DE102009023114B3

DE102009023114B3 - Positioniergerät zur Plazierung von Dental-Implantaten und Verfahren zur exakten Positionierung von Dentalimplantaten

Info

Publication number: DE102009023114B3
Application number: DE200910023114
Authority: DE
Inventors: Dieter Edinger
Original assignee: Edinger Dieter Dr Dr
Current assignee: Edinger Dieter Dr Dr
Priority date: 2009-05-26
Filing date: 2009-05-26
Publication date: 2010-11-25
Anticipated expiration: 2029-05-27

Abstract

Eine Vorrichtung zur Bestimmung der korrekten Implantatposition bestehend aus einem Positioniergerät, bei dem mit einem Bohrgerät an der gewählten Stelle ein Loch in eine Bohrschablone gebohrt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger des Bohrgeräts mittels eines Gitters von Bohrungen auf Stütznadeln in verschiedene definierte Positionen gebracht werden kann, sowie ein Verfahren zur exakten Positionierung von Dentalimplantaten.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Platzierung von Dental-Implantaten im Kieferknochen mittels eines Schrittmotor-gesteuerten Systems, sowie ein Verfahren zur exakten Positionierung von Dental-Implantaten.
Vorrichtungen zur exakten Positionierung von Dental-Implantaten sind z. B. in Form von Metallkugeln bekannt (Branemark, Zarb, Albrektsson: Gewebeintegrierter Zahnersatz, Quintessenz-Verlag, 1985), die in einer Kunststoffschablone befestigt sind. Diese Messkugeln werden an den Stellen auf der Schablone fixiert, an denen die voraussichtliche Implantation erfolgen wird. Befindet sich diese Schablone während einer Röntgenaufnahme im Munde des Patienten, so werden die Metallkugeln auf der Röntgenaufnahme relativ zu den angrenzenden Knochenstrukturen sichtbar. Als Röntgenverfahren kommen hierbei Panoramaaufnahmen, sonstige tomographische Verfahren und Computertomographien in Betracht. Da der Durchmesser der abgebildeten Kugeln bekannt ist, lässt sich an Hand der Kugelgröße auf der Röntgenaufnahme die Verzeichnung durch die Aufnahmetechnik errechnen. Durch dieses Verfahren lässt sich zwar das vorhandene Knochenangebot im Zusammenhang mit der geplanten Implantation abschätzen, jedoch ist die so gestaltete Schablone kaum während der Operation als Hilfe zu benutzen.
Bei einem anderen Verfahren (Zitzmann, Schärer: Orale Implantologie, ein klinisches Kompendium, Verlag KBM, 1997) wird eine Kunststoffschablone hergestellt, die an ihrer Oberfläche die Positivform der geplanten Zahnkronen trägt. Durch entsprechende Schlitze in der Schablone kann der Operateur während der Implantation die erforderliche Implantatrichtung relativ zu den geplanten Zahnkronen erkennen. Dieses Verfahren erlaubt jedoch wiederum nicht die Orientierung zum Knochen durch eine Röntgenaufnahme.
Bei einem dritten Verfahren (K. Jakobs, ZWR, 106. Jahrg. 1997, Nr. 1/2) werden in die Schablone Titanhülsen eingesetzt, die mit entsprechenden Röntgenverfahren relativ zum angrenzenden Knochen sichtbar werden. Durch diese Hülsen ist nicht nur die Implantatposition definiert, sondern außerdem auch die geplante Implantatrichtung. Diese Titanhülsen werden zunächst alleine auf Grund prothetischer Gesichtspunkte auf der Schablone befestigt, d. h. sie spiegeln die richtige Implantatposition relativ zu den geplanten Zahnkronen wieder. Durch die Röntgenaufnahmetechnik zeigt sich jedoch in den meisten Fällen, daß auf Grund des vorhandenen Knochenangebots eine Implantation in dieser Position nicht möglich ist, sondern daß eine Kompromißposition durch Verschiebung und Rotation des Implantats erforderlich ist. Diese Positionsveränderung läßt sich zwar auf Grund entsprechender Computerprogramme ermitteln und an ein angeschlossenes CAD-System weitergegeben, aber hier besteht nicht die Möglichkeit, bereits die Ausgangsposition der Hülsen im CAD-System zu definieren und zu speichern.
Ein weiteres Verfahren nach J. Bauer, T. Klaus, T. Grunert, Th. Fleiter, R. Niemeier, M. Scharch (CAR 95, Computer Assisted Radiology, H. U. Lemke, K. Inamura, C. C. Jaffe, u. M. W. Vannier, Berlin 21–24.06.1995, Verlag Springer) basiert darauf, daß auf einer Bohrschblone an mehreren beliebig gewählten Stellen röntgenopake Marker angebracht sind, die in einem Computertomogramm sichtbar sind und eine Zuordnung des Koordinatensystems im Röntgenbild zu dem Koordinatensystem auf der Bohrschablone ermöglicht. Es wird nun mittels eines CAD-Programms die ideale Implantatposition im Computertomogramm konstruiert. Anhand dieser Daten wird die Form einer entsprechenden Bohrschablone im 3D-CAD System errechnet und diese Schablone direkt Stereolithographie hergestellt. Bei diesesm Verfahren ist die Herstellung der Bohrschablone aufwendig und an die komplizierte Technik der Stereolithographie gebunden.
Kordisch und Braun stellen in DE 10 2005 024 561 A1 einen 3d-Positioniertisch vor, mit dem die Bohrung in eine Implantatschablone an einer vorher exakt vermessenen Position möglich ist. Diese Position wird hier mittels einer Draufsichtkamera und entsprechenden Computerprogrammen bestimmt.
In DE 4328490A1 berichtet Friedmann von einem Verfahren, bei dem die vorher mittels eines Computertomogramms geplante Implantatposition auf eine Implantatschablone übertragen werden kann. Die Ausrichtung der Implantate erfolgt dadurch, dass die Trägerplatte mit einer Seite an einer auf einer Grundplatte angeordneten Säule angelenkt ist und an der gegenüberliegenden Seite durch eine Gewindestange abgestützt ist, die eine Bohrung der Arbeitsplatte durchsetzt, sich auf der Grundplatte abstützt und eine Stellschraube aufweist, auf der die Arbeitsplatte aufliegt.
