International Journal of Computerized Dentistry, 03/2024

Ziel: In der Zahnmedizin werden auf künstlicher Intelligenz (KI) basierende Systeme dazu eingesetzt, die Genauigkeit und Effizienz diagnostischer Prozesse zu verbessern. Ziel der vorliegenden Studie war es, die Leistungsfähigkeit eines Deep- Learning-(DL-)Modells für die Erkennung und Klassifikation dentaler Strukturen und Behandlungsmaßnamen auf Panoramaschichtaufnahmen von Kindern zu bewerten. Material und Methode: Insgesamt 4.821 anonymisierte digitale Panoramaschichtaufnahmen von Kindern im Alter von 5 bis 13 Jahren wurden mit YOLOv4 analysiert, einem Echtzeit-Objekterkennungsmodell, das auf faltenden neuronalen Netzwerken (Convolutional Neural Networks, CNN) basiert. Die Fähigkeit des Modells, eine korrekte Diagnose zu liefern, wurde an Beispielen aus den im Rahmen der Studie analysierten Panoramaschichtaufnahmen getestet. Für alle statistischen Analysen kam die Software SPSS in der Version 26.0 zum Einsatz. Ergebnisse: Das trainierte YOLOv4-Modell war in der Lage, Milchzähne, Zahnkeime bleibender Zähne und kieferorthopädische Brackets mit F1-Werten von 0,95, 0,90 bzw. 0,76 erfolgreich zu erkennen. Trotz der hier erreichten vielversprechenden Ergebnisse, stieß das Modell bei anderen dentalen Strukturen bzw. Behandlungsmaßnahmen, konkret: Füllungen, Wurzelkanalbehandlungen und überzählige Zähne, an gewisse Grenzen. Die in der vorliegenden Studie verwendete Architektur lieferte zuverlässige Ergebnisse, jedoch mit einigen Einschränkungen bei der Erkennung von Zahnstrukturen und -behandlungen. Schlussfolgerungen: Die DL-basierte Erkennung bestimmter dentaler Strukturen und früherer Behandlungsmaßnahmen auf Panoramaschichtaufnahmen von Kindern kann zur Frühdiagnose einiger dentaler Anomalien beitragen und, dank Einsparungen an Zeit und Aufwand, dem Zahnarzt helfen korrektere Behandlungsoptionen zu finden. Schlagwörter: künstliche Intelligenz, Deep Learning, Kinderzahnheilkunde, Panoramaröntgen, zahnärztliche Diagnostik

Ziel: Ziel der vorliegenden Studie war es, die Genauigkeit der Segmentierung von Zähnen durch vier halbautomatische Open-Source-Softwareprogramme zu untersuchen. Material und Methode: Insgesamt 20 DVT-Scans wurden für einen Test der halbautomatischen Segmentierung der Oberund Unterkieferzähne mit vier Softwares ausgewählt. Die getesteten Programme waren: InVesalius, ITK-SNAP, 3D Slicer und Seg3D. Zusätzlich wurde jeder Datensatz in der Software Mimics von Hand segmentiert; diese Segmentierung diente als Referenzmodell für die Auswertung. Für die Überlagerung zwischen den halbautomatisch segmentierten Zahnmodellen und dem Referenzmodell sowie den Abgleich zwischen beiden Oberflächen kam eine spezielle 3-D-Bildverarbeitungstechnik zum Einsatz. Zur Bewertung der Genauigkeit der halbautomatischen Segmentierung wurden die mittleren Volumendifferenzen (mittlere Verzerrung [Mean Bias] und Übereinstimmungsbereich [Bland-Altman-Analyse]) sowie die prozentuale Übereinstimmung der Zahnmodelle mit der manuellen Referenzsegmentierung berechnet. Um die untersuchten Softwareprogramme zu vergleichen, erfolgte eine statistische Analyse der gewonnenen Ergebnisse. Ergebnisse: Sowohl bezüglich der Volumenabweichungen als auch der prozentualen Übereinstimmung fanden sich statistisch signifikante Differenzen (p < 0,05). InVesalius war mit einer volumetrischen Verzerrung (Mimics) im Bereich von 4,59 bis 85,79 mm3 die Software mit dem genausten 3-D-Segmentierung der Zähne, während ITK-SNAP mit Werten im Bereich von 30,22 bis 319,83 mm3 die größte volumetrische Verzerrung aufwies. Übereinstimmungsfehler waren insbesondere in den Wurzelbereichen der Zähne lokalisiert. Die Volumendaten wiesen mit Intraklassen-Korrelationskoeffizienten von 0,951 bis 0,997 eine hohe softwareübergreifende Zuverlässigkeit auf. Schlussfolgerung: Verschiedene Softwarealgorithmen lieferten bei der halbautomatischen Segmentierung von Zähnen in DVT-Scans unterschiedliche Muster von Ungenauigkeiten. Schlagwörter: 3-D-Segmentierung (Rendering), digitale Volumentomografie (DVT), digitale Zahnmedizin, digitale Kieferorthopädie, Oralchirurgie, Kieferorthopädie, Segmentierung

