Durchblick im Dschungel der Intraoralscanner

Wir nehmen seit Langem den PC für Abrechnungen, Rezepte und Rechnungen, erstellen digitale Röntgenaufnahmen und die meisten Dentallabore digitalisieren via Modellscanner die analog erstellten Modelle. Cerec ist bereits seit ca. 35 Jahren am Markt. Die computergestützte Erfassung der Mundsituation und die Planung und Herstellung von Zahnersatz haben sich in der Zahnmedizin inzwischen als Standard etabliert. Inzwischen wurde das Indikationsfeld für optische Abformungen stetig erweitert.

Umfassendere Restaurationen bis hin zu mehrgliedrigen Brückenkonstruktionen, Ganzkieferabformungen, Schienen sowie kieferorthopädische Modelle können im digitalen Workflow kosteneffektiv hergestellt werden. Durch die dreidimensionale Darstellung der Behandlungssituation am Bildschirm mit Abbildung der Zahnstruktur und Gingivatextur kann eine sofortige Qualitätskontrolle vorgenommen werden. Durch den Einsatz neuer plastischer Verdrängungsmaterialien ist auch die bisher problematische Abformung subgingivaler Bereiche gelöst.

Auch im Bereich der Implantologie ist die mit der digitalen Technik erreichbare Präzision konventionellen Methoden überlegen. Scanbodys lassen digitale Systeme gegenüber konventionellen Abformungen schneller, präziser und weitaus komfortabler für Patient und Zahnarzt sein. Die Passgenauigkeit festsitzender Restaurationen, die mit intraoralen Scans erreicht wird, ist den Ergebnissen der konventionellen Abformung in den meisten Studien überlegen.

Zunehmend erreicht die digitale Welt auch den Bereich der Kieferorthopädie. Gerade die modernen Scanner ermöglichen hier durch ihre schnelle Bildaufnahme neue Wege. Die digitale Verfahrenskette ermöglicht in vielen Fällen eine Vereinfachung der Arbeitsabläufe, Dokumentation, Darstellung der Therapiefortschritte sowie hochqualitative Ergebnisse. Zu den Vorteilen zählen neben der Rationalisierung die Reproduzierbarkeit sowie die Datenarchivierung.

Die analoge Form des Artikulators mit Bezugsebenen und Achsen verliert immer mehr an Bedeutung. Die erstellten digitalen Modelle können mit spezieller Software in einen virtuellen Artikulator übertragen werden, wobei im Vergleich die konventionelle mechanische Methode schlechter abschneidet als die virtuelle. Die Zukunft liegt in der Bereitstellung von Schnittstellen, um Komponenten wie Intraoralscanner, Gesichtsscanner, digitale Registrierungssysteme und dreidimensionale bildgebende Röntgenverfahren miteinander zu synchronisieren.

Implementierung

Man schätzt, dass ca. 5 bis 7% der deutschen Zahnärzte einen Intraoralscanner benutzen. Diese geringe Zahl hat einige Gründe. Der größte Irrtum liegt darin, dass noch immer Zweifel an der Genauigkeit von digitalen Abformungen herrschen. Schon die erste Jahrestagung der DGDOA 2015 befasste sich mit dem Thema der Präzision und Genauigkeit von digitalen Abformungen. Es war klarer Konsens unter den Referenten, dass die digitale intraorale Abformung der klassischen Abformung in diesen Punkten inzwischen überlegen ist. Auch eine Studie der DGDOA, die 27 Studien zur Präzision und Genauigkeit digitaler Abformungen verglich, kam zu diesem Ergebnis. Dies gilt für Einzelzahnrestaurationen, Brücken oder Einzelzahn-Implantatarbeiten (Abb. 1). Inzwischen ist durch zahlreiche Studien nachgewiesen, dass auch die Abformung des ganzen Kiefers mittels eines Intraoralscanners der eines konventionellen Abdrucks zumindest entspricht, häufig auch hier genauer ist. Leider ist dies in den Köpfen vieler Zahnärzte noch nicht angekommen. Natürlich hat dies auch mit der Geschichte der digitalen intraoralen Abformung zu tun. Jahrelang war nur das Cerec-System am Markt, das lange Zeit keine zufriedenstellenden Ergebnisse liefern konnte und somit dem Ruf der digitalen Abformung nachhaltig beeinflusst hat. Zudem denken deshalb viele Zahnärzte nach wie vor, sie müssten nach einer digitalen Abformung zwanghaft auch chairside, also direkt am Patienten, eine Restauration herstellen.

