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Dynamische Navigationssysteme (DNS) bieten dem Bediener Echtzeit-Visualisierung und -Führung während der Vorbereitung endodontischer Zugangshohlräume. Die Planung des Eingriffs erfordert eine dreidimensionale Bildgebung mittels Kegelstrahl-Computertomographie und Oberflächenscans. Nach dem Export der Planungsdaten in das DNS können Zutrittshohlräume mit minimalem Eingriff vorbereitet werden.
Bei Zähnen mit Pulpakanalverkalkung (PCC) und apikaler Pathologie oder Pulpitis kann die Wurzelkanalbehandlung sehr herausfordernd sein. PCC sind häufige Folgeerscheinungen von Zahntraumata, können aber auch bei Reizen wie Karies, Bruxismus oder nach einer Restauration auftreten. Um im Falle einer notwendigen Wurzelkanalbehandlung möglichst minimalinvasiv auf den Wurzelkanal zugreifen zu können, wurde in der Endodontie jüngst neben der statischen Navigation auch die dynamische Navigation eingeführt. Die Verwendung eines dynamischen Navigationssystems (DNS) erfordert eine präoperative Kegelstrahl-Computertomographie (DVT) und einen digitalen Oberflächenscan. Falls erforderlich, müssen vor dem DVT-Scan Referenzmarker auf den Zähnen angebracht werden; Bei einigen Systemen können diese auch nachträglich digital geplant und erstellt werden. Mittels einer Stereokamera, die mit der Planungssoftware verbunden ist, kann der Bohrer nun mit Hilfe von Referenzmarkern und virtueller Planung koordiniert werden. Dadurch kann die Position des Bohrers während der Vorbereitung in verschiedenen Ebenen in Echtzeit auf dem Monitor angezeigt werden. Darüber hinaus werden die räumliche Verschiebung, die Winkelabweichung und die Tiefenposition separat angezeigt. Die wenigen kommerziell erhältlichen DNS bestehen meist aus relativ großen Kamera-Marker-Systemen. Hier enthält das DNS miniaturisierte Komponenten: eine Low-Weight-Kamera (97 g), die über einen herstellerspezifischen Verbindungsmechanismus auf dem Mikromotor des elektrischen Handstücks montiert ist, und einen kleinen Marker (10 mm x 15 mm), der einfach an einem individuell gefertigten intraoralen Tray befestigt werden kann. Zu Forschungszwecken kann ein postoperativer DVT-Scan mit dem präoperativen abgeglichen werden, und das Volumen der entfernten Zahnstruktur kann von der Software berechnet werden. Diese Arbeit zielt darauf ab, die Technik der geführten Zugangshohlraumvorbereitung mittels eines miniaturisierten Navigationssystems von der Bildgebung bis zur klinischen Umsetzung vorzustellen.
In der nicht-chirurgischen endodontischen Behandlung ist die Vorbereitung einer adäquaten Zugangshöhle der erste invasive Schritt1. Zähne, die einer Pulpakanalverkalkung (PCC) unterzogen wurden, sind schwierig und zeitaufwendig zu behandeln2, was zu mehr iatrogenen Fehlern wie Perforationen führt, die für die Prognose des Zahnes entscheidend sein können3. PCC ist ein Prozess, der nach einem Zahntrauma 4,5 und als Reaktion auf Reize wie Karies, restaurative Verfahren oder lebenswichtige Pulpatherapie6 beobachtet werden kann, was zu einer Verlagerung der Wurzelkanalöffnung in Richtung Spitze führt. Im Allgemeinen ist PCC ein Zeichen für lebenswichtige Pulpa, und eine Behandlung ist nur angezeigt, wenn klinische und/oder radiologische Anzeichen einer pulpalen oder apikalen Pathologie auftreten. Je apikaler sich die Öffnung des verbleibenden Wurzelkanalraums befindet, desto schwieriger werden räumliche Orientierung und Beleuchtung auch für einen Facharzt für Endodontie und mit zusätzlichen Geräten, z.B. Operationsmikroskopen.
