Schablonengeführte Chirurgie: nicht mehr statisch, sondern dynamisch durch den Einsatz des Positioniergeräts Rosy

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Ein klinisch relevantes Problem besteht darin, dass Bohrschablonen bisher intraoperativ nicht angepasst werden konnten. Dies wird mit dem hier vorgestellten System möglich. / A clinically relevant problem is that, previously, guidance templates could not be adjusted during the operation. This is now possible with the system presented here.

Einleitung: Bisherige Bohrschablonensysteme besitzen den Nachteil, dass eine intraoperative Korrektur der Bohrposition nicht kontrolliert möglich ist. Eine Röntgenaufnahme zeigt bei geringerer Knochendichte nur ungenau den Verlauf der Knochenoberfläche. Dies führt nicht selten zu der Situation, dass man die Bohrschablone nicht benutzen kann.

Material und Methode: Nach Freilegung des Knochens wird mittels einer Markierungsvorrichtung, bestehend aus einem an der Bohrschablone befestigten Markierungsstift, alternativ mittels eines Oberflächenscans, die tatsächliche Knochenoberfläche als Ausgangsposition verwendet. Die Bohrschablone wird in das Positioniergerät eingesetzt, das Positioniergerät auf die markierte Stelle eingestellt und diese Position mit dem überlagerten DVT abgestimmt. Nach Verschluss der alten Aufnahmebohrung wird mit dem Bohrgerät des Positioniergeräts eine korrigierte Aufnahmebohrung in der Bohrschablone hergestellt. Sämtliche Einstellungen werden auf einem iPad durchgeführt, was die Hygienefähigkeit verbessert.

Ergebnisse: Die Korrektur einer Bohrschablone ist während der Operation in einer angemessenen Zeit möglich.

Schlussfolgerung: Das hier vorgestellte System verschafft in komplexen Situationen Abhilfe, indem während der Operation eine kontrollierte Korrektur einer Bohrschablone erfolgen kann.

Schlüsselwörter: Implantat; Navigation; Führungsschablone; Rosy; CAD/CAM; Rehabilitation; iPad

Zitierweise: Edinger D, Schüppstuhl T: Schablonengeführte Chirurgie: nicht mehr statisch sondern dynamisch mittels des Positioniergeräts Rosy. Z Zahnärztl Implantol 2016; 32: 130–138

DOI 10.3238/ZZI.2016.0130–0138

Einleitung

In den letzten Jahren wurden verschiedene Systeme zur schablonengeführten Insertion von Implantaten eingeführt. Im vorliegenden Artikel wird zwischen zwei Varianten unterschieden:

Computergeführte (statische) Implantation: Die Verwendung einer statischen Bohrschablone , die die virtuelle Implantatposition unmittelbar aus digitalen Röntgentomografie-Daten übertragt und keine intraoperative Modifikation der Implantatposition zulässt, und

Computernavigierte (dynamische) Implantation: Die Verwendung eines chirurgischen Navigationssystems, das die virtuelle Implantatposition unmittelbar aus digitalen Röntgentomografiedaten übernimmt und intraoperative Veränderungen der Implantatposition zulässt [11]

Die Genauigkeit der verschiedenen Systeme hat sich als klinisch ausreichend erwiesen, so dass eine Anwendung sogar unter ungünstigen Bedingungen, wie etwa geringem Restknochenvolumen, möglich ist [1, 2, 8, 10, 12, 13, 14, 16, 17, 18, 19, 22, 23].

Allerdings haben alle bisherigen schablonengeführten Implantationssysteme den Nachteil, dass eine kontrollierte intraoperative Korrektur der Position oder Ausrichtung der Bohrung nicht möglich ist. Bei Knochen mit geringerer Dichte zeigt eine Röntgenaufnahme die Oberfläche nur ungenau [3, 9, 15, 20]. Das führt oft dazu, dass sich die Bohrschablone nicht verwenden lässt – vor allem im Oberkiefer. Als Beispiel für ein schablonengeführtes System demonstriert Edinger das Vorgehen zur Herstellung einer Bohrschablone mit einem Positionierungsgerät [4, 6].

