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6 DIGITAL_DENTAL.NEWS • 4. Jahrgang • April 2010

Genauigkeit schablonengestützter Implantatinsertionen

Accuracy of template-based implant placements

Dr. Dr. Jörg Schlieper

With increasing relevance of Cone Beam Computed Tomography (CBCT) in the dental practice with a surgical focus, guided im-plant placement using three-dimensional planning software and appropriate tem-plates is becoming more and more impor-tant. At this, the additional expenditure in terms of laboratory technology, material and time should be kept as low as possible for the dentist. This criterium is most likely fulfilled by a system of components which are adjusted to each other, composed of radiological imaging system (CBCT), im-plant planning software, manufacturing of the template in the laboratory, equipment for the preparation of the implant bed and guided implant placement.

With the CBCT unit GALILEOS Comfort or Compact (Sirona Dental Systems, D-Bensheim) re-spectively, the 3D software program GALILEOS Implant (Sirona), the SICAT Surgical Guide (SICAT, D-Bonn) as well as the instruments of the CAMLOG Guide System (CAMLOG, CH-Basel) such an adjust-ed system is available and ready for practice since October 2008.

Radiological methods

Diagnostics based on radiological imaging is an uncontested requirement for an implantation. De-pending on the complexity factor of the anatomical situation and the planned prosthetic restoration, either a two-dimensional representation with an orthopantomogram (OPG) or a three-dimensional visualization with a computed tomography (CT) or a

Mit zunehmendem Einzug der Digitalen Vo-lumentomografie (DVT) in die chirurgisch tätige Praxis gewinnt die geführte Implan-tatinsertion mithilfe der dreidimensionalen Implantationsplanung und geeigneter Schablonen immer mehr an Bedeutung. Der Mehraufwand an Labortechnik, Mate-rial und Zeit sollte dabei für den Zahnarzt so gering wie möglich gehalten werden. Ein System von aufeinander abgestimmten Komponenten bestehend aus radiolo-gischer Bildgebung (DVT), Implantati-onsplanungssoftware, labortechnischer Herstellung der Schablone, Instrumentari-um für die Implantatbettaufbereitung und geführter Implantatinsertion kann dieses Kriterium am ehesten erfüllen.

Mit dem DVT-System GALILEOS Comfort be-ziehungsweise Compact (Sirona Dental Systems, D-Bensheim), dem 3D-Softwareprogramm GALILEOS Implant (Sirona), der Führungsschablone SICAT Surgical Guide (SICAT, D-Bonn) sowie den Instru-menten des CAMLOG Guide System (CAMLOG, CH-Basel) steht ein solches System seit Oktober 2008 praxisreif zur Verfügung.

Radiologische Verfahren

Eine bildgebende radiologische Diagnostik als Voraussetzung für eine Implantation ist unbestritten. Abhängig vom Schwierigkeitsgrad der anatomischen Situation und der geplanten prothetischen Versor-gung besteht die Möglichkeit der zweidimensionalen Darstellung mit einer Panoramaschichtaufnahme (OPG) oder einer dreidimensionalen Visualisierung

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Anwender / User

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Aktuell / Newsworthy

Kategorie / Category

Untersuchung / Study

7DIGITAL_DENTAL.NEWS • 4. Jahrgang • April 2010

mit der Computertomografi e (CT) beziehungswei-se einem DVT-System. Bei der Entscheidung für das jeweilige Verfahren ist neben der metrischen Mess-genauigkeit auch die Strahlenbelastung (effektive Do-sis) zu berücksichtigen.

Bei Betrachtung der effektiven Dosisunterschiede fallen die Werte für das OPG[1, 2] am geringsten aus, z. B. 21 µSv nach International Commission on Ra-diological Protection (ICRP) (2007) für das Panora-maröntgengerät Plus DS (Sirona)[3, 4] gefolgt von den Werten für das DVT und CT[5-7]. Die Relation der einzelnen effektiven Dosen für das OPG, DVT und CT zueinander beträgt, vereinfacht dargestellt, in etwa 1 : 2,5-10 : 50-100. Für das DVT gilt, dass im Do-sisvergleich die Bildverstärkertechnik, gegenüber der Flat Panel Detektor-Technik, deutlich günstiger zu be-werten ist. Nach ICRP (2007) erzielte das GALILEOS Compact einen Wert von 37 µSv, SCANORA 3D (SOREDEX, D-Schutterwald) ein Messergebnis von 110 µSv und das ProMax 3D (Planmeca, FI-Helsinki) ein Resultat von 86 µSv.[7]

Für die Messgenauigkeit während der implanto-logischen Planung spielt die Bildqualität eine entschei-dende Rolle. Diese ist abhängig von der erreichten Ortsaufl ösung, der Kontrastaufl ösung sowie dem Signal / Rausch-Verhältnis und wird durch die Bau-art des verwendeten Gerätes und der angewandten Dosis beeinfl usst. Dabei verbessert sich mit zuneh-mender Dosis das Signal / Rausch-Verhältnis[8]. Das OPG zeigt Messwertabweichungen, die im mittleren Bereich bei 2,6 mm und erheblich über denen für das DVT und CT liegen. In der Gegenüberstellung der Messgenauigkeit von DVT und CT ergeben sich für beide Verfahren keine signifi kanten Unterschiede. Die mittlere Abweichung beim CT beträgt -0,23 mm und beim DVT -0,22 mm[8].