Neben der Historie von Cerec ist ein weiterer Grund für das Zögern vieler Zahnärzte, dass viele die wirklichen Abläufe im Dentallabor noch nicht kennen. Das Aufkommen neuer Materialien wie Lithiumdisilikatkeramiken oder Zirkon führte zu einer Digitalisierung der Labore. In nahezu jedem zahntechnischen Labor werden heutzutage klassisch erzeugte Gipsmodelle noch einmal digital gescannt und weiterverarbeitet. Wären sich alle dieser Abläufe bewusst, würden sich sicher einige dazu entscheiden, diesen fehlerbehafteten Zwischenschritt auszulassen und die Datenerfassung direkt im Mund durchzuführen.

Des Weiteren sehen viele Zahnärzte noch nicht die Notwendigkeit, ihr bisher – ihrer Ansicht nach – funktionierendes System zu verlassen, einen neuen Workflow zu erlernen und in die Praxis zu integrieren. Eine gewisse Angst vor dem Neuen und der Umstellung ist zweifelsohne verständlich. Natürlich ist auch die finanzielle Investition, die getätigt werden muss, für viele eine Abschreckung. Es bedarf deshalb noch sehr viel Aufklärung und praktischen Erlebens, um die digitale Abformung weiter zu implementieren. Dass diese Technik die Zukunft ist, steht außer Zweifel.

Implantatprothetik

Die Implantatprothetik ist einer der Bereiche, in dem die digitale Abformung eine große Erleichterung für den Zahnarzt darstellt. Die Übertragung der Implantatsituation im Mund war bisher für Patienten und Arzt mit konventionellen Methoden unkomfortabel und schwierig. Durch lange Übertragungspfosten war gerade im Molarenbereich das Entfernen der Abformung häufig schwierig. Zudem war die gleichzeitige Abformung von Implantaten und Zähnen durch Materialverziehungen oft nicht in allen Bereichen präzise, sodass Wiederholungen der Abformung nötig wurden. Diese Problematiken liegen bei der digitalen Abformung nicht vor. Je nach System wird zunächst der Restkiefer inklusive der offenen Implantatschraube gescannt, um das Emergenzprofil darzustellen. Die Übermittlung des Emergenzprofils ist eine Information, die zuvor dem Labor nicht zur Verfügung stand und funktionell wie ästhetisch hochwertigere Ergebnisse ermöglicht. Anschließend wird ein zu Implantatsystem und Implantatgröße passender Scanpfosten eingeschraubt, um die Implantatposition zu übertragen. Dieser wird ebenfalls gescannt. Die Software des Scanners rechnet diesen automatisch in den ersten Scan ein. Nach Abformung des Gegenkiefers und der digitalen Bissnahme ist der Vorgang der Abformung beendet und die Daten können ins Labor versandt werden. Sollten weitere präparierte Zähne in dieser Abformung enthalten sein, können diese natürlich einzeln präzise abgeformt und sofort im Monitor überprüft werden. Auf weitere gnathologische Vermessungen gehen wir hier nicht ein, diese sind aber natürlich analog wie digital möglich.