Ein weiteres Beispiel für ein computergeführtes System ist das SMOP Swissmeda Verfahren [21]. In ein DVT wird die gescannte Oberfläche des geplanten Zahnersatzes eingeblendet. Auf der Grundlage dieser Daten wird die Schablone virtuell geplant und mittels 3D-Druck hergestellt. Diese Methode vereinfacht den Arbeitsablauf. Allerdings ist auch in diesem Fall die Bohrschablone statisch, d.h., eine intraoperative Anpassung an unvorhersehbare Variationen der Knochenoberfläche ist nicht möglich. Aufgrund seiner intraoperativen Flexibilität weist das Verfahren der computernavigierten (dynamischen) Implantation deutliche Vorteile während des Eingriffs auf, denn es sind Anpassungen an unvorhergesehene anatomische Umstände möglich [5, 7]. Allerdings haben sich solche Systeme als zu kostspielig und kompliziert für eine Anwendung in der Implantologie erwiesen.

In der vorliegenden Arbeit wird ein Verfahren vorgestellt, mit dem – trotz solcher Umstände – eine Anpassung der Bohrschablone möglich ist.

Material und Methode

Zur Vorbereitung der Implantation wird zunächst eine Kunststoff-Bohrschablone angefertigt. Diesem Kunststoff wird jedoch ein röntgensichtbares Material hinzugefügt, so dass die Schablone auf einer Röntgenaufnahme erkennbar ist. Die Bohrschablone wird in einem Artikulator angefertigt, auf der Grundlage eines Gipsmodells des Kiefers, in dem die Insertion der Implantate geplant ist. Den röntgensichtbaren Kunststoffzähnen wird die gleiche Form gegeben, die später die implantatgetragenen Kronen haben sollen.

Um zu erkennen, wo eine Bohrung für die Implantation stattfinden muss, wird das Positionierungsgerät Rosy (ROboter-SYstem) verwendet – ein Gerät zur Anpassung der Bohrschablone mithilfe von Schrittmotoren.

Die Schablone wird mithilfe des vorhandenen Gipsmodells in dieses Positionierungsgerät eingesetzt. Sie kann darin – räumlich definiert – mithilfe von 5 Schrittmotoren korrigiert werden. Drei Schrittmotoren sind auf Schlitten montiert, zwei weitere Schrittmotoren befinden sich an der Kardanaufhängung. Die gewünschte prothetische Implantatposition wird nun in Rosy durch Einstellung der Schrittmotoren aufgesucht; dies wird durch einen Indikatorstift oberhalb des Modells angezeigt (Abb. 1). Diese Schrittmotoren werden mittels eines angeschlossenen Tablet-Computers gesteuert (Abb. 2). Die Position wird in der Datenbank des Tablets gespeichert (Abb. 3). Nun wird eine Spindel am oberen Schlitten des Positionierungsgeräts montiert. In diese Spindel wird ein Bohrer eingespannt, dessen Durchmesser so gewählt ist, dass ein in die Schablone gebohrter Kanal eine Titanhülse aufnehmen kann (Abb. 4). Diese Hülse ist im Röntgenbild leicht erkennbar (Abb. 5).

Mit der Bohrschablone wird jetzt ein DVT angefertigt, in dem die Hülsen ebenso wie der umgebende Knochen in drei senkrecht aufeinander stehenden Raumebenen sichtbar sind. Nun werden die erforderlichen Korrekturen an der Position im Sinne von Translationsbewegung und Rotation am Bildschirm durchgeführt. Gleichzeitig wird die Implantatposition korrigiert und durch die computergesteuerten Schrittmotoren angezeigt. In dieser neuen Position wird ein Führungskanal in die Schablone gebohrt (Abb. 6).

Diese Schablone (Abb. 18.1) wird nun in den Patientenmund eingesetzt und bei unproblematischer Situation kann der Operateur die erforderliche Knochenbohrung in der genau richtigen Richtung und Tiefe vornehmen. Wird aber nach Ablösen der Schleimhaut von der Knochenoberfläche festgestellt, dass die durch die Schablone definierte Implantatposition (Abb. 7) wegen der Knochenkontur nicht geeignet ist, kann Folgendes unternommen werden:

