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Methodenartikel

Kamerabasierte Augmented-Reality-Navigation zur Unterstützung der Extraktion impaktierter überzähliger Zähne

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DOI:

10.3791/73393

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8. September 2026

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1Department of Oral and Maxillofacial Surgery, The Affiliated Stomatology Hospital, Kunming Medical University, 2Yunnan Key Laboratory of Stomatology, School of Stomatology, Kunming Medical University, 3School of Computer Science & Engineering, Central South University, 4Digital Center of Stomatology, The Affiliated Stomatology Hospital, Kunming Medical University

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Hier schlagen wir einen auf einer Stereokamera basierenden Ansatz der erweiterten Realität (AR) mit markerloser Registrierung zur Unterstützung beim Entfernen eingeschlossener überzähliger Zähne vor. Dieser Arbeitsablauf bietet visuelle Unterstützung bei der Lokalisation eingeschlossener überzähliger Zähne und könnte als praktikable zusätzliche Methode für den klinischen Einsatz dienen.

Zusammenfassung

Die chirurgische Entfernung tief sitzender überzähliger Zähne ist aufgrund ihrer verborgenen Lage und der Nähe zu lebenswichtigen Strukturen wie Zahnanlagen und Nerven ein anspruchsvolles pädiatrisches Verfahren. Herkömmliche manuelle Methoden basieren häufig auf subjektiven, mentalen Rekonstruktionen aus 3D-Bilddaten, was zu übermäßiger Knochenentfernung und iatrogenen Verletzungen führen kann. Diese Studie stellt einen standardisierten Protokollansatz vor, der ein kamerabasiertes 3D-AR-Navigationssystem zur Unterstützung bei der Lokalisation überzähliger, retentionierter Zähne verwendet. Ein digitaler Workflow wurde etabliert, indem präoperative Daten der Kegelstrahlcomputertomographie (CBCT) mit intraoralen Scans kombiniert wurden, um einen patientenspezifischen virtuellen Plan zu erstellen. Während des Eingriffs erfasst eine hochauflösende Kamera das Operationsfeld, und das virtuelle Modell des retentionierten, überzähligen Zahns wird über das Live-Kamerabild, das auf dem Computerbildschirm angezeigt wird, gelegt, wodurch eine visuelle Referenz für die unterstützte Lokalisation bereitgestellt wird. Die AR-Navigationsanzeige ermöglicht es Chirurgen, die Transparenz verschiedener Gewebeschichten anzupassen, um die innere Sichtbarkeit zu verbessern, und die Bildregistrierung über eine einstellbare Vertrauensschwelle für die Lokalisation zu optimieren. Darüber hinaus ermöglicht das System, die Anzeige nach Erreichen der genauesten Ausrichtung zu fixieren, wodurch während kritischer Manöver visuelle Stabilität gewährleistet wird. Dieses Protokoll wurde an einem klinischen Fall mit einem Patienten mit tief sitzendem, überzähligem Zahn demonstriert. Das vorläufige Ergebnis zeigte, dass das System eine intuitive räumliche Orientierungshilfe für die unterstützte Lokalisation des retentionierten, überzähligen Zahns bot. Der Workflow erwies sich als klinisch durchführbar, und es traten keine intraoperativen Komplikationen wie Schädigungen benachbarter Zahnwurzeln auf. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die kamerabasierte AR-Navigation eine mögliche ergänzende Methode zu konventionellen Techniken bei der assistierten Entfernung retentionierter, überzähliger Zähne darstellen kann. Durch die Echtzeitvisualisierung innerer Strukturen sowie interaktive Steuerung von Registrierung und Transparenz unterstützt dieses Protokoll die klinische Einführung digitaler Innovationen bei komplexen zahnärztlichen Eingriffen im Kindesalter.

Einleitung

Supranumeräre Zähne sind Zähne, die die normale Zahlanzahl im Gebiss überschreiten. Sie stellen eine häufige entwicklungsbedingte zahnärztliche Anomalie dar und können auch als orale Manifestation bestimmter Syndrome auftreten. Klinisch werden supranumeräre Zähne am häufigsten im Bereich der vorderen Oberkieferregion beobachtet. Einige supranumeräre Zähne stellen lediglich eine Erhöhung der Zahlanzahl dar und können asymptomatisch bleiben; sie können jedoch auch Komplikationen verursachen, darunter eine abnormale Durchbruchsbewegung benachbarter Zähne, Wurzelresorption, Unregelmäßigkeiten des Zahnhalbbogens und Zystenbildung1,2. Daher ist in der Regel eine chirurgische Entfernung erforderlich, wenn supranumeräre Zähne den Durchbruch bleibender Zähne beeinträchtigen, ein Risiko für Komplikationen darstellen oder die weitere Behandlungsplanung beeinflussen.

