International Journal of Computerized Dentistry, 03/2020

Ziel: Ziel war eine Untersuchung der Genauigkeit von DigiBrain4 (DB4) Dental Classifier und der CB4 Smart Search Engine* bei der Erkennung, Kategorisierung und Klassifizierung dentaler Bildmaterialien im Vergleich mit der Google Search Engine als eine der größten frei zugänglichen Suchmaschinen und größten verfügbaren Datenquelle. Material und Methoden: Zahnmedizinisches Bildmaterial wurde gesammelt und mit Angaben zu Typ, Kategorie, Klasse und Attributen versehen. Das Bildmaterial umfasste Röntgenaufnahmen und klinische Bilder der Zähne und der Okklusion von Patienten aus unterschiedlichen Betrachtungswinkeln. Eine modifizierte SqueezeNet-Architektur wurde unter Verwendung des Framworks TensorFlow r1.10 implementiert. Das Modell wurde auf zwei NVIDIA-Volta-Grafikprozessoren trainiert. Außerdem wurde unter Verwendung von Chrome Driver (Google Web Driver) ein Programm zur Google-Bildsuche entwickelt, das die gefundenen Bilder an DB4 Dental Classifier und DB4 Smart Search Engine übergab. Anschließend wurde die kategoriale Genauigkeit von DB4 Dental Classifier und DB4 Smart Search Engine bei der Erkennung, Kategorisierung und Klassifizierung von zahnmedizinischem Bildmaterial mit derjenigen der Google-Suche verglichen. Ergebnisse: Die kategoriale Genauigkeit der DB4 Smart Search Engine bei der Suche nach dentalem Bildmaterial betrug 0,93, während die Google Search Engine einen Wert von 0,32 erreichte. Schlussfolgerung: Die gegenwärtigen Versionen von DB4 Dental Classifier und DB4 Smart Search Engine (Applikation und Add-On) erreichen eine hohe Genauigkeit bei der Erkennung, Kategorisierung und Klassifizierung zahnärztlicher Bildmaterialien. Die Suchmaschine war in der Lage, Bilder zu beschriften und nicht relevante Ergebnisse zu verwerfen. Keywords: zahnmedizinisches Bildmaterial, künstliche Intelligenz, dentale Röntgenbilder, dentale Fotografien, zahnmedizinische Klassifikatoren, intelligente Suchmaschine, maschinelles Lernen, Deep Learning, Convolutional Neuronal Network 

Ziel: Vorstellen eines minimalinvasiven Ansatzes, um palatinal impaktierte Eckzähne mithilfe computergestützt inserierter Miniimplantate einzuordnen. Material und Methoden: Miniimplantat-gestützte Apparaturen für die Einordnung palatinal impaktierter Eckzähne werden mittels CAD/CAM-Technik hergestellt. Mit einer geeigneten Software ist es möglich, STL-Daten eines Zahnbogens mit den in das STL-Format umgewandelten DICOM-Daten des Oberkieferknochens zusammenzuführen. Im resultierenden dreidimensionalen STL-Modell können ausgehend von der Breite und Dicke des Gaumengewölbes die Idealpositionen für die Miniimpalantatinsertion bestimmt werden. In einer Software lässt sich dann die Operationsschablone konstruieren, die mit einem 3-D-Drucker ausgedruckt wird. Die virtuellen Positionen der geplanten Miniimplantate werden auf ein ebenfalls 3-D-gedrucktes Modell übertragen, auf dem die kieferorthopädische Apparatur hergestellt wird. Am Tag der Operation sind dann sowohl die Operationsschablone als auch die kieferorthopädische Apparatur einsatzbereit. Ergebnisse: Die Insertion der Miniimplantate und Einordnung der palatinal impaktierten Eckzähne erfordert nur einen chirurgischen Eingriff. Schlussfolgerung: Der Einsatz computergestützt inserierter skeletaler Verankerungselemente zur Verringerung sowohl der für eine konventionelle Behandlung typischen biomechanischen Nebenwirkungen als auch des Risikos, angrenzende anatomische Strukturen zu schädigen, steigert die Wirksamkeit der Behandlung. Kontrollierte klinische Studien sind erforderlich, um die Vorteile dieser minimalinvasiven Technik umfassender beurteilen zu können. Keywords: temporäre skeletale Verankerungselemente, Eckzahnimpaktion, CAD/CAM, Miniimplantat, Kieferorthopädie, Operationsschablone