Ziel: Neue Technologien, wie zum Beispiel taktile Roboter und künstliche Intelligenz, suchen ihren Weg in den klinischen Alltag und können in der Zukunft zur Mundgesundheit beitragen. In dieser in vitro Pilot-Studie soll bewiesen werden, dass ein kollaborativer, taktiler Roboter mindestens genauso erfolgreich interdentale Plaque mit einem Interdentalraumbürstchen entfernt, wie ein Mensch. Material und Methoden: Künstliche Zähne wurden vollkommen mit künstlicher Plaque benetzt und in Phantomköpfe eingesetzt. Ein Roboter wurde von einer Studierenden der Zahnmedizin programmiert, um die Zahnzwischenraumreinigung mit einem Interdentalraumbürstchen vorzunehmen. Die Zähne wurden danach erneut mit der künstlichen Plaque bedeckt, um von der Studentin der Zahnmedizin manuell gereinigt zu werden. Beide Experimente wurden fünfmal wiederholt. Die verbliebene Plaque wurde mittels binärer Bilder gemessen. Die Oberflächenbenetzung wurde jeweils vermerkt und so der Vergleich der beiden Methoden mit einer Signifikanz, welche als 0,05 definiert wurde, vorgenommen. Ergebnis: Es wurde kein statistisch signifikanter Unterschied der beiden Reinigungsmethoden gefunden. Schlussfolgerung: Das Ergebnis dieser Studie besagt, dass ein taktiler Roboter die Interdentalraumreinigung genauso effektiv vornehmen kann, wie eine Studierende der Zahnmedizin. Praktische Konsequenzen: Zukünftig sollte die Nutzung von assistierenden Robotern, die die Mundhygiene unterstützen, z. B. bei Patienten mit eingeschränkten motorischen Fähigkeiten oder vermindertem Sehvermögen, weiter untersucht werden. Schlagwörter: Dentronics, Robotik, zahnmedizinische Roboter, Interdentalraumbürste, Mundhygiene, Zahnzwischenraumreinigung, Interdentalraum, Mensch-Maschinen-Interaktion

Ziel: Ziel dieser retrospektiven Studie war es, die klinischen Veränderungen und Dimensionsveränderungen des Weichgewebes nach Implantatinsertion in abgeheilte Zahnlücken und Sofortbelastung mit individuell vorgeformten bzw. konventionellen Gingivaformern über 3 Jahre zu untersuchen. Material und Methode: Prämolaren- bzw. Molarenimplantate wurden entweder mit individuellen provisorischen Gingivaformern, die im Sinne der biologisch orientierten Präparationstechnik (BOPT) keine Präparationsgrenze aufwiesen (Testgruppe), oder mit konventionellen Gingivaformern (Kontrollgruppe) sofortbelastet. Drei Monate später wurden die definitiven Kronen hergestellt. Ausgewertet wurden die Weichgewebeveränderungen als primäre sowie eventuelle unerwünschte Ereignisse als sekundäre Endpunkte. Ergebnisse: Von den insgesamt 87 ursprünglich eingeschlossenen Patienten wurden 50 für die retrospektive Analyse ausgewählt, davon 23 Patienten in der Test- und 27 Patienten in der Kontrollgruppe. Postoperativ traten in den ersten Tagen zwei Fälle von Mukositis, einer in jeder Gruppe, als unerwünschte Ereignisse auf. Zudem wurden einige wenige technische Komplikationen, darunter die Lockerung von vier verschraubten Kronen dokumentiert. In beiden Gruppen war während der ersten 3 Monate eine signifikante Zunahme der Alveolarkammbreite zu beobachten (Testgruppe: +2,5 ± 0,5 mm; Kontrollgruppe: +1,0 ± 0,9 mm), während sich zwischen den Breiten nach 3 Monaten und denen nach 3 Jahren in beiden Gruppen keine Veränderungen fanden. Ferner ergaben sich bezüglich der Breite der keratinisierten Mukosa keine signifikanten Differenzen zwischen den Baseline-Messungen und den Werten nach Abschluss der Nachbeobachtung. Der Papillenindex nach Jemt zeigte eine höhere Zunahme in der Test- als in der Kontrollgruppe. Schlussfolgerung: Über den 3-jährigen Beobachtungszeitraum waren an den mit individuellen Gingivaformern sofortbelasteten Implantaten bessere Ergebnisse bezüglich der Weichgewebedicke und Breite des keratinisierten Gewebes zu beobachten als an denen der Gruppe mit konventionellen Gingivaformern. Die Anzahl unerwünschter Ereignisse (Mukositis und Dehiszenz) war in beiden Gruppen annähernd gleich. Zudem führten individuelle Gingivaformer zu einer signifikanten Zunahme der Alveolarkammbreite, die hier doppelt so groß war wie in der konventionellen Gruppe. Schlagwörter: anatomisches Käppchen, Dentalimplantat, Gingivaformer, Implantatabutment, Implantatinsertion, individueller Gingivaformer