Eine frühzeitige Diagnose und rechtzeitige Intervention sind für das Management von Überzahlzähnen von grundlegender Bedeutung. Der Zeitpunkt der Intervention und die Wahl des chirurgischen Vorgehens hängen eng mit der räumlichen Position des Überzahlzahns zusammen. Obwohl der optimale Zeitpunkt für die Entfernung umstritten bleibt, bevorzugen viele Kliniker eine frühe Intervention bei Fällen, bei denen bereits die Durchbruchsbewegung eines bleibenden Zahns beeinträchtigt ist oder eine potenzielle Gefahr von Komplikationen besteht3,4. Die Wahl der chirurgischen Technik hängt weitgehend von klinischen und radiologischen Untersuchungen ab. Die Kegelstrahlcomputertomographie (CBCT) wird vor der Entfernung von Überzahlzähnen häufig eingesetzt, da sie eine dreidimensionale (3D) Beurteilung der Anzahl, Position, Wurzelmorphologie sowie der räumlichen Beziehung der Überzahlzähne zu den umgebenden anatomischen Strukturen ermöglicht. Diese Informationen helfen dabei, den genauen Ort des Zahns, seine labiale oder palatinale Lage, den Grad der knöchernen Einbettung sowie das geeignete chirurgische Vorgehen zu bestimmen2,5.

Derzeit beruht die herkömmliche manuelle Entfernung hauptsächlich auf der räumlichen Interpretation präoperativer Bilder durch den Chirurgen und einer auf Erfahrung basierenden Lokalisation. Fehler bei der Lokalisation können zu übermäßiger Knochenentfernung und sogar zu Schäden an benachbarten Zahnwurzeln oder wichtigen anatomischen Strukturen führen3,6. Mit der Entwicklung minimalinvasiver Konzepte und Fortschritten in der Digitaltechnologie wurden 3D-gedruckte individuelle Schablonen, dynamische Navigation, gemischte Realität und robotergestützte Techniken zur Entfernung komplexer Retentionszähne oder überzähliger Zähne eingesetzt7,8,9,10. Diese Techniken haben das Potenzial gezeigt, die Lokalisation zu verbessern, die Operationsdauer zu verkürzen und den Knochenverlust zu reduzieren. Allerdings weisen diese Techniken auch Grenzen auf. 3D-gedruckte individuelle Schablonen erfordern in der Regel einen präoperativen Entwurf, Modellverarbeitung, Schablonendruck und Nachbearbeitung, was die Vorbereitungszeit und die Komplexität des Arbeitsablaufs erhöhen kann. In primären Krankenhäusern oder Einrichtungen mit begrenzter Ausrüstung hängt die Herstellung der Schablonen oft von externen Bearbeitungszentren ab, was die Vorbereitungszeit weiter verlängern kann. Dynamische Navigationssysteme und robotergestützte Systeme benötigen in der Regel zusätzliche Verfolgungseinrichtungen und Registrierungsverfahren. Im begrenzten intraoralen Operationsraum können diese Systeme die Komplexität der Geräteanordnung und chirurgischen Handhabung erhöhen und möglicherweise das Sichtfeld des Chirurgen sowie die Instrumentenführung beeinträchtigen. Obwohl die gemischte Realität ein hohes Visualisierungspotenzial bietet, bleiben die Genauigkeit der Registrierung von virtuellen und realen Bildern sowie die Stabilität der dynamischen Verfolgung wichtige Faktoren, die ihre klinische Anwendung einschränken. Zudem könnten die hohen Kosten der Ausrüstung und die lange Einarbeitungszeit dieser Technologien ihre breite Anwendung bei der ambulanten Entfernung retinierter überzähliger Zähne begrenzen.

