Implantologie allgemein

Navigation, navigiertes Implantieren, 3-D-Planung, Digitale Volumentomographie, DICOM Datensatz

Navigierte Implantsetzung – das RoboDent-System in der klinischen Anwendung


Navigationssysteme in der zahnärztlichen Implantologie sind heute bei der Übertragung der Planung in die OP-Situation als Standard anzusehen. Bereits die dreidimensionale Darstellung einer zukünftigen Implantatposition und die damit verbundene Einschätzung von Nachbarstrukturen oder Augmentationsverfahren kann als sehr große Unterstützung für Operateur wie auch Prothetiker gesehen werden. Das hier beschriebene Robodent?-System besteht aus der Planungskomponente für die Implantatposition basierend auf CT/DVT-Daten sowie der Behandlungskomponente, mit deren Hilfe die so geplanten Implantate gesetzt werden können. Diese konsequente Nutzung von Planung bis zum chirurgischen Eingriff am Patienten wurde bereits 2002 von Marmulla et al. zu den Perspektiven der rechnergestützten Implantologie als das wichtigste Ziel in der 3-D-Planung gesehen [1]. Für den Einsatz in der Praxis ist solch ein System mit seinem hohen intraoperativen Aufwand, der verbesserungswürdigen Ergonomie für OP-Team wie Patient und den nicht unbeträchtlichen Investitionskosten mit schablonengestützten Systemen zu vergleichen. Die Frage nach Aufwand, Umsetzbarkeit und Kosten-Nutzen-Verhältnis spielen hier für Patienten wie auch Behandler eine nicht untergeordnete Rolle.

In der Bewertung der klinischen Anwendung sind viele Punkte zu beachten, die nicht nur einen Vergleich zu bisherigen Verfahren beinhalten, sondern auch neue Vorgänge und Abläufe bewerten. Hierzu zählt die Eingewöhnungsphase für das OP-Team, die verlängerte OP-Zeit sowie die Umsetzung völlig neuer Behandlungsabläufe. So ist der hohe Anspruch an Behandler und Assistenz durch eine neue Arbeitshaltung und Prozessabläufe aufgrund der zwingend erforderlichen Wahrung der Sichtverbindung zwischen Kamerasystem und optischen Markern der Navigationsschienen ein entscheidendes Selektionskriterium. Für den Operateur kommt hinzu, dass der Bohrvorgang nur noch über den Navigationsbildschirm kontrolliert und ein direkter Blick zum OP-Situs in dieser Phase vermieden wird. Eine Umstellung, die besonderes Vertrauen in diese Technik verlangt und eine Abkehr vom bisherigen Verhalten darstellt. Auch die im Vorfeld der OP wichtigen Absprachen mit Zahntechnik und Radiologie stellen an die fachübergreifende Kommunikation und Zusammenarbeit neue Anforderungen.

  • Abb. 1: Ausgangssituation im Oberkiefer.
  • Abb. 2: Ausgangssituation des teilbezahnten Oberkiefers rechts.
  • Abb. 1: Ausgangssituation im Oberkiefer.
  • Abb. 2: Ausgangssituation des teilbezahnten Oberkiefers rechts.

  • Abb. 3: Ausgangssituation des teilbezahnten Oberkiefers links.
  • Abb. 3: Ausgangssituation des teilbezahnten Oberkiefers links.

