Die Kombination von 3D-Röntgenaufnahmen mit digitalen CAD/CAM- Oberflächendaten

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1 Autor Anwender Status Innovativ Kategorie Anwenderbericht Die Kombination von 3D-Röntgenaufnahmen mit digitalen CAD/CAM- Oberflächendaten Dr. Andreas Kurbad Dreidimensionale bildgebende Verfahren sind ein großer Fortschritt für die Diagnostik und Planung in der Implantologie. Die relevanten Kieferregionen können mit dieser Technik umfassend beurteilt und vermessen werden. Zudem ist es möglich, mit entsprechender Planungssoftware virtuell Implantate zu positionieren und somit optimal geeignete Implantattypen und -größen auszuwählen. Der logische nächste Schritt ist die Herstellung einer Bohrschablone, um die virtuell festgelegte Implantatposition möglichst exakt in die reale klinische Situation zu übertragen. Klassisches Verfahren Das klassische Verfahren bei der Implantationsplanung basiert auf einem diagnostischen Wax-Up, das auf Basis eines konventionellen Gipsmodells hergestellt wurde. Das Wax-Up wird umgewandelt in eine Röntgenschablone, die radioopake Marker enthält. Mit eingesetzter Schablone wird mithilfe eines Computertomografen (CT) oder Digitalen Volumentomografen (DVT) ein dreidimensionaler radiologischer Datensatz erstellt (Abb. 1). Dies stellt ein Problem dar, wenn im Zuge der allgemeinen diagnostischen Planung bereits eine solche Aufnahme erstellt wurde. Denn neben zusätzlichen Kosten resultiert dies vor allem in einer weiteren Strahlenexposition des Patienten. Weitere Schwierigkeiten ergeben sich aus einer schlechten Passung der Schablone und ihrer ungenauen Platzierung im Patientenmund, was zu Abweichungen in der Genauigkeit des Verfahrens führen kann. Kombination von 3D-Röntgenmit CAD/CAM-Oberfächendaten Ein Fortschritt besteht in der Möglichkeit der Erstellung eines virtuellen Wax-Up auf der Basis eines dreidimensionalen Oberflächenscans. Dieser kann mit einem intraoralen 3D-Scanner als sogenannter optischer Abdruck mittlerweile sogar direkt in der Mundhöhle des Patienten durchgeführt werden. Damit wird die konventionelle Abdrucktechnologie einschließlich der Modellherstellung umgangen. Unter Verwendung eines chairside CAD/CAM-Systems (z. B. CEREC, Sirona Dental Systems, D-Bensheim) kann unmittelbar danach eine virtuelle Restauration konstruiert werden. Damit ist auch das konventionelle Wax-Up nicht mehr notwendig. Die durch Abformung und Konstruktion generierten Daten lassen sich in ein Format konvertieren, welches in GALILEOS Implant (Sirona), die Software zur Implantationsplanung, importiert werden kann. Beide Datensätze werden gematcht, d. h. in einem neuen Datensatz kombiniert und überlagert, wobei identische Zahnpaare als Referenz dienen. Das im CAD/CAM-System erzeugte virtuelle Set-Up ist jetzt in der Planungssoftware sichtbar. QR-Code scannen und den Beitrag auf Ihr Smartphone oder Tablet herunterladen! Abb. 1: Bei eingesetzter Röntgenschablone wird eine CTbeziehungsweise DVT-Aufnahme durchgeführt. Zusätzliche Informationen können gewonnen werden, weil auch die Weichgewebesituation aus 12