Um diese Einschränkungen zu überwinden, verwendet die in diesem Protokoll beschriebene AR-Methode eine vergleichsweise einfache Hardware-Konfiguration, die hauptsächlich aus einem Computer, einer Stereokamera und AR-Navigationssoftware besteht. Die AR-Technologie wurde bereits vorläufig in zahn-, mund- und kieferchirurgischen Eingriffen angewandt, darunter odontogene Zystektomie, Einsetzen von Dentalimplantaten, kieferorthopädische Chirurgie, Traumaversorgung im Kiefer- und Gesichtsbereich sowie die Entfernung von eingeschobenen dritten Molaren, und hat Potenzial für die intraoperative Visualisierung und räumliche Lokalisation gezeigt11,12,13,14,15,16. Daher schlägt dieses Protokoll eine auf einer Stereokamera basierende, markerlose, registrierungsbasierte AR-Methode zur Unterstützung bei der Entfernung von überzähligen Zähnen vor. Präoperativ werden CBCT-Daten und intraorale Scandaten zur 3D-Rekonstruktion erfasst. Die digitalen Modelle des überzähligen Zahns und der benachbarten Zähne werden rekonstruiert und in das AR-Navigationssystem importiert. Intraoperativ erfasst die Stereokamera das Operationsfeld in Echtzeit. Das System führt eine markerlose Registrierung basierend auf der Zahnform durch, und das virtuelle Modell des überzähligen Zahns wird über das Live-Kamerabild, das auf dem Bildschirm angezeigt wird, gelegt, wodurch eine visuelle intraoperative Referenz für die Lokalisation bereitgestellt wird. Dieser Arbeitsablauf eignet sich besonders für tief eingeschobene überzählige Zähne, bei denen die Lokalisation mittels konventioneller manueller Chirurgie als schwierig erwartet wird.

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Protokoll

Das hier beschriebene Verfahren wurde genehmigt und in Übereinstimmung mit den Richtlinien des Ethik-Komitees für Humorforschung des Angegliederten Instituts für Zahnmedizin der Kunming Medical University, Kunming, China (Genehmigungsnummer: KYKQ2025MEC0077) durchgeführt. Die schriftliche Einwilligung des Patienten und ihres gesetzlichen Vertreters zur Nutzung und Veröffentlichung der klinischen und intraoperativen Bilder wurde eingeholt.

1. Instrumentenvorbereitung

  1. Bereiten Sie sterile Instrumente für die Zahnextraktion vor.
  2. Bereiten Sie die AR-Ausrüstung vor, einschließlich eines Laptop-Computers und einer hochauflösenden Kamera, die über USB 3.0 mit dem Computer verbunden ist.