Nicht zuletzt aber muss der Patient neben der Strahlungsmehrbelastung auch zu einer finanziellen Mehrbelastung bereit sein. Diese kann er nur dann nachvollziehen, wenn bereits zum Zeitpunkt der Aufklärung und Besprechung die fachlichen Vorteile, besonders für komplizierte Fälle, aufgezeigt wurden. Luckey et al. begründet diesen behandlerischen und finanziellen Mehraufwand in seiner Veröffentlichung zur Effizienzsteigerung bei Implantatpositionierung bezogen auf eine mögliche Indikation mit dem besonderen prothetischen Vorgehen bei Freiendsituationen in den Regionen 14-17 sowie 24-27. Kleine Schaltlücken hingegen erfordern nach seinen Aussagen bei genauer Kenntnis der anatomischen Verhältnisse nicht zwingend dieses Vorgehen [12]. Somit ist die Frage nach der Indikationsstellung für dieses Verfahren sicher die Grundlage für ein erfolgreiches Anwenden. Hierbei sollte stets die Anwendung bei extremen oder schwierigen Situationen, bestimmt durch Lage von Nachbarstrukturen, Achsen oder Knochenvorgaben im Vordergrund stehen. Laut Heurich et al. [2] ist heute noch keine klare und systematische Indikationsstellung zum Einsatz in Abhängigkeit von der Ausgangssituation festzustellen. Trotz der Hilfestellung durch die Anwendung des Robodent?-Systems bleibt die Verantwortung für den operativen Eingriff beim Operateur.
Die Frage nach Langzeitstudien zur signifikant verbesserten Überlebensrate von navigiert inserierten Implantaten ist in der Gesamtbeurteilung evident, kann aber heute in der Literatur mit Studien über einen Zeitrahmen von 10 bis 15 Jahren nicht suffizient beantwortet werden.

Einleitung

In der Entwicklung der dentalen Implantologie ist die Diagnostik und Planung zunehmend ins Zentrum gerückt. Sie hat heute dank medizintechnischer Möglichkeiten einen zentralen Punkt innerhalb der Erfolgskriterien der Implantologie eingenommen und erlaubt schon im Vorfeld einer Insertion einen genauen Überblick über Knochenverhältnisse, Position und prothetische Komponenten. Das idealisierte Emergenzprofil einer Implantatkrone, Vermeidung von ungünstigen Knochenverhältnissen und prothetisch bessere Absicherung von Kaukräften sowie heutige Möglichkeiten zur erfolgreichen Knochenaugmentation haben zur Theorie des „backward-planning“ geführt, bei der die endgültige prothetische Versorgung alle Parameter für das zu setzende Implantat festlegt. Somit gibt heute das prothetische Ziel die Implantatplanung vor und richtet sich nicht mehr nur nach dem vorhandenen Knochen.
Auch eine genaue Definition der mit den geplanten Implantaten verbundenen Prothetikkomponenten sowie eine Verbindung zu eventuell herzustellenden CAD/CAM basierten Anteilen lässt sich hier direkt angliedern.
Technische Verbesserungen innerhalb der bisherigen dreidimensionalen Darstellung mittels Computertomographie (CT) und die Entwicklung der Digitalen Volumentomographie (DVT) und deren zunehmende Einsetzbarkeit innerhalb einer Zahnarztpraxis haben diese Entwicklung stark gefördert und alltagstauglich gemacht. Hinzu kommt die Reduzierung der Strahlungsbelastung des Patienten bei der Anwendung des DVT, welche bei einer etwa nur noch 5-fach höheren Strahlendosis zum herkömmlichen OPG liegt. Die direkte Umsetzung der mittels CT/DVT gewonnenen Daten sowie die daraus folgenden Planungen zur genauen Implantatpositionierung stellen das entscheidende Bindeglied zur Umsetzung am Patienten dar. Hier haben sich zwei grundsätzliche Methoden etabliert: die rein schablonengeführte Implantation sowie die intraoperativ navigierte Implantation.

  • Abb. 4: Ausgangssituation des teilbezahnten Oberkiefers .
  • Abb. 5: Ausgangssituation des teilbezahnten Oberkiefers rechts.
  • Abb. 4: Ausgangssituation des teilbezahnten Oberkiefers .
  • Abb. 5: Ausgangssituation des teilbezahnten Oberkiefers rechts.

  • Abb. 5: Ausgangssituation des teilbezahnten Oberkiefers von okklusal.
  • Abb. 5: Ausgangssituation des teilbezahnten Oberkiefers von okklusal.