Ziel: Ziel war es, die Bruchfestigkeit und das Bruchmuster von 3-D-gedruckten und gefrästen Kompositkronen in Abhängigkeit von der Materialstärke zu untersuchen. Material und Methoden: Drei Typodont-Modellzähne wurden für Komposit-Vollkronen mit unterschiedlichen Materialstärken (0,5 mm, 1,0 mm und 1,5 mm) präpariert. Die präparierten Meistermodelle wurden mit einem Intraoralscanner digital abgeformt. Mit den gewonnenen STL-Datensätzen wurden 60 Kronen aus einem Nanokomposit hergestellt, die anhand der Materialdicke (n = 10) und Herstellungsmethode in zwei Gruppen eingeteilt wurden: eine 3-D-gedruckte Gruppe, für die ein Stereolithografie-Drucker mit einem Nanokomposit verwendet wurde, und eine gefräste Gruppe, für welche die Herstellung mittels Fräsmaschine und Kompositblöcken erfolgte. Alle Kronen wurden auf stereolithografisch hergestellten Stümpfen adhäsiv befestigt. Die so gewonnenen Proben wurden thermomechanischer Ermüdung und einem Bruchlastversuch unterzogen. Die jeweilige Bruchlast [N] wurde erfasst und das Bruchmuster analysiert. Die statistische Auswertung der Daten erfolgte mittels zweifaktorieller Varianzanalyse mit angeschlossenem Bonferroni-Post-hoc-Test. Als Signifikanzniveau wurde α = 0,05 angesetzt. Ergebnisse: In der 3-D-gedruckten Gruppe fanden sich für alle drei getesteten Materialstärken höhere Bruchfestigkeiten als in der gefrästen Gruppe (p < 0,001). Sowohl in der 3-D-gedruckten als auch in der gefrästen Gruppe ergaben sich höhere Bruchlasten für die Materialstärke 1,5 mm (2 383,5 ± 188,58 N bzw. 1 284,7 ± 77,62 N) als für die Materialstärke 1,0 mm (1 945,9 ± 65,32 N bzw. 932,1 ± 41,29 N) und die Materialstärke 0,5 mm, welche in beiden Gruppen die geringsten Bruchlasten erreichte (1 345,0 ± 101,15 N bzw. 519,3 ± 32,96 N). Für die Materialstärke 1,5 mm wurde eine höhere Inzidenz von irreparablen Frakturen beobachtet. Schlussfolgerung: 3-D-gedruckte Kompositkronen zeigten bei verschiedenen Materialstärken eine höhere Bruchfestigkeit und kommen als sinnvolle Lösung in der konservierenden Zahnmedizin infrage. Keywords: additive Fertigung, 3-D-Druck, Kompositkronen, CAD/CAM, Bruchfestigkeit, Bruchmuster