Neben der statischen Navigation7, einem vorlagenbasierten Ansatz, der einen Bohrer zum Zielpunkt führt, wurden dynamische Navigationssysteme (DNS) auch als geeignet für die Vorbereitung endodontischer Zugangshohlräume 8,9,10,11,12,13,14,15 beschrieben. . DNS besteht aus einem Kamera-Marker-Computer-System, in dem ein rotierendes Instrument (z. B. Diamantbohrer) erkannt und seine Position im Mund des Patienten in Echtzeit visualisiert wird, um dem Bediener eine Anleitung zu geben. Die wenigen kommerziell erhältlichen Systeme sind mit relativ großen extraoralen Markersystemen und großen Kamerageräten ausgestattet. Kürzlich wurde ein miniaturisiertes System, bestehend aus einer Low-Weight-Kamera (97 g) und einem kleinen intraoralen Marker (10 mm x 15 mm), für die endodontische Zugangshohlraumvorbereitungbeschrieben 8. Diese Arbeit zielt darauf ab, die Technik der geführten Zugangshohlraumvorbereitung mittels dieses miniaturisierten dynamischen Navigationssystems von der Bildgebung bis zur klinischen Umsetzung vorzustellen. Zu Forschungszwecken ist eine Behandlungsevaluation (Bestimmung des Substanzverlustes durch Zugangshohlraumpräparation) nach postoperativer DVT möglich und wird ebenfalls in diesem Artikel vorgestellt.
Eine Genehmigung oder Zustimmung zur Durchführung dieser Studie war nicht erforderlich, da die Verwendung von Patientendaten nicht anwendbar ist.
1. Planungsverfahren
2. Vorbereitung des Zugangshohlraums
3. Bewertung der Behandlung
Abbildung 7A zeigt die okklusale Ansicht einer präparierten endodontischen Zugangskavität in einem Modell-Zentralschneidezahn mit Hilfe des DNS. Abbildung 7B zeigt den zugehörigen DVT-Scan in sagittaler Ansicht. Die postoperative Segmentierung wird dann mit den präoperativen DVT-Daten abgeglichen (Abbildung 7C). Prä- und postoperative 3D-Modelle werden abgeglichen (Abbildung 7D) und das prä- (412,12 mm 3) und postoperative (405,09 mm 3) Volumen kann von der Planungssoftware automatisch berechnet und in mm3 angezeigt werden (Abbildung 8). Daher beträgt das Volumen des Substanzverlustes 7,03mm3. Der absolute Wert des Substanzverlustes an sich ist nicht von großer Bedeutung. Substanzverlustwerte für verschiedene Ansätze (z. B. konventionelle Zugangshohlraumvorbereitung versus DNS oder Vergleich verschiedener DNS) sollten verglichen werden, und signifikante Unterschiede im Volumen des Substanzverlusts geben an, welche Technik den am wenigsten invasiven Ansatz bietet.
Abbildung 1: Messung der Dichte der Zähne und der Umgebungsluft. Mittelwert der Messwerte. (Pfeil: Dichtemessgerät). Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.
Abbildung 2: 3D-Rekonstruktion und Segmentierung. (A) 3D-Rekonstruktion präoperativer DVT-Daten. Der untere Schwellenwert wird an den berechneten Wert angepasst. (B) Die Segmentierung wurde mit dem Flutfüllwerkzeug durchgeführt. Die Segmentierung wurde "Zähne" (Farbe weiß) genannt. (C) Wählen Sie Ihre Segmentierung als Registrierungsobjekt. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.
Abbildung 3: Abgleich von DVT- und Oberflächenscandaten. Überprüfen Sie alle Ebenen auf korrekte Ausrichtung und schließen Sie die Registrierung ab. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.
Abbildung 4: Zugangshohlraumplanung und Trayherstellung . (A) Der Bohrer wird virtuell an der Wurzelkanalöffnung platziert und bietet einen geradlinigen Zugang. (B) Die Markerschale wird auf den Zahnbogen gelegt. (C) Die Markerschale wurde so konzipiert, dass sie auf die Zahnoberfläche passt. Es ist jetzt bereit, exportiert und 3D-gedruckt zu werden. (D) Der Marker wurde in das 3D-gedruckte Markerfach gelegt. Nun wird die Markerschale auf den Zahnbogen gelegt und ihre Passform überprüft. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.
Abbildung 5: Bur-Registrierung und Echtzeit-Visualisierung durch das DNS . (A) Die Bur-Registrierung wird mit dem zugehörigen Tool durchgeführt. (B) Die korrekte Registrierung wird vor Beginn der Behandlung überprüft. Der Bohrer wird an einer markanten anatomischen Landmarke (hier Inzisalrand) platziert. Die vom DNS angezeigte Position sollte genau gleich sein. (C) Anzeige der DNS-Ansicht während der Vorbereitung des Zugriffshohlraums. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.