Es ist wichtig, dass die folgenden Schritte in einer für den Patienten annehmbaren Zeit durchgeführt werden (nicht mehr als 15 Minuten) so dass der Eingriff nicht unterbrochen werden muss. Frühere operative Eingriffe haben gezeigt, dass dieses Verfahren innerhalb des vorgeschlagenen Zeitrahmens funktioniert. Nicht sehr komplexe Eingriffe konnten gut im empfohlenen Zeitrahmen abgeschlossen werden, und sogar komplexere Operationen konnten vollendet werden, ohne den Zeitrahmen sehr stark zu überschreiten. An der geeigneten korrigierten Position zur Insertion (Abb. 18.2) wird mit einem Bohrer von 2 mm Durchmesser eine Pilotbohrung im Knochen angelegt. In diese Pilotbohrung wird ein elastischer Plastikstift (Abb. 18.3) von 2 mm Durchmesser und etwa 20 mm Länge eingeführt (Abb. 8). Die Schablone wird wieder in den Mund gesetzt. Wenn der Stift nicht mit der Bohrung in der Schablone fluchtet, muss der Führungskanal ggf. erweitert werden. Anschließend wird der Führungskanal in der Schablone verschlossen (Abb. 9) indem der Stift mit lichthärtendem Kompositmaterial eingebettet wird. (Abb. 18.4, 19.1). Die Schablone wird nun aus dem Mund des Patienten herausgenommen, desinfiziert und der Plastikstift herausgezogen (Abb. 10). Die Schablone wird in das Positionierungsgerät eingesetzt und die Modelloberfläche durch die verbleibende Öffnung an der Stelle mit einer Bleistiftmine markiert, wo sich der Plastikstift befand (Abb. 11, 19.2).

Nun muss das Positionierungsgerät auf den markierten Punkt ausgerichtet werden (Abb. 12). Auf dem Tablet-Bildschirm kann nun diese neue, korrigierte Position auch im vorhandenen DVT eingestellt werden (Abb. 19.3). Schließlich ist die neue Position auch im Röntgenbild akzeptabel (Abb. 13), und ein neuer Führungskanal wird an dieser Stelle in die Schablone gebohrt (Abb. 14, 18.5, 19.4). Dieser Bohrvorgang beseitigt den 2-mm-Stiftkanal. Die Schablone wird erneut desinfiziert und in den Mund eingesetzt. Nun kann das Implantat in der korrigierten Position inseriert werden (Abb. 15, 16, 17).

Diskussion

Die schablonengeführte Implantation ist statisch, d.h., die präoperativ festgelegte Implantatposition kann anschließend nicht mehr modifiziert werden. Dieser Nachteil wird durch die hier beschriebene Methode eliminiert. Allerdings ist dieser Arbeitsablauf ein sehr mechanisches Verfahren, also sehr umständlich in einem ansonsten digitalen Umfeld. Hier weist ein alternatives digitales Verfahren Vorteile auf. Dabei wird die freigelegte Knochenoberfläche mit einem Intraoralscanner aufgenommen. Der frühere Führungskanal in der Schablone wird mit Kunststoff verschlossen (Abb. 19.1), die Schablone wird desinfiziert und in das Positionierungsgerät eingesetzt. Die 3D-Daten aus den Knochen-Scans werden dem DVT überlagert (Abb. 19.2). Nun wird das Positionierungsgerät auf einen Punkt ausgerichtet, der

An dieser Stelle wird in der Schablone ein neuer Führungskanal gebohrt (Abb. 19.4), die Schablone wird erneut desinfiziert und in den Mund eingesetzt, wo nun das Implantat inseriert werden kann. So oder so wird die computergeführte Implantation durch dieses Verfahren so modifiziert, dass sie nicht länger statisch, sondern dynamisch ist.

Schlussfolgerung

Die computergeführte Implantation wurde ergänzt durch ein iPad-gestütztes Verfahren, bei dem die ursprünglich geplante Implantatposition intraoperativ geändert und überwacht werden kann. Dazu wurde vom Zahnarzt zu Beginn des Arbeitsablaufs die Planung mithilfe einer röntgensichtbaren Schablone ausgeführt; dabei wurden prothetische, ästhetische, funktionelle und implantologische Aspekte einbezogen. Mithilfe der speziell konstruierten Positionierungsapparatur Rosy waren intraoperativ Korrekturen dieser Schablone möglich. Im Ergebnis verliert die computergeführte Implantation ihren statischen Charakter und wird dynamisch.