Das DVT zeigt in der Gegenüberstellung zum CT, neben der geringeren Strahlenbelastung, den großen Vorteil geringerer Metallartefakte. Außer-dem besteht für den Zahnarzt die Möglichkeit, bei entsprechender Zusatzqualifi kation das DVT in der eigenen Praxis zu betreiben. Insgesamt betrachtet weist das DVT im Vergleich zum OPG und CT somit wesentliche Vorteile für den Implantologen auf[9].

CBCT system is possible. When deciding to use one of these systems the metrical measurement accuracy and the radiation exposure (effective dose) have to be taken into account.

When considering the differences in the effec-tive dose, the values for the OPG[1, 2] are the lowest, e.g. 21 µSv for the panoramic tomography device Plus DS (Sirona)[3, 4] according to the International Com-mission on Radiological Protection (ICRP) (2007), followed by the values for CBCT und CT[5-7]. The relation of the individual effective doses for OPG, CBCT and CT to one another is, in simplifi ed terms, approximately 1 : 2.5-10 : 50-100. What applies to CBCT with respect to the doses is that the image intensifi er technology is considerably better than the fl at panel detector. According to ICRP (2007), GALILEOS Compact achieved a result of 37 µSv, SCANORA 3D (SOREDEX, D-Schutterwald) a value of 110 µSv and ProMax 3D (Planmeca, FI-Helsinki) a measurement result of 86 µSv.[7]

Image quality plays a decisive role for measuring accuracy during implantological planning. It depends on the achieved spatial resolution, the contrast reso-lution as well as the signal-to-noise ratio and is infl u-enced by the type of device used as well as the ap-plied dose. Thereby, the signal-to-noise ratio changes with increasing dose[8]. The OPG shows deviations of the measured value which are 2.6 mm in the me-dium range and substantially higher than those for CBCT and CT. In a comparison of the measuring ac-curacy of CBCT and CT no signifi cant differences for both systems can be detected. The mean deviation is -0.23 mm for CT and -0.22 mm for CBCT[8].

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Schablonentechnik

Prinzipiell verhält es sich mit der Auswahl des geeigneten Verfahrens für die Implantatbettaufbe-reitung und Implantatinsertion ähnlich. Wenngleich in einfachen Situationen die Freihand-Implantation anhand einer Panoramaaufnahme nach wie vor Stan-dard sein dürfte, fordern schwierigere Situationen und spezielle Fragestellungen einen Mehraufwand an Diagnostik und Planung. Schablonen, die auf den Informationen von Panoramaaufnahmen und der kli-nischen Situation basieren, berücksichtigen nicht die Besonderheiten der anatomischen Gegebenheiten im Raum. Sie dienen daher nur der groben Orientierung (sog. Orientierungsschablonen)[10]. Eine räumliche Ausrichtung des Implantatkörpers entsprechend der anatomischen Gegebenheiten und der zu fordernden prothetischen Restauration wird erst aus der Kombi-nation der dreidimensionalen Bildgebung (CT, DVT) mit Planungsschablonen möglich[11].

Nach Anfertigung eines DVT-Bildes mit der Pla-nungsschablone erfolgt die Implantationsplanung ent-weder mit der DVT zugehörigen Planungssoftware, z. B. GALILEOS Implant oder einem systemfremden Pro-gramm, beispielsweise coDiagnostiX (Straumann, CH-Basel), SimPlant (Materialise, BE-Leuven), implant3D (med3D, CH-Zürich), NobelGuide (Nobel Biocare, CH-Glattbrugg) oder Facilitate Software (Astra Tech, D-Elz). Hierfür werden die Daten in das DICOM-For-mat (Digital Imaging and Communications in Medicine) umgewandelt. Bei der Implantationsplanung erleich-tern die in der Planungsschablone bariumsulfatmar-kierten Kronenanteile – mit zentral in Achsrichtung positionierten Bohrungen, Stiften oder Hülsen – die prothetisch orientierte achsgerechte Ausrichtung des Implantats. Die Übertragung der so gewonnenen vir-tuellen Implantationsplanung auf die operative Situati-on erfolgt entweder über Navigationssysteme[12] oder implantatprothetische Führungsschablonen[13]. Bei der Führungsschablone ermöglicht eine Hülse während des Bohr- und Implantationsvorganges die Führung in horizontaler sowie vertikaler Ebene.

Guide-Systeme

Systeme, die mithilfe von Schablonen in Kombi-nation mit Hülsen eine vollständige Führung über den

Compared to CT, CBCT offers – apart from a lower radiation exposure – the great benefit of fewer metal artefacts. Moreover, the dentist has the option of using the CBCT in his own practice if he has got a specific additional qualification. On the whole, CBCT offers various benefits for implantologists as com-pared to OPG and CT[9].

Template technique

In general, similar factors apply to the selection of a suitable procedure for the preparation of the implant bed as well as implant placement. Even though freehand implantation using a panorex is still regarded as the standard in simple cases, an additional expendi-ture in diagnosis and planning is required in case of complex situations and specific questions. Templates based on information from panoramic images and the clinical situation do not respect the particulari-ties of the anatomical conditions in the third dimen-sion. Thus, they only serve as a rough guide (so-called orientation templates)[10]. A spatial orientation of the implant according to the anatomical conditions and the required prosthetic restoration is only possible due to the combination of three-dimensional imaging (CT, CBCT) with planning templates[11].