2 dem intraoralen Scan übertragen und dargestellt wird. Die Beurteilung der Dicke der Gingiva in der Umgebung der Implantatposition ist besonders im ästhetischen Bereich ein entscheidender Faktor für den Behandlungserfolg. Ganz besonders bei den Cone- Beam-Verfahren wird das Weichgewebe jedoch oft nur unzureichend dargestellt. Durch die Kombination der Daten sind weitere nützliche Details auch für diese Beurteilung verfügbar. Anschließend ist eine exakte und umfassende Planung der Implantation möglich, da nun die Größe und Position der späteren Restauration in der Software sichtbar sind. Der klassische Weg der Verwendung einer Schablone mit Referenzmarkern zur Herstellung einer Bohrschablone konnte aber bislang mit dieser Methode nicht umgangen werden. Die Genauigkeit des Verfahrens wurde anhand klinischer Studien belegt. [1] Abb. 3: Mit dem Goniometer werden die Bohrungen an der Schablone vorgenommen. Dieses Verfahren ist zeitaufwendig und zudem schwierig. Nach der Bohrung wird ein Hülsensystem in die Bohrschablone eingearbeitet, mit dessen Hilfe die Bohrer bei der Implantatinsertion geführt werden (Abb. 4). Klassische Bohrschablonen Im nächsten Schritt kann mithilfe einer Bohrschablone im Rahmen der sogenannten geführten Implantologie (Guided Surgery) ein Implantat annähernd an die gleiche Position gebracht werden, die in der Planungssoftware berechnet wurde. Die Herstellung einer solchen Schablone auf dem momentan üblichen Wege erfolgt durch ein Goniometer. In dieses wird das Gipsmodell mit der ehemaligen Röntgenschablone eingelegt. Zum Anbringen von Bohrungen in die Schablone, die der Positionierung entsprechender Implantate dienen, werden von der Software errechnete Einstellwerte genutzt (Abb. 2 und 3). Abb. 2: Die Software gibt Einstellwerte für das Goniometer vor. Abb. 4: Durch ein Hülsensystem werden die Bohrer bei der Implantation geführt. Direkte Herstellung einer Bohrschablone Mit der kürzlich vorgestellten Methode der direkten Herstellung einer Bohrschablone auf der Basis digitaler Oberflächendaten kann dieser Prozess deutlich vereinfacht werden. Mit SICAT OPTIGUIDE (SICAT, D-Bonn) kann auf eine 3D-Röntgenaufnahme unter Einsatz einer Röntgenschablone vollständig verzichtet werden. Stattdessen lässt sich auch eine möglicherweise im Vorfeld der Planung bereits erstellte DVT-Aufnahme unkompliziert verwenden. Durch diese Tatsache wird eine doppelte Strahlenbelastung vermieden, der Prozess beschleunigt und zusätzliche Kosten werden eingespart (Tab. 1). Neben der bereits erwähnten 3D-Röntgenaufnahme ist ein optischer Abdruck notwendig. Dieser 13

3 Behandlungsplanung / Abdrucknahme & Modellherstellung / Röntgenaufnahme Indikationsstellung Herstellung einer Röntgenschablone Behandlungsplanung / digitale Abdrucknahme / DVT-Aufnahme Indikationsstellung & Implantationsplanung Patientenfall Bei einem 30-jährigen Patienten traten an Zahn 26 in unregelmäßigen Abständen Beschwerden auf, die auf eine periapikale Entzündung hindeuteten (Abb. 5). DVT- oder CT-Aufnahme Implantationsplanung Herstellung einer OPTIGUIDE-Bohrschablone Herstellung einer Bohrschablone Chirurgischer Eingriff Chirurgischer Eingriff Tab. 1: Vergleich der Arbeitsschritte, die bei der konventionellen (l.) und der neuen, digitalen Vorgehensweise notwendig sind. Abb. 5: Ausgangssituation: Der Patient stellte sich mit Beschwerden an Zahn 26 in der Praxis vor. wird sinnvollerweise direkt im Patientenmund durchgeführt, kann aber auch durch Digitalisierung eines konventionellen Gipsmodells erfolgen. Im Anschluss erfolgt das virtuelle Set-Up der prothetischen Versorgung mithilfe der Software CEREC oder inlab (Sirona). In bereits beschriebener Art und Weise werden dann die Datensätze von Röntgen und CAD/CAM durch Matching miteinander vereinigt. In der Planungssoftware GALILEOS Implant werden je nach Wunsch eine oder mehrere Implantatpositionen festgelegt. Danach wird dieser Datensatz an die zentrale Fertigung bei SICAT übermittelt. Die Bohrschablone wird dort auf der Basis der digitalen Oberflächendaten gefräst. Eine Fertigungsgenauigkeit am apikalen Ende des Implantates von unter 0,5 mm Abweichung wird von SICAT gewährleistet. Es können entweder ein generisches Hülse-in-Hülse-System oder produktspezifische Hülsen der einzelnen Hersteller für die geführte Implantologie eingesetzt werden. Das neuartige Verfahren ist zunächst beschränkt auf kleinere Implantatversorgungen mit wenigen Pfeilern bei einem ausreichenden vorhandenen Restzahnbestand, da diese Bohrschablonen zahnbezogen fixiert werden müssen. Die Vorgehensweise von der Planung der Implantatpositionen bis zum chirurgischen Eingriff wird im Folgenden anhand eines Fallbeispiels erläutert. Auf dem Röntgenbild zeigte sich eine Wurzelkanalfüllung sowie leichte apikale Aufhellungen (Abb. 6). Abb. 6: Röntgenaufnahme der Ausgangssituation. Digitalisierung und Konstruktion Eine Verbesserung des Zustandes durch endodontische Revision konnte nicht erwartet werden, zumal der Verdacht auf eine Längsfraktur des gesamten Zahnes bestand. Logische Therapieentscheidung waren die Extraktion des Zahnes und die Insertion eines Implantates, wenn möglich einzeitig. Auf der Basis dieser Entscheidung wurde nun eine DVT- Aufnahme angefertigt, welche die Verdachtsdiagnose weiter erhärtete (Abb. 7). Zusätzlich wurde die intraorale Situation mit CEREC AC (Sirona) digital abgeformt (Abb. 8). Mit der Software CEREC SW 4.0 wurde basierend auf diesen Daten der zu extrahierende Zahn virtuell radiert 14

