Dynamische Navigation für die Platzierung von Zahnimplantaten
13. September 2022
Die dynamische computergestützte Implantatchirurgie (DCAIS) ist eine kontrollierte implantatchirurgische Platzierungsmethode, die ohne chirurgische Schablone mit optischer Kontrolle durchgeführt wird. Die intraoperative Echtzeitkontrolle von Bewegung und Position des chirurgischen Geräts vereinfacht den Eingriff und gibt dem Chirurgen mehr Freiheit, indem er eine ähnliche Präzision wie statische Navigationsmethoden bietet.
Digitale computergestützte Implantatsysteme ermöglichen eine objektivierte Instrumentensteuerung in Echtzeit in einem GPS-ähnlichen Rahmen. Die Position des Instruments während der Operation kann live auf einem dreidimensionalen Bild auf einem Monitor überwacht werden. Diese Technik ist präzise, minimalinvasiv, benötigt keine chirurgische Schablonenschablone und ist einfach in einem kleinen Mund anzuwenden.
Die Planung und Operation kann am selben Tag durchgeführt werden, und Änderungen sind während der Operation möglich. Es wird empfohlen, die Methode auf einem Zahnbild zu üben, bevor Sie es in einer Live-Situation verwenden. Das Verfahren wird von Tamas Huszar, einem Assistenzprofessor unserer Abteilung, demonstriert.
Beginnen Sie mit der Befestigung eines Radiopackungsclips an den Zähnen des Kieferknochens an der Behandlungsstelle mit Hilfe eines thermoplastischen Materials. Machen Sie eine Kegelstrahl-Computertomographie oder DVT-Untersuchung des Patienten mit einem markierten Clip im Mund. Planen Sie die Position des Implantats entsprechend der prothetischen Architektur mit der entsprechenden Software.
Registrieren Sie das Kopfstück, indem Sie das Handstückfutter und die rotierende Markerscheibe kalibrieren, die in das Handstück eingesetzt werden. Montieren Sie dann den Arm zwischen dem Patiententracker und dem beschrifteten Clip und kalibrieren Sie ihn. Um die Gerätekalibrierung zu überprüfen, befestigen Sie den beschrifteten Clip mit dem optischen Marker oder Tracker auf den Zähnen, an denen der Kiefer der Implantatplatzierung erfolgen wird.
Stellen Sie sicher, dass Sie den Clip an derselben Position einsetzen, die in der präoperativen DVT registriert ist. Berühren Sie dann die Metallkugeln des Clips mit dem Drehpunkt der Sonde, um den beschrifteten Clip zu kalibrieren. Um die navigierte Implantatplatzierung und Lokalanästhesie durchzuführen, messen Sie die Bohrerlänge und überprüfen Sie die visuelle Genauigkeit in Echtzeit.
Bestimmen Sie den Eintrittspunkt der Bohrung und erkunden Sie den Einsatzort ohne die Klappe. Als nächstes bohren Sie den Knochen mit dynamischer Navigationssteuerung. Nach dem Messen der Implantatlänge platzieren Sie das Implantat mit dem Handstück mit dem vom dynamischen Navigationssystem gesteuerten Tracker.
Verschließen Sie die Wunde mit einer 5/0 monofilen, nicht resorbierbaren Polypropylennaht oder fixieren Sie die vorgefertigte prothetische Arbeit. Erfassen Sie dann ein radiologisches Kontrollbild. Führen Sie eine DVT am Patienten ohne Clip im Mund durch.
Verwenden Sie eine geeignete Software, um die Position des Implantats entsprechend der prothetischen Architektur zu planen und das Gerät wie zuvor beschrieben zu kalibrieren. Um das System ohne beschrifteten Clip zu kalibrieren, übertragen Sie den Plan der chirurgischen Platzierung des Implantats in die Navigationssystemsoftware. Wählen Sie dann den Arbeitsbereich auf dem dreidimensionalen CT-Bild der Navigationssoftware aus.
Befestigen Sie den Tracker mit einem unbeschrifteten Clip auf den Zähnen oder, im Falle eines zahnlosen Kiefers, fixieren Sie einen speziellen Tracker-Haltearm. Wählen Sie dann mindestens drei typische anatomische Punkte auf einem 3D-CT-Bild des Navigationssystems aus. Identifizieren Sie die ausgewählten anatomischen Punkte im Mund, indem Sie sie mit einem Sondenwerkzeug berühren.
Führen Sie den Verfeinerungsvorgang an drei bis vier Bereichen durch, indem Sie mit einer Sonde auf die Oberfläche der anatomischen Struktur zeichnen. Setzen Sie das Implantat unter örtlicher Betäubung mit Navigation und messen Sie die Bohrerlänge. Überprüfen Sie die visuelle Genauigkeit des Zahns oder an der Oberfläche des Knochens in Echtzeit, bevor Sie den Bohrpunkt bestimmen und die Operationsstelle ohne die Klappe erkunden.