After having captured a CBCT image with the template, the implantation is planned either with the software that comes with the device, e.g. GALILEOS Implant, or a program of a third party, such as coDiagnostiX (Straumann, CH-Basel), SimPlant (Materialise, BE-Leuven), implant3D (med3D, CH-Zürich), NobelGuide (Nobel Biocare, CH-Glatt-brugg) or Facilitate Software (Astra Tech, D-Elz). For this purpose, the data is converted into the DICOM format (Digital Imaging and Communications in Med-icine). During implant planning, the prosthetically oriented axillary correct alignment of the implant is facilitated by marking parts of the dental crown with barium sulfate in the template, by holes which are centrally positioned in an axial direction as well as posts or sleeves. Conferment of the virtual plan on the clinical situation is done either via a navigation sys-tem[12] or with implant prosthetic surgical guides[13]. The surgical guide makes use of a sleeve which guides the user during drilling and implant placement in the horizontal as well as vertical level.


gesamten Bohr- und Implantationsvorgang ermögli-chen, werden als Guide-Systeme bezeichnet. Auf Ba-sis der Koordinaten des Implantats aus der virtuellen DVT-Implantationsplanung wird die Hülsenposition festgelegt und auf die Schablone übertragen. Die Übertragung der Hülsenposition erfolgt entweder halbautomatisch über Bohrtische nach Einstellung der Bohrtischkoordinaten (z. B. gonyX, Straumann; Positionierer X1med3D, med3D) oder aber vollau-tomatisch elektronisch gesteuert mit einer CNC-Fräse (z. B. bei SICAT).

Guide-Systeme erfordern eine Abstimmung zwi-schen den Führungselementen in der Schablone, der Hülse und dem Instrumentarium. Hierzu bedienen sich die Hersteller unterschiedlichster Systeme. Zu unterscheiden sind grundsätzlich Mehrhülsensysteme wie z. B. Straumann Guided Surgery (Straumann) so-wie Facilitate-Instrumente (Astra Tech), bei denen der Bohr- und Implantationsvorgang durch Hülsen unterschiedlicher Abmessungen erfolgt und Einhül-sensysteme – mit einer Hülse für alle Implantations-schritte – wie z. B. CAMLOG Guide und NobelGuide. Durch die geführte Implantation wird die Genauigkeit gegenüber der Verwendung konventioneller Schablo-nen oder der Freihandimplantation deutlich übertrof-fen[14-17].

Untersuchung

Ziel der Arbeit ist die Bestimmung der Genau-igkeit eines Systems, bei dem die einzelnen Kom-ponenten über den gesamten Arbeitsprozess vom DVT bis zur Implantatinsertion aufeinander abge-stimmt sind.

DVT und ImplantationsplanungssoftwareSämtliche Untersuchungen erfolgten mit

GALILEOS Compact (Abb.1). Für die Auswertung der DVT-Aufnahmen steht bei Verwendung des GALILEOS Compact die intuitiv zu bedienende, mit-gelieferte GALAXIS 3D-Diagnosesoftware (Sirona) zur Verfügung. Die Software beinhaltet das speziell für die 3D-Implantationsplanung ausgelegte Implan-tationsplanungsprogramm GALILEOS Implant. Teil dieses Programms ist eine Implantatdatenbank mit den Implantattypen und den dazugehörigen Längen und Breiten aller gängigen Implantathersteller.

Guide systems

Systems which allow for a complete guidance during the whole drilling and implantation procedure by using templates in combination with sleeves are termed guide systems. Based on the coordinates of the implant position determined in the virtual CBCT planning software, the position of the sleeves is de-fi ned and transferred to the guide. The sleeve posi-tion is conferred either semi-automatically via a co-ordinate table after having set the coordinates (e.g. gonyX, Straumann; Positionierer X1med3D, med3D) or fully automatically in an electronically controlled way with a CNC milling machine (e.g. in SICAT).

For guide systems, an adjustment between the guiding elements in the template, the sleeve and the equipment is required. To achieve this, the manufac-turers make use of diverse systems. In general, dif-ferentiation is drawn between multi-sleeve systems like Straumann Guided Surgery (Straumann) as well as Facilitate Instruments (Astra Tech) using sleeves with different diameters for the drilling and implant place-ment step and single sleeve systems – with one sleeve for all implantation steps – such as CAMLOG Guide and NobelGuide. Due to guided implantation the ac-curacy is considerably improved compared to conven-tional templates or freehand implant placement[14-17].

Survey

The aim of the study is to determine the accu-racy of a system with adjusted components for the complete work process, from the CBCT to implant placement.

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Eine verwechslungsfreie Zuordnung des ge-wählten Implantats erfolgt über ein Zahnschema. Anschließend kann das Implantat in einer speziellen 3D-Implantatansicht positioniert und – auch hinsicht-lich der prothetischen Anforderungen und Vorgaben gemäß der Planungsschablone – ausgerichtet werden. Dabei sind jederzeit Wechsel zu anderen Implantat-typen sowie Abmessungen und die Überprüfung der Implantatlage aus allen drei Raumrichtungen möglich.

Die Software ist seit Kurzem offiziell in einer neuen Version erhältlich, welche wesentliche Vor-teile gegenüber der Vorversion bietet. Es stehen für die Bildauswertung drei Oberflächen zur Verfügung. Die „Panorama-Oberfläche“ (Abb. 2) besteht aus der gewohnten OPG-Darstellung (Abb. 2 oben links) und den darunter befindlichen Schnittebenen „longitudi-nal“, „TVS“ (transversale Schichten) und „axial von oben“ (Abb. 2 unten: von links nach rechts). Zusätz-lich bietet die „3D“ (Abb. 2 oben rechts) eine pla-stische Übersicht über den gesamten Datensatz.