In der Beurteilung dieser beiden Ansätze ist neben dem Handling die metrische Genauigkeit der Systeme elementare Grundlage für deren Einsatz. Untersuchungen zur in-vitro Genauigkeit von Bohrschablonen und Navigationssystemen haben gemäß Literatur Werte zwischen 0,2 und 1,0 mm ergeben und liegen somit im Submillimeterbereich [3-5]. Hassfeld gibt in seiner Betrachtung für schablonengestützte (hier für med 3D) sowie für navigationsgestützte (hier für DENX und Robodent) Systeme einen mittleren Abweichfehler von unter 1 mm an [6]. Allerdings bemerkte er, dass dieser Wert auch auf die Schichtdicken des CT/DVT Einfluss haben muss und sich robotergestützte Implantation mit einer Abweichung der Genauigkeit in der Implantatposition von 0,01 bis maximal 1,29 mm unterscheiden können.

Klinische Anwendung

Schon im Vorfeld der Planung ist grundsätzlich eine Modellsituation herzustellen, die schädelbezogen einartikuliert wird. Aufgrund der Genauigkeit der anschließenden Prozesse hat die Abformung des zu planenden Kiefers mittels einer hochpräzisen, z. B. einer Polyether-Abformmasse (Impregum, 3M ESPE) zu erfolgen. Mit Hilfe eines Wax-ups kann in Zusammenarbeit mit dem Zahntechniker eine Vision der zu entstehenden Versorgung erarbeitet und dann die endgültige Röntgenschablone umgesetzt werden. Wichtig hierbei ist die Darstellung der zu ersetzenden Kronenbereiche in der Röntgenaufnahme. Dies kann durch die Verwendung von präfabrizierten röntgenopaken Prothesenzähnen in der Schiene sehr einfach geschehen. Der Navigationsbogen ist dann mittels PMMA-Kunststoff (z. B. Pattern Resin, GC Germany) mit der Schiene parallel zur Okklusionsebene zu verbinden. Bereits hier ist darauf zu achten, dass auch nach der späteren Entfernung dieser Planungszähne aus der Schiene genügend stabilisierende Retention an der Restbezahnung gegeben ist. Diese Entfernung nach der Röntgendiagnostik ist deswegen notwendig, da hiermit Platz für den Bohrvorgang geschaffen werden muss, was bei mehreren, über den gesamten Kiefer verteilten Implantaten zu einer Schwächung der Schiene führen kann, was schon bei der Herstellung beachtet werden muss. Bei zahnlosen Kiefern ist hier die Verwendung von Hilfsimplantaten zur Stabilisierung der Schiene schon während der Röntgenaufnahme sowie in der Folge während der OP zwingend.
Für die Röntgenaufnahme trägt der Patient die Schiene mit bereits fixiertem Navigationsbügel. Hier muss seitens des Radiologen darauf geachtet werden, dass der komplette Bogen mit allen integrierten sechs Landmarken im Bildausschnitt sichtbar sind, da sonst eine Navigation nicht möglich ist. Sollte es bei einem Patienten eine Behandlung wie auch eine Schiene im Ober- wie Unterkiefer geben, so müssen zwei voneinander getrennte Aufnahmen durchgeführt werden.

  • Abb. 6: Detailaufnahme der Ausgangssituation des teilbezahnten Oberkiefers von okklusal.
  • Abb. 7: Blick auf den Bildschirm.
  • Abb. 6: Detailaufnahme der Ausgangssituation des teilbezahnten Oberkiefers von okklusal.
  • Abb. 7: Blick auf den Bildschirm.

  • Abb. 8: 3-D-Ansicht der geplanten Implantate.
  • Abb. 9: Schiene im teilbezahnten Oberkiefer.
  • Abb. 8: 3-D-Ansicht der geplanten Implantate.
  • Abb. 9: Schiene im teilbezahnten Oberkiefer.