4 Abb. 7: DVT-Aufnahme des gesamten Kiefers. Abb. 9: Virtuelles Entfernen des zu extrahierenden Zahns. Abb. 8: Mithilfe eines Intraoralscanners wurde ein digitaler Abdruck erstellt. Abb. 10: Im biogenerischen Designmodus gestaltete Krone. (Abb. 9). In der entstandenen Lücke wurde anschließend mithilfe des biogenerischen Designmodus eine Krone konstruiert (Abb. 10). Dabei erstellt die Software automatisch einen vollanatomischen Vorschlag, der sich am Vorbild der Nachbarzähne orientiert und auf Wunsch manuell bearbeitet werden kann. Das 3D-Modell inklusive virtueller Konstruktion wurde anschließend in ein für das Implantationsplanungsprogramm lesbares Format konvertiert und in die Software GALILEOS Implant importiert (Abb. 11). Implantationsplanung Unter maximaler Ausnutzung des vorhandenen, insbesondere des gut ausgebildeten interradikulären 15

5 Abb. 11: In GALILEOS Implant importierte Daten. Abb. 12: Virtuelle Positionierung des Implantates. Knochens wurde ein Straumann Bone Level Implantat (Straumann, CH-Basel) mit einem Durchmesser von 4,8 mm und einer Länge von 10 mm positioniert. Hierbei zeigte sich der Vorteil dreidimensionaler bildgebender Verfahren, denn alle relevanten Strukturen waren auf dem Bildschirm exakt sichtbar (Abb. 12). Bei der virtuellen Positionierung des Implantates wurde die Lage der in der CAD/CAM-Planung generierten Krone berücksichtigt (Abb. 13). Herstellung der Schablone Die Planungsdaten können für die Herstellung der Bohrschablone SICAT OPTIGUIDE vollständig digital an SICAT übergeben werden (Abb. 14). Dies führt zu einer Einsparung an Zeit und Versandkosten. Die mit hoher Prozesssicherheit gefräste Schablone wird nach der Fertigung an die Praxis gesendet und ist sofort einsetzbar. Wichtig ist eine ausreichende Abstützung auf der Restbezahnung (Abb. 15). An der fertigen Bohrschablone ist sehr gut das Fräsmuster zu erkennen (Abb. 16). Abb. 15: Abstützung der Schablone auf der Restbezahnung. Abb. 13: Berücksichtigung der Position der konstruierten Krone. Abb. 16: Die gefräste Bohrschablone. Abb. 14: Übermittlung der Daten an das Fertigungszentrum. Es wurde eine Bohrhülse für das Straumann CARES Guided Surgery Verfahren bestellt und eingearbeitet (Abb. 17). Alternative Hülsensysteme sind ebenfalls möglich. 16

6 Abb. 17: In die Bohrschablone eingearbeitete Hülse. Chirurgischer Eingriff Zunächst wurde der Zahn 26 sehr vorsichtig und unter größtmöglicher Schonung des Knochens sowie des Weichgewebes extrahiert (Abb. 18). Erst jetzt konnte der Sitz der gefrästen Bohrschablone überprüft werden (Abb. 19). Für die geführte Implantologie werden spezielle Bohrer und Schleimhautstanzen benötigt (Abb. 20). Da die Bohrer in jedem Fall bis zum Anschlag eingebracht werden, ist zudem die Verwendung spezieller Distanzschlüssel erforderlich (Abb. 21). Diese dienen auch der Abb. 18: Situation in regio 26 nach Extraktion des Zahnes. Abb. 19: Überprüfen des Sitzes der Bohrschablone. Warum aus einem Block Warum aus einem Block schleifen? schleifen? 17

