Quintessence Journals
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pyri SCIENCECo gh Not for Publicationt b y Q u J. Neugebauera, F. Kistlerb, S. Kistlerc, G. Zündorfd, D. Freyere, L. Ritterf, T. Dreiseidlerg, iJ. Kuschh, N n o t t r f e o J. E. Zölleri ssence CAD/CAM-produced Surgical Guides: Optimizing the Treatment Workflow CAD-CAM-gefertigte Bohrschablonen: Optimierter Behandlungsablauf a Priv.-Doz. Dr. Jörg Neugebauer, Zahnärztliche Gemeinschaft- a PhD, Dr Jörg Neugebauer, Interdisciplinary Outpatient Depart- spraxis, Landsberg am Lech; Interdisziplinäre Poliklinik für Orale ment for Oral Surgery and Implantology, Department of Cra- Chirurgie und Implantologie, Klinik und Poliklinik für Mund-, niomaxillofacial and Plastic Surgery, University of Cologne, Kiefer- und Plastische Gesichtschirurgie der Universität zu Köln Germany b Dr. Frank Kistler, Zahnärztliche Gemeinschaftspraxis, Lands- b Dr Frank Kistler, Private Dental Clinic, Landsberg am Lech, berg am Lech Germany c Dr. med. dent. Steffen Kistler, Zahnärztliche Gemeinschaft- c Dr med dent Steffen Kistler, Private Dental Clinic, Landsberg spraxis, Landsberg am Lech am Lech, Germany d Dr. Gerhard Zündorf, SICAT GmbH & Co. KG, Bonn d Dr Gerhard Zündorf, SICAT Co., Bonn, Germany e Dirk Freyer, SICAT GmbH & Co. KG, Bonn e Dirk Freyer, SICAT Co., Bonn, Germany f Dr. Dr. Lutz Ritter, Interdisziplinäre Poliklinik für Orale Chirur- f Dr Dr Lutz Ritter, Interdisciplinary Outpatient Department for gie und Implantologie, Klinik und Poliklinik für Mund-, Kiefer- Oral Surgery and Implantology, Department of Craniomaxil- und Plastische Gesichtschirurgie der Universität zu Köln lofacial and Plastic Surgery, University of Cologne, Germany g Dr. Dr. Timo Dreiseidler, Interdisziplinäre Poliklinik für Orale g Dr Dr Timo Dreiseidler, Interdisciplinary Outpatient Department Chirurgie und Implantologie, Klinik und Poliklinik für Mund-, for Oral Surgery and Implantology, Department of Craniomaxil- Kiefer- und Plastische Gesichtschirurgie der Universität zu Köln lofacial and Plastic Surgery, University of Cologne, Germany h Jochen Kusch, SICAT GmbH & Co. KG, Bonn h Jochen Kusch, SICAT Co., Bonn, Germany i Univ.-Prof. Dr. Dr. Joachim E. Zöller, Interdisziplinäre i Professor Joachim E. Zöller, Interdisciplinary Outpatient Poliklinik für Orale Chirurgie und Implantologie, Klinik und Department for Oral Surgery and Implantology, Depart- Poliklinik für Mund-, Kiefer- und Plastische Gesichtschirurgie ment of Craniomaxillofacial and Plastic Surgery, University der Universität zu Köln of Cologne, Germany Zusammenfassung Summary Die zunehmende Verfügbarkeit von DVT-Geräten ermög- The increased availability of devices for 3D radiological licht die intensivere Nutzung von Bohrschablonen für die diagnosis allows the more frequent use of CAD/CAM- Implantatinsertion, die in Zentren mithilfe von CAD/CAM- produced surgical guides for implant placement. The Fräsen hergestellt werden. Dies erfordert eine komplexe conventional workflow requires a complex logistic chain Logistikkette, die zeitaufwendig und kostenintensiv ist. which is time-consuming and costly. In a pilot study, the Im Rahmen einer Pilotstudie wurde der Arbeitsablauf von workflow of directly milled surgical guides was evalu- direkt gefrästen Bohrschablonen evaluiert, die auf Basis der ated. These surgical guides were designed based on the Fusion eines optischen Abdrucks mit den Röntgendaten fusion of an optical impression and the radiological data. International Journal of Computerized Dentistry 2011; 14: 93–103 93 pyri SCIENCE Co gh Not for Publicationt b y Q u i N The clinical use showed that the surgical guides could be erstellt wurden. Es zeigte sich in der klinischenn Anwen-o t t r f e o accurately placed on the residual dentition without tipping dung, dass die Bohrschablonen passgenau aufss deren Rest-ce movements. The conventional surgical guides were used zahnsubstanz ohne Kippbewegungen positioniert werden as a control for the manual check of the deviation of the konnten. Die zur Kontrolle angefertigten konventionellen implant axis. The direct transfer of the digital planning data Bohrschablonen zeigten bei der manuellen Überprüfung allows the fabrication of surgical guides in an external cen- keine Abweichungen der Implantatachsen. Die direkte ter without the need of physical transport, which reduces Übermittlung der digitalen Planungsdaten ermöglicht the logistic effort and expense of the central fabrication die Anfertigung von Bohrschablonen bei einer zentralen of surgical guides. Fertigung, mit dem Verzicht eines Versandweges. Damit werden der logistische und finanzielle Aufwand bei der Keywords: digital workflow, 3D diagnosis, cone-beam CT, zentralen Schablonenherstellung reduziert. digital implant planning, guided implant placement, tele- medicine, reduced