Ziel: Im Rahmen der Biomechanik des Kiefergelenks wird die traditionelle Scharnierachsentheorie zunehmend durch die Theorie der momentanen Rotationszentren (ICR) ersetzt. Typischerweise basiert die Bestimmung der ICR auf theoretischen Berechnungen oder dreidimensionalen Approximationen von Finite-Elemente-Modellen. Material und Methoden: Die Anwendung der Echtzeit-Magnetresonanztomografie (MRT) ermöglicht die Darstellung von natürlichen, physiologischen Bewegungen des Kiefergelenks mit 15 Bildern pro Sekunde. In dieser Studie wurde das Echtzeit-MRT-Verfahren verwendet, um die Biomechanik des Kiefergelenks während habitueller Unterkieferbewegungen bei funktionell unauffälligen Probanden zu analysieren, wobei der Fokus der Analyse auf den Kondylenbahnneigungswinkeln (HCI) und den ICR-Polbahnen lag. Der Wilcoxon-Rangsummentest wurde zur vergleichenden Analyse von ICR-Polbahnen der Kieferöffnungs- und der Kieferschlussbewegungen verwendet. Ergebnisse: Der HCI-Mittelwert betrug 34,8° (± 11,3°), der Unterkiefer rotierte im Mittel 26,6° (± 7,2°). Bei Mundöffnungs- und Kieferschlussbewegungen von 10°–30° unterschieden sich die resultierenden x- und y-Translationen signifikant (10°–20°, x: p = 0,02 und y: p < 0,01; 20°–30°, x: p < 0,001 und y: p = 0,01). Bei einer Rotation von 0°–10° und bei Rotationen von mehr als 30° zeigten sich keine signifikanten Unterschiede in der x- und y-Translation. Die okklusionsnahen Bewegungen unterschieden sich nur im Hinblick auf die y-Translation (p < 0,01). Schlussfolgerung: Die Echtzeit-MRT-Technik ermöglicht die Erfassung der Kiefergelenkstrukturen während physiologischer Unterkieferbewegungen ohne zusätzliche Hilfsmittel. Die Ergebnisse der vorliegenden Studie unterstützen die Theorie der ICR. Die statistische Analyse bestätigte, dass Mundöffnungs- und Kieferschlussbewegungen unterschiedlichen ICR-Polbahnen folgen, was durch Variation in der Muskelaktivität während gegenläufiger Bewegungsrichtungen zu erklären sein könnte. Die ICR-Bahnen waren innerhalb der maximalen interinzisalen Distanz (MID) und in Okklusionsnähe (NO) ähnlich, was auf eine begrenzte Dehnbarkeit der Gewebefasern (MID) und Determination durch Zahnkontakt (NO) zurückzuführen sein könnte. Keywords: Kiefergelenk, Unterkieferbewegungen, Biomechanik, Echtzeit-MRT, momentane Rotationszentren

Ziel: Ziel der Studie war es, die Anzahl, die Stärke und die Position von okklusalen Kontaktpunkten, die durch einen Intraoralscanner (IOS), ein digitales Messsystem (T-Scan) und den aktuellen Goldstandard –der Okklusionsfolie (OF) – erhoben wurden, zu vergleichen. Material und Methoden: Die okklusalen Kontaktpunkte von 70 Teilnehmern wurden in maximaler Interkuspidation mithilfe der Okklusionsfolie analysiert. Die Auswertung der Kontaktpunkte, die mit dem Intraoralscanner erhoben wurden, erfolgte über einen Screenshot der CAD-Software von Zirkonzahn. Schlussendlich wurden die Teilnehmer gebeten, auf die Sensorfolie des T-Scan-Systems zu beißen. Zur Evaluierung der erhobenen Daten wurden die Kontakte der OF, des T-Scan und des IOS in je drei Stärken eingeteilt: leicht, mittel und stark. Des Weiteren wurde die Kontaktposition für den Frontzahn-, Prämolaren-, und Molarenbereich analysiert. Parametrische statistische Tests wurden angewendet, um die drei Methoden zu vergleichen. Ergebnisse: Die durchschnittliche Anzahl aller Kontakte, die mit der OF ermittelt wurden, war mit 29 ± 8 ähnlich. Mit dem IOS konnten 30 ± 12 Kontaktpunkte ermittelte werden. Mithilfe des T-Scan wurden 24 ± 10 Kontakte ermittelt. Die Kontaktstärke hingegen zeigte Unterschiede: An leichten Kontakten wurden durchschnittlich 8 ± 4 mit dem OF, 17 ± 8 mit dem IOS und 17 ± 6 mit dem T-Scan ermittelt. Von den mittleren Kontakten wurden 12 ± 5 mit der OF, 8 ± 4 mit dem IOS und 5 ± 4 mit dem T-Scan ermittelt. An starken Kontakten waren 9 ± 5 mit der OF, 6 ± 6 mit dem IOS und 4 ± 2 mit der T-Scan zu ermitteln. Die Position der okklusalen Kontaktpunkte zeigte ebenfalls Abweichungen. Schlussfolgerung: Die Datensätze zeigten, dass es zu Unterschieden in der Verteilung der Okklusionskontakte unter Anwendung der OF, des IOS und des T-Scan kam. Obwohl die Anzahl der erkannten Kontaktpunkte ähnlich war, wurden verschiedene Okklusionsprotokolle durch die drei Methoden ermittelt. Keywords: okklusale Kontakte, Intraoralscanner, T-Scan, Okklusionsfolie, Kontaktstärke

