe
- 3
- Probenkörper
- 5
- Zahnstumpf-Duplikat
- 5.1
- koronaler Anteil des Zahnstumpfe-Duplikats 5
- 6
- nicht röntgenopake Zahnkrone
- 7
- Zementspalt
- 8
- umlaufende Fuge zwischen Zahnstumpf-Duplikat und Zahnkrone
- 9
- geteilter, dualer Opazitätsprüfkörper
- 9.1
- vordere Seitenfläche
- 9.2
- linke Seitenfläche
- 9.3
- Absatz
- 9.4
- Fuge
- 9.a
- Basisteil eines geteilten Opazitätsprüfkörpers 9
- 9.b
- Sekundärteil eines geteilten Opazitätsprüfkörpers 9
- A
- erste Zeile 3
- B
- zweite Zeile 3
- C
- dritte Zeile 3
- ZQ
- Zahnquerschnitt
- AT
- mesial beziehungsweise distal des Zahnes approximaler Fugenanteil = approximale Tiefe
- L1
- auf der bukkalen Seite verlaufender Fugenanteil der Fuge 9.4
- L2
- auf der oralwärtigen Seite verlaufender Fugenanteil der Fuge 9.4
- Z
- Ausschnitt