Ein modulares Navigationssystem für die dentale Implantologie

A modular navigation system for dental implantology

  • Die vorliegende Arbeit stellt ein modulares Navigationssystem für die dentale Implantologie vor. Dentale Implantate sind Verankerungen im Knochen eines Patienten für Zahnprothesen. Die wichtigsten Anforderungen beim Setzen von Implantaten sind ein möglichst fester Sitz der Implantate im Knochen, die Schonung sensibler Strukturen, z.B. Nerven und Kieferhöhle, eine möglichst ästhetische Prothetik, eine hohe Langzeithaltbarkeit der Implantate im Knochen, die Möglichkeit der Sofortversorgung, schnelDie vorliegende Arbeit stellt ein modulares Navigationssystem für die dentale Implantologie vor. Dentale Implantate sind Verankerungen im Knochen eines Patienten für Zahnprothesen. Die wichtigsten Anforderungen beim Setzen von Implantaten sind ein möglichst fester Sitz der Implantate im Knochen, die Schonung sensibler Strukturen, z.B. Nerven und Kieferhöhle, eine möglichst ästhetische Prothetik, eine hohe Langzeithaltbarkeit der Implantate im Knochen, die Möglichkeit der Sofortversorgung, schnell und genau durchführbare Eingriffe und ein Qualitätsnachweis der Versorgung. Navigationssysteme stellen dem Implantologen visuelle und akustische Informationen zur Verfügung, die ihm eine Positionierung und Ausrichtung des Bohrers zu präoperativ geplanten Implantaten ermöglichen. Die Planung der Implantlagen erfolgt auf der Grundlage von 3D Bilddaten. Zur Generierung der Informationen für den Implantologen erfolgt während des Eingriffs die Messung der relativen Position und Ausrichtung des Bohrers zum Patienten. Dazu sind sowohl am Patienten als auch am Winkelstück (Bohrmaschine) des Implantologen Tracker (Lokalisatoren) angebracht. Durch die vollständige dreidimensionale Positions- und Ausrichtungsdarstellung bieten die Systeme eine umfangreiche intraoperative Unterstützung. Im Rahmen dieser Arbeit wurde das erste modulare, tragbare Navigationssystem für die dentale Navigation entwickelt und medizinisch zugelassen. Alle Komponenten des Systems, die mit dem Patienten in Berührung kommen, sind autoklavierbar (sterilisierbar). Das System ist Laptop basiert und im Gegensatz zu allen am Markt befindlichen Systemen unterschiedlich konfigurierbar und leicht zu transportieren (tragbar). Dieses Navigationssystem kann als Schulungssystem konfiguriert werden und ermöglicht somit einen breiten Zugang zu dieser Technologie. Die Ermittlung der Genauigkeit der Umsetzung von Planungsdaten bezüglich ihrer Winkel- und Positionsgenauigkeit ist Bestandteil des Systems. Die klinische Gesamtgenauigkeit wurde durch Messungen in postoperativ aufgenommen Röntgenbildern ermittelt. Durch die Realisierung eines konfigurierbaren Systems mit vollständig autoklavierbaren und ergonomischen Lokalisatoren ist die Praxistauglichkeit im Hinblick auf vergleichbare Systeme deutlich gestiegen. Im Rahmen einer internationalen multizentrischen klinischen Studie wurde die Qualität von navigiert gesetzten Implantaten nachgewiesen. Die vorgestellten Ergebnisse zeigen, dass das realisierte modulare Navigationssystem einen wichtigen Beitrag zur weiteren Etablierung dentaler Navigationssysteme im klinischen Alltag liefern kann. Des Weiteren können die in dieser Arbeit vorgestellten Konzepte und Realisierungen Anregungen für die weitere Entwicklung von computerassistierten Systemen in anderen Bereichen der computerassistierten Chirurgie geben. Timo Krüger, im Sommer 2006show moreshow less
  • This thesis presents a modular navigation system for dental implantology. Dental implants are anchors in the bone of a patient meant for dental prostheses. The main requirements for placing implants are a preferably firm fit in the jaw, the protection of sensitive structures, e.g. nerves and maxillary sinus, an aesthetic prosthodontics, a long term durability of the implants in the jaw, the possibility of immediate load, quick and precise feasible interventions and a verification of the quality This thesis presents a modular navigation system for dental implantology. Dental implants are anchors in the bone of a patient meant for dental prostheses. The main requirements for placing implants are a preferably firm fit in the jaw, the protection of sensitive structures, e.g. nerves and maxillary sinus, an aesthetic prosthodontics, a long term durability of the implants in the jaw, the possibility of immediate load, quick and precise feasible interventions and a verification of the quality of the medical care. Navigation systems provide the implantologist with visual and audible information that enables him to position and align the dental burr with respect to pre-operatively planned implants. The planning of the implant poses is based on 3d image data. The pose information for the implantologist is generated by measuring the relative position and orientation of the burr during the intervention with regard to the patient. For that, trackers (localizer) are fit to the patient as well as to the surgical instrument (drill). Due to the complete three-dimensional visualization of position and orientation the systems provide wide inter-operative support. Within the scope of this work the first modular, portable navigation system for dental implantology has been developed and approved according to the medical device directive. All system components that are likely to contact the patient are autoclavable (sterilizable). The system is laptop based and in contrast to all other commercial systems, it can be configured variable and is easy to transport. The presented navigation system can be set up as training system, thus, offering a broad access to this technology. Accuracy determination of the transference of the implant planning regarding angulation and position accuracy is provided by the system. The clinical overall accuracy has been found by comparative measurements in post-operative projection images. With the accomplishment of a configurable system with completely autoclavable and ergonomic localizers the suitability for daily use has been increased noticeably as to comparable systems. The quality of implants placed with navigation support has been demonstrated within the scope of an international multicenter clinical study. The presented results show that the accomplished modular navigation system contributes considerably to the further establishment of navigation technology in the clinical routine of dental implantology. In addition, the concepts and implementations presented in this work can animate other developments of assist systems for computer assisted surgery in different clinical fields. Timo Krüger, Summer 2006show moreshow less

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Metadaten
Author: Timo Krüger
URN:urn:nbn:de:kobv:83-opus-14241
Advisor:Prof. Dr. rer. nat. Tim Lüth
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Date of Publication (online):2006/11/16
Publishing Institution:Technische Universität Berlin
Granting Institution:Technische Universität Berlin, Fakultät VI - Planen Bauen Umwelt
Date of final exam:2006/09/18
Release Date:2006/11/16
Tag:CAS; Medizintechnik; computerassistierte Chirurgie; dental; klinische Navigation
cas; clinical navigation; computer assisted surgery; dental; medical technology
Institutes:Fakultät VI - Bauingenieurwesen und Angewandte Geowissenschaften -ohne Zuordnung zu einem Institut-
Dewey Decimal Classification:610 Medizin und Gesundheit
Licence (German):License LogoDeutsches Urheberrecht mit Print on Demand (u.a. für Dissertationen empfohlen)