Intraoralscanner

Intraoralscanner – ein aktueller Überblick

Autor: Manfred Kern - Medizinjournalist

Digitale Abformung sorgt für eine „stille Revolution“ in der Zahnmedizin.

Das erste Mobilfunktelefon diente ausschließlich dem festnetzunabhängigen Telefonieren. Bis heute hat sich daraus das Smartphone als universeller Alleskönner entwickelt, dessen multiples Betriebssystem weit mehr Kommunikationsmöglichkeiten bietet. Ein beispielhafter Fortschritt. Auch der erste, computergestützte Intraoralscanner, vor ca. 30 Jahren vorgestellt, ermöglichte lediglich eine berührungslose, lichtoptische Abformung und den Weitertransport der Konstruktionsdaten in das Verarbeitungs-Equipment. Heute ist der Intraoralscanner, zusammen mit einem Hochleistungscomputer, die Zentraleinheit für viele Applikationen, teilweise mit automatisierten Arbeitsschritten: zur Generierung von umfangreichen Scandaten, Schnittstelle zur Integration von Röntgenbefunden, Navigation für Implantatversorgungen, für Echtzeit-Simulationen prothetischer Therapielösungen, Dialogstation zum zahntechnischen Workflow, Steuereinheit für Ausgabegeräte von gefrästen Modellen, Bohrschablonen sowie Restaurationen und vieles mehr.

Während die Massenprodukte der Kommunikationstechnologie (z.B. Smartphone) zur Beschleunigung, Effizienz- und Komfortsteigerung beitragen, werden diese Attribute noch nicht selbstredend mit der digitalen Intraoralabformung assoziiert. Wenn heute 5-10 Prozent der Zahnärzte in Mitteleuropa die Möglichkeit der digitalen Intraoralabformung nutzen [1], bleibt unbestritten, dass die computergestützte Abformung für viele Indikationen dem Anwender mit dem Einstieg in den digitalen Workflow zahlreiche Vorteile in Praxis und Labor bietet. Angesichts der hierzulande noch herausfordernden Marktdurchdringung können die digitalen Abformsysteme in der Zahnarztpraxis mittelfristig noch ein großes Potenzial für Diagnostik und Therapie erschließen.

Mit der technischen Entwicklung und der Indikationsausweitung hat sich das Markt-angebot an intraoralen, digital-optischen Abformsystemen erheblich vergrößert. Innovationen wie die Zusammenführung von Röntgenbefunden sowie die Navigation chirurgischer und prothetischer Behandlungsschritte in der Implantologie, zur Diagnostik von Zahnwanderungen und Rezessionen, ferner die computergestützte Zahnregulierung in der Kieferorthopädie, geben der intraoralen Datentechnik weitere Perspektiven für umwälzende Veränderungen in der Zahnmedizin.

Zentrales Informationssystem

Die CAD/CAM-Technik lediglich auf die digitale Abformung einzuengen, greift zu kurz. Aufgrund der Optionen, die ein digitaler Datensatz bietet, eröffnen sich zusätzliche Perspektiven, die mit konventionellen Verfahren oftmals aufwändiger, komplizierter oder garnicht durchführbar sind, so z.B. Analysemöglichkeiten wie Rezessions- und Verschleißmessungen. Die Vorteile des computergestützten Workflows lassen sich aus der Tatsache ableiten, dass alle Systeme das Potential für einen patientenfreundlichen Behandlungskomfort haben sowie eine erhebliche Zeitersparnis ohne Qualitätseinbußen bei der Konstruktion und Fertigung von konservierenden und prothetischen Restaurationen bieten und somit die Wirtschaftlichkeit in Praxis und Labor steigern.

Dabei ist durchaus vorstellbar, dass das digitale Intraoralabfomsystem in Zukunft die zentrale Drehscheibe für das gesamte „Healthcare Paket“ unserer Patienten wird. Ein untrügliches Zeichen dafür, dass die computergestützte Zahnheilkunde langfristig konventionelle Anwendungen dominieren wird, zeigt auch ein Blick über den Tellerrand. In der inneren Medizin werden schon seit längerer Zeit Röntgenbefunde digital erstellt und analysiert, Ultraschalldopplerscans, Laboranalysen und Histologie-präparate computergestützt untersucht, Untersuchungsbefunde miteinander verknüpft, differenzialtherapeutisch ausgewertet und sind interdisziplinär stets abrufbar. Es ist deshalb nicht die Frage ob, sondern wann die digitale intraorale Abformung für Befunderhebung, Diagnostik, Behandlungsplanung, Therapiedurchführung, Kontrolle und Prävention zur Basistechnologie in der Zahnarztpraxis wird. Für den einzelnen Anwender stellt sich heutzutage nur die entscheidende Frage, wann für ihn und sein Team, für sein Praxiskonzept sowie für seine „zahntechnische Werkbank“ der Einstieg sinnvoll ist.