Bei der OPG-Darstellung handelt es sich um eine Rekonstruktion aus dem Volumendatensatz. In den Schnittebenen „longitudinal“ und „TVS“ kann die Schnittebene mit den vertikal angeordneten Schie-bereglern individuell ausgerichtet und so z. B. durch die Implantat- oder Zahnwurzelachse geführt wer-den. Eine achsengerechte Darstellung erleichtert die räumliche Interpretation der Schichtbilder.

Die zweite Oberfläche „Implantatausgerich-tet“ dient der genauen Ausrichtung des Implantats im knöchernen Lager und zu den gegebenenfalls

CBCT and implant planning softwareAll tests were made with GALILEOS Compact

(Fig.1). For the analysis of the CBCT images, the in-cluded easy-to-use diagnostic software GALAXIS 3D (Sirona) is available for GALILEOS Compact. In this software version the program GALILEOS Implant, which has been specifically designed for 3D implant planning, is included. An implant library with implant types and corresponding lengths and diameters for all established implant systems is part of the program.

An error-free assignment of the selected implant is done via a dental chart. Afterwards the implant can be positioned in a special 3D-implant view and be aligned, also taking into account the prosthetic re-quirements and demands according to the planning template. A change to other implant types and di-mensions as well as a verification of the implant posi-tion from all three spatial directions is possible at any time.

A new version of the software has been official-ly released not long ago. It offers major advantages compared to its predecessor version. For image evaluation three surfaces are available. The “Pano-ramic Surface” (Fig. 2) is made up of the familiar OPG view (Fig. 2 top left) and the underlying section planes “longitudinal”, “TVS” (transversal sections) and „ax-ial from above“ (Fig. 2 bottom: from left to right). Furthermore, “3D” (Fig. 2 top right) offers a plastic overview of the whole dataset.

Abb. 2: Implantationsplanung mit dem Programm GALILEOS Implant: Die Panorama-Programmoberfläche eignet sich insbesondere für die anfängliche Positionie-rung der Implantate.

Fig. 2: Implant planning with the program GALILEOS Implant: the panoramic program interface is particular-ly suited for initial positioning of the implants.

Abb. 1: DVT-System GALILEOS.

Fig. 1: CBCT unit GALILEOS.


noch vorhandenen, weiteren Implantaten (Abb. 3). Über die Bedienung eines Schiebereglers können in einem 360°-Rundgang die anatomischen Struk-turen um das Implantat herum betrachtet werden (Abb. 3 unten links). Zusätzliche Orientierung bie-tet die Transversal- (Abb. 3. unten Mitte), die Axial- (Abb. 3 unten rechts) und die OPG-Schicht (Abb. 3. links oben).

Auf der dritten Oberfläche „MPR/Radiologie“ ist der vollständige Datensatz „axial von oben“, „ko-ronal von vorne“ und „sagittal“ sowie 3D sichtbar (Abb. 4 von oben nach unten, von links nach rechts). Dieser eignet sich besonders für die Beurteilung ana-tomischer Strukturen im Seitenvergleich.

The OPG view is a reconstruction from the vol-umetric dataset. In the section planes “longitudinal” and “TVS” the section plane can be oriented individ-ually using the vertically oriented sliders. Thus they can be lead through the implant or tooth root axis. An axially correct representation facilitates a spatial interpretation of the sectional images.

The second surface “implant oriented” is used for a precise positioning of the implant in the bony bed-ding as well as to further implants, if there are any (Fig. 3). By utilizing the slider users can view the ana-tomical structures around the implant in a 360° tour (Fig. 3 bottom left). Additional orientation is offered by the transversal (Fig. 3 bottom middle), the axial (Fig. 3 bottom right) and the OPG section (Fig. 3 top left).

On the third surface “MPR/Radiology” the com-plete dataset is visible in an “axial from above”, “coro-nal from the front” and “sagittal” view as well as in 3D (Fig. 4 from top to bottom, from left to right). The dataset is particularly suited for the analysis of anatomical structures in comparison.

Surgical templateFor the fabrication of the surgical template by

SICAT, the use of a bite plate (SICAT) during CBCT scanning is necessary (Fig. 5). The plate ensures the correct orientation of the CNC machine in the sub-sequent work steps when drilling the sleeve holes into the template. The bite plate is either fixed oc-clusally on the planning template (Fig. 6) or directly on the patient’s teeth with the help of the scanable bite registration material Futar Scan (Kettenbach, D-Eschenburg) (Figs. 7 to 9).

When using Futar Scan, the fabrication of a planning template is not necessary. A scan and vir-tual construction with CEREC (Sirona) for virtual prosthetic planning (in Fig. 10 marked in blue) and its superimposition with the CBCT data for implant planning (Fig. 10), however, is inevitable. If the plan-ning step is completed the required data for drilling the sleeve holes can be burned on CD from the pro-gram GALAXIS within a few minutes due to simple menu control. The conversion of the planning tem-plate into a surgical guide with guiding sleeves is done by SICAT (Fig. 11) within eleven work days.

Abb. 3 Die weitere, prothetisch orientierte Ausrichtung der Implantatkörper unter Beachtung der anatomischen Gegebenheiten erfolgt mit der Programmoberfläche „implantatausgerichtet“.

Fig. 3: The further, prosthetically oriented alignment of the implant bodies taking into account the anatomical conditions is done in the surface “implant oriented”.