  • Abb. 10: Schiene für den teilbezahnten Oberkiefer in situ.
  • Abb. 11: Planung für den zahnlosen Unterkiefer.
  • Abb. 10: Schiene für den teilbezahnten Oberkiefer in situ.
  • Abb. 11: Planung für den zahnlosen Unterkiefer.



Mit dem DICOM-Viewer werden die Bilddaten des CT/DVT im DICOM-Format eingelesen und dreidimensional am Bildschirm dargestellt. Der virtuelle Kiefer kann dann auf dem Bildschirm gedreht und so von allen Seiten betrachtet werden. Ein OPG ist ebenfalls mit der Software berechenbar. Um am Bildschirm Implantate zu erzeugen, ist die digitale Erfassung und graphische Darstellung der Implantate in möglichst genauer Form notwendig. Mit Hilfe der Implantatbibliothek können alle benötigten Implantatgrößen geladen und eingezeichnet werden. Mit den zur Verfügung stehenden Hilfslinien ist eine dauernde Kontrolle von Achsenneigung, Positionierung und Abstand zu Nachbarstrukturen sehr einfach möglich, wobei die Darstellung der zu ersetzenden Areale durch die bereits erwähnten röntgenopaken Zähne zu diesem Zeitpunkt eine klare Hilfe in der Erkennung darstellt. Dies wird besonders im 3D-Modell-Modus erkennbar, in dem die geplante Situation als Modell optisch erzeugt wird. Drehungen und Bewegungen des Modells sind jetzt zur besseren Betrachtung möglich. Als zusätzliche Hilfe können die Funktionen der Parallelisierung von Implantaten zueinander, Knochendichtemessungen entlang der Gewindegänge der Implantate sowie die Sicherheitswarnung / Mindestabstand zu Strukturen verwendet werden. Allerdings kann in keinem Fall automatisch ein Rückschluss von der Knochendichtemessung auf die klinische Primärstabilität gezogen werden.

  • Abb. 12: Planung für den zahnlosen Unterkiefer.
  • Abb. 13: Detailaufnahme der Planung.
  • Abb. 12: Planung für den zahnlosen Unterkiefer.
  • Abb. 13: Detailaufnahme der Planung.

  • Abb. 14: Planungsbeispiel.
  • Abb. 14: Planungsbeispiel.



Zur operativen Umsetzung ist nach Überprüfung der Schablone auf festen Halt im Mund nun der Patiententracker mit der Planungsschiene zu verbinden. Auch am chirurgischen Handstück sind die Handstücktracker anzubringen. Diese Tracker erlauben eine dauernde Verifizierung der Position und Lage von Schablone und Winkelstück im dreidimensionalen Raum. Der Abgleich entsteht dauernd und in Echtzeit und ermöglicht so die Bestimmung der exakten Bohrerposition im Bezug auf die CT/DVT-Daten.
Bereits nach der Lagerung des Patienten in Abhängigkeit zur Position des jeweiligen Patiententrackers ist die Navigationskamera auf das Arbeitszentrum auszurichten, was optisch durch Darstellung am Navigationsmonitor kontrolliert wird. Hierbei unterscheidet sich der Unterkiefer vom Oberkiefer entscheidend, da die aufrechte Sitzposition der Trackerausrichtung zur Kamera stark entgegen kommt. Bei der Oberkieferlagerung ist der Ausrichtung des Patienten bei waagerechter Lage mit leicht überstrecktem Kopf eine Grenze gesetzt, die dann durch eine daraufhin angepasste Haltung des Operateurs ausgeglichen werden muss.
Eine Kalibrierung des Handstücks vor Beginn einer jeden Bohrung ist vom System zwingend vorgeschrieben und wird akustisch bestätigt. Diese Kalibrierung der Bohrerlänge ermöglicht das Verwenden aller herkömmlicher Implantatbohrer und die Anwendung von gesonderten Bohrern, wie dies bei der schablonengeführten Systematik der Fall ist, wird vermieden. Nachdem mit dem jeweiligen Bohrer die geplante Implantatposition eingenommen worden ist, erfolgt die Ausrichtung des Bohrers, die am Navigationsmonitor dann bei Übereinstimmung mit der geplanten Ausrichtung optisch bestätigt wird. Hier empfiehlt sich zu diesem Zeitpunkt eine kurze visuelle bzw. klinische Kontrolle durch den Operateur. Während des nun stattfindenden Bohrvorganges werden sowohl die Bohrtiefe wie auch die Achsrichtung stets in Echtzeit vom System kontrolliert und angezeigt. Dieser Vorgang wiederholt sich mit jedem Bohrer, bis der Implantatschacht auf die gewünschte Dimension aufbereitet worden ist. Alle bei der Planung eingegebenen Warnstrukturen, wie z. B. ein Nervkanal, werden 2 mm vor Erreichen signalisiert.
Es erfolgt automatisch eine Dokumentation des kompletten Eingriffs. Diese besteht aus der Speicherung der Patientendaten, der geplanten Implantatpositionierung, letzten Kalibrierung, alle Bohrerlängenregistrierungen und die jeweilige x/y/z-Abweichungen sowie Winkelabweichung Bohrachse / Implantatachse für das jeweilige Implantat.

