Digitalisierung

Zur Herstellung zahnärztlich-prothetischer Restaurationen mittels CAD/CAM-Technologien ist es nötig, die klinische Situation im Mund oder als Modell zu digitalisieren. Dabei wird von vorhandenen physischen Objekten die geometrische Struktur erfasst und in ein rechnerinternes Datenmodell überführt. 

Zwischen der zu fertigenden Restauration und der Methodik und dem Umfang der Digitalisierung besteht ein prinzipieller Zusammenhang.

Kronengerüste:

  • Daten des präparierten Stumpfes,
  • ggfs. Daten der Antagonisten und der Nachbahrzähne

Brückengerüste:

  • Daten der präparierten Stümpfe,
  • der Gingiva im Bereich der Zwischenglieder,
  • gegebenenfalls die Daten der Antagonisten und der Nachbarzähne.

Restaurationen mit Kauflächen:

  • Daten des präparierten Stumpfes/ der präparierten Stümpfe,
  • gegebenenfalls der Gingiva im Bereich der Zwischenglieder und
  • die Daten der Antagonisten und der Nachbarzähne

Ziel der Digitalisierung:

  • Vollständige Formerfassung der Oberfläche einschließlich der Präparationsgrenze,
  • eine gleichbleibende Genauigkeit für x, y, z auf der gesamten Oberfläche und
  • eine ausreichende Messpunktdichte.


Generell unterscheidet man zwischen taktilen (mechanisches Abtasten der Oberfläche) und berührungsfrei-optischen Digitalisierverfahren (optische Vermessung). Die verschiedenen, derzeit in der Zahnheilkunde genutzten Möglichkeiten der intra- oder extraoralen Datenerfassung sind in der Übersicht über die CAD/CAM-Systeme aufgeführt.

intraoral

extraoral

optisch
präparierte Stümpfe
     mechanisch präparierte
Stümpfe
optisch
präparierte Stümpfe oder
vollständiges Modell


Mechanische Digitalisierung

Taktile Verfahren verwenden einen Taster, um die Form des Objekts zeilenweise oder umrissgeführt zu erfassen. Form und Größe des Tasters sind entscheidend für die genaue Erfassung des Objektes und seiner feinen Strukturen. Eine zu große Tasterspitze löst feine Strukturen nicht auf, ein kleiner Taster wie ein zu großer Anpressdruck kann die Oberfläche des Objektes beschädigen. Dabei ist automatischen Systemen gegenüber manuell geführten Systemen der Vorzug zu geben.

 

 

   

Mechanisches Abtasten der Oberfläche mit Triclone 90 Dental-Scannigsystem von Renishaw 

Optische Digitalisierung

Die optische Datenerfassung kann intraoral vom präparierten Zahn beziehungsweise extraoral vom Modell erfolgen. Verglichen mit taktilen Systemen weisen sie zumeist kürzere Digitalisierzeiten aber geringere Messgenauigkeiten auf. Optische Digitalisierverfahren basieren auf, in einem bekannten Winkel zueinander angeordneten, Projektions- und Detektionseinheit. Es wird

  • punktweise (Scanner)
  • linienhaft
  • bildgebend-flächenhaft

mit Weißlicht oder Laser

auf das zu digitalisierende Objekt projiziert. Als Detektoren dienen lichtempfindliche Sensoren (CCD, CMOS). Die Bestimmung der Punktkoordinaten erfolgt nach dem Triangulationsprinzip aus dem 2D-Bild des Objektes im Detektor und der bekannten Geometrie der Messanordnung.


Extraorale optische Digitalisierung

Linienhafte Systeme


 

 

 
  • Eindimensionales Scannen 
  • Drehung des Messobjekts erforderlich

 

 

 

 Bildgebend-flächenhafte Systeme


 

 

 

 
  • Projektion von Streifenmustern (z.B. Graycode)

 

 

 

 

 Intraorale optische Digitalisierung

Mit intraoral-optischen Digitalisierverfahren wird versucht, Abformung und Modellherstellung zu umgehen. Das geringe Platzangebot und die 100-prozentige Luftfeuchtigkeit begrenzen dabei die Möglichkeiten des Digitalisiergerätes. Systeme mit nur einer Beobachtungsrichtung müssen kleine Triangulationswinkel anwenden und große Höhenfehler in Kauf nehmen. Durch die Patienten- und Behandlerbewegungen sind sehr kurze Digitalisierzeiten notwendig. 

  • Bereiche mit streifender Beleuchtung oder Beobachtung sind nicht einwandfrei messbar
  • Systeme mit nur einer Beobachtungsrichtung müssen kleine Triangulationswinkel anwenden (CEREC®, 4°) und große Höhenfehler in Kauf nehmen.
  • Bei steiler Präparation entsteht ein großer Abstand, der Messpunkte bei nur einer Beobachtungsrichtung und gegebenem Pixelraster begrenzt.

Auf der Basis bereits vorhandener Erfahrungen mit extraoraler Digitalisiertechnik für Einzelstümpfe und Kiefermodelle sind zur Erfassung der gesamten Form mehrere Messpositionen erforderlich. Diese werden gegenwärtig über bekannte Rotationswinkel der einzelnen Positionen oder frei über Matching-Verfahren zusammengeführt. Das Ergebnis der Digitalisierung ist eine Punktewolke, die in einem weiteren Schritt zu einem CAD-Modell weiterverarbeitet wird (Datenbearbeitung).

gepunktete blaue Linie 1000px breit