Virtuelles anatomisches Wax-up bei teilbezahnten Patienten basierend auf einem statistischen Formmodell

Ziel: Ein Wax-up fehlender Zähne für die prothetisch orientierte Implantatplanung (Backward Planning) zu erstellen, ist eine komplizierte und zeitaufwändige Maßnahme. Um die Implantatplanung zu erleichtern, wäre die automatische Generierung eines virtuellen Wax-ups hilfreich. In der vorliegenden Studie wurde die Rekonstruktion fehlender Zähne bei Teilbezahnten auf automatisiertem Weg unter Verwendung einer neu entwickelten Software durchgeführt. Um die klinische Anwendbarkeit zu testen, wurde zudem die Genauigkeit dieses Wax-ups untersucht.
Material und Methode: Diese Studie stellt eine neue Methode für die automatisierte Erstellung virtueller Wax-ups vor, die als grundlegendes Werkzeug in der modernen Implantatplanung dienen könnte. Zunächst wurde basierend auf 76 Ganzkieferscans dental gesunder Ober- und Unterkiefer ein statistisches Formmodell generiert. Anschließend wurden künstlich erzeugte Zahnlücken rekonstruiert. Die Genauigkeit des Workflows wurde an einem Testdatensatz bestehend aus zehn Individuen mit virtuell generierten Zahnlücken berechnet und als Medianwert der Abweichung in Millimetern ausgewertet. In gleicher Weise wurden die Scans dreier teilbezahnter Patienten mithilfe des statistischen Formmodell rekonstruiert und mit der tatsächlichen prothetischen Versorgung verglichen.
Ergebnisse: Die Rekonstruktion der künstlichen Lücken konnte mit der folgenden medianen Rekonstruktionsgenauigkeit durchgeführt werden: Lücke 21 – 0,15 mm, Lücke 27 – 0,20 mm, Lücke 34 –0,22 mm, Lücke 36 – 0,22 mm, Lücke 12 bis 22 – 0,22 mm, Lücke 34 bis 36 – 0,22 mm. Die Modellsituation eines nahezu unbezahnten Unterkiefers, in dem außer 33 und 43 alle Zähne fehlten, konnte mit einer medianen Rekonstruktionsgenauigkeit von 0,37 mm rekonstruiert werden. Der Median der lückenbezogenen Abweichung der auf dem statistischen Formmodell beruhenden Rekonstruktion von den tatsächlich eingesetzten prothetischen Kronen lag bei 0,49 bis 0,86 mm.
Schlussfolgerung: Ein erster Machbarkeitsnachweis für die Erstellung virtueller Wax-ups basierend auf einem statistischen Formmodell konnte erbracht werden. Künstlich erzeugte Zahnlücken ließen sich mit dem vorgeschlagenen Workflow nahe am ursprünglichen Zahn rekonstruieren. In klinischen Fällen schlägt das statistische Formmodell eine anatomische Rekonstruktion noch ohne Berücksichtigung prothetischer Aspekte vor. Für den klinischen Einsatz müssen die Antagonistenkontakte beachtet und mehr Trainingsdaten implementiert werden. Die vorgeschlagene Methode stellt aber einen schnellen und validen Weg dar, um fehlende Zahnkronen annäherungsweise zu platzieren, was im Rahmen der digitalen Planung für die Bestimmung der Implantatposition von Nutzen ist.