Ziel: Die chirurgisch unterstützte kieferorthopädische Behandlung wird zunehmend vor allem bei Erwachsenen eingesetzt, um Zahnbewegungen zu erleichtern und die Dauer der kieferorthopädischen Behandlung zu reduzieren. Der vorliegende Artikel beschreibt ein innovatives, sicheres und minimalinvasives Verfahren zur Durchführung lappenloser Kortikotomien mit einer speziellen Operationsschablone, die mit einem rein digitalen intraoralen und labortechnischen Workflow angefertigt wird. Material und Methoden: Ein 51-jähriger Patient stellte sich mit einem Engstand im oberen und unteren Frontzahnbereich vor. Er wünschte eine kurze Behandlung mit begrenztem Einsatz von Zahnspangen. Vor dem Einsetzen der kieferorthopädischen Apparaturen wurden an Ober- und Unterkiefer Kortikotomien geplant. Die Schnittebenen der kortikalen Inzisionen wurden durch Abgleich der stereolithografischen Daten beider Kiefer, die bei einer digitalen Abformung erhoben wurden, und der Bilder der digitalen Volumentomografie festgelegt. Die Schablone wurde aus durchscheinendem, biokompatiblem und polymerisierbarem Kunststoff gedruckt und kalt sterilisiert. Die minimalinvasiven Kortikotomien wurden mit einem piezoelektrischen Instrument durchgeführt. Die kieferorthopädische Behandlung begann unmittelbar postoperativ. Ergebnisse: Während der Operation traten keine unerwünschten Ereignisse auf. Das piezoelektrische Instrument wurde präzise geführt und die korrekte Durchführung der Kortikotomien verhinderte die Verletzung anatomischer Strukturen. Die Heilung verlief komplikationslos und der Patient war schmerzfrei. Schlussfolgerung: Der vorliegende Bericht zeigt, dass eine speziell und digital für die Kortikotomien angefertigte Operationsschablone die Durchführung des Eingriffs als minimalinvasive, lappenlose Operation mit präziser Piezochirurgie ermöglicht. Die Operationsschablone ließ sich gut in das Verfahren einbinden, erhöhte die Sicherheit des Eingriffs und reduzierte die postoperativen Schmerzen. Keywords: geführte Operation, Kortikotomien, Operationsschablone, Computer-aided Design, chirurgisch unterstützte kieferorthopädische Behandlung, piezoelektrische Chirurgie

Die Verwendung digitaler 3-D-Oberflächenbilder (STL-Format) für die Planung computergeführter implantatchirurgischer Maßnahmen bei teilbezahnten Patienten hat sich als sehr nützlich erwiesen. Beim unbezahnten Kiefer dagegen ist wegen des Fehlens von Zähnen die Verwendung von Markern erforderlich. Das hier vorgeschlagene Protokoll beruht auf einem einfachen Verfahren, mit dem STL- und radiologische Daten (DICOM-Format) überlagert werden können. Im hier gezeigten Patientenfall wurde die Prothese auf der Schleimhautseite mit einem Polysulfid-Abformmaterial unterfüttert und dem Labor zugesendet, wo ein Meistermodell hergestellt wurde. Die Unterfütterung diente zur Verbesserung der intraoralen Stabilität. An der Prothese wurden mindestens drei radioopake 3-D-Marker fixiert. Anschließend wurden mit einem Laborscanner STL-Kopien der Prothese und des Modells generiert. Bei der DVT trug die Patientin dann die Prothese mit den befestigten Markern. In der Planungssoftware (CoDiagnostiX, Fa. Dental Wings) wurden die Marker des STL-Datensatzes mit den in den DICOM-Daten der DVT sichtbaren Markern in Deckung gebracht und anschließend die STL-Daten des Modells an denen der Prothese ausgerichtet. Nach dem Import der STL-Daten der Weichgewebesituation und der Prothese in die Software ergaben sich neue Möglichkeiten, wie die Option, eine andere digitale oder konventionelle Zahnaufstellung auf den Röntgendaten zu realisieren oder eine auf der Schleimhaut aufliegende Implantatschablone für die Patientin zu konstruieren. Keywords: CoDiagnostix, Dicom, zahnlose Patienten, Guided Surgery, Smart Fusion, STL