Abbildung 6: Einzelzahnsegmentierung zur Volumenbestimmung . (A) Die 3D-Rekonstruktion von DVT-Daten zeigt, dass Zähne aufgrund von proximalen Kontakten verbunden sind. Zwei manuelle Segmentierungsgrenzen werden gezeichnet, um eine einzelne Zahnsegmentierung zu ermöglichen. Hier: Frontalansicht. (B) Seitenansicht. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.
Abbildung 7: Abgleich von post- und präoperativen Daten . (A) Okklusionsansicht einer endodontischen Zugangskavität, die mit Hilfe eines DNS durchgeführt wurde. (B) Postoperative DVT-Daten in sagittaler Sicht. Beachten Sie den geradlinigen Zugang zum Wurzelkanalraum. (C) Die postoperative Segmentierung des Zahnes (rote Farbe) wird mit den präoperativen DVT-Daten (blaue Farbe) abgeglichen. (D) 3D-Modelle, die aus den Segmentierungsdaten generiert werden, werden abgeglichen und zeigen eine gute Übereinstimmung. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.
Abbildung 8: Volumenberechnung . (A) Für das präoperative 3D-Modell des Zahnes ist die Planungssoftware in der Lage, das Volumen in mm3 zu berechnen. (B) Volumenbestimmung für das 3D-Modell des Zahnes nach der Vorbereitung des Zugangshohlraums. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.
Mehrere Studien und Fallberichte haben die Machbarkeit der Guidance Access Cavity Preparation in der Endodontie7 gezeigt. Die Navigation mit Schablonen und Hülsen zur Bohrerführung (statische Navigation) wurde als präzise und sichere Methode zum Zugang zu verkalkten Wurzelkanälen beschrieben. Außerdem erwies sich die Methode als unabhängig vom Grad der klinischen Erfahrung des Operateurs16 und bot die Möglichkeit, Zähne mit fortgeschrittenem PCC ohne das Risiko eines großen Verlusts der Zahnstruktur oder iatrogener Fehler wie Perforationen zu behandeln.
Wenn eine Wurzelkanalbehandlung von Seitenzähnen mit fortgeschrittenem PCC indiziert ist, kann die statische Navigation mit Schablonen und Bohrern aufgrund des reduzierten interokklusalen Raums schwierig werden, insbesondere bei Patienten mit einer reduzierten Mundöffnung7. Eine kürzlich durchgeführte Untersuchung ergab, dass Abweichungen zwischen geplanten und durchgeführten Zugangshohlräumen bei Molaren signifikant höher waren als bei Prämolaren oder Frontzähnen17, was vermutlich auf Störungen des Kopfes des Handstücks und der gegenüberliegenden Zähne zurückzuführen war. Ein ärmelloser Template-basierter Ansatz wurde in einem aktuellen Fallbericht als Alternative zu dem meist verwendeten Sleeve-haltigen System beschrieben und zeigte zufriedenstellende Ergebnisse18.
DNS liefern Echtzeitinformationen über die räumliche und winklige Abweichung zwischen der geplanten und der tatsächlichen Position des Bohrers, der für die Vorbereitung des Zugangshohlraums verwendet wird, und somit besteht keine Notwendigkeit für eine Schablone und deren potenziell reduzierte Praktikabilität in Situationen mit reduziertem interokklusalen Raum. Daher bietet DNS interoperative Flexibilität, da die Richtung der Zugriffshohlraumvorbereitung angepasst werden kann, was nicht der Fall ist, wenn ein statischer Navigationsansatz (vorlagenbasiert) verwendet wird.
Im Allgemeinen sollte der Einsatz der geführten Endodontie auf Zähne mit fortgeschrittener Verkalkung beschränkt werden, bei denen ein herkömmliches Zugangshohlraumpräparat mit dem Risiko iatrogener Fehler behaftet ist, einschließlich Wurzelperforation und damit bedrohlicher Zahnerhaltung, da der Einsatz ionisierender Strahlung (DVT) für die 3D-Planung erforderlich ist. Die Verwendung von DVT in der Endodontie sollte den aktuellen wissenschaftlichen Empfehlungen entsprechen19. Bei der Generierung der DVT-Bilddaten reduziert eine Konfiguration mit einem eingeschränkten Sichtfeld (FOV) die Strahlendosis. Die Visualisierung von stark verkalkten Wurzelkanälen kann durch eine reduzierte Voxelgröße ermöglicht werden, was eine genaue virtuelle 3D-Planung ermöglicht.