Für den weiteren Workflow im Labor gibt es je nach Implantatsystem und Anbieter verschiedene Möglichkeiten. Eine Vorgehensweise ist, dass ein physisches Modell gedruckt wird, in das ein Modellimplantat – ähnlich eines Laboranaloges – eingeschraubt oder geklebt werden kann. Die hierfür nötige Aussparung wird auf Basis der Scandaten und des Scanbodys zuvor berechnet. Im weiteren Prozess wird ein individuelles Abutment oder eine verschraubte Krone generiert und gefertigt. Der Datensatz eines Abutments kann in die Konstruktionssoftware eingerechnet werden, und darauf kann der geplante Zahnersatz gefertigt werden. Einen anderen Weg geht hier die Firma Dentsply Sirona über ihre Atlantis-Plattform. Hier werden die Daten der Abformung in deren Portal hochgeladen. Dort wird dann ein Konstruktionsvorschlag für das Abutment erstellt, der in jeder Dimension vom Zahntechniker bearbeitet werden kann. Nach Bestätigung des Abutmentdesigns wird dieses von der Firma gefertigt und dem Labor zugeschickt. Zeitgleich erhält das Labor für die weitere Herstellung des Zahnersatzes einen Datensatz (core-file), in dem das Abutment als Stumpf eingerechnet ist. Es besteht hier nicht die Möglichkeit, Abutment und Zahnersatz zusammen in einem Modell zu kontrollieren. Beide Techniken funktionieren problemlos und sind für den Praktiker bei höherer Präzision eine enorme Arbeitserleichterung.

Es stellt sich heute somit häufig nicht mehr die Frage, ob ein Intraoralscanner in der Praxis eingesetzt werden soll, sondern nur noch, welcher. Allerdings fällt es vielen Interessenten aufgrund der Vielzahl der am Markt verfügbaren Scanner schwer, die richtige Wahl zu treffen. Im Folgenden wird auf viele Punkte eingegangen, die – je nach persönlicher Gewichtung – für den Kauf eines Scanners von Bedeutung sind.

Die Genauigkeit

Der sicherlich entscheidende Faktor für jede Abformung ist die Genauigkeit. Diese ist heute sehr gut untersucht. Eine Studie der Deutschen Gesellschaft für digitale orale Abformung (DGDOA) aus dem Jahr 2016, die 29 Untersuchungen zur Genauigkeit unterschiedlicher intraoraler Scansysteme zusammengefasst hat, sowie eine weitere Untersuchung aus dem Jahr 2017 zum Vergleich unterschiedlicher Intraoralscanner zeigen, dass beinahe alle am Markt verfügbaren Scanner über eine ausreichende Genauigkeit zur Versorgung von einzelnen Restaurationen, aber auch im Gesamtkiefer verfügen. Scannerspezifisch gibt es hier gerade auf den Gesamtkiefer bezogen jedoch deutliche Unterschiede. Wichtig ist, wenn man sich mit Studien zur Genauigkeit befasst, auf die genaue Bezeichnung des getesteten Scanners und vor allem der genutzten Software zu achten. Viele Studien, die neu erscheinen, behandeln Scansysteme und Softwareentwicklungsstufen, die in dieser Form schon gar nicht mehr auf dem Markt sind. Zu einigen Scansystemen gibt es allerdings noch keinerlei wissenschaftliche Untersuchungen. Es ist deshalb wichtig, sich bei der Anschaffung eines Gerätes hier genauer zu informieren (Abb.2 a–d).

Abb 2 b–d : Unterschiedliche Oberflächenscans des charakteristischen Stumpfes durch verschiedene Scanner.

Das Handling

Abb. 3 a und b: Die verschiedenen Sitzpositionen beim Scannen.

Die Form der Handstücke der verfügbaren Scanner variiert immens. Größe und Gewicht sind, bedingt durch die unterschiedlichen zugrunde liegenden Scannertechnologien, sehr unterschiedlich. So ist es bei einigen Scannern nötig, die Technik im Handstück zu platzieren, was die Größe mancher Geräte erklärt.

Auch die Sitzposition beim Scanvorgang bedingt das Handling des Scanners. Je nach bevorzugter Sitzposition sollte es möglich sein, in der Software des Intraoralscanners die Sitzposition vor oder hinter dem Patienten auszuwählen. Ein ausführlicher Test der Sitzposition beim Scan am Patienten ist hier dringend zu empfehlen (Abb. 3a und b).