  • Abb. 15: Planungsbeispiel.
  • Abb. 16: Planungsbeispiel.
  • Abb. 15: Planungsbeispiel.
  • Abb. 16: Planungsbeispiel.

  • Abb. 17: Planungsbeispiel.
  • Abb. 17: Planungsbeispiel.

Diskussion

Grundsätzlich ist die Frage nach dem Sinn der Anwendung von navigiertem Implantieren zu stellen. Weiche Faktoren, wie Patientenforderungen zu möglichst minimal-invasiven, kostengünstigen wie aber auch atraumatischen Behandlungen mit stark verkürzten Einheilzeiten, könnten hier in den Vordergrund rücken. Demgegenüber stehen fachliche begründete Faktoren, die frei von Trends und am medizinisch Notwendigen und Machbaren orientiert sind. Köttgen et al. beschreibt in seiner Fallpräsentation eine mögliche Anwendung mit dem Hintergrund der Vermeidung von Augmentationen [7]. Auch in Fällen, in denen ein konventionelles implantologisches Vorgehen abgelehnt wird, ist die Anwendung navigierten Implantierens zu diskutieren. Foitzik et al. veröffentlichte hierzu eine Studie mit 282 Patienten und 462 navigiert gesetzten Implantaten [8]. Als Auswahlkriterien wurden das Vorliegen einer Erkrankung mit erhöhtem chirurgischen Risiko, extrem ungünstige anatomische Verhältnisse sowie allgemeinmedizinisch angeordnete medikamentöse Therapien festgelegt. Auch hier war die Vermeidung von augmentativen Maßnahmen ebenfalls zwingende Vorgabe. In der Zusammenfassung erwiesen sich die Anwendung des Robodent-System laut Autoren als praxistauglich, es wurde aber besonders hingewiesen, dass hiermit keine Grundsätzlichkeit zur Anwendung bei grenzwertig ungünstigen Knochenlagern verbunden ist.

