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Kieferorthopädie 02.12.2014

Digitaler Einstieg nach Maß

Digitaler Einstieg nach Maß

Durch FORESTADENTs Kooperation mit dem amerikanischen Anbieter Orchestrate Orthodontic Technologies wird Kieferorthopäden mit Accusmile® ein auf ihre jeweiligen Bedürfnisse abgestimmter und entsprechend der Praxisausstattung maßgeschneiderter Einstieg in die digitale Planung und Fertigung von Behandlungsapparaturen gewährleistet. Wie und in welchem Umfang der Behandler den angebotenen Service in Anspruch nimmt und wie groß letztlich der Anteil der in der Praxis verbleibenden Wertschöpfungskette ausfällt, bleibt dabei ihm überlassen.

Einleitung

Auch wenn es der ein oder andere Behandler in der Praxis noch immer nicht recht wahr haben möchte, die Zukunft der Kieferorthopädie ist digital. Daran besteht kein Zweifel. Was für den einen heute noch immer nur im Ansatz erkennbar sein mag, eröffnet dem anderen z.B. durch Einsatz digitaler Röntgentechnologien, Anwendung von Softwarelösungen zur Behandlungsplanung, etc. längst Einblicke in eine Welt völlig neuer Möglichkeiten. Ob die effektivere Strukturierung und Organisation von Behandlungsabläufen, die Verkürzung von Stuhl- und Therapiezeiten oder das Erreichen bestmöglicher Ergebnisse auf gleichbleibend hohem Niveau – sowohl Patienten als auch Praxen profitieren vom Einsatz digitaler Technologien. Insbesondere dann, wenn verschiedene Konzepte miteinander kombiniert und so ein noch effizienteres Netz geschaffen werden kann.

Individualisierte Behandlungsapparaturen sind dabei längst zu einem festen Bestandteil kieferorthopädischer Praxen geworden. Ob linguale oder labiale Multibracketsysteme, per Biegeroboter gefertigte Bögen oder Aligner – CAD/CAM-Anwendungen sind heute auch im Fachbereich Kieferorthopädie angekommen. Dabei ermöglichen mittels Intraoralscanner, Modell- und Abdruckscanner oder CBCT-Scanner gewonnene digitale Modellsituationen in Verbindung mit verschiedensten Softwarelösungen eine genaue Analyse, virtuelle Behandlungssimulation sowie Planung der kieferorthopädischen Therapie. Modernste 3-D-Druck- bzw. Steriolithografie-Verfahren realisieren anschließend das schichtweise Fertigen dreidimensionaler Modellvorlagen für die Herstellung der individualisierten Apparatur. Natürlich sind trotz aller Euphorie für die sich eröffnenden digitalen Möglichkeiten immer noch klinisches Know-how, Erfahrung und vor allem der kluge Menschenverstand gefragt. So wird kaum eine Praxis von heute auf morgen auf einen komplett digitalen Workflow umsteigen. Vielmehr gilt es, den sich immer weiter entwickelnden digitalen Markt wachsam zu beobachten und genau für sich abzuwägen, wo eine Investition aus heutiger Sicht Sinn macht oder wo das Risiko einer Fehlinvestition möglicherweise noch zu groß ist. Auch gilt es zu prüfen, inwieweit bewährte Behandlungsabläufe und analoge Fertigungstechniken durch digitale Innovationen sinnvoll ergänzt oder zweckdienliche Partnerschaften eingegangen werden können.