7 Abb. 20: Schleimhautstanze (l.) und Bohrer. Abb. 23: Bohrung an der geplanten Position. Abb. 21: Distanzschlüssel zur Sicherstellung der geplanten Bohrtiefe. Abb. 24: Inseriertes Implantat. Anpassung an die unterschiedlichen Durchmesser der Bohrer. Während des Bohrvorgangs werden die Distanzschlüssel und Bohrer ineinander gesteckt (Abb. 22). Mit diesem Verfahren wurde bei dem Patienten die Bohrung exakt an der vorberechneten Stelle eingebracht (Abb. 23). Chirurgische Eingriffe in Extraktionsalveolen sind insbesondere bei mehrwurzeligen Zähnen ohne eine solche Führung extrem schwierig. Das Implantat konnte danach unkompliziert inseriert werden und befindet sich exakt an der optimalen Position (Abb. 24). Dies konnte durch eine Röntgenkontrolle bestätigt werden (Abb. 25). Abb. 22: Bohrer und Distanzhülse werden für den Bohrvorgang ineinandergesteckt. Abb. 25: Röntgenkontrolle Auf Grundlage der exakten digitalen Positionierung des Implantates war es möglich, eine provisorische Krone ohne Kenntnis der späteren klinischen Situation herzustellen. Die Krone wurde auf der Basis eines Standardabutments aus einem Polymerkunststoffblock (Telio CAD von Ivoclar Vivadent, FL- Schaan) gefertigt (Abb. 26). Dank der erzielten guten Primärstabilität war eine Sofortbelastung möglich und die Krone konnte direkt nach der Implantation platziert werden (Abb. 27). Selbstverständlich wurde genauestens darauf geachtet, dass in diesem frühen Stadium jegliche Okklusionskontakte vermieden wurden. Die marginale Gingiva wurde mit einer Matratzennaht adaptiert. 18

8 Abb. 26: Provisorische Krone aus einem Polymerkunststoffblock gefertigt. Neben der rasanten Entwicklung digitaler dentaler Technologien werden durch intelligente Kombination von unterschiedlichen bereits etablierten Verfahren neue Möglichkeiten eröffnet. Prozesswege werden so beschleunigt und vereinfacht. Durch die Kombination von dreidimensionalen Röntgenvolumina mit CAD/CAM-gestützt generierten Oberflächendaten konnte die Präzision und Vorhersagbarkeit bei Implantationsplanungen gesteigert werden. Ein weiterer sinnvoller Schritt ist nun die direkte und digitale Übergabe dieser Daten zur Herstellung von Bohrschablonen. Diese Technik steht mit SICAT OPTIGUIDE zur Verfügung. Dabei kann die Strahlenbelastung für die Patienten verringert werden, da in vielen Fällen eine Aufnahme weniger erforderlich ist. Die Genauigkeit der Hülsenpositionierung hängt von der Qualität der Überlagerung aus Röntgen- und optischem Scan ab. Dieses Verfahren führt zu präziseren Ergebnissen als die Erkennung von Röntgenmarkern. Durch die rein digitale Prozesskette werden Zeit und Kosten gespart. Für diese Technik ist allerdings eine sehr gute Datenqualität Voraussetzung, die seitens des Röntgens durch Metallartefakte und auf Seiten des intraoralen Scans durch die klinischen Besonderheiten negativ beeinflusst werden kann. Nicht zuletzt muss eine ausreichende Restbezahnung vorhanden sein, um die Schiene sicher zu fixieren. Mit dieser Technik rückt die Realisierung der Vision in greifbare Nähe, eine implantierte Region bei entsprechender Primärstabilität direkt mit einem Provisorium oder gar einer definitiven Restauration zu versorgen. Literatur Abb. 27: Die Krone wurde direkt nach der Implantation eingesetzt. Ziel der Maßnahme war die direkte Ausformung eines Emergenzprofils sowie die Verbesserung des Komforts für den Patienten, indem eine sichtbare Lücke vermieden wurde. Zusammenfassung [1] Ritter, L. et al.: A Novel Approach for Computer-aided Implant Planning using Virtual Prosthetic Planning and Cone Beam Computed Tomography. Poster Presentation, Academy of Osseointegration, 25th Anniversary Meeting (2010) Orlando, USA. Dr. med. dent. Andreas Kurbad Viersen, Deutschland Studium der Zahnmedizin an den Universitäten Jena und Erfurt eigene Zahnarztpraxis in Viersen mit den Schwerpunkten ästhetische Zahnheilkunde und Implantologie Inhaber der excellent ceramics GmbH, Viersen CEREC-Anwender seit 1994 Nationaler und internationaler Referent zum Thema vollkeramische Restaurationen und CAD/CAM-Verfahren Mitautor des Buches CAD/CAM und Vollkeramik Ästhetische Restaurationen in der zahnärztlichen Praxis Kontakt info@cerec.de 19