Doppelkronen bewähren sich seit Jahrzehnten in verschiedenen Variationen als Verankerungselemente in der herausnehmbaren Prothetik. Abgestützt auf Zähnen und Implantaten gewährleisten sie sicheren Halt, bieten ein hohes Maß an Kaukomfort und ermöglichen ein ästhetisch ansprechendes Erscheinungsbild. Ein breites Einsatzspektrum, optimale Hygienefähigkeit und nahezu unbegrenzte Erweiterbarkeit sind nur einige der Vorteile doppelkronenverankerter Prothesen. Zu regelmäßig auftretenden Komplikationen zählt unter anderem der Verlust von Pfeilerzähnen. Geht ein Pfeilerzahn verloren, so wird die Sekundärkrone zumeist mit Kunststoff aufgefüllt und die Prothese kann weitergetragen werden. Da der Verlust eines oder mehrerer Pfeilerzähne aber die biomechanischen Belastungsverhältnisse verändert, können in der Folge Einbußen bei Stabilität und Kaukomfort sowie die Überbelastung und Schädigung der verbliebenen Pfeilerzähne nicht ausgeschlossen werden. Das vorgestellte Behandlungsprotokoll soll unter Einsatz computergestützter Technologien helfen, die Prothese weiterhin gemäß ihrer ursprünglichen Konzeption nutzen zu können. Hierzu wird ein verlorengegangener oder nicht erhaltungswürdiger Pfeilerzahn mithilfe digitaler Vorplanung und navigierter Implantation durch ein Implantat ersetzt, auf welchem anschließend mittels CAD/CAM-gefertigtem Mesoabutment die originale Primärkrone in ihrer exakten ursprünglichen Position wieder befestigt werden kann. Dadurch kann mit vertretbarem Aufwand die Gesamtanzahl der Pfeiler und somit die volle Funktionalität der Prothese erhalten und weiteren Schäden vorgebeugt werden. Keywords: CAD/CAM, Doppelkronen, geführte Implantation, Implantologie, Implantatprothetik, herausnehmbarer Zahnersatz, Teleskopkronen

Ziel: Das Ziel dieses Fallberichts ist vorzustellen, wie ein fehlender Molar trotz erheblicher Unterschnitte an den Nachbarzähnen minimalinvasiv ersetzt werden kann. Ermöglicht wurde dies durch die Verwendung von zwei einflügeligen Adhäsivbrücken. Material und Methoden: Ein fehlender erster Molar sollte ersetzt werden. Zwei einflügelige Adhäsivbrücken wurden digital je in Form eines halben Molaren konstruiert und mittels CAD/CAM-Verfahren aus monolithischer 3Y-TZP-Zirkonoxidkeramik gefräst. Bei dem posterioren Anteil dieser Versorgung, der auf dem distalen Pfeilerzahn verklebt wurde, wurde das Brückenglied so gestaltet, dass eine gemeinsame Einschubrichtung des anterioren Anteils der Adhäsivbrücke und des mesialen Pfeilerzahnes erzielt wurde. Ein seichter Interlock zwischen den approximalen Kontaktflächen der Brückenglieder wurde eingearbeitet, um spätere Zahnwanderungen zu vermeiden. Zur Gewährleistung einer genauen Platzierung der Adhäsivbrücken während der adhäsiven Befestigung, wurde ein Positionierungsschlüssel verwendet. Ergebnisse: Die Patientin wurde nach zehn Monaten nachkontrolliert und war sehr zufrieden mit ihrer minimalinvasiven Versorgung. Schlussfolgerung: Die Anwendung von zwei einflügeligen Adhäsivbrücken zum Ersatz eines Molaren durch geteilte Brückenglieder ermöglicht den minimalinvasiven Ersatz von Seitenzähnen trotz stärkerer approximaler Unterschnitte der lückenbegrenzenden Nachbarzähne. Keywords: Adhäsivbrücken, minimalinvasive Behandlung, geteilter Molar, CAD/CAM-Verfahren, approximale Unterschnitte, monolithisches Zirkonoxid (3 Y-TZP)