Danksagung: Wir danken Herrn Daniel Magin für seine Unterstützung bei der Entwicklung des Delphi-Programms.

Interessenkonflikt: Die Autoren DE und TS stellen fest, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

Beiträge der Autoren: DE führte die Untersuchungen aus. TS war am Studienaufbau beteiligt. Beide Autoren haben das Schlussmanuskript gelesen und freigegeben.

Korrespondenzadresse

Dr. Dr. Dieter H. Edinger

Großer Burstah 31

20457 Hamburg

Deutschland

dieter@dr-edinger.de

Literatur

1. Brief J, Edinger D, Hassfeld S, Eggers G: Accuracy of image-guided implantology. Clin Oral Impl Res 2005; 16: 495–501

2. D’Haese J, Van De Velde T, Elaut L, De Bruyn H: A prospective study on the accuracy of mucosally supported stereolithographic surgical guides in fully edentulous maxillae. Clin Implant Dent Relat Res 2012; 14: 293–303

3. Dreiseidler T, Mischkowski RA, Neugebauer J, Ritter L, Zöller JE: Comparison of cone-beam imaging with orthopantomography and computerized tomography for assessment in presurgical implant dentistry. Int J Oral Maxillofac Implants 2009; 24: 216–225

4. Edinger D: Implantieren mit Rosy, iPad-basierte Implantatplatzierung mit einem Robotersystem. teamwork J Cont Dent Educ 2014; 5: 7

5. Edinger D: Intraoperative Navigation in Verbindung mit implantatprothetischer Planung. Dtsch Zahnärztl Z 2001; 56: 415–418

6. Edinger D: Planning of implant positioning by a robot system in the dental practice. Digital Dental News 2012; 6: 32–38

7. Edinger D: Vorrichtung zur Bestimmung einer Plazierung von Dental-lmplantaten im Kieferknochen. Patent DE 199 02 273 A1, 1999

8. Eggers G, Patellis E, Muhling J: Accuracy of template-based dental implant placement. Int J Oral Maxillofac Implants 2009; 24: 447–454

9. Eggers G, Senoo H, Kane G, Mühling J: The accuracy of image guided surgery based on cone beam computer tomography image data. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod 2009; 107: 41–48

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12. Hassfeld S, Muhling J: Computer assisted oral and maxillofacial surgery--a review and an assessment of technology. Int J Oral Maxillofac Surg 2001; 30: 2–13

13. Jung RE, Schneider D, Ganeles J et al.: Computer technology applications in surgical implant dentistry: a systematic review. Int J Oral Maxillofac Implants 2009; 24 Suppl: 92–109

14. Nickenig HJ, Eitner S: An alternative method to match planned and achieved positions of implants, after virtual planning using cone-beam CT data and surgical guide templates – a method reducing patient radiation exposure (part I). J Craniomaxillofac Surg 2010; 38: 436–440

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16. Nickenig HJ, Wichmann M, Hamel J, Schlegel KA, Eitner S: Evaluation of the difference in accuracy between implant placement by virtual planning data and surgical guide templates versus the conventional free-hand method – a combined in vivo – in vitro technique using cone-beam CT (Part II). J Craniomaxillofac Surg 2010; 38: 488–493

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19. Sarment DP, Sukovic P, Clinthorne N: Accuracy of implant placement with a stereolithographic surgical guide. Int J Oral Maxillofac Implants 2003; 18: 571–577

20. Schneider D, Marquardt P, Zwahlen M, Jung RE: A systematic review on the accuracy and the clinical outcome of computer-guided template-based implant dentistry. Clin Oral Implants Res 2009; 20 Suppl 4: 73–86

21. Schnutenhaus S: Intuitiv zum Ziel navigieren. Das präimplantologische Vorgehen im volldigitalen Workflow. Dent Implantol 2013; 17: 12, 104–115

22. Sun Y, Luebbers H-T, Agbaje JO et al.: Accuracy of Dental Implant Placement Using CBCT-Derived Mucosa-Supported Stereolithographic Template. Clin Implant Dent Relat Res 2015; 17: 862–870

23. Widmann G, Bale RJ: Accuracy in computer-aided implant surgery – a review. Int J Oral Maxillofac Implants 2006; 21: 305–313

Fussnoten


(Stand: 10.06.2016)

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