Dreidimensionale mathematische Bewegungsimulation von Artikulatoren und deren Anwendung bei der Entwicklung eines "Software-Artikulators"

Abstract

Die Ziele der vorliegenden Arbeit waren: 1. Entwicklung eines mathematischen Modells zur Simulation der Bewegungen zahnärztlicher Artikulatoren 2. Aufklärung eventueller Unterschiede zwischen den Bewegungen unterschiedlicher Artikulatoren 3. Die Überprüfung des Effektes individueller Einstellparameter auf die Bewegungen von Artikulatoren 4. Die Entwicklung eines virtuellen Artikulators auf der Basis des mathematischen Modells. Die Untersuchungen wurden mit Hilfe eines eigens erstellten, auf einem PC programmierten mathematischen Modells durchgeführt. Ergebnisse: - die Bewegungen der vier Artikulatoren- Typen sind unterschiedlich. - die Bewegungen von Arcon- und Non-Arcon-Artikulatoren sind nicht identisch. - der Einfluß der Parameter auf die Artikulatorenbewegungen ist unterschiedlich groß. Die Parameter wurden in zwei Gruppen eingeordnet: 1. Parameter mit einem großen Einfluß: Inzisalbahnneigung, Horizontale Kondylenbahnneigung, Bennett-Winkel, Immediate Side Shift, Interkondylarabstand, Räumliche Lage des Molarenpunktes. 2. Parameter mit einem kleinen Einfluß: Bewegungen des Laterotrusionskondylus, Kondylenbahnradius, Inzisalbahnradius, Funktionelle Baulänge, Funktionelle Bauhöhe. Es wurde ein virtueller Artikulator in Form eines Softwareprogrammes entwickelt, welcher alle Bewegungen mechanischer, einstellbarer Artikulatoren mit großer Genauigkeit simuliert. Die Fähigkeiten dieses Software-Artikulators können anhand eines beigefügten Demo-programmes (427 KB) (Hinweis zum Demoprogramm) betrachtet werden. Es wurde weiterhin ein Versuch unternommen, den virtuellen Artikulator zur Kontrolle und Korrektur digitalisierter Kauflächen zu verwenden.

The aims of this study were: 1. To develop a mathematical model for the simulation of articulator movements. 2. To investigate differences between the movements of different types of articulators. 3. To describe the influence of individual parameters on the movements of articulators. 4. To develop a virtual articulator on the basis of the mathematical model. The study has been carried out with the aid of a mathematical model developed for this purpose and programmed on a personal computer. Results: - The movements of the four articulator types are different. - The movements of arcon and nonarcon articulators are different, too. - The influence of the studied parameters on articulator movements is different. The tested parameters have been divided into two groups according to their influence on the path of occlusal points: 1. Parameters with a great influence: incisal path inclination, condyle path inclination, Bennett-angle, immediate side shift, intercondylar distance, three-dimensional (antero-posterior, transversal and vertical) position of the occlusal point in study. 2. Parameters with a small influence: working-side condyle movements (latero-pro/-re/-de/-surtrusion), length of the radius of the condyle path, length of the radius of the incisal path, length of the articulator, height of the articulator. A virtual articulator in form of a software-program has been developed. This is able to simulate all the possible movements of conventional mechanical adjustable articulators with great precision. The features of this virtual articulator are presented in the form of a demo-program (427 KB) (hint to demoprogram in german). Further on it has been tried to use the virtual articulator for the analysis and dynamic correction of digitized occlusal surfaces.