Digitaler Einstieg nach Maß

Kieferorthopäden, die einerseits gern die Vorteile der Digitaltechnik für ihre Behandlungen nutzen, jedoch andererseits das Risiko hoher Anschaffungs- und Unterhaltungskosten für 3-D-Scanner, 3-D-Drucker oder damit verbundene Verbrauchsmaterialien (noch) scheuen und das Tempo ihres Einstiegs in die digitale KFO lieber selbst bestimmen möchten, denen steht Accusmile® zur Verfügung.Von Kieferorthopäden für Kieferorthopäden entwickelt, bietet das von FORESTADENT in Zusammenarbeit mit Orchestrate Orthodontic Technologies angebotene System die digitale Planung und Fertigung von Behandlungsapparaturen wie Aligner, Retainer oder Positioner. Und das unabhängig davon, ob die Praxis über einen digitalen Scanner, Intraoralscanner oder 3-D-Drucker verfügt. Vielmehr können die einzelnen Arbeitsschritte bis zur fertigen Apparatur entweder komplett oder nur teilweise über den Anbieter realisiert werden. Dadurch kann genau bestimmt werden, bis zu welchem Prozentsatz digitale Technologien den Arbeitsalltag beeinflussen und wie groß letztlich der Anteil der Wertschöpfungskette ist, welcher in der eigenen Praxis verbleibt. Egal, für welche Variante sich der Behandler entscheidet, er behält von Anfang bis Ende die Kontrolle aller Prozesse und gibt sie zu keiner Zeit aus der Hand.

Workflow Accusmile®

Je nach Bedarf bzw. technischer Ausstattung der Praxis ist der Workflow von Accusmile® (Abb. 1) wie folgt. Die Praxis nimmt einen Abdruck und schickt die auf dessen Grundlage gefertigten OK/UK-Gipsmodelle an FORESTADENT, wo sie mithilfe eines 3-D-Scanners digitalisiert werden. Verfügt die Praxis über einen intraoralen Scanner, übermittelt sie hingegen nur den offenen STL-Datensatz. Das Gleiche gilt, wenn die Praxis selbst über einen 3-D-Modell- und Abdruckscanner verfügen sollte, mit dessen Hilfe sie die Abformung bzw. die Gipsmodelle praxisintern einscannen und die offenen STL-Daten erstellen kann. Beide Varianten bieten der Praxis nicht nur einen vereinfachten Workflow, sondern viele weitere Vorteile wie die digitale Datenarchivierung, eine erleichterte Kommunikation praxisintern sowie mit interdisziplinären Behandlungspartnern, ein geringeres Risiko von Beschädigungen beim Modelltransport usw. Mithilfe der Orchestrate 3D Software, welche die Praxis über FORESTADENT inklusive aller Schulungen erhält, geht es dann in die Behandlungsplanung. Auch hier kann der Kieferorthopäde entscheiden, ob er die weiteren Schritte der Prozesskette und somit die Wertschöpfung in seinen Händen behält oder diese an FORESTADENT überträgt. Bedient er die sehr nutzerfreundlich gestaltete Software selbst, sollte in jedem Fall eine Maus mit linker und rechter Maustaste sowie Mausrad vorhanden sein. Liegen die Rohdaten der Abformung von Ober- und Unterkiefer digital vor (Scans), werden diese in die Orchestrate 3D Software integriert (Abb. 2). Anschließend erfolgt im Bereich „Orientate“ die Ausrichtung des OK- bzw. UK- Modells (Abb. 3 bis 5) entsprechend der einzelnen Achsen im Koordinatensystem.

Jetzt erfolgt mithilfe von Schnittlinien und -ebenen das Beschneiden von Ober- und Unterkiefer, wodurch sich das Datenvolumen erheblich reduziert. Löcher bzw. fehlende Bereiche beim Gingivaübergang können dabei im Bereich „Fix Defects“ mithilfe der Software aufgefüllt und ausgeglichen werden (Abb. 6, 7).

Um das vorliegende digitale Modell als Grundlage einer virtuellen Behandlungsplanung verwenden bzw. in deren Rahmen die einzelnen Zähne bewegen zu können, müssen die jeweiligen Zahnkronen segmentiert und separiert werden. Hierfür werden im Bereich „Sectioning“ Zahn für Zahn Sägeschnitte angelegt und somit die einzelnen Zahnsegmente ausgeschnitten (Abb. 8). Ist die Segmentierung einer Zahnkrone erfolgt, färbt sich diese für eine bessere Orientierung in jeweils unterschiedlicher Farbe ein (Abb. 9). Auch kann das Modell optional mit entsprechenden Patientendaten beschriftet werden (Labeling) (Abb. 10). Abschließend werden zur Vervollständigung der Modelldatenaufbereitung und zur erleichterten Realisierung der nachfolgenden Planungsschritte im Bereich „DX TX“ die jeweiligen Zahnachsen zugeordnet (Abb. 11).