Bisher wurden im Zusammenhang mit der konventionellen Elastomerabformung überwiegend vom Gipsmodell extraoral gewonnene Scandaten für die restaurative CAD-Konstruktion verwendet. Damit gelangen auch Ungenauigkeiten aufgrund von Schrumpfung, Dimensionsverzügen, Gipsexpansion und haptischer Bedingungen in den Datensatz. Damit ist jedes auf Basis dieses Arbeitsprozesses erzeugte, virtuelle Modell ungenau - einerlei, wie präzise der Scanvorgang an sich ist. Deshalb liegt es nahe, den Scanvorgang direkt in der Mundhöhle zu beginnen [2, 3] (Abb. 1). Auch die Verwendung spezieller „scanbarer“ Abformelastomere kann die wesentliche Einschränkung der Vorgehensweise nicht aufheben, die darin besteht, dass die Messung umso präziser wird, je mehr der Strahlengang der zur Messung verwendeten Optik direkt auf die zu digitalisierende Oberfläche auftrifft.
Die Abbildungsgenauigkeit der intraoralen Abformung mit der lichtoptisch arbeiten-den Mundkamera muss sich an den Ergebnissen der konventionellen Abformung mit Elastomeren messen lassen. Hier haben die optoelektronischen Aufnahmesysteme in den letzten Jahren deutlich an Genauigkeit und Zuverlässigkeit zugelegt und können nun den Anspruch erheben, die Abweichungstoleranz am Einzelzahn auf 20 Mikrometer (µm), am Quadranten auf 35 µm und bei der Ganzkieferabformung in den Korridor von 50 bis 80 µm Mikrometer gebracht zu haben. Bei geeigneten Indikationen ist damit die Digitalabformung der konventionellen, analogen Abformung überlegen [4, 5, 6, 7].

Echtzeitverarbeitung und Analyseoptionen

Die digitale, intraorale Abformung bietet zusammen mit der Generierung eines Mo-delldatensatzes zahlreiche Vorteile. Schon während des Scans der Bezahnung wird die anatomische Situation, die Präparation und Präparationsgrenzen exakt und vergrößerbar auf dem Bildschirm dargestellt (Abb. 2). Damit kann schon in dieser Phase das digitale Modell geprüft werden. Bei der analogen Abformung zeigt erst das Gipsmodell die entscheidenden Details. Bei Korrekturbedarf wird der betroffene Sektor digital ausgeschnitten; der Scan der Nachpräparation oder z.B. nach einer Blutung am Präparationsrand kann wiederholt und selektiv eingefügt werden.

Bei einem Scan können zunächst die kritischen Bereiche erfasst werden. Im Falle von aufwändigen Gesamtsanierungen bietet sich die Möglichkeit, abschnittweise in mehreren Sitzungen vorzugehen. Alle Scans sind in der Datenbank hinterlegt und können jederzeit aufgerufen werden.
Neben dem Re-Scan für selektive Areale kann die virtuelle Ausschneidefunktion dazu genutzt werden, um vor der eigentlichen Behandlung einen Überblickscan auszuführen. In der definitiven Präparations-Sitzung brauchen nur noch die behandlungswürdigen Zähne digital erfasst werden.

Da bestimmte intraorale Scansysteme Echtfarbmodelle erzeugen (Abb. 3), können Oberflächen wie Zahnstrukturen und Gingivatextur besser erfasst werden. Somit kann man z.B. farbige Gingiva- und Zahnveränderungen analysieren, was ein Gipsmodell nicht ermöglicht. Auch selektive Zahnfarbmessungen können bei einigen Systemen durchgeführt werden.

Als Analyseoption können bei digitalen Modellen wichtige Präparationsparameter direkt am Bildschirm kontrolliert werden, z.B. die Einschubachse oder der Abstand zum Antagonisten. Ebenso können am Modell Restaurationsparameter wie die Min-destschichtstärke oder eine morphologisch und funktionell passende Restaurationsgestaltung überprüft werden. Ein digitales Modell unterliegt keinem Verschleiß, wie es beim Aufpassen einer zahntechnischen Arbeit am Gipsmodell eintreten kann.

Weitere Digitalanalysen ermöglichen die Prüfung von Veränderungen, z.B. von Zahnwanderungen, Zahnkippungen, Zahnrotationen, Rezessionen und Abrasionen [8]. Hierzu genügt ein 3D-Vergleich eines Anfangbefundes mit nachfolgenden Intraoralaufnahmen mittels einer geeigneten Software, z.B. OraCheck (Cyfex, CH-Zürich).

Digitale Modelle können im Vergleich zu analogen Modellen (Gips) einfacher und platzsparend archiviert werden. Ein späteres Auffinden auf der Festplatte durch Aufruf der Patientendatei ist jederzeit möglich.