Für den klinischen Anwender sind bei der Beurteilung von Behandlungsmethoden und Therapien die hierfür zugrundeliegenden Studien zu Erfolgswahrscheinlichkeit, Überlebens- und Komplikationsraten primär entscheidend. In der Folge gilt es dann aber auch in der praktischen Erfahrung selber eine mögliche Diskrepanz zwischen Theorie und Anwendung sowie der praxistauglichen Umsetzbarkeit in der täglichen Routine zu prüfen. Diese klinische Umsetzbarkeit des RoboDent-Systems wurde in einer Veröffentlichung von Hümmeke et al. an 42 Patienten / 127 Implantate (25 im Oberkiefer, 79 im Unterkiefer) beschrieben [9]. Hierbei konnten 96 % der Implantate in den vorgesehenen Bereichen inseriert werden, wobei bei 12,06 % intraoperativ Modifikationen (Korrektur der Position, Achse, kleinere Augmentationen) notwendig waren. Bei 3,9 % war aufgrund der sich intraoperativ darstellenden Situation keine Implantatsetzung möglich. Bei der Betrachtung der Positionierung zum Nervkanal zeigten 5 der 79 disto-foraminal gesetzten Implantate bei der postoperativen Kontrolle einen Abstand von weniger als 1 mm. Und dies trotz eines präoperativ geplanten Sicherheitsabstandes von 2 mm.
In einer Untersuchung zur Bohrpräzision des Robodent-Systems bei unterschiedlichen Behandlern kam Hildebrand et al. zu keinem signifikantem Unterschied [10]. Er folgerte somit daraus, dass es mit diesem System möglich erscheint, eine präoperativ geplante Implantatposition mit Hilfe dieses Navigationssystems hochpräzise umzusetzen. Allerdings wurden in dieser Studie nur zwei Probanden untersucht, bei einer Gesamtanzahl von nur 20 gesetzten Implantaten. Eine retrospektive multizentrische Studie von Bier et al. verglich hier sechs Praxen und zwei Kliniken anhand von 1.202 gesetzten Implantaten bei 246 Patienten [13]. Hierbei wurden die unterschiedlichen Erfahrungen der Anwender mit dem System zu den Themenblöcken Primärstabilität, Nachbarstrukturen, Prothetik sowie OP-Zugang bewertet. Allerdings konnten die operativ erreichten Positionen der Implantate mit denen aus der Planung vorgegebenen geometrisch nicht verglichen werden, was die Aussagekraft der Studie nicht zuletzt auch wegen mangelnder statistischer Aufbereitung der einzelnen Aussagen stark reduzierte. In der Diskussion bewertete der Autor selber die retrospektive Studie zurückhaltend aufgrund der Datenerhebung erst nach Behandlungsende.

  • Abb. 18: Vorbereitete Planungssituation.
  • Abb. 19: Implantatsituation im zahnlosen Unterkiefer.
  • Abb. 18: Vorbereitete Planungssituation.
  • Abb. 19: Implantatsituation im zahnlosen Unterkiefer.



In einer Untersuchung zur Genauigkeit des Robodent-Systems stellte Meissen et al. eine mittlere Abweichung von 0,5 mm fest [11]. In der Schlussfolgerung für die klinische Relevanz beschrieb er, dass der Implantologe so in der Lage wäre, sein Vorgehen genauestens planen zu können. Der Autor gab der oro-vestibulären Distanz mehr Bedeutung als der mesio-distalen, was bei einer Abweichung von maximal 0,9 mm zu einer minimalen Alveolarkammbreite von 6,0 mm führte, um eine navigierte Implantation ohne Schnittführung (transgingival) mit einem Implantatdurchmesser von 4,0 mm durchführen zu können. Allerdings ist die Entscheidung für einen Zugang ohne Lappenbildung nicht automatisch und ausschließlich an die Vermeidung einer Augmentation oder die Verwendung einer navigierten Implantation zu knüpfen.
Konsequenterweise muss sich heute nach einer computergestützten und navigierten Implantatsetzung auch die Frage nach der Verwendung von immediatem provisorischen Zahnersatz stellen. Hümmeke hatte dies in der bereits erwähnten Veröffentlichung ebenfalls beschrieben und es konnten 4 von den 26 hierfür vorgesehenen Implantaten nicht in den Immediatzahnersatz einbezogen werden (zwei aufgrund der Diskrepanz zur Modelloperation und zwei aufgrund intraoperativer Schwierigkeiten bei der Eingliederung).

Näheres zum Autor des Fachbeitrages: Dr. Marcus Engelschalk

Bilder soweit nicht anders deklariert: Dr. Marcus Engelschalk


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