International Journal of Computerized Dentistry
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Int J Comput Dent 17 (2014), No. 1     20. Mar. 2014
Int J Comput Dent 17 (2014), No. 1  (20.03.2014)

Page 75-82, PubMed:24791467, Language: English/German


A New 4-Dimensional Imaging System for Jaw Tracking
Vierdimensionales bildgebendes System für die instrumentelle Funktionsanalyse

Lauren, Mark
A non-invasive 4D imaging system that produces high resolution time-based 3D surface data has been developed to capture jaw motion. Fluorescent microspheres are brushed onto both tooth and soft-tissue areas of the upper and lower arches to be imaged. An extraoral hand-held imaging device, operated about 12 cm from the mouth, captures a timebased set of perspective image triplets of the patch areas. Each triplet, containing both upper and lower arch data, is converted to a high-resolution 3D point mesh using photogrammetry, providing the instantaneous relative jaw position. Eight 3D positions per second are captured. Using one of the 3D frames as a reference, a 4D model can be constructed to describe the incremental free body motion of the mandible. The surface data produced by this system can be registered to conventional 3D models of the dentition, allowing them to be animated. Applications include integration into prosthetic CAD and CBCT data.

Ein neu entwickeltes nichtinvasives bildgebendes System erzeugt hochauflösende zeitbasierte 3-D-Oberflächendaten, welche die Bewegungsbahnen des Unterkiefers aufzeichnen. Dazu werden fluoreszierende Mikrosphären in den darzustellenden Bereichen des oberen und unteren Zahnbogens sowohl auf die Zähne als auch auf das Weichgewebe aufgetragen. Ein extraorales Bildgebungshandgerät zeichnet in etwa 12 cm Entfernung vom Mund einen zeitbasierten Satz perspektivischer Bildtripel der präparierten Bereiche auf. Jedes Tripel enthält Daten sowohl aus dem oberen als auch aus dem unteren Zahnbogen und wird mithilfe eines fotogrammetrischen Verfahrens in ein hochauflösendes 3-D-Punktenetz konvertiert, das die momentane relative Kieferposition zeigt. Es werden acht 3-D-Positionen pro Sekunde aufgezeichnet. Anhand eines 3-D-Rahmens als Bezugssystem kann nun ein 4-D-Modell erstellt werden, das in Freikörperbildern die inkrementelle Bewegung des Kiefers beschreibt. Die so erzeugten Oberflächendaten lassen sich konventionellen 3-D-Modellen der Dentition zuweisen, sodass diese animiert werden können. Ein Anwendungsbereich wäre beispielsweise die Integration in CAD- und DVT-Daten für die Prothesenherstellung.

Keywords: jaw tracking, 4D imaging, photogrammetry, CAD, fluorescent
instrumentelle Funktionsanalyse, 4-D-Bildgebung, Fotogrammetrie, CAD, fluoreszierend

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