Chairside-Option für Standardversorgungen

Die computergestützte Behandlung in einer Sitzung bietet neben dem Patientenkomfort der digitalen Intraoralabformung und der Zeitersparnis noch weitere, therapeutische Vorteile: die Dentinwunde wird sofort bakteriendicht versiegelt, ein Provisorium mit dem Risiko von zirkulären Schmelzkantendefekten an der Kavität durch mehrtägiges Tragen entfällt, die Restzahnhartsubstanz wie dünne Höckerwände wird sofort adhäsiv stabilisiert. Zudem wird die Kontamination der Kavität durch provisorischen Zement verhindert und der adhäsive Haftverbund nicht beeinträchtigt.

Klinische Studien bestätigen die hohe Überlebensrate von vollkeramischen Restaurationen, die mit dem Chairside-Verfahren gefertigt wurden. Untersuchungen über 20 Jahrer belegen, dass die eingegliederten Inlays, Onlays, Teilkronen den „Goldstandard“ erreicht und teilweise übertroffen haben (Cerec).

Das Chairside-Verfahren ist auch für das Praxiskonzept ein nicht zu unterschätzen-des „Marketinginstrument“. Patienten schätzen neuzeitliche Technologien und schließen dadurch auf die Kompetenz und Aufgeschlossenheit des Behandlers für moderne Therapieverfahren.

Funktionelle Okklusion – digital generiert

Für das Funktionieren des stomatognathen Systems ist unerlässlich, dass die Funk-tionstüchtigkeit wieder hergestellt wird, besonders nach dem umfangreichen Auflösen der Stützzonen durch die Präparation. Bei einigen Scansystemen ist die nachträgliche Änderung der Bisslage jedoch nicht möglich. Fortschrittliche Intraoralscanner vermessen dreidimensional ganze Quadranten und Kiefer einschließlich der Gegenbezahnung direkt am Patienten. Zusätzlich kann die statische Relation von Oberkiefer und Unterkiefer über Bissregistrate oder Bukkalaufnahmen intraoral erfasst werden. Diese Information stellt die Ausgangsbasis dar, um die digitale Kauflächengestaltung und die Oberflächenrekonstruktion durchzuführen. Dafür hat der wissensbasierte Ansatz der Biogenerik (Cerec) ein Verfahren geschaffen, bei dem automatisch ein individuell passender Restaurationsvorschlag berechnet wird.

Die Simulation der dynamischen Okklussion ist bei einigen Systemen möglich (Abb. 4). Dafür besteht seit einiger Zeit ein Ansatz zur Integration der dynamischen Artikulation unter Verwendung eines mittelwertigen, virtuellen Artikulator [9]. Ebenso ist eine Integration von individuellen Artikulationsparametern sowie die die digitale Veränderung der Bisslage mittels Stützstift möglich.

Ferner sind heute digital gesteuerte Lösungen verfügbar, die eine umfassende Beurteilung der Funktionstüchtigkeit des stomatognathen Systems ermöglichen. Kiefergelenkspezifische Werte, wie z.B. das Bonwill-Dreieck und die Kondylenbahn, können aus der Röntgenaufnahme, aus den Werten des Gesichtsbogens oder aus diversen elektronischen Registriersystemen in das Modell der Intraoralabformung übernommen werden. Mit dieser Information kann die Bewegung des Unterkiefers relativ zum Oberkiefer exakt berechnet werden. Als vorteilhaft hat sich die Aufzeichnung der Bewegung in Form eines virtuellen FGP (functional generated pathway) erwiesen. Dies detektiert auf der konstruierten Restauration funktionelle Störkontakte.

Implantatversorgung

Scannersysteme mit implantolgischer Planungssoftware übernehmen präoperativ die dreidimensionale Darstellung der anatomischen Strukturen aus dem Digitalvolumen-tomogramm (DVT) und visualisieren die geplanten prothetischen Suprastrukturen. Die Darstellung und Zusammenführung dieser Komponenten erlauben im Vorwege des chirurgischen Eingriffs eine räumlich optimale, virtuelle Positionierung der Implantatpfeiler in Abstimmung mit den prothetischen Aufbauten (Abb. 5). Für die exakte Bestimmung der Implantatposition ist bei einer digitalen Abformung ein implantat-spezifischer Scankörper erforderlich [10], kompatibel zur verwendeten CAD-Software. Hierbei können auch die Implantatgeometrien bestimmt werden. Die Übertragung der virtuellen Implantatposition in den operativen Situs erfolgt mit einer Führungsbohrschablone, in der Führungsflächen für die Implantatbohrer eingelassen sind.

Für die Auswahl passender Implantate bieten in letzter Zeit zunehmend Scanner-Hersteller die Möglichkeit des direkten Zugriffs durch Kooperationen mit Implantatherstellern.