2. Präoperative Bildgebung und Patientenvorbereitung (Abbildung 1)

  1. Führen Sie eine präoperative hochauflösende, auf CBCT basierende 3D-Rekonstruktion durch, wobei insbesondere die Position des eingeschlossenen Überzahlzahns im Oberkiefer sowie dessen räumliche Beziehung zu den benachbarten Zahnwurzeln und dem nasopalatinalen neurovaskulären Bündel zu beachten ist.
    ANMERKUNG: CBCT-Aufnahmeparameter: New Tom 3G; Messfeld: 153,60 mm x 153,60 mm; Matrixgröße: 512 x 512 Pixel; Voxelgröße: 0,300 mm; Röhrenspannung: 110 kVp; Röhrenstrom: 3 mA.
    1. Exportieren Sie den CBCT-Datensatz im DICOM-Format (Digital Imaging and Communications in Medicine) aus der CBCT-Software.
    2. Öffnen Sie Mimics Medical 21.0, im Folgenden als 3D-Rekonstruktionssoftware bezeichnet. Klicken Sie auf Datei > Neues Projekt, importieren Sie den DICOM-Datensatz des Patienten und klicken Sie auf Weiter > Öffnen.
    3. Klicken Sie auf Segmentieren > Neue Maske. Wählen Sie unter Vordefinierte Schwellenwert-Sets die Option Knochen (CT) aus und passen Sie den Schwellenwertbereich mithilfe des Schiebereglers an. Legen Sie in diesem Fall den Mindestwert auf 570 HU und den Maximalwert auf 3071 HU fest. Erzeugen Sie eine Maske, die kraniofaziale Skelettdaten enthält (als Maxilla benannt).
    4. Klicken Sie auf Segmentieren > Maske zuschneiden, ziehen Sie den Auswahlrahmen, um den Bereich auf den Oberkiefer zu begrenzen, und klicken Sie auf OK.
    5. Klicken Sie auf Segmentieren > Masken bearbeiten, wählen Sie im Popup-Fenster Löschen aus und entfernen Sie die mandibulären Zähne, die mit den maxillären Zähnen in den zweidimensionalen und 3D-Ansichten in Kontakt stehen. Erhalten Sie so den Oberkiefer und die maxilläre Zahnreihe.
    6. Rekonstruieren Sie den Überzahlzahn und die benachbarten Zähne. Klicken Sie auf Neue Maske, wählen Sie Enamel (CT, Child) unter Vordefinierte Schwellenwert-Sets aus und klicken Sie auf OK, um die Zahndaten des Patienten zu erhalten.
    7. Klicken Sie auf Segmentieren > Masken bearbeiten, wählen Sie im Popup-Fenster Löschen aus und entfernen Sie die überflüssigen Zähne, sodass nur der eingeschlossene Überzahlzahn im Wurzelbereich des rechten oberen Schneidezahns verbleibt.
    8. Klicken Sie auf Segmentieren > Masken bearbeiten und Mehrfach-Schnitt-Bearbeitung, um die Maske des Überzahlzahns zu verfeinern.
    9. Wählen Sie die Masken von Maxilla und Überzahlzahn aus, klicken Sie mit der rechten Maustaste und dann auf Teil berechnen, um die entsprechenden 3D-Objekte zu erzeugen.
  2. Erfassen und reparieren Sie die intraorale Scan-Daten des Patienten (Abbildung 2A).
    1. Kalibrieren Sie vor dem Scannen den intraoralen 3D-Scanner mithilfe des Kalibriermoduls in der Scan-Software gemäß den Herstelleranweisungen. Erfassen Sie den intraoralen Zahnscan mithilfe eines intraoralen 3D-Scanners (Scan-Geschwindigkeit: 20 Bilder/s; Einzelzahn-Genauigkeit: ≤0,01 mm; Scan-Tiefe: <22 mm) und exportieren Sie die Scan-Daten im STL-Format.
    2. Öffnen Sie Geomagic Wrap 2021 (im Folgenden als Software zur 3D-Scandatenverarbeitung bezeichnet).
    3. Klicken Sie auf Datei > Öffnen, wählen Sie die STL-Datei der Oberkiefer-Zahnscan-Daten aus und klicken Sie auf Öffnen.
    4. Wählen Sie im Einheiten-Auswahlfenster Millimeter aus und klicken Sie auf OK.
    5. Klicken Sie auf Beschneiden > Mit Kurve beschneiden, um überflüssige und unregelmäßige ungültige Daten am Rand des Scans zu entfernen.
    6. Klicken Sie auf Polygone > Einzelnes Loch füllen > Flach > Brücke, um das Modell zu schließen.
    7. Klicken Sie auf Mesh Doctor > Anwenden > OK, um das Modell zu reparieren.
    8. Klicken Sie auf Speichern und wählen Sie STL als Dateityp aus.

3. Registrierung der 3D-Scandaten mit den aus der CBCT-Datensammlung rekonstruierten Daten

  1. Klicken Sie in der 3D-Rekonstruktionssoftware auf Importieren > STL und importieren Sie die reparierte STL-Datei des intraoralen Scanmodells.
  2. Klicken Sie auf Ausrichten > Punktregistrierung und wählen Sie entsprechende reproduzierbare Landmarken sowohl am intraoralen Scanmodell als auch am aus der CBCT-Datenaufnahme abgeleiteten Zahnmodell aus. Für die anfängliche Punktregistrierung sind mindestens vier nicht kollineare Punkte erforderlich; sechs Punkte werden empfohlen, um die Stabilität der Registrierung zu verbessern. Wählen Sie beispielsweise die mesioinzisalen Winkelpunkte der oberen Schneidezähne, die Eckzahnspitzen sowie entweder die mesiobukkalen Molarenspitzen oder die Zentralgruben der oberen ersten Molaren auf beiden Seiten. Klicken Sie auf OK, um das initial registrierte Modell zu erhalten.
  3. Klicken Sie unter „Objekte“ auf Konturen sichtbar, um die Registrierungsqualität in den axialen, sagittalen und koronalen Ebenen zu überprüfen. Eine zufriedenstellende Registrierung liegt vor, wenn die Zahnbogenkonturen des intraoralen Scanmodells und des aus der CBCT-Datenaufnahme abgeleiteten Zahnmodells in den zweidimensionalen Ansichten nahezu vollständig visuell übereinstimmen, ohne erkennbare translatorische oder rotationelle Abweichungen. Falls Abweichungen festgestellt werden, passen Sie das Modell an, indem Sie auf Neupositionieren > Mit Maus verschieben und Mit Maus drehen klicken, um das endgültig registrierte Modell zu erhalten.
  4. Klicken Sie auf Datei > Exportieren > Binäres STL > Teil, wählen Sie das Modell des eingeschlossenen Überzahlzahns und das registrierte intraorale Scanmodell aus und klicken Sie auf Hinzufügen > Fertig stellen.