Abb. 4: Die Programmoberfläche „MPR/Radiologie“ stellt den Datensatz in den drei konventionellen Haupt-schichten axial, frontal und sagittal dar.

Fig. 4: The program surface “MPR/Radiology” represents the dataset in the three conventional main sections axial, frontal and sagittal.


FührungsschabloneFür die Fertigung der Führungsschablone durch

SICAT ist die Verwendung einer Aufbissplatte (SICAT) bei der DVT-Aufnahme notwendig (Abb. 5). Diese gewährleistet im späteren Arbeitsprozess die Orientierung der CNC-Fräse bei der Bohrung der Hülsenlöcher in die Schablone. Die Aufbissplatte wird okklusal auf der Planungsschablone (Abb. 6) oder mithilfe des scanbaren Bissregistriermaterials Futar Scan (Kettenbach, D-Eschenburg) direkt auf den Patientenzähnen fixiert (Abb. 7 bis 9).

Bei der Verwendung von Futar Scan entfällt die Anfertigung einer Planungsschablone. Scan und Konstruktion mittels CEREC (Sirona) für die virtuelle Prothetikplanung (in Abb. 10 blau markiert) und de-ren Überlagerung mit den DVT-Daten für die Implan-tationsplanung (Abb. 10) ist jedoch unumgänglich. Ist die Implantationsplanung abgeschlossen, können aus dem Programm GALAXIS die notwendigen Daten für die Hülsenbohrung in wenigen Minuten über eine ein-fache Menüsteuerung auf eine CD gebrannt werden. Die Umarbeitung der Planungsschablone in eine Füh-rungsschablone mit den Führungshülsen durch SICAT (Abb. 11) erfolgt mit diesen Daten innerhalb von elf Werktagen.

Implantatbettaufbereitung und InsertionDas CAMLOG Guide System umfasst ein Einhül-

sensystem, bei dem alle Bohrschritte (Abb. 12) und die Implantation (Abb. 13) über dieselbe Hülse er-folgen. Ermöglicht wird dies durch eine zylindrische

Preparation of the implant bed and place-mentThe CAMLOG Guide System is a single sleeve

system in which all drilling steps (Fig. 12) and implant placement (Fig. 13) take place via the same sleeve.

Abb. 7: DVT-Planungsschablone mit Titanröhrchen und bariumsulfatmarkierten Kronenanteilen.

Fig. 7: CBCT planning template with titanium tubes and coronal areas marked with barium sulfate.

Abb. 8: Intraorale Registrierung mit Bissregistriermate-rial und Aufbissplatte.

Fig. 8: Intraoral registration with bite registration mate-rial and bite plate.

Abb. 9: Ansicht der Aufbissplatte mit Registrierung.

Fig. 9: View of the bite plate with registration.

Abb. 5: Aufbissplatte von SICAT.

Fig. 5: Bite plate by SICAT.

Abb. 6: Implantationspla-nungsschablone mit einer Aufbissplatte von SICAT.

Fig. 6: Implant planning template with a bite plate by SICAT.


Führung unterhalb des Bohrerschafts, der exakt auf die Hülsenmasse abgestimmt ist. Ebenso erfolgt die Implantatinsertion, bei der eine zylindrische Führung auf dem Implantat über eine Einbringhilfe mit Ratsche das kontrollierte Einschrauben des Implantats solange erlaubt, bis es auf der Hülse aufsitzt und der Vorgang damit gestoppt wird. Damit ist die zuvor im DVT ge-plante Implantatposition in allen drei Raumrichtungen erreicht (Abb. 14).

This is enabled by a cylindrical guide below the drill shaft which is exactly adjusted to the sleeve mass. Implant placement follows in the same way. Here, a cylindrical guide on the implant allows controlled screwing of the implant via a seating instrument with a ratchet. As soon as it rests on the sleeve the proce-dure is stopped. With it, the implant position planned previously in the CBCT device is achieved in all three spatial directions (Fig. 14).

Abb. 11: Operationsschablone in situ.

Fig. 11: Surgical template in situ.

Abb. 12: Geführte Implantatbettauf-bereitung über die Operationsscha-blone.

Fig. 12: Guided preparation of the implant bed via the surgical template.

Abb. 10: Implantationsplanung: Die Ausrichtung der Implantate folgt streng der prothetischen Planung mit Einzelkronen, die zuvor nach dem CEREC-Verfahren konstruiert wurden.

Fig. 10: Implant planning: the orientation of the implants strictly follows the prosthetic plan with single crowns which have been designed before using the CEREC pro-cedure.

Abb. 13: Einbringen und Einschrauben des Implantats über die Implanta-tionsschiene.

Fig. 13: Placement and screwing-in of the implant via the implant template.

Abb. 14: Implantationsergebnis: Das operative Ergebnis weicht mit weniger als 0,5 mm nur geringfügig von der Implantationsplanung (siehe Abb. 10) ab.

Fig. 14: Result of the implantation: With 0.5 mm, the ope-rative result only minimally deviates from the implant plan (see Fig. 10).


Auswertung

Zur Ermittlung der Genauigkeit der tatsäch-lichen Implantatposition gegenüber der geplanten Implantatposition wurde die Implantationsplanung (Abb. 15) mit dem Kontroll-DVT nach der Operati-on (Abb. 16) überlagert und die vorhandenen Abwei-chungen gemessen. Standardmäßig wurden die Ab-weichungen am Implantathals (mesio-distale Distanz), Implantatapex (mesio-distale und cranio-caudale Di-stanz) in Millimetern sowie die Abweichung der Im-plantatachse in ° gemessen. Um einen ausreichenden Sitz der Führungsschablone während der Operation zu gewährleisten, wurden in die Untersuchung nur einseitige Freiendsituationen ab dem Eckzahn oder Schaltlückensituationen einbezogen.