Kommunikation und Teamwork

Die Weiterverarbeitung von digitalen Modellen erfolgt ohne Zeitverlust. Close-up-Fotos von Bezahnung und Patientenmimik, Angaben zur Zahnfarbe und Oberflä-chenstruktur, funktionelle Scans können bei interdisziplinären Arbeiten angehängt werden. Durch den elektronischen Versand, der oftmals über Cloud-Systeme erfolgt, fallen kein Zeitverlust und keine Transportkosten an. Zahnarzt und Zahntechniker können sich sofort kurzschließen und die Situation sowie die Planung an den Bildschirmen besprechen.

Ein digitaler Datensatz kann mit anderen Datensätzen verknüpft werden, z.B. mit einem Gesichtsscan oder mit 3D-Röntgenaufnahmen (CT oder DVT) [11]. Dies ermöglicht eine zusätzliche, erweiterte und vor allem umfangreiche Diagnose- und Planungsmöglichkeit. Damit können Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgen in die Vorbereitung und Therapie frühzeitig einbezogen werden.

Bei einigen Systemen fallen Gebühren für den durchgeführten Scan an. Oftmals werden die Datensätze zunächst an firmeneigene ‚Clouds‘ in einem verschlüsselten Dateiformat versendet – insoweit ist das System geschlossen. Ein offener STL-Datenexport (STereoLithography, Surface Tesselation Language) als Standardschnittstelle für die Weiterverarbeitung in einem beliebigen CAD-Programm ist oftmals erst nach dem Dateiversand von dieser Plattform möglich. In letzter Zeit bieten jedoch immer mehr Hersteller sogenannte offene Systeme an, also Intraoralscanner, die einen direkten STL-Datenversand erlauben.

Moderne braucht Lernfähigkeit

Das Beherrschen von PC und Smartphone setzt wie bei vielen anderen, modernen Begleitern in unserem Alltag voraus, dass sich der Anwender mit den Funktionen vertraut macht. Mit dem Betreten der CAD/CAM-Technik ist der Nutzer gehalten, eine „Lernkurve“ zu durchlaufen, bis ein perfekter Modelldatensatz gelingt. Eine digitale Intraoralabformung setzt eine fehlerfreie Vermessung der Bezahnung voraus. Dafür muss ein komplexer Scanpfad eingehalten werden [8]. Beim „guided scanning“ wird der Anwender Schritt für Schritt während des Scans instruiert. Dabei wird moderiert, wie die Intraoralkamera über den Zahnbogen zu führen ist. Diese Einweisung erleichtert die Aktion; die Ansage ist in einigen Systemen bereits integriert. Hilfreich ist auch, in einem der CAD/CAM-Kurse die Intraoralabformung und Modellgenerierung zu belegen, um mit erfahrenen Zahnarzt-Trainern zu arbeiten.

Die unterschiedlichen Funktionsweisen der Scanner bewirkt, dass das Scanergebnis nach derzeitigem Stand maßgeblich vom sachgerechten Scanpfad beeinflusst wird [12, 13]. Unter Scanpfad versteht man, dass die Intraoralkamera in einem bestimmten Bewegungsmuster über die Oberflächen geführt wird. Dadurch wird ein genaues, virtuelles Modell erzielt. Entscheidend ist, dass die Einzelaufnahmen, die das optische System erstellt, ausreichend präzise überlagert werden. Besonders bei der Erfassung von großen Arealen wie Quadranten und Ganzkieferbögen ist es notwendig, nicht nur in mesio-distaler Richtung eine ausreichende Datenmenge zu generieren, sondern den Scanpfad durch Laterialaufnahmen zu vervollständigen – und vor allem wieder zu schließen, indem man zum Startpunkt der Scanbewegung mit Überkreuzung der Okklusaloberfläche zurückkehrt. Oftmals gestaltet sich die Erfassung von strukturlosen und/oder steil abfallenden Arealen wie die Unterkieferfront als schwierig. Dies erfordert systemabhängig spezielle Strategien, die nach Einweisung beherrschbar sind.

Die Intraoralaufnahme stößt heute noch an ihr Limit, wenn die Präparationsgrenze tief im Sulcus „vergraben“ ist oder Blut und Sulcusflüssigkeit die lichtoptische Abfor-mung verhindern. Es können nur Areale wiedergegeben werden, die auch für die Kamera optisch erfassbar sind. Retraktionsfaden oder Aluminiumchlorid mit adstrin-gierenden und hämostatischen Eigenschaften können helfen, den Sulcus zu öffnen, aber das Mattieren der Gewebeoberfläche mit Titanoxidpulver für den Scan stößt hier noch an seine Grenzen.