4. Isolation der Daten des vorderen Gebisses zur Erkennung (Abbildung 2B)

  1. Öffnen Sie die Software zur Verarbeitung von 3D-Scandaten.
  2. Klicken Sie auf Datei > Öffnen, wählen Sie die STL-Datei mit den Scandaten des Oberkiefergebisses aus und klicken Sie auf Öffnen.
  3. Wählen Sie im Fenster zur Einheitenauswahl Millimeter aus und klicken Sie auf OK.
  4. Klicken Sie auf Beschneiden > Mit Kurve beschneiden. Klicken Sie nacheinander entlang des Zahnfleischsaums, um den Kronenabschnitt der oberen Frontzähne von Eckzahn zu Eckzahn zu umreißen, und klicken Sie anschließend auf Anwenden > OK.
  5. Wählen Sie im Modell-Manager den nicht-frontalen Kronenabschnitt aus, klicken Sie mit der rechten Maustaste und wählen Sie Löschen.
  6. Klicken Sie auf Polygone > Einzelnen Bereich füllen > Flach > Verbinden. Wählen Sie die grüne Begrenzungslinie aus, halten Sie die linke Maustaste gedrückt, ziehen Sie mit der Maus und markieren Sie die gegenüberliegende Begrenzung, um das Verbinden abzuschließen.
  7. Klicken Sie auf Alles füllen > Anwenden > OK, um die Modellabschlussbearbeitung abzuschließen.
  8. Klicken Sie auf Mesh-Doktor > Anwenden > OK, um die Modellreparatur abzuschließen.
  9. Klicken Sie auf Speichern und wählen Sie STL als Dateiformat aus.

5. Start der AR-Navigation

HINWEIS: Eine Intel RealSense D415-Kamera wurde ausschließlich zur Erfassung von RGB-Bildern mit 1080p und 30 Bildern pro Sekunde verwendet; ihre Tiefensensorik wurde nicht für die Verfolgung oder Registrierung genutzt. Die Kamerakalibrierungsparameter wurden während der Softwareentwicklung vordefiniert und für die AR-Registrierung verwendet. Bei späteren Anwendungen war keine zusätzliche Kalibrierung erforderlich. In diesem System erfolgte die Registrierung mithilfe des patientenspezifischen dreidimensionalen Modells der Frontzähne als Zahnmarkierung. Das System verglich die projizierte Kontur und geometrischen Merkmale dieses 3D-Modells mit der Frontzahnregion des Patienten in der Live-RGB-Kameraansicht. Nach der automatischen Registrierung wurde das virtuelle Modell des zusätzlichen Zahns entsprechend seiner präoperativ definierten räumlichen Beziehung zum Frontzahnmodell dargestellt.

  1. Öffnen Sie die AR-Software.
  2. Klicken Sie auf STL importieren, wählen Sie das Modell des betroffenen überzähligen Zahns und das Modell der vorderen Zahnreihe aus, die in den vorherigen Schritten exportiert wurden, klicken Sie auf OK und anschließend auf Projekt speichern.

6. Präoperative Vorbereitung

  1. Legen Sie den Patienten in Rückenlage und stellen Sie den Zahnarztstuhl in die chirurgische Position ein.
  2. Desinfizieren Sie die intraoralen und extraoralen Bereiche mit 0,5% Povidon-Iod.
  3. Bedecken Sie Kopf, Gesicht und Hals mit sterilen Tüchern, wobei nur der Bereich von der Nasenspitze bis zum submentalen Punkt freigelegt bleibt.
  4. Führen Sie eine lokale Infiltrationsanästhesie an der bukkalen und palatinalen Schleimhaut des Operationsgebiets durch, indem Sie etwa 1,7 mL 4%iges Articainhydrochlorid mit Adrenalin 1:100.000 verwenden, das 68 mg Articainhydrochlorid und 17 µg Epinephrinbitartrat enthält.
  5. Bedecken Sie das Kameradatenkabel und die Miniaturhalterung mit einer sterilen Hülle. Halten Sie die Kamera während der Bildaufnahme mindestens 30 cm vom sterilen Operationsfeld entfernt.

7. Etablierung des chirurgischen Zugangs unter AR-Unterstützung

HINWEIS: Führen Sie das Verfahren mit einem Team durch, das aus einem erfahrenen Facharzt für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie mit Erfahrung in AR-Technologie, einem chirurgischen Assistenten und einem AR-Operationstechniker besteht.