Im Rahmen der Fallplanung können zwei verschiedene Wege beschritten werden. Entweder der Behandler legt unter Einhaltung der maximalen Bewegungsgrenzen die pro Aligner zu realisierenden Zahnbewegungen selbst fest oder er folgt den durch die Software vorgegebenen Bewegungsschritten nach vorheriger Planung der optimalen Zahnendposition. Bei beiden Varianten kommen diverse Werkzeuge zur Anwendung – F/L (Front/Labial), M/D (Mesial/ Distal, I/E (Intrusion/Extrusion), ROT (Rotation), TRQ (Torque) sowie T/D (Tipping) – mit deren Hilfe im Rahmen der virtuellen Planung des Ziel-Set-ups verschiedene Behandlungsmöglichkeiten am Bildschirm simuliert und letztlich geplant werden können.

Behandlungsplanung – Variante 1

Bei Version 1 legt der Behandler den Umfang der pro Aligner zu realisierenden Zahnbewegung im Rahmen der jeweils für Angulation, Rotation, Torque etc. durch die Software empfohlenen Grad- bzw. mm-Schritte individuell fest und erhält so verschiedene, den jeweiligen Behandlungsschritt darstellende Set-ups (Abb. 12). Auf Grundlage jedes dieser einzelnen virtuellen Modelle kann dann eine dreidimensionale Modellvorlage für das Tiefziehen der Aligner pro Therapieschritt gedruckt werden. Das heißt, die Daten werden direkt aus der Software an den 3-D-Drucker ausgegeben. Dieser druckt dann den für jeden Behandlungsschritt benötigten Zahnkranz, über welchem auf klassische Art und Weise der jeweilige Aligner tiefgezogen werden kann.

Wie viele Aligner der Behandler dabei zunächst realisieren möchte, bleibt ihm überlassen. So kann er dem Patienten beispielsweise erst einmal nur fünf Schienen mitgeben und nach Tragen dieser den Verlauf der Therapie kontrollieren. Dafür müsste der Patient noch nicht einmal zwingend persönlich in der Praxis erscheinen, sondern lediglich ein paar selbst gemachte Fotos des Ist-Zustandes seiner Behandlung an den Kieferorthopäden übermitteln. Dies ist kein Scherz, sondern eine in den USA, dem Herkunftsland der Orchestrate 3D-Software, durchaus übliche Praxis – insbesondere dann, wenn größere Entfernungen einen regelmäßigen Praxisbesuch erschweren. Der Behandler ist aufgrund der aktuellen Aufnahmen und des Vorhandenseins des jeweils letzten Set-ups jederzeit in der Lage, korrigierend einzugreifen, ggfs. neue Aligner zu erstellen oder den Patienten für einen Zwischenabdruck einzubestellen. Sollte im Verlaufe der Therapie eine Korrekturschiene verloren gehen oder beschädigt werden – kein Problem. Zu jeder Zeit kann eine neue Modellvorlage (Zahnkranz) gedruckt werden, über welche der benötigte Aligner tiefgezogen wird.

Behandlungsplanung – Variante 2

Bei Variante 2 plant der Behandler die ideale Endposition der Zähne und die Software erstellt entsprechend der Planung eine Sektion nach der anderen (Abb. 13). Dieser Prozess erfolgt halbautomatisch, denn der Behandler bestimmt selbst die Intervallmenge (Anzahl der Aligner) und orientiert sich dabei an allgemeingültigen maximalen Zahnbewegungen (Abb. 14), ohne dass dabei – wie bei anderen am Markt befindlichen Systemen – in der Software hinterlegte Algorithmen zur Anwendung kommen.

Im dargestellten Fall wurden zehn Set-ups für zehn Aligner errechnet (Abb. 15). Sind diese am Bildschirm erstellt, können die jeweiligen Set-up-Daten im Bereich „Exporting“ an den 3-D-Drucker zum Ausdruck der zehn Modellvorlagen übermittelt werden (Abb. 16).