Digitale Intraoral-Abformsysteme stellen sich vor

Die computergestützte Intraoralabformung dringt zunehmend in alle Fachbereiche der Zahnheilkunde ein. Die nachfolgende Betrachtung erfolgt nach Kriterien der verschiedenen Anwendungsverfahren wie chairside, labside, und nach Einsatzgebieten wie Implantologie, Kieferorthopädie. Neben der Oberflächenkonditionierung der Scanflächen (Kontrastmittel, Puder) werden Aufnahmeprinzip, Scanmodus, Farbdarstellung, Ausgabeformat, CAM-Verarbeitung dargestellt.

True Defintion Scanner (3M Espe, St. Paul/USA, D-Seefeld):
Diese Scan-Technik beruht auf dem “Wavefront Sampling” als passives Triangulati-onsverfahren. Lediglich eine dünne Bepuderung der Zahnoberflächen ist erforderlich. Die Puderpartikel dienen als per Zufallsprinzip verteilte Landmarken für das optische System. Das Objekt wird gleichzeitig von mehreren Kameras im Scannerkopf aus verschiedenen Perspektiven aufgenommen. Durch das gleichzeitige Anpeilen der Landmarken aus verschiedenen Blickwinkeln kann das Prinzip mit dem Stereosehen des menschlichen Auges verglichen werden. Während der Aufnahmen wird der Scankopf ständig flüssig bewegt. Der Scanner erzeugt monochrome, digitale Datensätze, die als Videosequenz visualisiert werden (Abb. 6). Die Präparationsgrenze kann für die Beurteilung zusätzlich dreidimensional als vergrößertes Einzelbild dargestellt erfolgen. Eine Ausschneideoption ist nicht vorhanden; eine Rückspulfunktion ermöglicht das schrittweise Zurückgehen zum gewünschten Scanstatus. Aufnahme- oder Datenfehler können durch Nachscannen ausgewechselt werden. Der digitale Workflow verläuft über die firmeneigene Cloud-Plattform von 3M. Von dort aus ist ein Datenexport im offenen STL-Format möglich. Damit können die Datensätze in gängige CAD-Konstruktions-programme importiert (Exocad, 3Shape, Dental Wings), in generative Fertigungsverfahren oder Rapid-Prototyping-Anlagen geladen oder auch mit radiologischen Planungsprogrammen kombiniert werden. Der Labside-Einsatz ist etabliert, ein Chairside-Workflow ist noch in Planung. Für die Implantologie (Planung, Versorgung) besteht eine Kooperation mit Zugang zu Straumann-Implantaten. Die Zusammenarbeit mit Biomet i3 mit dem BelleTek Encode System ermöglicht, für das Healing Abutment und Suprastrukturen eine spezifische geometrische Form zu „hinterlegen“. In der Kieferorthopädie kooperiert das Scansystem mit 3M Unitek zur Behandlung mit dem lingualen Incognito-System sowie mit Align Technology (Invisalign).

Trios 3 (3Shape, Kopenhagen, Dänemark):
Das Aufnahmeprinzip ist die konfokale Mikroskopie. Parallel auf die zu scannende Oberfläche ausgesandte Lichtstrahlen werden im gleichen Strahlengang zurück geworfen und proportional zum Objekt-Fokus-Abstand auf unterschiedlichen Tiefenschärfenebenen scharf dargestellt. Daraus wird das aufgenommene Objekt dreidimensional berechnet und farbig abgebildet. Wie die Vorgängermodelle scannt Trios3 puderfrei mittels Videosequenz. Neben der Ausschneidefunktion arbeitet eine Sperrfunktion für Oberflächen, die bei einem Nachscannen nicht verändert werden sollen. Der digitale Workflow läuft vorzugsweise über die firmeneigene Cloud-Plattform von 3Shape. Es können mit dem Rechner Scandaten im offenen STL-Format ausgelesen werden. Der Labside-Workflow ist umfangreich etabliert. Es bestehen offizielle CAM-Anbindungen an zahlreiche Schleif- und Fräsmaschinen. In der Kieferorthopädie ist die Planung und Anfertigung zahn- und kieferregulierender Apparaturen möglich. Für die Implantologie ist eine Planungssoftware für Implantate und zur Bohrschablonengestaltung verfügbar. Ein Chairside-Workflow ist noch nicht etabliert.

iTero Element (Align Technology, San Jose, USA):
Der iTero-Scanner nutzt das Aufnahmeprinzip des konfokalen Laserscanners und arbeitet puderfrei. Im Gegensatz zu der Vorgängerversion (unter der Regie von Cadent und Straumann) erfasst er 6.000 fps (frames per second) anstatt 800 fps mit 20 Scans pro Sekunde. Der Scan erfolgt als monochrome Videosequenz, eine Echt-farben-Darstellung ist geplant. Der Scankopft wurde verkleinert. Der digitale Workflow verläuft über die firmeneigene Cloud-Plattform von MyAligntech. Ein STL-Datenexport ist möglich für die Verarbeitung bei Drittherstellern. Eine Chairside-Version ist in Planung. Der Schwerpunkt des Workflows liegt bei Align Technology naturgemäß in der Kieferorthopädie. So erfolgt z.B. die Datenverarbeitung mit den ClinCheck-Software für Invisalign-Behandlungen. Auch die Weiterverarbeitung mit anderer Planungssoftware wie SureSmile oder bei 3M Unitek ist im STL-Format möglich. Für die Implantologie bestehen Planungs- und Versorgungs-Kooperationen mit Straumann Cares.