Lauks beschreibt in DE 19725197A1 , wie zunächst messtechnisch ein anatomischer Aufbau des Kieferknochens erfasst und anschließend abgespeichert wird. Hierzu werden Schnittbildinformationen zu einer geplanten Implantatposition aufgenommen.
Ein Gerät zur dreidimensionalen Verstellung von Kiefermodellen ist in DE 4038572A1 von Edinger beschrieben, wobei Kiefermodelle durch Stellmotore gemäß vorher am Patienten gemessenen Bewegungen in ihrer Bewegung frei geführt werden. Diese Vorrichtung dient zum Reproduzieren von Bewegungen des Unterkiefers.
In DE 19728864A1 und DE 19728865A1 von Edinger und Moss wird ein Verfahren beschrieben, wie mit dem Positionierungsgerät nach DE 4038572A1 die Position von Titanhülsen in der Bohrschablone an die in einer Röntgenaufnahme ermittelten Werte angepasst werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die bei ausreichender Genauigkeit die Positionierung der Implantate sowohl im Hinblick auf die vorhandene Knochenstruktur, als auch auf die geplante Zahnkronenposition zulässt.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 bzw. 2 gelöst.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigen
1 eine Vorrichtung zur Verstellung des Kiefermodells mittels Stellmotoren.
2 die Auflage des Bohrgeräts, das an der oberen Trägerplatte verstellbar mit dem Positioniergerät verbunden ist.
3 Blockdiagramm des Planungsverfahrens
In 1 ist das Positioniergerät, eine Vorrichtung zur Verstellung des Kiefermodells 8 mittels Stellmotoren 1, zu erkennen. Das Kiefermodell 8 wird in diesem Positionierungsgerät befestigt, in dem es durch sechs Stellmotore 1 in allen sechs Freiheitsgraden räumlich definiert verstellt werden kann. Drei Stellmotore 1 befinden sich an Stützen oberhalb der Montageplatte 11, weitere drei Stellmotore 1 befinden sich unter der Montageplatte 11. Die Steuerung dieser Stellmotore erfolgt über einen angeschlossenen Computer. Die Stellmotore sind über Gestänge 6 mit einer Trägerplatte 10 verbunden. Auf dieser Trägerplatte wird das Kiefermodell 8 befestigt. Unmittelbar über dem Modell befindet sich ein Bohrgerät 5, das an der oberen Trägerplatte 4 mit dem Positioniergerät verbunden ist. In dieses Bohrgerät ist ein senkrecht nach unten zeigender Bohrer 7 eingespannt. Das Modell 8 muss in Positionen gebracht werden, die sich u. U. um einige Zentimeter von der Ausgangsposition unterscheiden. Da diese relativ großen Strecken bei den verfügbaren Gestängewegen an Grenzen stoßen können und zu Ungenauigkeiten führen, ist die Auflage der Trägerplatte 4 auf dem Positioniergerät durch drei Flächen 9 gebildet, an denen sich rasterförmig angeordnete Bohrungen befinden (2). Die Nadeln 3 der Auflagesäulen 2 passen exakt in diese Bohrungen. Entsprechend der Rasteranordnung lässt sich die Trägerplatte 4 in eine definierte Position bringen, von der aus die Stellmotore nur noch relativ kleine Wege bis zur Planungsposition zurückzulegen haben.
Ein Vorteil des Positioniergeräts ist seine vielseitige Anwendbarkeit. Es kann nicht nur zur Platzierung von Dentalimplantaten, sondern auch Kieferbewegungssimulierung benutzt werden.
Im Positioniergerät wird die gewünschte Implantatposition durch Verstellung der Schrittmotore aufgesucht (3.1).
Die Position wird in einer Datenbank des angeschlossenen Computers gespeichert und es wird an der entsprechenden Stelle eine Bohrung in einer auf das Modell gesetzten Bohrschablone vorgenommen (3.2).
Die erste Planung erfolgt also nicht freihändig, sondern in einem Positioniergerät. Die bereits in diesem Stadium sehr genaue Planung und die automatische Speicherung dieser Planungsposition im Positioniergerät stellen die Besonderheit des Verfahrens dar. Von hier aus noch erforderliche Feinkorrekturen sind meist sehr gering, und die Relativfehler, die vor allem durch Ungenauigkeiten des Röntgenbildes entstehen, werden auch wesentlich geringer sein als bei einer primären Planung im Röntgenbild.
Mit der Bohrschablone wird jetzt eine dreidimensionale Röntgenaufnahme angefertigt, in der die Bohrungen in der Schablone sowie der angrenzende Knochen in drei senkrecht aufeinander stehenden Ebenen sichtbar sind (3.3). Da die erste Planung der Implantatposition bereits mit großer Genauigkeit erfolgte, sind jetzt meistens nur kleine Verschiebungen der geplanten Position im Sinne einer Translation und Rotation erforderlich. Es sind also maximal drei Werte entsprechend der Translation und zwei Werte entsprechend der Rotation des Implantats festzuhalten (3.4).
Die Bohrschablone wird nun wieder in das Positioniergerät gesetzt. Die Stellmotore können nun die Schablone automatisch in die erste Planungsposition relativ zum Bohrer bringen. Die vorher am Röntgenbild ermittelte Translation und Rotation als Relativbewegung zur ursprünglichen Implantatposition wird nun durch die Stellmotore computergesteuert nachvollzogen. In dieser neuen Position wird nun durch den eingespannten Bohrer eine neue Bohrung in der Bohrschablone hergestellt (3.5).
In diese Bohrung wird eine Titanhülse eingesetzt. Mittels dieser Schablone kann der Operateur die erforderlichen Knochenbohrungen in exakt der richtigen Richtung und Tiefe durchführen (3.6).