Auch die Kosten für die Durchführung einer geführten Zugangshohlraumvorbereitung sind im Vergleich zur herkömmlichen Technik höher. Bisher sind nur wenige DNS auf dem Markt verfügbar, was zu hohen Anschaffungsgebühren führt. Die statisch geführte Navigation ist jedoch auch mit zusätzlichen Kosten verbunden (Schablonenherstellungsprozess, Hülsen, Bohrer).
Die in der Literatur vorgestellten Ergebnisse für die Genauigkeit von DNS in der nicht-chirurgischen endodontischen Behandlung sind sehr vielversprechend. Die wenigen verfügbaren Systeme bestehen jedoch aus sperrigen und extraoralen Markern, die den Patienten- und Bedienkomfort während des Eingriffs verringern können. Hier verwendet das verwendete DNS miniaturisierte Komponenten, um diese Nachteile zu vermeiden. Mehrere Studien in der oralen Implantologie20,21,22,23 und eine Untersuchung zur endodontischen Zugangshohlraumvorbereitung8 zeigten die Machbarkeit dieses bestimmten DNS und dass es eine mögliche Alternative zur vorlagenbasierten statischen Navigation werden könnte.
Quellen für Ungenauigkeiten bei der Verwendung eines DNS können möglicherweise durch Planungsfehler entstehen. Zum Beispiel sind Vollbogen-Oberflächenscans für Intraoralscanner immer noch eine Herausforderung24,25 und daher können lokale Abweichungen im Oberflächenscan auftreten und die Genauigkeit des Abgleichs mit den DVT-Daten beeinträchtigen.
Auch für die dynamische Navigation ist die Qualität und Passform der Markerablage entscheidend. Je nach Herstellungsverfahren kann der Materialverzug26 zu Abweichungen zwischen der tatsächlichen Position und der angezeigten Position des Bohrers führen. Geometrisch betrachtet erhöht sich die Abweichung bei einer Verzerrung, wenn der Winkel zwischen Kamera und Marker eher stumpf ist. Daher sollte bei der Planung dieses speziellen DNS in Betracht gezogen werden, die Markerablage in einer Position zu platzieren, die einen ziemlich rechten Winkel zwischen der Kamera und der Markeroberfläche bietet. Dennoch wurden in einer In-vitro-Studie keine signifikanten Unterschiede zwischen verschiedenen Arten der Markerpositionierung (kontralateral/ipsilateral) gefunden23.
Bei der Durchführung volumetrischer Messungen prä- und postoperativer Bedingungen zur Bestimmung des Zahnstrukturverlustes ist es entscheidend, die gleichen DVT-Parameter zu verwenden und die gleichen HU-Schwellenwerte festzulegen27. Wenn eine manuelle Zeichnung von Segmentierungsgrenzen erforderlich ist (in Fällen mit proximalen Kontakten), um eine einzelne Zahnsegmentierung durchzuführen, können Ungenauigkeiten auftreten, da die Grenzen subjektiv gezeichnet werden. In der Literatur wurden komplexere Segmentierungsoperationen beschrieben, um die Segmentierungsprozesse von Zähnen mit proximalen Kontakten zu automatisieren28,29. Dennoch sind Ungenauigkeiten aufgrund manueller Segmentierungsgrenzen in Fällen mit proximalen Kontakten im Verhältnis zum Volumen des Substanzverlustes vernachlässigbar.
Alle Autoren erklären, dass sie keine Interessenkonflikte haben.
Nichts.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Accuitomo 170 | Morita Manufacturing | NA | CBCT machine |
coDiagnostiX | Dental Wings Inc | Version 10.4 | Planning software, which is mainly intended for implant surgery. Endodontic access cavities can be planned by adding the utlized bur to the implant database |
DENACAM | mininavident | NA | Dynamic Nagivation System, consisting of (1) camera, which is mounted to an electric handpiece, (2) marker, (3)computer and screen, (4) associated software |
TRIOS 3 | 3Shape A/S | NA | Surface scanner |
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