Ein weiterer Unterschied im Handling eines Intraoralscanners ist die Möglichkeit, das Scannerbild, also die aktuelle Positionierung des Scannerkopfes im Mund, schon vor dem Aktivieren des Scanvorgangs zu sehen. Dies bietet den Vorteil, den Scanner korrekt zu positionieren und erst dann mit dem Scan zu beginnen. So vermeidet man das Aufnehmen nicht benötigter oder störender Areale wie Wangenschleimhaut. Zudem kann man schon einen Blick auf die scannenden Präparationen werfen und kontrollieren, ob alle Präparationsgrenzen gut dargestellt wurden.

Die Scanstrategie

Einer der größten Unterschiede zwischen Intraoralscannern findet sich in der Strategie, die Restbezahnung, Präparationen und die Bisssituation zu erfassen. So bestehen prinzipiell 3 Optionen: Die erste Option ist der Scan des gesamten Kiefers inklusive aller Präparationen. Die zweite Möglichkeit ist ein Scan des zu präparierenden Kiefers vor der Präparation. Nachdem diese erfolgt ist, werden die entsprechenden Zähne automatisch aus dem Erstscan gelöscht und es erfolgt ein Scan der präparierten Zähne, die dann in den Vorpräparationsscan eingerechnet werden. Die dritte Option ist ein Scan jedes einzelnen präparierten Zahnes; diese werden dann in einen Scan der Gesamtsituation automatisiert eingerechnet. Jede dieser Optionen hat individuelle Vorteile; deshalb sollte man bei der Entscheidung für den einen oder anderen Intraoralscanner seinen gewünschten Workflow zugrunde legen (Abb. 4 u 5).

Die Geschwindigkeit

Bei der Geschwindigkeit, mit der ein Intraoralscanner die benötigten Daten aufnehmen kann, gibt es massive Unterschiede zwischen den verfügbaren Geräten. Je nach Einsatzgebiet wird eine hohe Scangeschwindigkeit mehr oder weniger dringend benötigt. Gerade für kieferorthopädische Scans bei Kindern sollten relativ hohe Scangeschwindigkeiten möglich sein. Hohe Scangeschwindigkeiten bedingen allerdings, dass das Handstück auch zügig über die zu scannende Region bewegt wird, da der Scanner sonst zu viele identische Daten sammelt, die das Ergebnis negativ beeinflussen können.

Die Datenverfügbarkeit

Große Unterschiede gibt es in der Verfügbarkeit der Daten. Nahezu alle Hersteller bieten an, die Daten nach erfolgtem Intraoralscan in eine firmeneigene Cloud zu laden. Dies soll einen schnellen und sicheren Datenaustausch mit dem Labor ermöglichen. Im täglichen Praxisablauf ist es von Vorteil, dass die Daten direkt vom Scanner in das entsprechende Labor verschickt werden können, ohne dass noch Zwischenschritte wie das Herunterladen, Verschlüsseln, Anhängen an eine Mail und Entschlüsseln im Labor durchgeführt werden müssen. Für das Labor bedeutet das, dass für jedes System eine Software benötigt wird, die in der Lage ist, diese Daten zu empfangen. Häufig ist diese Software kostenpflichtig und – je nach Hersteller – mit jährlichen Gebühren verbunden. Leider ist es vielfach nicht möglich, diesen Weg zu verlassen.