  1. Ziehen Sie die Oberlippe mit einem Retraktor und einem Mundspiegel zurück, um das chirurgische Feld freizulegen.
  2. Öffnen Sie die AR-Software und die Projektdatei. Wählen Sie das Modell der Frontzähne und verwenden Sie es als Registrierungsmarker. Klicken Sie auf Virtuell und Navigation > Kamera-AR-Navigation, und wählen Sie dann die Kamera aus, um die AR-Navigationsoberfläche aufzurufen.
  3. Nachdem das Navigationsmodul erfolgreich aktiviert wurde, zeigt die Navigationsoberfläche die Live-Kameraansicht an. Die Kontur des Registrierungsmarkers erscheint in der Bildschirmmitte. Da sich die Kamera in einem bestimmten Abstand und Winkel zum chirurgischen Feld befindet, passen Sie manuell Größe und Ausrichtung der Marker-Kontur an, sodass sie mit der Zahnkontur in der Kameraansicht übereinstimmt. Dieser Schritt dient nur einer vorläufigen Ausrichtung; die endgültige Registrierung wird automatisch in Schritt 7.4 abgeschlossen.
  4. Wenn die Zuverlässigkeit von Merkmalsabgleich und Lokalisierung den voreingestellten Schwellenwert (0,7) erreicht, schließt das System die Registrierung automatisch ab. Der Merkmalsabgleich bezieht sich auf die Übereinstimmung zwischen der projizierten Kontur und den geometrischen Merkmalen des patientenspezifischen dreidimensionalen Modells der Frontzähne sowie den sichtbaren Frontzähnen in der Live-RGB-Kameraansicht.
    ANMERKUNG: Die Lokalisierungsvertrauenswürdigkeit beschreibt die softwareseitig geschätzte Zuverlässigkeit der räumlichen Lokalisierung des Zahnmarkers in der Kameraansicht. Der Schwellenwert von 0,7 repräsentiert die voreingestellte Mindestqualität der Verfolgung, die für die Annahme einer automatischen Registrierung erforderlich ist. Eine Registrierung galt erst dann als erfolgreich, wenn sowohl der Merkmalsabgleich als auch die Lokalisierungsvertrauenswürdigkeit diesen Schwellenwert erreichten. Dieser Schwellenwert wurde basierend auf wiederholten Vorversuchen gewählt, um eine Balance zwischen schneller Erkennung und stabiler AR-Überlagerung zu erreichen, entspricht jedoch nicht einer quantitativ gemessenen chirurgischen Lokalisierungsgenauigkeit.
  5. Nach der Registrierung wechselt die Farbe der Zahnmarkerkontur von rot auf grün. Gemäß der präoperativ definierten räumlichen Beziehung wird das virtuelle Modell des überzähligen Zahns auf das Live-Kamerabild überlagert und auf dem Bildschirm angezeigt. Die angezeigte Position des virtuellen Zahnmodells markiert zu diesem Zeitpunkt den Ort des eingeschobenen überzähligen Zahns.
  6. Passen Sie den Kamerawinkel an, um eine optimale Ansicht des virtuellen Modells als intraoperativen Referenzpunkt zu erhalten. Beim langsamen Drehen der Kamera verändert sich die relative Ansicht zwischen Kamera und Zahnmarkerkontur. Da die räumliche Beziehung zwischen dem Modell des überzähligen Zahns und dem Zahnmarkerkontur präoperativ definiert wurde, aktualisiert sich die Ansicht des virtuellen überzähligen Zahnmodells auf dem Bildschirm entsprechend der Kameraansicht.
  7. Während des Eingriffs hält der AR-Operationsassistent die Kamera mithilfe einer Miniaturhalterung und passt kontinuierlich die Kameraposition so an, dass das chirurgische Feld im Oberkiefer-Frontzahnbereich mittig in der Kameraansicht liegt und die optische Achse der Kamera möglichst senkrecht zur Oberfläche des chirurgischen Feldes verläuft, um eine optimale operative Sicht zu gewährleisten.
  8. Passen Sie die Transparenz des virtuellen Modells des überzähligen Zahns so lange an, bis das Skalpell unter dem Modell in der AR-Navigationsansicht sichtbar ist. Der Chirurg kann die auf dem Bildschirm angezeigten Konturen des überlagerten virtuellen Modells nutzen, um die ungefähren Grenzen des tatsächlichen überzähligen Zahns abzuschätzen. Führen Sie dann einen etwa 1 cm langen labialen Schleimhautschnitt aus, der über der geschätzten Zervikalregion des überzähligen Zahns zentriert ist und dessen Orientierung ungefähr senkrecht zur langen Achse des überzähligen Zahns verläuft (Abbildung 3A). Heben Sie den Mukoperiostlappen an und legen Sie den Knochen über dem überzähligen Zahn frei.
  9. Wenn chirurgische Instrumente den Bereich der Zahnkennung häufig verdecken und die Echtzeit-AR-Navigation unterbrechen, aktivieren Sie die Bildfixierfunktion. Nachdem das virtuelle Modell auf das Live-Kamerabild überlagert wurde, fixieren Sie dessen Position relativ zu den realen anatomischen Strukturen und verwenden Sie die Bildschirmanzeige als intraoperative Referenz zur Lokalisierung des überzähligen Zahns.
    ANMERKUNG: Im vorliegenden Fall wurde die Bildfixierfunktion nicht verwendet, da die Echtzeit-AR-Navigation stabil blieb und intraoperativ nur minimale Störungen auftraten.