Auch bei dieser Variante behält der Behandler zu jeder Zeit die Kontrolle über die Planungsprozesse und entscheidet allein, ob er gleich alle zehn Aligner oder z.B. erst einmal nur die Hälfte der gesamten Alignerzahl realisiert. Ob der Behandler Orchestrate 3D nutzt, um vorliegende Malokklusionen ausschließlich mithilfe von Alignern zu korrigieren, oder ob er verschiedene Behandlungstechniken miteinander kombiniert, bleibt ihm überlassen. So kann er, um eine ästhetische Therapie zu realisieren, z.B. je nach Indikation auch erst mit einer Lingualbehandlung starten und die mittels Software gefertigten Aligner lediglich für die Finishingphase nutzen (z.B. um Ausgleichsbiegungen aus dem Wege zu gehen). Den vielen Möglichkeiten, welche mit dem Einsatz dieser Software verbunden sind, sind hierbei kaum Grenzen gesetzt. Natürlich können im Rahmen der Behandlungsplanung auch Attachments zur Anwendung kommen, welche individuell in Form und Größe realisiert und an gewünschter Stelle platziert werden. Mit diesem hilfreichen Tool kann eineVielzahl von Kraftvektoren generiert werden, um die jeweils erforderliche Zahnbewegung zu realisieren (Abb. 17).

Die Vorteile im Überblick

  • vollständige Kontrolle der Prozesse während jedes Behandlungsschritts
  • Möglichkeit des Delegierens von Arbeitsschritten an den Techniker oder die Helferin (z.B. Nachbearbeitung der in die Software importierten Daten, Segmentieren etc.)
  • jederzeit aktives Eingreifen in den Behandlungsverlauf
  • deutschsprachige Ansprechpartner (technischer Support, KFO-Zahntechniker etc.)
  • Bestimmen von Anteil und Tempo der Digitalisierung des Praxisworkflows
  • Wertschöpfungskette nach individuellem Maß
  • individuell gestaltbares Preis-Leistungs-Verhältnis (je nach Anteil der Inanspruchnahme des Servicepakets)

Klinische Anwendung

Das erste Fallbeispiel (Abb. 18 bis 22) zeigt eine ausschließlich mit Alignern erfolgte kieferorthopädische Behandlung des Oberkiefers. Es wurden mithilfe von Accusmile® insgesamt elf Therapieschritte (Aligner) geplant. Die Gesamtbehandlungszeit betrug sechs Monate.

Im zweiten Beispiel (Abb. 23 bis 29) ist die Hybridbehandlung einer Patientin mit Engstand im Unterkiefer dargestellt. Es waren diverse Rotationen, Wurzelkorrektur sowie Extrusion erforderlich, sodass im UK zunächst eine kieferorthopädische Therapie mithilfe einer festsitzenden lingualen Apparatur erfolgte. Im Oberkiefer wurden für das Finishing Aligner eingesetzt. Die Hybridtechnik lässt sich besonders gut mit 2D® Lingual Brackets realisieren. In den meisten Fällen ist hierbei lediglich das Bekleben der Frontzähne erforderlich. Die Behandlungszeit war bei dieser Patientin mit 12 bis 14 Monaten geplant worden.

Ausblick

Neben der Fertigung von Alignern, Retainern oder Positionern wird künftig auch die Herstellung indirekter Klebetrays für vestibuläre und linguale Brackets mithilfe der Orchestrate 3D Software realisierbar sein. So testen die Entwickler aktuell die bereits in der Software integrierte Umsetzung der virtuellen Planung von Bracketpositionen (Abb. 30). Aus einer zur Verfügung stehenden virtuellen Bracketbibliothek werden dabei die lingualen bzw. vestibulären Brackets auf Grundlage ihrer jeweils in der Software hinterlegten Parameter ausgewählt und auf der Zahnoberfläche ausgerichtet. Ist die Positionierung erfolgt, werden die Modellvorlagen dreidimensional ausgedruckt und der entsprechende Übertragungstrays für die indirekte Klebetechnik über dem Modell tiefgezogen.

Des Weiteren ist die Planung und Fertigung individualisierter Behandlungsbögen mithilfe von Orchestrate 3D ein Aspekt, dessen Realisierung sich momentan gewidmet wird.

FORESTADENT

Bernhard Förster GmbH
Westliche Karl-Friedrich-Straße 151
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Tel.: 07231 459-0
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