Claims

Positioniergerät zur Platzierung von Dentalimplantaten im Kieferknochen mit einer Trägerplatte (10) für ein Kiefermodell (8), welches mittels Stellmotore (1) in die geplante Implantatposition bringbar ist, einer Steuerung und automatischen Speicherung dieser Planungsposition und einem Bohrgerät (5), welches über dem Kiefermodell (8) angeordnet und mittels einer oberen Trägerplatte (4) mit dem Positioniergerät verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (4) des Bohrgeräts (5) über drei Auflageflächen (9), welche rasterförmig angeordnete Bohrungen aufweisen, auf Stütznadeln (3), welche exakt in diese Bohrungen passen, aufliegt und in verschiedene definierte Positionen bringbar ist.
Verfahren zur Positionierung von Dentalimplantaten mit einem Positioniergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (4) des Bohrgeräts (5) mittels eines Rasters von Bohrungen auf Stütznadeln in eine definierte Position zum Modell gebracht wird, die gewünschte Implantatposition im Positioniergerät durch Verstellung der Schrittmotore aufgesucht und in einer Datenbank eines Computers gespeichert wird, an der entsprechenden Stelle eine Bohrung in einer auf das Modell gesetzten Bohrschablone vorgenommen wird, eine dreidimensionale Röntgenaufnahme mit intraoraler Schablone angefertigt wird, eine Messung der Abweichungen zwischen 1. und 2. Planung im Röntgenbild erfolgt, eine Korrektur der Implantatposition im Positioniergerät computergesteuert durch die Stellmotore vollzogen wird, in dieser Position mit dem Bohrgerät (5) eine neue Bohrung in der Bohrschablone hergestellt wird und schließlich mit Hilfe dieser Bohrschablone im Mund des Patienten das Implantat gesetzt wird.