Ergebnisse

Bei 14 Patienten wurden 32 Implantate inseriert. Zwei Patienten erhielten sechs Implantate im Schalt-lückenbereich. Die übrigen Implantationen erfolgten in Freiendsituationen. Die mittlere mesio-distale Ab-weichung am Implantatapex liegt mit 0,82 mm erwar-tungsgemäß über der am Implantathals mit 0,47 mm, die mittlere Implantatachsenabweichung bei 3,07°. Maximal wichen die Werte gegenüber der Planung um 0,91 mm am Implantathals und um 1,64 mm am Apex ab, bei einer maximalen Achsabweichung von 6,60°. Kein Implantat wurde mehr als 0,72 mm tief-er als geplant inseriert (Tab. 1). Klinisch betrachtet führte eine reduzierte Schablonenpassung intraope-rativ zu größeren Abweichungen. Keinen Einfluss auf die Genauigkeit hat die Implantationsregion. Implan-tate, die in distalen Regionen gesetzt wurden, zeigten

Evaluation

In order to identify the accuracy of the actual im-plant position compared to the planned position, the initial plan (Fig. 15) and the control radiograph after surgery (Fig. 16) were superimposed and the deviations measured. As standard, the deviations were measured at the implant neck (mesio-distal distance), the implant apex (mesio-distal and cranio-caudaldistance) in millime-ters and the deviation of the implant axes in °. To ensure a sufficient seating of the surgical guide during surgery only unilateral free-end gaps from the canine onwards or interdental space were included in the study.

Results

32 implants were placed in 14 patients. Two patients obtained six implants in interdental spaces. All other implants were placed in free-end gaps. The mean mesio-distal variation at the implant apex is 0.82 mm and thus, as expected, above the deviation at the implant neck with 0.47 mm, the mean implant axis deviation is 3.07°. The maximum deviation com-pared to the plan was 0.91 mm at the implant neck and 1.64 mm at the apex with a maximal axis devia-tion of 6.60°. Not a single implant was placed more than 0.72 mm deeper than intended (Table 1).

From a clinical viewpoint, a reduced fit of the template lead to greater deviations during surgery.

Abb. 15: Planungsergebnis aus den Abbildungen 2 bis 4.

Fig. 15: Planning result of the figures 2 to 4.

Abb. 16: Implantationsergebnis: Zur Bestimmung der Planungsgenauigkeit werden die DVT-Datensätze vor und nach der OP überlagert und Abweichungen der geplanten von der tatsächlichen Implantatposition registriert.

Fig. 16: Result of the implantation: In order to determine the planning accuracy, the CBCT datasets before and after implant placement are superimposed and the de-viations of the intended and the actual implant position registered.


keine größere Abweichung gegenüber der Planungs-situation als mesial gesetzte.

Diskussion

Die Risikoeinschätzung von Röntgenaufnahmen im dentalen Bereich wird durch unterschiedliche Defini-tionen des Dosisbegriffes und unterschiedliche Ermitt-lung der organspezifisch wirksamen Dosis erschwert. Ein direkter Vergleich der Daten aus der Literatur ist deshalb ausgesprochen schwierig[18]. Das letale Risiko für zahnmedizinische indizierte Röntgenaufnahmen be-trägt in Deutschland in etwa 1 : 5.000.000[19, 20]. Dabei sind die fortlaufenden Empfehlungen der ICRP von 1990, 2005 und 2007 zur Berechnung der Effektivdosis aufgrund veränderter Gewebe-Wichtungsfaktoren der Organe zu berücksichtigen[21]. Für das DVT GALILEOS Compact mit einer Feldgröße von 12 cm x 15 cm x 15 cm – Darstellung von Ober- und Unterkiefer bis in etwa zur Schädelbasis – wird vom Hersteller eine nach ICRP 2007 effektive Dosis zwischen 12 µSv und 46 µSv angegeben. In der Literatur finden sich Werte nach ICRP 2007 zwischen 68 µSv[6] und 37 µSv sowie bei Ausblenden eines Kiefers von 33 µSv für den Un-ter- und 30 µSv für den Oberkiefer[7]. Damit liegen die effektiven Dosen für das GALILEOS Compact deutlich unter den Werten anderer vergleichbarer DVT-Ge-räte[6, 7] und im Vergleich zum Panoramic Plus DS nur in etwa doppelt bis dreifach so hoch. In Anbetracht des deutlich größeren Informationsgehalts der drei-dimensionalen Darstellung gegenüber dem OPG und dem vergleichbar niedrigen Strahlenrisiko kann unter Beachtung der Richtlinie S1 der DGZMK[9] das DVT in der Implantologie empfohlen werden.

Zentrale Frage hierbei ist, mit welcher Genauigkeit das DVT eine Vermessung zwischen zwei anatomischen

Abweichung / deviation mesio-distal axial

Implantathals / implant neck

Implantatapex / implant apex

Implantatapex / implant apex

Implantatachse / implant axis

Mittelwert / average 0,47 mm 0,82 mm -0,25 mm 3,07°

Standardabweichung / standard deviation 0,22 mm 0,40 mm 0,55 mm 1,87°

max. Wert / max. value 0,91 mm 1,64 mm 0,72 mm 6,60°

min. Wert / min. value 0,07 mm 0,11 mm -1,32 mm 0,11°

The implant region does not have an impact on the accuracy. Implants placed in the distal region did not show a larger deviation than implants placed in the mesial region.