8. Freilegung und Entfernung des retinierten Überzahligen Zahns

  1. Unter AR-gestützter Lokalisation die Position und ungefähren Grenzen des tatsächlichen überzähligen Zahns anhand der auf dem Bildschirm angezeigten Konturen des virtuellen Modells identifizieren. Mit einem chirurgischen Handstück den Knochen über dem geschätzten Kronenbereich entfernen, bis die Krone des überzähligen Zahns freigelegt ist (Abbildung 3B,C).
  2. Nach der Freilegung des Zahns die anschließende Teilung und Extraktion unter direkter Sicht ohne weitere AR-Unterstützung durchführen.
  3. Mit dem chirurgischen Handstück die freigelegte Zahnhartsubstanz in mesiodistaler Richtung teilen, wodurch die Krone von der Wurzel getrennt wird und Widerstände beseitigt werden. Alternativ einen Zahnheber und eine Moskito-Pinzette verwenden, um Krone und Wurzel zu entfernen (Abbildung 3D,F).
  4. Den Zahnfachhohlraum mit einer Kürette abschaben, um sicherzustellen, dass kein dentales Follikelgewebe verbleibt.
  5. Den Zahnfachhohlraum mit steriler Kochsalzlösung spülen, um sicherzustellen, dass keine Zahnsplitter zurückbleiben (Abbildung 3E).
  6. Die Inzision mit nicht resorbierbaren 3-0-Nähten verschließen und durch Druck mit hämostatischem Mull eine Blutstillung erzielen.

9. Postoperative Versorgung

  1. Beobachten Sie den Patienten 1 Stunde nach der Operation und entlassen Sie den Patienten, wenn keine offensichtliche Wundblutung vorliegt. Erlauben Sie dem Patienten, 2 Stunden nach der Operation mit einer kalten Flüssigkeitskost zu beginnen, und wechseln Sie allmählich zu einer weichen Kost. Weisen Sie den Patienten an, die Mundhygiene im Operationsbereich streng einzuhalten.
  2. Verschreiben Sie orale Amoxicillin-Kapseln, 0,5 g zweimal täglich für 3 Tage, zur postoperativen Infektionsprophylaxe. Weisen Sie den Patienten an, eine 0,3-g-Ibuprofen-Kapsel nach Bedarf bei postoperativen Schmerzen einzunehmen.
  3. Entfernen Sie die Nähte 1 Woche nach der Operation. Weisen Sie den Patienten an, auf Wundblutungen, Schmerzen oder Beschwerden zu achten, und bei Auftreten dieser Symptome unverzüglich medizinische Hilfe in Anspruch zu nehmen.

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Ergebnisse

Eine 17-jährige Patientin unterzog sich während einer kieferorthopädischen Beratung einer CBCT-Untersuchung, die zwei retinierte Überzahlzähne im Bereich der vorderen Oberkieferregion zeigte. Nach Beurteilung durch den Kieferorthopäden wurde die Entfernung der beiden Überzahlzähne sowie eines zurückgehaltenen Milchzahns empfohlen. Die intraorale Untersuchung zeigte den zurückgehaltenen Milchzahn, während keiner der Überzahlzähne in die Mundhöhle durchgebrochen war. Die CBCT-Aufnahme zeigte einen invertierten Überzahlzahn...