Cerec (Sirona, Wals, Österreich):
Der Hersteller Sirona hat mit Cerec Bluecam, Omnicam, Apollo verschiedene Intraoralscanner im Portfolio. Cerec Bluecam generiert monochrome Einzelaufnah-men mit Triangulation, Apollo benötigt die Bepuderung und nutzt die konfokale Mik-roskopie für die monochrome Videosequenz; das System fertigt ausschließlich Da-tensätze für die externe Verarbeitung. Omnicam hat das Prinzip der Datenakquisition durch Aufnahmen einzelner Bilder verlassen und einen Videomodus im Triangulationsverfahren implementiert (Abb. 7). Das System arbeitet puderfrei. Der Anwender überfährt mit dem Scankopf das abzubildende Areal in einer kontinuierlichen Bewegung, dabei die Scanrichtung ändert und das Objekt von allen Seiten erfasst. Die Echtfarbeninformation erfolgt durch die Aufprojektion eines Streifenlichtmusters in verschiedenen Wellenlängen (verschiedene Farben). Der digitale Workflow erfolgt entweder direkt chairside oder über die Cloud-Plattform Cerec Connect. Der Chairside-Workflow verbindet mit den Schleifeinheiten (Cerec MC/X/XL). Für den Labside-Workflow wird die Einheit MCX5 angesteuert. Für die Implantologie können, wahlweise unter Einsatz des DVT (Galileos), navigierte Bohrschablonen (Abb. 8) chairside hergestellt werden. Für die Implantatplanung kooperiert Omnicam mit 20 Implantatherstellern und bietet ein eigenes Ti-Base-System. Für die Kieferorthopädie ermöglicht die Software Cerec Ortho die Ganzkiefererfassung mittels „guided scanning“. Die Weiterverarbeitung der Daten zur kieferorthopäischen Planung und Therapie erfolgt durch Kooperationspartner, z.B. Invisalign.

CS 3500 (Carestream, Rochester/USA):
Dieser Scanner nutzt das Triangulationsverfahren und erzeugt puderfrein farbige Einzelbilder. Ein Farbindikationssystem signalisiert den Verarbeitungsstatus (grün für erfolgreichen Scan). Neben einer USB-Version ist eine Integration in die Behandlungseinheit geplant. Der digitale Workflow verläuft stets über die firmeneigene Cloud-Plattform CS Connect. Neben dem STL-Datenexport ist ein Labside-Workflow und künftig ein Chairside-Workflow möglich. Der Ausschleifprozess ist auf Einzahnrestaurationen begrenzt; dreigliedrige Brückengerüste sind in Vorbereitung. Für die Kieferorthopädie ist eine Modellanalyse möglich. Ein Therapieplanungstool für KfO ist nicht erhältlich. Eine Planungssoftware für Implantate ist in Vorbereitung.

Dwio (Dental Wings, Montreal/Canada):
Das System benutzt als Aufnahmeprinzip das „Multiscan Imaging“, eine Videose-quenz als Weiterentwicklung der Triangulation. Durch die unterschiedliche, räumliche Anordnung von zehn Kameras und fünf zugehörigen Projektoren werden die vom System projizierten Punkte auf der Zahnoberfläche aus diversen Perspektiven aufgenommen. Eine Puderung ist notwendig. Ein Kameraabstand von 5 bis 20 mm ist erforderlich, von einer LED-Lampe mit Farbsignalen kontrolliert. Der Kamerakopf wird in einer Art Überkuppelungsbewegung schrittweise über die Kauflächen geführt. Die Steuerung der Software erfolgt mittels berührungslosen Gesten am Monitor. Die Scans sind monochrom, eine Farbversion ist geplant. Der digitale Workflow verläuft über die firmeneigene Cloud-Plattform. Der Datenexport erfolgt im offenen STL-Modus. Der Labside-Workflow ist etabliert, nicht hingegen ein Chairside-Modus. Die CAM-Anbindung kooperiert mit diversen Herstellern. Eine Implantatplanung wird bereitgestellt; eine implantologische, prothetische Rekonstruktion ist nicht verfügbar. Für die Kieferorthopädie ist eine Modellerstellung möglich. Eine Software zur KfO-therapeutischen Planung ist nicht vorhanden.