logistics, image fusion Schlüsselwörter: digitaler Arbeitsablauf, 3-D-Diagnostik, digitale Volumentomografie, digitale Implantatplanung, geführte Implantatchirurgie, Telemedizin, reduzierte Logis- Introduction tik, Datenüberlagerung The increased availability of devices to produce cone-beam data also shows an increased frequency in the use of surgi- Einleitung cal guides which were produced on the basis of this three- dimensional radiological data.1-4 By the use of these devices, Geräte zur Durchführung der digitalen Volumentomo- improved implant positioning is possible, especially under grafien verbreiten sich zusehends. Dies zeigt eine höhere prosthetic aspects, in comparison to the free-hand implant Anwendung von Bohrschablonen, die auf Basis dieser placement.5 These surgical guides are used especially to per- dreidimensionalen Röntgendaten hergestellt werden.1–4 form implant treatment less invasively.6 For the fabrication Hierdurch lässt sich eine genauere Positionierung des of the surgical guides, two methods are available. In local Implantats erreichen, als bei der Freihandimplantation, fabrication, the lab technician uses a special milling device besonders unter prothetischen Aspekten.5 Vor allem um to transfer the coordinates – which were produced by the die Implantatbehandlung weniger invasiv zu gestalten, digital planning programs – to the surgical guide. The cen- werden diese Schablonen angewendet.6 tral fabrication of surgical guides is done in special centers Für die Schablonenherstellung haben sich im Markt zwei with computer-controlled machines.7,8 Due to the manual Varianten etabliert. Bei der dezentralen Fertigung über- transfer in decentral manufacturing, the risk of loss of the trägt der Zahntechniker mit speziellen Bohrständern die position is given. Therefore, various control mechanisms im digitalen Planungsprogramm erzeugten Koordinaten were established which require additional production time.9 für die Schablone manuell. Die zentrale Fertigung der For the centrally manufactured surgical guides, the numeric Bohrschablonen erfolgt in speziellen Zentren mit compu- data are transferred by stereolithography or a numerically tergesteuerten Maschinen.7,8 Bei der manuellen Umset- controlled milling station to produce a guide with limited zung kann es zu unpräzisen Ergebnissen kommen, sodass tolerance and high precision.10,11 Because of the industrial verschiedene Kontrollmechanismen etabliert wurden, die standard, these milling units are very complex and expen- die Herstellung zeitaufwendiger machen können.9 Bei der sive, and are only available at a limited number of centers. zentral hergestellten Bohrschablone werden die nummeri- This requires from the ordering dentist that the treatment schen Daten entweder über Stereolithographie oder num- documents and materials for each surgical guide has to be merisch kontrollierte Bohreinheiten übertragen, um eine shipped to the corresponding center. This requires a high Schablone mit einer geringen Toleranz und hoher Präzi- logistic effort which limits the flexibility of the treatment sion herzustellen.10,11 Diese Fräseinheiten sind aufgrund process of the patient.2 Due to the rapid developments des industriellen Standards sehr kostenintensiv und stehen in the area of datatransfer, today even large amounts of nur in wenigen Zentren zur Verfügung. Daher muss der data – such as that generated by cone-beam CT – can be jeweils bestellende Zahnarzt die Behandlungsunterlagen transferred via internet or file transfer programs to other für die Bohrschablonen zuerst postalisch an das jeweilige centers.12 Zentrum versenden, was Zeit kostet und die Planung des 94 International Journal of Computerized Dentistry 2011; 14: 93–103 pyri SCIENCECo gh Not for Publicationt b y Q u 2 i N Behandlungsablaufes erschweren kann. Durch die rasante For the fabrication of a surgical guide, not onlyn the coordi-o t t r f e o Entwicklung im Bereich der Datenkommunikation können nates of the desired implant axes – which are determinedssence selbst größere Datenmengen, wie sie bei einem DVT anfal- by the radiological data –are necessary, but also the surface len, über entsprechende Internetseiten oder Datenübertra- contours of the remaining teeth and the edentulous area. gungsprogramme an ein Zentrum transferiert werden.12 This structure could not be generated from the cone-beam Für die Herstellung einer Bohrschablone sind neben den dataset because especially in patients bearing prostheses, Koordinaten der gewünschten Implantatachsen, die sich metal artifacts or the different appearance of filling materi- durch die Röntgenaufnahme ergeben, auch die Oberflä- als create a high level of noise.13 Furthermore, the resolution chenkonturen der Zähne und des Kiefers notwendig. Diese of a cone-beam CT dataset shows tolerances between