Bohren Sie den Knochen mit dynamischer Navigationssteuerung. Messen Sie die Implantatlänge, bevor Sie das Implantat mit dem Handstück einsetzen, das den dynamischen, navigationsgesteuerten Tracker trägt. Verschließen Sie die Wunde mit einer 5/0 monofilen, nicht resorbierbaren Polypropylennaht oder fixieren Sie die vorgefertigte prothetische Arbeit.
Starten Sie dann die radiologische Kontrollbildgebung. Die Daten aus der frühen Studie zeigten, dass es keine signifikante Korrelation zwischen der Plattform und der Winkelabweichung in buccolingual und mesiodistal Richtungen gab. Beim Vergleich der geplanten und endgültigen Position der Implantate erwies sich die Clip-Kalibrierungsmethode im Vergleich zur Tracerkalibrierungsmethode als genauer ohne signifikanten Unterschied.
Es ist wichtig, die Kontinuität der Kalibrierung und die Nachverfolgung des Verfahrens zu überprüfen. Das System meldet jede Fehlfunktion. Das Verfahren ermöglicht eine Reihe von verfolgten Zahnbehandlungen, wie z. B. Wurzelspitzenamputation, orthognathe Chirurgie, endodontische Verfahren oder komplizierte Weisheitszahnentfernung.
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Übersicht
Die dynamische computergestützte Implantatchirurgie (DCAIS) ist eine Methode zur Implantatplatzierung, die auf optischer Steuerung ohne chirurgische Schablone basiert. Diese Technik ermöglicht eine Echtzeit-Überwachung der Position des chirurgischen Instruments und erhöht so die Präzision und Flexibilität für den Chirurgen.
Wesentliche Studienkomponenten
Bereich der Wissenschaft
- Neurochirurgie
- Implantologie
- Computerunterstützte Chirurgie
Hintergrund
- DCAIS bietet einen GPS-ähnlichen Rahmen für chirurgische Eingriffe.
- Es ermöglicht die Echtzeitüberwachung der Instrumentenposition auf einem 3D-Bild.
- Die Methode ist minimalinvasiv und erfordert keine chirurgische Schablonenvorlage.
- Sie ist besonders nützlich in engen Bereichen, wie beispielsweise kleinen Mundhöhlen.
Zweck der Studie
- Um die Effektivität von DCAIS in Echtzeit-chirurgischen Anwendungen zu demonstrieren.
- Um die Vorteile der Planung und Durchführung der Operation am selben Tag hervorzuheben.
- Um die Möglichkeit zu betonen, das Verfahren während der Operation zu modifizieren.
Verwendete Methoden
- Objektivierte Echtzeit-Instrumentensteuerung.
- Live-Überwachung auf einer dreidimensionalen Anzeige.
- Übung anhand zahnärztlicher Bilder vor der Anwendung am Patienten.
- Demonstration durch einen erfahrenen wissenschaftlichen Oberassistenten.
Hauptergebnisse
- DCAIS vereinfacht den chirurgischen Eingriff und erhöht die Bewegungsfreiheit des Chirurgen.
- Es erreicht eine Genauigkeit, die den statischen Navigationsmethoden vergleichbar ist.
- Während des Eingriffs können Echtzeit-Anpassungen vorgenommen werden.
- Die Technik ist benutzerfreundlich und wirksam in engen anatomischen Bereichen.
Schlussfolgerungen
- DCAIS stellt einen bedeutenden Fortschritt in der Implantatchirurgie dar.
- Die Flexibilität und Präzision der Methode kann die chirurgischen Ergebnisse verbessern.
- Zur optimalen Anwendung wird eine weitere Schulung an zahnärztlichen Bildern empfohlen.
Häufig gestellte Fragen
Ausschlaggebende Bedeutung für die Industrie
Dynamische Navigationssysteme in der dentalen Implantologie ermöglichen die Echtzeit-Verfolgung von Instrumenten ohne chirurgische Schablonen und verbessern so die Präzision in engen anatomischen Bereichen. Dieser Ansatz unterstützt eine iterative Planung und intraoperative Anpassungen, verringert die Abhängigkeit von vorgefertigten Vorlagen und ermöglicht die Integration in Abläufe am selben Tag. Die Methode erhöht die prozedurale Flexibilität und Genauigkeit, die für die translationale Vorhersagbarkeit bei der Entwicklung navigierter Chirurgie entscheidend sind.
Strategische Anwendungen in der Biopharma-Forschung und -Entwicklung
Frühe Entdeckung und Zielvalidierung
- Wissenschaftlicher Wert: Ermöglicht die Hypothesenprüfung der Genauigkeit der Implantatpositionierung durch quantitative Abweichungsanalyse von Winkelung und Plattformverschiebung.
- Operativer Wert: Unterstützt den Vergleich von Kalibrierungsmethoden anhand von CBCT-basierten Metriken zur Bewertung der Verfolgungsgenauigkeit unter unterschiedlichen Markierungsbedingungen.