Rainbow iOS (Dentium, Su-won, Korea):
Dieser puderfreie Echtfarben-Inraoralscanner nutzt die Triangulation mit Einzelbil-dern. Für das Restaurationsdesign ist eine externe Software erforderlich; eine Ko-operation mit anderen Herstellern für die CAD-Konstruktion besteht. Der Labside-Workflow wird im STL-Format an systemeigene Schleifmaschinen geleitet. CAM-Anbindung an weitere Verarbeiter ist vorhanden. Chairside-Workflow, Einsatz in der Implantologie und Kieferorthopädie sind nicht möglich.

MIA3d (Densys 3D, Migdal Ha‘Emek, Israel):
Dieses Systeme ist eine reine „stand-alone“-Lösung. Der Scanner arbeitet nach dem Triangulationsprinzip mit Monochrom-Abbildungen. Der Scankopf ist klein und sehr handlich. Bepuderung der Zahnoberflächen ist erforderlich. Einziger etablierter Workflow ist der Datenexport im offenen STL-Format zur Weiterverarbeitung durch Dritte.

AADVA (GC, Leuven, Belgien):
Der Intraoralscanner arbeitet puderfrei nach dem Prinzip der Stereovermessung. Bei diesem Stereoverfahren nehmen zwei Kameras Bilder auf. Diese werden dann miteinander verglichen (ähnlich dem menschlichen Auge). Die Datenerfassung erfolgt monochrom als Videosequenz, eine Echtfarbendarstellung ist geplant. Genauigkeitsstudien zeigten Toleranzwerte von 25 µm für Quadranten und 15 µm (in-vitro) für den Einzelzahn. Der digitale Workflow verläuft über die firmeneigene Cloud-Plattform – GC Aadva DSP - oder über den direkten, offenen STL-Export. Die Labside-Weiterverarbeitung erfolgt mit GC-Software oder direkt an Drittverarbeiter im offenen STL-Format. Eine Chairside-Version ist nicht verfügbar. Für Implantologie und Kieferorthopädie sind noch keine Workflows etabliert.

KaVo Lythos (KaVo, Biberach):
Als Weiterentwicklung des Ormco-Intraoralscanners gibt es zwei Versionen: einen kieferorthopädische Scanner mit eingeschränkten Applikationen sowie einen „Zahnarztscanner“ mit Farbdarstellung der Oberflächen. Der Lythos-Scanner arbeitet puderfrei. Im Gegensatz zum Ormco-Scanner ist kein „guided scanning“ zur Datenerfassung vorhanden. Die Oberflächendaten werden mittels Videosequenz nach dem optischen Triangulationsverfahren erfasst. Eine Ausschneidefunktion für Wiederholungsscans ist vorhanden. In der Laptop-Version ist das Auslesen der Daten direkt über ein USB-Port möglich. Der Datenexport erfolgt über die firmeneigene Cloud-Plattform. Der Labside-Workflow ist für STL-Daten etabliert; ein Transfer kann im STL-Format an CAM-Verarbeiter erfolgen. KaVo bietet verschiedene Fräs- und Schleifmaschinen (bis zu 5 Achsen) an. Workflows für Implantologie und Kieferorthopädie sind nicht vorhanden.

Ormco Lythos (Ormco, Orange, USA):
Dieser Scanner, auf kieferorthopädische Anwendungen spezialisiert, generiert nur monochrome Scans, ähnelt jedoch dem KaVo Lythos. Das Aufnahmeprinzip ist identisch (Triangulation), aber auf die Ganzkiefer-Erfassung begrenzt. Für die Datengenerierung wurde ein „guided scanning“ etabliert. Der Datenexport erfolgt über die Cloud-Plattform von Ormco im offenen STL-Format. Eine Software ermöglicht die kieferorthopädische Planung und die Fertigung von KfO-Appliances.

Condor (MFI, Gent, Belgien):
Der kleine, kompakte Intraoralscanner arbeitet puderfrei und scannt die Zahnoberflächen farbig mittels Stereophotogrammetric (Herstellerbezeichnung) in einer Videosequenz. Der digitale Workflow erfolgt über den direkten Datenexport im offenen STL-Format. Ein Labside-Workflow durch Drittanwender ist möglich. Implantologie und Kieferorthopädie sind noch keine Einsatzgebiete.

Planmeca (PlanScan, Helsinki, Finnland):
Zusammen mit der Fräseinheit (PlanMill40) bildet der Intraoralscanner eine funktionsfähige Chairside-Unit als Weiterentwicklung des E4D-Systems (USA). Der Scanner arbeitet puderfrei nach dem Triangulationsprinzip und erzeugt Echtfarben. Die Aufnahme erfolgt als Videosequenz. Der digitale Workflow erfolgt über den Datenversand an die Planmeca-Cloud. Der Export im STL-Format ist möglich. Mit der Lab-Software können Schleifmaschinen angesteuert werden. Eine eigene CAD-Software ermöglicht den Chairside-Workflow. Für Implantologie und Kieferorthopädie gibt es keinen eigenständigen Workflow.

