Standortbestimmung und Perspektiven

Funktion und CAD/CAM – Teil 1

Drucken Von Prof. Dr. Bernd Kordaß    aktualisiert am 04.07.2011

Bei CAD/CAM-Lösungen in der Zahnmedizin und Zahntechnik ist, insbesondere wenn größere, mehrere Zähne umfassende restaurative Arbeiten oder auch Aufstellungen künstlicher Zähne erfolgen sollen, eine Darstellung der dynamischen und statischen Okklusion im Computer unerlässlich. Diese Entwicklungen sind eng verbunden mit der so genannten „digitalen Okklusion“ oder dem „virtuellen Artikulator“. Die in diesem Zusammenhang aktuellen Konzepte, Hintergründe und Umsetzungen werden in den folgenden Ausführungen erläutert. Der Autor erwartet, dass digitale Lösungen zur Optimierung der funktionellen Okklusion mittels CAD/CAM dazu beitragen können, die durchschnittliche okklusale Qualität von Zahnersatz zu verbessern.

Abb. 1: GEDAS-System (Greifswald Digital Analyzing System): Darstellung und Quantifizierung okklusaler Kontakte Zahn für Zahn mittels Digitalisierung von Silikonbissregistraten.
Abb. 1: GEDAS-System (Greifswald Digital Analyzing System): Darstellung und Quantifizierung okklusaler Kontakte Zahn für Zahn mittels Digitalisierung von Silikonbissregistraten.


„Funktion und CAD/CAM“ ist eines der entscheidenden Themen für die Weiterentwicklung von Soft- und Hardware von CAD/CAM-Systemen. Dabei geht es darum, die mit den Mitteln des CAD/CAM hergestellten prothetisch-restaurativen Arbeiten funktionell anzupassen, damit eine effektive Nahrungszerkleinerung möglich ist sowie Kau- und Beißkräfte biomechanisch so verteilt werden, dass die Arbeit protektiv im Sinne einer optimalen Strukturerhaltung wirken kann. Ganz wichtig ist dabei, dass sich der Patient intraoral „wohlfühlt“, einen „Beiß- und Kaukomfort“ empfindet und natürlich auch gut sprechen und sich artikulieren kann: Eine harmonisch passende, orale Ästhetik unterstützt dabei die Kommunikationsfähigkeit und Sozialisation und sorgt dafür, dass die Persönlichkeit des Patienten zu Geltung kommen kann. Mit Blick auf die Funktionstüchtigkeit des Zahnersatzes ist es darüber hinausgehend wichtig, den medizinisch-interdisziplinären Aspekt nicht zu vernachlässigen und craniomandibuläre Dysfunktionen mit ihren vielfältigen Wechselbeziehungen zu neurologischen und orthopädischen Erkrankungen in das Behandlungskonzept einzubeziehen. Solche Aspekte der Funktionsdiagnostik und -therapie fokussieren nicht primär auf CAD/CAM; ganz gleich, welche Art der Fertigungstechnik für eine prothetisch-restaurative Arbeit gewählt wird, ist die Funktionstüchtigkeit des Kausystems im Vorfeld der definitiven Maßnahmen zu screenen und bei Vorliegen vor Funktionsstörungen eine geeignete funktionelle Vorbehandlung einzuleiten. Die Grenzen zu CAD/CAM werden sich in Zunkunft aber verwischen: Beispielsweise lässt sich aus den Daten einer digitalen instrumentellen Funktionsanalyse eine therapeutische Zentrik generieren, die als therapeutische Kieferrelation für eine CAD/CAM-gefertigte Aufbissschiene oder Provisorien dienen kann. Um die bisherigen Konzepte zur Ankopplung von CAD/CAM und Funktion zu beschreiben, mag es sinnvoll sein, folgende Aspekte zu unterscheiden:
  1. Einbindung von CAD/CAM in ein generelles Konzept der funktionsorientierten Zahnmedizin. Dabei werden digitale Techniken und Methoden zur Befunderhebung und Dokumentation eingesetzt. Diese haben aber primär keine direkte Schnittstelle zu den CAD/CAM-Verfahren. CAD/CAM sowie alle digitalen Verfahren zur Funktionsanalyse und -therapie sind in diesem Sinn Bestandteile eines integrativen funktionsorientierten Konzeptes einer digitalen, abdruckfreien Praxis.
  2. Anwendung von Verfahren der digitalen instrumentellen Funktionsdiagnostik mit Schnittstellen für den direkten Datentransfer in ein CAD/CAM-System
  3. spezielle Methoden und Softwarelösungen zur Generierung und Optimierung der funktionellen Okklusion

