Vergleich zweier Messverfahren zur Überprüfung der Implantatgenauigkeit in der Navigationschirurgie : Computertomographie (CT) vs. Koordinatenmessgerät (KMG) ; eine In-vitro-Studie

Esters, Sabine; Riediger, Dieter

doi:urn:nbn:de:hbz:82-opus-28458

Vergleich zweier Messverfahren zur Überprüfung der Implantatgenauigkeit in der Navigationschirurgie : Computertomographie (CT) vs. Koordinatenmessgerät (KMG) ; eine In-vitro-Studie = Comparision of two different measurement systems for the determination of the accuracy of dental implants in navigated surgery : computer tomography versus coordinate-measuring machine ; in vitro study

Esters, Sabine

2009

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Sabine Esters

ImpressumAachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University 2009

UmfangXI, 167 S. : Ill., graph. Darst.

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2009

Genehmigende Fakultät
Fak10

Hauptberichter/Gutachter
Riediger, Dieter (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2009-06-16

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-28458
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/51142/files/Esters_Sabine.pdf

Einrichtungen

Lehrstuhl für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie (545000-2)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Genauigkeit (Genormte SW) ; Zahnimplantat (Genormte SW) ; Computertomographie (Genormte SW) ; Spiral-CT (Genormte SW) ; Navigationschirurgie (Genormte SW) ; Koordinatenmessgerät (Genormte SW) ; Medizin (frei) ; implant (frei) ; accuracy (frei) ; navigated surgery (frei) ; computer tomography (frei) ; coordinate-measuring machine (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 610

Kurzfassung
Aufgrund der demographischen Entwicklung in den Industrienationen ist in den kommenden Jahren mit einer weiteren Zunahme bei dentalen Implantationen der immer älter werdenden Bevölkerung zu rechnen. Für eine präzise Operationsplanung, Umsetzung und spätere Erfolgs- bzw. Überlebensrate der gesetzten Implantate mittels computernavigierter (Computer Aided Surgery, CAS) Techniken spielt die Implantatpositionierung aus funktioneller, ästhetischer sowie prothetischer Sicht eine bedeutende Rolle. In der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, ob sich die konventionelle Vermessung anhand postoperativer computertomographischer (CT)-Daten, wie von mehreren Autoren beschrieben, hinsichtlich der Genauigkeit für die Überprüfung der Positionierung inserierter Implantate eignet. Dazu wurden insgesamt 40 Implantate in 10 humane, mazerierte Unterkieferpräparate mit Hilfe eines Echt-Zeit-Tracking-CAS-Verfahrens gesetzt und neben der Vermessung mittels CT zusätzlich mit einem Koordinatenmessgerät (KMG) mechanisch vermessen. Das verwendete KMG bietet ausreichende Einzelpunktgenauigkeit und wird als Referenzmesssystem zur Evaluierung der Genauigkeit der ermittelten CT-Daten herangezogen. Die ermittelten postoperativen Messwerte beider Messsysteme wurden in ein einheitliches Koordinatensystem überführt und mit den präoperativen Planungsdaten verglichen. Anhand der Euklidischen Abstände im dreidimensionalen Raum wurde zur Interpretation der Messergebnisse ein verbundener T-Test (Annahme des Signifikanzniveaus a = 0,05) durchgeführt. Dabei zeigte sich, dass bei einem ermittelten p-Wert < 0,0001 ein signifikanter Unterschied bei der Überprüfung der Genauigkeit der Implantat-Positionierung mittels CT-Vermessung versus Koordinaten¬messgerät besteht. Die konventionelle Vermessung mit Hilfe postoperativer CT-Daten erfüllt die Voraussetzung für die Messprozesseignung zur Überprüfung der Implantatgenauigkeit aufgrund der technisch limitierten Raumauflösung des CT Datensatzes nicht. Für eine Vermessung der postoperativen Implantatpositionierung sollte diese Messmethode vor dem Hintergrund der vorliegenden Ergebnisse nicht mehr angewendet werden. Daraus ergibt sich der Anspruch an ein Messsystem, welches die "goldene Regel" der Regel- und Messtechnik für die Messprozesseignung im Verhältnis von 1:10 zwischen Objekt und Auflösung, erfüllt. Bisher existieren lediglich Ansätze zur Nutzung anderer Messverfahren, die eine exakte, strahlungsfreie Vermessung der postoperativen Implantatpositionierung gewährleisten. Zukünftige Forschungen sollten dahingehen, ein praxisrelevantes Messverfahren zu entwickeln, welches diese Forderungen erfüllt.

Due to the demographic evolution observed in the industrial nations, there is a growth of dental implantation of the aging population. Precise operative planning, realization, success and survival rate of the insert implants trough computer aided surgery (CAS-) techniques places strict requirements on implant positioning to reach a high medical benefit out of function, esthetic and prosthetic view. The aim of the following in vitro study is to evaluate the accuracy of conventional measurements based on postoperative computer tomography (CT) data, as described by various authors, and determining its suitability for dental implant positioning. To carry out this investigation, 40 Brånemark MK III implants were inserted into 10 human cadaver mandibles. After insertion through intraoperative navigation using optical tracking, a measurement was taken first with the conventional CT-measurement technique and subsequently with a coordinate measuring machine (CMM). The CMM employed provides sufficient single point articulation performance, allowing it to be used as a reference system in evaluating the acquired CT Data. The determined postoperative results of both measurement systems were mapped into a uniform coordinate system and compared with the preoperative planning data. For interpretation of the measurement results, a connected t-test (significance level a = 0.05) was performed based on the euclidic distances in the three-dimensional space. The determined p-value < 0.0001 indicates a significant difference in implant position caused by inaccurate CT-measurement when compared to the coordinate measuring machine. The conventional measurement based on CT-data does not provide the adequate positioning accuracy required for dental implants, due to the lack of sufficient spatial resolution. Therefore, based on the results of this study, the CT measurement technique should not be used for postoperative implant position measurements. These results reaffirm the requirement that a measurement system needs to satisfy the "golden rule", i.e. a relation of 1:10 between object and resolution, for the measurement system to be usable. Until now there exist only rudimentary approaches for the realization of a measurement system, which guarantee an exact, beam-free measurement of postoperative implant position. Prospective research should develop a relevant, clinical measurement system, which fulfils these conditions.

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