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Diskussion

Überzählige Zähne sind eine häufige entwicklungsbedingte zahnärztliche Anomalie und können zu Komplikationen wie einer abnormen Durchbruchsbewegung benachbarter Zähne, Wurzelresorption, Zahnkieferverschiebungen und Zystenbildung führen. Bei überzähligen Zähnen, die den Durchbruch bleibender Zähne behindern, ein Risiko für Komplikationen darstellen oder die Planung einer anschließenden kieferorthopädischen Behandlung beeinträchtigen, ist in der Regel die chirurgische Entfernung die primäre Therapieoption. Überzählige Zähn...

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Offenlegungen

Die Autoren verwendeten DeepSeek ausschließlich zur Bearbeitung und Übersetzungshilfe in englischer Sprache. Der gesamte textliche Inhalt, der mithilfe von KI erstellt wurde, wurde von den Autoren überprüft und überarbeitet, die die volle Verantwortung für den endgültigen Inhalt des Manuskripts übernehmen.

Danksagungen

Diese Arbeit wurde unterstützt vom Team der Kunming Medical University für die Diagnose und Behandlung komplexer kraniofazialer Fehlbildungen (2024XKTDTS08), dem Forschungsprojekt des klinischen medizinischen Zentrums der Provinz Yunnan (2024YNLCYXZX0227, 2024YNLCYXZX0229), dem Klinischen Forschungszentrum für Mundkrankheiten der Provinz Yunnan (202505AJ310001), dem Förderplan für die Ausbildung hochqualifizierter Fachkräfte der Provinz Yunnan (YNWR-MY-2020-086) und dem Bildungs- und Lehrforschungsprojekt der Kunming Medical University (2026-JY-Z-18).

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
0,5 % Povidon-IodN/VN/VZur intraoralen und extraoralen Desinfektion vor der Operation verwendet.
3-0 nicht resorbierbare SeidennahtJohnson (Suzhou) Medical Devices
Co., Ltd.		Gewebenähte.
4 % Articainhydrochlorid mit EpinephrinZur Lokalanästhesie verwendet.
KameraIntal RealSenseD415Wird verwendet, um das Echtzeit-Sichtfeld zur Erkennung des Markers aufzuzeichnen.
CBCTQuantitative Radiology s.r.1.Verona, ItalyNew Tom 3GWird verwendet, um Bilder des Zahns und der umgebenden Strukturen aufzuzeichnen.
KüretteN/VN/VWird verwendet, um den Zahnextraktionssockel auszukürettieren und restliches Dentalfollikelgewebe zu entfernen.
ZahnliftN/VN/VWird verwendet, um den geteilten Kronen- und Wurzelanteil zu lockern und zu entfernen.
E3D CMFHunan Liuwei Jinghang Digital Technology Co., Ltd., Hunan, China.https://www.e3d-med.com/AR-Navigationssoftware.
Geomagic Wrap 20213D Systems CorporationVersion 2021Verarbeitung des intraoralen Scanmodells und Segmentierung der Frontzähne zur Verwendung als Registrierungsmarker.
BlutstillungstupferN/VN/VWird zur kompressiven Blutstillung nach der Wundnaht verwendet.
IntraoralscannerSHINING 3DAoralscan 3 CA3-C80046J04;https://www.shining3d.cn/Wird verwendet, um digitale Daten des Zahnbezugs zu erfassen.
J45-LED-ChirurgiehandstückGuangdong JINME Medical Technology Co., Ltd.45-TUP; https://www.jinmedental.cn/Entfernung des Knochens über dem überzähligen Zahn und Trennung der Krone von der Wurzel.
LaptopLenovo Group LimitedLegion Y7000 IRX9; Intel Core i7-13650HX CPU; NVIDIA GeForce RTX 4060 Laptop GPU, 8 GB GDDR6; 24 GB DDR5 RAM; 512 GB SSD.Ausführung der AR-Software.
MimicsMaterialiseVersion 21,0Wird für die dreidimensionale Rekonstruktion verwendet.
Sterile TücherN/VN/VWird verwendet, um Kopf, Gesicht und Hals abzudecken, wobei nur der Operationsbereich freigelegt bleibt.
Steriler SchlauchN/VN/VWird verwendet, um das Kameradatenkabel und die Miniaturhalterung während der intraoperativen Bildaufnahme abzudecken.
USB 3.0 KabelN/VN/VWird verwendet, um die Kamera zur Bildaufnahme mit dem Laptop zu verbinden.

Referenzen

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