IntraScan (Zfx, Dachau):
Der Scanner arbeitet puderfrei und arbeitet nach dem Prinzip der konfokalen Mikro-skopie in einer Videosequenz. Der digitale Workflow erfolgt als direkter STL-Export; dadurch ist die Zusammenarbeit mit einem externen Laborverarbeiter möglich. Der Hersteller bietet einen kompletten Labside-Workflow, der Scannen, Design-Software bis zur 5-Achs-Schleifmaschine einschließt. Ein Chairside-Workflow ist nicht vorhanden, ebenso keine Kooperation für Implantologie und Kieferorthopädie.

Auf einen Blick

Die Möglichkeiten der digitalen Abformung mit intraoral optischen Abformsystemen reichen heutztage weit über die Einzelrestauration hinaus. In Abhängigkeit von dem verwendeten System bieten sich heute dem Anwender umfassende Optionen bis hin zur prothetischen Rekonstruktion von Implantaten und dem Design von kieferorthopädischen Apparaturen. In Anbetracht der unterschiedlichen Features und Eigenschaften der Scansysteme ist für den Anwender oder dispositiven Interessenten die Beantwortung folgender Fragen wichtig:

• Muss der Intraoralscanner puderfrei arbeiten? Für intraoperative Implantatabformungen ist dies sicherlich zu befürworten. Puderpflichtige Systeme bedeuten jedoch nicht zwangsläufig schlechtere Ergebnisse; sie sind jedoch bei der Ganzkiefererfassung anspruchsvoller in der Handhabung.

• Erlaubt das Scanbild die unmittelbare Beurteilung der Präparationsgrenzen an der Behandlungseinheit, evtl. mit Vergrößerungsmodus?

• Ist hinsichtlich des Workflows ein geschlossenes System zu bevorzugen oder ist ein offenes System erwünscht? Geschlossene Systeme und deren Schnittstellen stützen sich auf die Kompetenz und auf das gesicherte Knowhow eines definitiven Herstellers. Beim offenen System können Datensätze im STL-Format zur weiteren CAM-Verarbeitung an Dritte weiter gegeben werden. An Schnittstellen mit fremder Software handelt der Anwender eigenverantwortlich - unter Umständen können Kompatibilitätsprobleme auftreten.

• Welche Indikationen möchte ich abdecken? Will ich mich auf Einzelzahn-Restaurationen beschränken oder sollen umfangreiche prothetische Restaurationen, auch auf Implantaten, durchgeführt werden?

• Möchte ich Restaurationen chairside herstellen und Patienten für Standard-versorgungen möglichst in einer Sitzung behandeln?

• Möchte ich mein Praxislabor in den digitalen Workflow einbeziehen oder mei-ne Datensätze in ausgewählten Fällen an Fremdlabors geben?

• Mit welchem Implantatsystem muss mein Scansystem bzw. die weiterverarbeitende Software kompatibel sein?

• Sollen meine Datensätze mit anderen digitalen Systemen, z.B. mit DVT, fusi-onsfähig sein?

Die vorliegende Zusammenstellung der intraoralen Scansysteme soll eine Hilfestel-lung bei der Beantwortung dieser Fragen bieten und die Einschätzung des techni-schen Standes der digitalen Datenerfassung erleichtern. Zudem wird verdeutlicht, dass die digitale Intraoralabformung mit ihren mutiplen Möglichkeiten der Datenver-arbeitung der konventionellen, analogen Abformung in vielen Punkten überlegen ist. Für die Zukunft ist mit einer Erweiterung der Indikationsbereiche durch eine verstärkte Integration von Diagnose- und Therapiekonzepten zu rechnen. Dies wird zu einer weiteren Verbreitung von intraoralen Scansystemen führen. Vor die Frage gestellt, wann für den Zahnarzt der „Sprung in die digitale Zukunft“ angezeigt und sinnvoll ist, mag der Hinweis dienen, dass mit dem frühzeitigen Befassen die Lernkurve mit der Digitalabformung schneller durchlaufen und die therapeutischen sowie wirtschaftlichen Vorteile für die Praxis anhand konkreter Erfahrungen genutzt werden können.

Manfred Kern, Schriftführung AG Keramik, D-76255 Ettlingen
info@ag-keramik.de

Dieser Artikel basiert auf der Publikation von Zimmermann M, Mehl A, Mörmann HW, Reich S: Intraoral scanning systems - a current overview. Int J Comp Dent 2015; 18(2): 101-129

 
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