Screening und Assay-Entwicklung
- Wissenschaftlicher Wert: Erzeugt standardisierte postoperative Bilddatensätze zur Beurteilung der räumlichen Genauigkeit bei mehreren Implantatplatzierungen.
- Operativer Wert: Ermöglicht die Überprüfung der Reproduzierbarkeit durch Vergleich der geplanten mit den tatsächlichen Implantatpositionen mithilfe von Abweichungsmetriken und statistischer Analyse (Mittelwert, SD, SEM).
Translationale und präklinische Forschung
- Wissenschaftlicher Wert: Etabliert ein krankheitsbezogenes System zur Bewertung der navigationsgestützten Führung bei oralchirurgischen Eingriffen, einschließlich endodontischer und kieferorthopädischer Verfahren.
- Operativer Wert: Zeigt die Durchgängigkeit von der präoperativen Planung bis zur postoperativen Validierung auf und unterstützt so die risikoadjustierte Weiterentwicklung navigationsgestützter Techniken.
Pipeline- und Workflow-Integration
Die dynamische Navigation ist in den Kontinuum von der Entdeckung bis zur Translation eingebettet, indem sie iterative Zyklen für Design, Kalibrierung und Validierung geführter chirurgischer Instrumente ermöglicht und direkte Anwendbarkeit bei der Verbesserung präklinischer Modelle sowie der Korrelation von biomarkerassoziierten Ergebnissen bietet.
- Entdeckungsbiologie: Unterstützt die mechanistische Entrisikung durch Quantifizierung der Navigationsgenauigkeit mittels Winkel- und Längenabweichungsmetriken bei der Implantatplatzierung.
- Screening: Ermöglicht die wiederholbare, assayähnliche Überprüfung der Reproduzierbarkeit durch mehrfache Implantatplatzierungen mit Abweichungsanalyse unter kalibrierten und nicht kalibrierten Bedingungen.
- Analysen: Liefert quantitative Ergebnisse (Plattformabweichung in mm, Winkelabweichung in Grad), die einen statistischen Vergleich von Kalibriermethoden und der prozeduralen Konsistenz ermöglichen.
- Translationale Forschung: Knüpft an präoperative Planungs- und postoperative Validierungsabläufe an und unterstützt so die translationale Kontinuität bei der Entwicklung bildgeführter Eingriffe.
- Unternehmensweite Wiederverwendung: Positioniert das Navigationssystem als wiederverwendbare Plattform, die für mehrere zahnärztliche und kraniofaziale Verfahren über die Einzelimplantatplatzierung hinaus anpassbar ist.
Operative und unternehmerische Auswirkungen
- Wissenschaftlicher Wert: Verringert die mechanische Mehrdeutigkeit bei der Wechselwirkung zwischen Instrument und Gewebe, indem räumliches, objektiviertes Feedback in Echtzeit während der Osteotomie und Implantatinsertion bereitgestellt wird.
- Operativer Wert: Verbessert die Standardisierung und Skalierbarkeit durch kalibrierbare Arbeitsabläufe, die auf Clips oder Trackern basieren und die Notwendigkeit physischer chirurgischer Hilfsvorrichtungen überflüssig machen.
- Strategischer Wert: Steigert die Sicherheit bei der Entscheidungsfindung zur Einführung von Navigationssystemen, indem gezeigt wird, dass die Genauigkeit bei beschrifteten und unbeschrifteten Kalibrierungsmethoden vergleichbar ist.
- Portfolio-Wirkung: Ermöglicht eine risikoadjustierte Priorisierung computergestützter chirurgischer Werkzeuge basierend auf validierten Präzisionskennzahlen und der Anpassungsfähigkeit an verschiedene Eingriffe.
Durchführungsaspekte
- Benötigt Fachkenntnisse in optischen Trackingsystemen, CBCT-Bildregistrierung und Kalibrierung von Navigationssoftware.
- Setzt Instrumentierung voraus, darunter optische Marker, mit Trackern ausgestattete Handstücke und 3D-Visualisierungsdisplays.
- Erfordert eine standardisierte Zusammenarbeit zwischen Radiologie, chirurgischer Planung und Operationsteams zur konsistenten Koordinatenzuordnung.
- Beinhaltet Anpassungsüberlegungen für zahnlose im Vergleich zu zahntragenden anatomischen Trackern sowie variable Kiefermorphologien.
- Eingeschränkt durch die Notwendigkeit präoperativer Bildgebung und optischen Trackings mit Sichtlinie, die in komplexen chirurgischen Bereichen behindert sein kann.
Biopharma-Häufige Fragen
Chapters in this video
0:05
Introduction
0:59
The Traditional Workflow of Dynamic Navigation Systems
2:43
Dynamic Navigation Systems Using the Tracer Calibration Method (Not Labeled Method)
4:35
Results: Impact of Different Calibration Methods on the Accuracy of Dynamic Computer-Aided Implant Surgery (DCAIS)
5:02
Conclusion