Discussion

The risk assessment of radiographic images in the dental field is complicated by different definitions of the term dose and different ways to define the effec-tive dose depending on the organ. Therefore, a direct comparison of data from the literature is very diffi-cult[18]. The lethal risk for dental indicated radiographs in Germany is approximately 1 : 5,000,000[19, 20]. At this the continuous recommendations of the ICRP of 1990, 2005 and 2007 for the calculation of the effective dose based on altered tissue-weighting factors of organs should be respected[21]. For the CBCT unit GALILEOS Compact with a field of view of 12 cm x 15 cm x 15 cm – representation of mandible and maxilla approximate-ly up to the base of the skull – according to ICRP 2007, an effective dose between 12 µSv and 46 µSv is indi-cated by the manufacturer. In the literature, values be-tween 68 µSv[6] and 37 µSv as well as – if only one jaw is represented – 33 µSv for the mandible and 30 µSv for the maxilla[7] are found according to ICRP 2007. With this, the effective doses for GALILEOS Compact lie significantly below the values of comparable CBCT devices[6, 7] and compared to the Panoramic Plus DS merely two or three times as high. Considering the significantly higher information content of the three-dimensional representation compared with the OPG and the comparatively lower radiation risk, CBCT is recommendable in implantology in compliance with the Directive S1 of DGZMK[9].

Hereby, the central question is with which accu-racy CBCT enables a measurement between two an-atomical points. For CBCT maximum relative errors

Tab. 1: Die Abweichungen bei den Implantationen waren minimal.

Table 1: Only minimal deviations during implantation were detected.


Punkten ermöglicht. Für das DVT werden maximale relative Fehler zwischen 3 % und 8 % angegeben, z. B. liegt der Messfehler bei einem 10 Millimeter-Implantat zwischen 0,3 und 0,8 mm[22, 23]. Andere Ergebnisse be-stätigen weitgehend diese Angaben, zeigen aber einen Unterschied zwischen der Genauigkeit bei Messungen im Oberkiefer (mittlere Abweichung: -0,25 mm; max. Abweichung: -1,2 mm bis +0,2 mm) und Unterkiefer (mittlere Abweichung: +0,18 mm; max. Abweichung: -0,25 mm bis +0,25 mm)[8]. Die Messwertabweichung im CT (-0,23 mm) und DVT (-0,24 mm) unterscheiden sich dabei kaum, beide aber gegenüber der des OPG (+2,61 mm) erheblich. Damit eignet sich das OPG für Implantationsplanungen in kritischen Bereichen nicht.

Die Genauigkeit von Implantationsplanungen im Modellversuch zeigen unter Verwendung von kon-ventionellen Schablonen eine Abweichung im Apex-bereich von über 2 mm[24] im Gegensatz zu unter 1 mm bei Führungsschablonen[24-26]. Bei einer 13 mm langen und 3,75 mm breiten Fixtur fand sich eine horizontale Abweichung von 0,21-0,99 mm crestal und 0,34-0,14 mm apikal sowie eine vertikale Abwei-chung von 0,25-0,20 mm apikal[17]. Erfolgen nur die ersten beiden Bohrungen geführt (2 Millimeter- und 2,3 Millimeter-Bohrer), aber die weiteren freihändig, vergrößern sich die Abweichungen erheblich. Sie betrugen bezogen auf das Niveau der Implantatplatt-form 1,32 mm ± 0,56 mm beziehungsweise an der Implantatspitze 1,59 mm ± 0,67 mm und in den Im-plantatachsen zwischen geplanter sowie tatsächlicher Ausrichtung der Implantate 5,69° ± 3,1°[27]. Bei voll-ständiger Bohr- und Implantationsführung zeigen sich die geringsten Abweichungen. Die genauesten Ergeb-nisse werden damit über vollständige Führung aller Bohrvorgänge und der Implantation erzielt.

Die unterschiedliche Genauigkeit von Implanta-tionsplanungen in vivo bei Freihandimplantation und der Implantation mit Führungsschablonen sind mit denen aus den Modellversuchen vergleichbar. Auch hier werden unter vollständiger Führung deutlich bes-sere Ergebnisse als bei Freihand erzielt. So liegt die Abweichung mit Führungsschablone am Implantathals bei 0,9 mm (0-4,5 mm) sowie am Implantatapex bei 0,6 mm (0-2,7 mm) bei einer Achsabweichung von 4,2° (0,0-10,0°) und damit niedriger als bei der Freihan-dimplantation[15,14]. Mit stereolithografisch hergestell-

between 3% and 8% are stated, the measurement inaccuracy for a 10 mm implant, for example, is be-tween 0.3 mm and 0.8 mm[22, 23]. Other results largely confirm these data, however, the specifications re-veal a difference between the accuracy of mea-surement in the maxilla (mean deviation: -0.25 mm; max. deviation: -1.2 mm to +0.2 mm) and the man-dible (mean deviation: +0.18 mm; max. deviation: -0.25 mm to +0.25 mm)[8]. The measurement error in CT (-0.23 mm) und DVT (-0.24 mm) is very simi-lar. However, they both differ significantly from the error measured for OPG (+2.61 mm). Thus, OPG is not suited for implant planning in critical areas.