Einige Hersteller arbeiten mit Datenformaten, die nur mittels kostenpflichtiger Software in allgemeingültige Standards überführt werden können. Wünschenswert wäre hier jedoch, dass die Daten des Intraoralscans sofort und in einem allgemein lesbaren Format in der Praxis zur Verfügung stehen. Einige Hersteller bieten dies mittlerweile an. Neben der Verfügbarkeit der Daten ist auch deren weitere Speicherung wichtig. Sowohl aus forensischen als auch aus praktischen Gründen ist es entscheidend, die Scandaten jederzeit verfügbar zu haben. Einige Scanner speichern diese auf der scannereigenen Festplatte. Andere Anbieter garantieren eine dauerhafte Speicherung in der firmeneigenen Cloud. Hier ist zu beachten bzw. vorab zu klären, wie diese Daten später beim Tausch des Scanners oder auch bei einer Insolvenz des die Cloud betreibenden Unternehmens weiterhin verfügbar bleiben. Forensisch ist es unabdingbar, nachweisen zu können, dass die gespeicherten Daten in unveränderter Form gespeichert wurden. Sowohl Scanner-Hersteller als auch Drittanbieter bieten diese Möglichkeit heute an.

Das Nachbearbeiten von Scans

Einer der großen Vorteile von Intraoralscannern ist, Scans von Situationen anzufertigen und diese bei Bedarf nachbearbeiten oder in Teilen neu scannen zu können. Hierzu gibt es bei vielen Scansystemen die sogenannte Radierer-Funktion, mit der sich kleine Bereiche ausschneiden und anschließend nachscannen lassen. Zudem bieten manche Intraoralscanner die Möglichkeit, Scans auch nach dem Versenden in das zahntechnische Labor wieder zu öffnen und sie – sollten notwendige Korrekturen des Scanergebnisses festgestellt worden sein – nochmals zu bearbeiten.

Die Schnittstellen

Abgestimmte Schnittstellen zur problemlosen Übertragung der Scandaten von einem zum anderen digitalen System sind für die einfache Nutzung des Intraoralscanners wichtig. In den letzten Monaten und Jahren sind viele Hersteller und Anbieter von Intraoralscannern im folgenden Workflow Kooperationen eingegangen, sodass ein problemloser Austausch der Daten und deren weitere Nutzung garantiert sind. Wichtig vor dem Erwerb des Scanners ist daher, sich über entsprechende Kooperationen zu informieren.

Cart- oder Laptop-Version/Batteriebetrieb

Schaut man sich den Markt der Intraoralscanner an, so sieht man prinzipiell 2 verschiedene Arten von Gerätevarianten. Zum einen gibt es die sogenannten Cart-Versionen, das heißt, der Intraoralscanner befindet sich in einem in der Regel auf Rollen gelagerten eigenen Gehäuse. Zum anderen bieten einige Hersteller an, das Kamerahandstück des Scanners an einen Laptop anzuschließen, auf dem die notwendige Software installiert wird. Manche Intraoralscanner sind sogar in beiden Varianten verfügbar. Vorteil der Laptop-Variante ist eine sehr große Flexibilität, da der Scanner leicht zu transportieren ist. Diese geht allerdings zulasten einer geringeren Monitorgröße, was die Positionierung und das Handling des Scanners erschweren kann. Cart-Varianten sind während des Scans häufig einfacher zu bedienen, die Flexibilität ist jedoch oft eingeschränkt, da bei jeder Bewegung des Scanners durch die Praxis dieser zunächst heruntergefahren und wieder hochgefahren werden muss. Nur wenige Scanner verfügen über einen Akku. Welches System bevorzugt wird, sollte daher durch einen Praxistest geprüft werden.

Die Softwaretools

Nach erfolgtem Scan bieten viele Intraoralscanner Möglichkeiten an, diesen Scan weiter zu analysieren und zu bearbeiten. Ein wichtiges Tool zur Kontrolle ist die Möglichkeit, Kontaktpunkte und okklusale Abstände farblich codiert angezeigt zu bekommen. So können gerade an präparierten Zähnen Probleme mit dem verfügbaren okklusalen Platz für Restaurationen erkannt und behoben werden. Auch eine Überprüfung der korrekten Bisssituation ist so möglich. Einige Geräte bieten die Option an, die Präparationsgrenze direkt am Scanner festzulegen. Dies ist besonders dann hilfreich, wenn durch schwierige Verhältnisse eine klare Festlegung der Präparationsgrenze im Labor fraglich erscheint. Einige Intraoralscanner helfen durch Projektion einer Gitternetzlinie über die gescannten Zahnstümpfe dabei, die korrekte Einschubrichtung gerade bei Brücken mit divergierenden Pfeilern vorab zu überprüfen und gegebenenfalls zu korrigieren. Einige Geräte verfügen heute auch über die Möglichkeit, Farbbestimmungen der Restzähne, HD-Fotos oder Überlagerungen verschiedener Scans durchzuführen, um die Entwicklung von Abrasionen, Zahnbewegungen oder Rezessionen zu analysieren und grafisch darzustellen (Abb. 6a u. b).