Systeme zur Erfassung der Funktionstüchtigkeit des Kausystems



Digitale Technologien, mit denen der Funktionszustand des Kausystems erfasst werden kann, finden zunehmend Einsatz in funktionsdiagnostisch ausgerichteten zahnärztlichen Praxen. Hintergrund ist, dass die Patientenklientel, die mit Funktionsstörungen und craniomandibulären Dysfunktionen in die Praxen kommt, eher zunimmt und dass vor allem die Komplexität dieser Behandlungsfälle ansteigt. Computergestützte Verfahren zur instrumentellen Analyse der Unterkieferfunktion gehören dabei zum modernen Spektrum der diagnostischen Verfahren dazu. Dabei geht es nicht mehr nur um präzise Werte zur Einsteuerung von Artikulatoren, sondern um objektivierbare Messwerte, die den Funktionszustand des stomatognathen Systems präzise und in umfassender Hinsicht beschreiben und den Verlauf einer Behandlung dokumentieren5. Mit Blick auf die marktgängigen Systeme haben interessierte Kolleginnen und Kollegen natürlich die Qual der Wahl. Alle uns bekannten marktgängigen Systeme, wie beispielsweise das ARCUS-Digma-System (KaVo), der Jaw-Motion Analyser JMA (Zebris), der Axioquick Recorder/Ultrasonic Axiograph (SAM), der Freecorder BlueFox (Dentron, DDI-Group), das CADIAX und CADIAX-Compact-System (Gamma), sind im Rahmen ihrer Einsatzgebiete und technischen Möglichkeiten geeignet, die Funktionsanalyse und -diagnostik instrumentell in erheblichem Maße zu ergänzen und zur differenzierten Diagnostik und Therapie beizutragen. Das Aufgabenspektrum reicht von der Bissanalyse und Bestimmung von Einstellwerten für Artikulatoren bis hin zu einer umfassenden Analyse und Quantifizierung der Unterkiefermobilität (Kapazität, Koordination und Zentrierung) sowie des Funktionszustandes des Kausystems – leider fehlt bei vielen Systemen die Schnittstelle zur digitalen Okklusion und zu den CAD/CAM-Techniken.

Digitale Bestimmung der „Zentrik“



Ein besonderer Mehrwert moderner Systeme ist die Erfassung von Kaukräften bzw. Effekten, die im Zusammenhang mit Kräften auftreten. Relative okklusale Aufbisskräfte detektiert beispielsweise das T-Scan-III-System (Tek-Scan) in zeitlicher Auflösung mittels einer drucksensitiven Folie und vermag kraftabhängige Abweichungen einer im Idealfall mittenzentrierten „Schwerpunktlage“ der getesteten Okklusion zu berechnen. Das IPR(Intraoral Pressuredependent Registration)- bzw. DIR(Dynamics- und Intraoral-Registration)- System arbeiten dagegen als ein elektronifizierter Stützstift, der eine Stützstiftschreibung der Unterkieferbewegung unter Kraftkontrolle für die Bestimmung einer therapeutischen Kieferrelation möglich macht.

Damit ist ein ganz wichtiger neuer Trend angesprochen, der im Zusammenhang mit dem Einsatz von CAD/CAM zu einer neuen funktionellen Qualität von Zahnersatz in der CAD/CAM-Fertigung führen kann: die praxistaugliche Erfassung und therapeutische Nutzung von Messungen der Muskelaktivität. Der Jaw Motion Analyser (JMA, Zebris) und das ARCUS Digma System II (KaVo) beispielsweise besitzen Schnittstellen zur Ankopplung von Myographie- Elektroden für die Mm. masseter und/oder die Mm. temporales. Neben der Analyse von Ermüdungserscheinungen der Kaumuskeln oder der Bestimmung von Symmetrie/ Asymmetrie der Muskelaktivität wird damit indirekt eine Kraftkontrolle bei der Findung therapeutischer Bissbeziehungen möglich. Unter direkter Visualisierung der aktuellen Kondylenposition lässt sich die Kieferrelation über die computerbasierte Kondylenpositionsanalyse bestimmen. Damit können Abweichungen der Kondylenposition bei Verwendung mehrerer oder unterschiedlicher „Zentrik“- Registrate in Bezug zu einer Referenzposition metrisch analysiert werden. Auch Unterkieferpositionen, deren Einnahme Schmerzen verursacht, lassen sich mittels Kondylenpositionsanalyse genauer gelenkorientiert untersuchen.

Interessant für die CAD/CAM-Technologie wird es dann, wenn Kondylenpositionen in einem virtuellen Artikulator mit okklusalen Beziehungen kombinierbar sind und therapeutische Bisspositionen sowie Kieferrelationen für CAD/ CAM-gefertigten Zahnersatz bis hin zu Aufbissschienen genutzt werden können.

Lesen Sie weiter:
Funktion und CAD/CAM – Teil 2

Lesen Sie weiter:
Funktion und CAD/CAM – Teil 3

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Literaturverzeichnis

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  6. Kordaß, B., Gärtner, Ch.: Matching von digitalisierten Kauflächen und okklusalen Bewegungsaufzeichnungen. Dtsch Zahnärztl Z 54, 399 (1999).
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  8. Ruge, S, Quooß A, Kordaß, B: Ruge S, Quooß A, Kordaß B. Visual analysis of dynamic occlusion in a virtual articulator. Journal of Craniomandibular Function 2009;1(3): 215-228.
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foto kordass zahn prof1

Prof. Dr. Bernd Kordaß

Leiter der Abteilungen CAD/CAM- und CMD-Behandlung

Zahnärztliche Radiologie

Zahnmed. Propädeutik/Community Dentistry

Zentrum für Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde der Ernst-Moritz-Arndt-Universität

Rotgerberstr. 8

17487 Greifswald

Tel.: 03834 86-7140

Fax: 03834 86-7148

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