The accuracy of cases of implant planning in the model experiment reveal a deviation in the apical area of more than 2 mm[24] if conventional templates are used, while only 1 mm is found for surgical guides[24-26]. In a fixture with 13 mm length and 3.75 mm width, a horizontal deviation of 0.21-0.99 mm in the crestal area and 0.34-0.14 mm apically as well as a vertical de-viation of 0.25-0.20 mm in the apical area was found[17]. If only the first two drillings are guided (2 mm and 2.3 mm drills), while all other drillings are free-handed, the deviation is increased significantly. At the level of the implant platform, they were 1.32 mm ± 0.56 mm and 1.59 mm ± 0.67 mm at the tip of the implant. The deviation in the implant axes was 5.69° ± 3.1°[27] be-tween intended and actual orientation of the implants. If the complete drilling and implant placement process was guided the lowest deviations occurred. The most exact results are achieved by complete guidance of all drilling procedures and the implantation. The differing accuracy of implant planning procedures in vivo in the case of freehand implantation and implantation using surgical guides is comparable to that revealed in the model experiments. Here, too, considerably better re-sults are achieved in cases of complete guidance than for freehand work. For example, the deviation with a surgical guide is 0.9 mm (0-4.5 mm) at the implant neck and 0.6 mm (0-2.7 mm) at the implant apex with an axial deviation of 4.2° (0.0-10.0°), which is lower than the values for freehand implantation[15, 14]. With stereolithographic CAD/CAM surgical guides, a de-viation of +1.04 mm to -0.56 mm at the implant neck and +1.57 mm to -0.97 mm at the apex was measured in the maxilla as well as +1.42 mm to -1.05 mm and +1.44 mm to -1.03 mm respectively in the mandible [16].


Dr. Dr. med. Jörg SchlieperHamburg, Deutschland / Germany

n Studium der Medizin und Zahn-medizin n Promotionen 1989, 1990 und 1997 n 1994 Facharzt für Mund-Kiefer-Gesichtschirurgie n 1995 Nie-derlassung in Hamburg-Nierendorf / Belegarzt Bereich Kiefer- und Plastische Gesichtschirurgie und Implantologie, Facharztklinik Hamburg n seit 2000 leitender Arzt, Klinik ABC Bogen, Hamburg

n Arbeitsschwerpunkte: zahnärztliche Implanto-logie, funktionell-ästhetische Septorhinoplastik, zahnärztliche Schlafmedizin n Vortragstätigkeit, mehrere Veröffentlichungen und Patente

ten CAD/CAM-Führungschablonen werden Abwei-chungen am Implantathals von +1,04 mm bis -0,56 mm und am Apex von +1,57 mm bis -0,97 mm in der Ma-xilla sowie +1,42 mm bis -1,05 mm beziehungsweise +1,44 mm bis -1,03 mm in der Mandibula gemessen[16]. Die Abweichungen liegen damit unterhalb der mit laborgefertigten Führungsschablonen zu erzielenden Genauigkeit. Die Abweichungen aus der vorliegenden Untersuchung liegen somit unter diesen Werten.

Schlussfolgerung

Mit GALILEOS Compact, der GALAXIS 3D-Diagnosesoftware und dem Programm GALILEOS Implant, der Schablonenherstellung von SICAT und dem CAMLOG Guide System steht ein praxisreifes, aufeinander abgestimmtes System zur Implantati-onsplanung sowie kontrollierten und vollständig ge-führten Implantation zur Verfügung. Das Instrumen-tarium des CAMLOG Guide System reduziert sich dank der Einhülsentechnik auf wenige Komponenten und bleibt damit für den Implantologen überschaubar und ergonomisch. Die Genauigkeit, mit der Implan-tationsplanungen auf Basis eines DVT so operativ umgesetzt werden können (Tab. 1), liegt über den Ergebnissen aus der Literatur[28]. n

Das Literaturverzeichnis steht in der Rubrik In-halte > Aktuelle Ausgabe unter www.ddn-online.net mit dem Beitrag zum Download bereit.

Thus, the deviations are below the accuracy that can be achieved with surgical guides manufactured in the laboratory. Consequently, the deviations revealed in the present study are below these values.

Conclusion

With GALILEOS Compact, the diagnostic soft-ware GALAXIS 3D and the program GALILEOS Implant, the production of a template by SICAT and the CAMLOG Guide System a system is available and ready for practice that consists of adjusted component for implant planning and completely guided implanta-tion. The equipment of the CAMLOG Guide System is reduced to very few components thanks to the single sleeve technique and thus is manageable and ergonom-ic for the surgeon. The accuracy of the implementation of implant plans based on CBCT during surgery (Ta-ble 1) is better than the results in the literature[28]. n

The bibliography can be downloaded with the complete article at www.ddn-online.net in the col-umn Content > Current issue.

n Vorstandsmitglied in mehreren nationalen Fachgesellschaften

n Studies of medicine and dentistry n Confer-ral of doctorate 1989, 1990 and 1997 n 1994 Specialist for oral and Maxillofacial Surgery

n 1995 set up practice in Hamburg-Nieren-dorf / Attending physician in the field of maxillofacial and facial plastic surgery and im-plantology, Facharztklinik Hamburg, Germany

n since 2000 medical director, Klinik ABC Bogen, Hamburg, Germany n Fields of activity: dental implantology, functional esthetic septo-rhinoplasty, dental sleep medicine

n lecturer, several publications and patents board member in several national professio-nal associations

Kontakt / [email protected]

Auch online unter: www.ddn-online.net

autor / author genauigkeit schablonengestützter status ...enced by the type of device used as well...

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