Labside-/Chairside-Fertigung

Eine entscheidende Frage für den Kauf eines Intraoralscanners ist, ob die Fertigung des Zahnersatzes direkt am Patienten oder im Labor erfolgen soll. Viele Anbieter bieten inzwischen eine direkte Chairside-Fertigung mit Scan, Design und Fräsen des Werkstückes an.

Farbmodus

Abb. 7: Monochrome Darstellung/Farbdarstellung.

Einige Geräte bieten die Möglichkeit, den sich aufbauenden Scan der Situation farbig darzustellen. Dazu muss man wissen, dass es sich nicht um Originalfarben, sondern meist um Nachkolorierungen handelt. Dieser Farbmodus bietet zum einen eine Hilfe zur Festlegung der Präparationsgrenze, zum anderen kann man durch Markieren und Mitscannen der Okklusionskontakte diese ins Labor übertragen, sodass hier eine optimale Beurteilung der Okklusion erfolgen kann. Um dieses Okklusionsprotokoll ins Labor übertragen zu können, ist die Übertragungsmöglichkeit der Farbe in das Labor erforderlich. Dies ist nur bei einigen Scannern möglich, da das übermittelte STL-File keine Farbinformation enthält (Abb. 7).

Die Modellherstellung

Trotz Einführung digitaler Workflows ist es in der Regel dennoch nötig, prothetische und kieferorthopädische Arbeiten auf Modellen durchzuführen. Bei einigen Scannern kann man diese direkt über den Scanner-Hersteller bestellen. Bei anderen Herstellern ist diese Problematik dem Labor oder dem Zahnarzt überlassen. Hier können die Daten zu Drittanbietern gesendet oder im Labor selbst gedruckt oder gefräst werden. Zur Konstruktion dieser Modelle ist eine Software nötig, die separat erworben werden muss und bei der in der Regel Nutzungskosten anfallen.

Der Preis und die Nebenkosten

Auch die Anschaffungskosten des Intraoralscanners sind ein entscheidendes Kriterium. Diese variieren je nach Modell zwischen 15.000 € und 45.000 €. Bei einigen wenigen Herstellern fallen nach dem Kauf des Scanners keine weiteren Kosten mehr an. In der Regel werden jedoch monatliche oder jährliche Scan-Fees fällig, um das Gerät überhaupt betreiben zu können. Hiermit sind Kosten für Updates und Service abgedeckt. Diese Scan-Fees variieren je nach Hersteller zwischen ca. 1.000 € und 4.000 € pro Jahr.

Fazit

Zusammenfassend lässt sich kein allgemeingültiger Ratschlag für den Kauf des „richtigen“ oder „besten“ Intraoralscanners geben. Wichtig ist, die infrage kommenden Scanner im realen Einsatz am Patienten zu testen, um das Handling im Praxisalltag beurteilen zu können. Zudem kann man anhand einer Prioritätenliste der oben beschriebenen Punkte das am besten passende Gerät für die eigene Praxis finden.

Der Autor wird gemeinsam mit ZTM Florian Schmidt am 4. Mai und am 19. Oktober 2019 bei Stroh und Steuerpflug Zahntechnik in Ansbach von 9 bis 18 Uhr einen Kurs über „Die Umsetzung der digitalen Abformung in Praxis und Labor“ geben.

Die Kosten betragen 390 Euro zzgl. Mwst. und inkl. Verpflegung.

Anmeldung und weitere Informationen unter www.dgdoa.de

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