Ziel: Ziel der vorliegenden Studie war es, den Einfluss verschiedener zur Herstellung von Implantatabutments und -kronen verwendeter Materialien auf die mechanische Festigkeit implantatgetragener Einzelkronenrestaurationen nach künstlicher Alterung zu untersuchen. Die Materialien wurden in unterschiedlichen Kombinationen getestet, um zu ermitteln, inwieweit steife bzw. elastische Materialien in der Verwendung als Abutment- oder Kronenmaterial die Bruchfestigkeit der Gesamtstruktur beeinflussen. Material und Methode: Insgesamt 40 Implantate (blueSKY, Fa. Bredent, Senden, Deutschland) wurden mit identischen individuellen CAD/CAM-Abutments aus Lithiumdisilikat oder keramisch verstärktem Polyetheretherketon (PEEK) versorgt und in fünf Testgruppen geteilt (n = 8). Anschließend wurden die Abutments mit 40 Kronen aus drei unterschiedlichen Materialien (Zirkonoxid, Lithiumdisilikat, keramik-verstärktes PEEK) versorgt. Die Proben wurden einer mechanischen Belastung für bis zu 1.200.000 Zyklen in einem Kausimulator (Fa. SD Mechatronik, Feldkirchen-Westerham, Deutschland) sowie zusätzlichen Temperaturzyklen unterzogen. Alle überlebenden Proben wurden anschließend in einer Universalprüfmaschine (Z010, Fa. ZwickRöll, Ulm, Deutschland) quasi-statisch belastet. Ergebnisse: Die Kombination von PEEK-Abutments mit Zirkonoxidkronen erreichte die höchsten medianen Ausfalllasten (3.890,5 N) während für die Kombination aus PEEK-Abutment und Lithiumdisilikatkrone die geringsten Lasten beobachtet wurden (1.920 N). Brüche und Verformungen traten sowohl an den Kronen als auch an den Abutments auf. Schlussfolgerung: Die Stabilität der Restaurationen wurde durch das Abutment- und das Kronenmaterial beeinflusst. Für mit Zirkonoxidkronen restaurierte PEEK-Abutments wurden hohe Ausfalllasten und keinerlei Schraubenlockerungen beobachtet. Schlagwörter: CAD/CAM, Implantatabutment, individuelles Abutment, Lithiumdisilikat, PEEK, Zirkonoxid

Ziel: Die vorliegende In-vitro-Studie wurde mit dem Ziel durchgeführt, den Einfluss verschiedener Sinterprozesse auf die Passung, die Farbeigenschaften und die Bruchlast monolithischer Brücken aus Zirkonoxid zu untersuchen. Material und Methode: Zunächst wurde auf dem Scan eines Meistermodells aus Metall eine dreigliedrige Seitenzahnbrücke konstruiert. Bei der anschließenden Herstellung der Brücken wurden vier Gruppen mit unterschiedlichen Sinterprotokollen (n = 10) gebildet: Prettau-Standard (PST), Prettau-Slow (PSL), ICE-Speed (ISP) und ICE-Standard (IST). PST und PSL (Gruppe P, N = 20) sowie ISP und IST (Gruppe I, N = 20) wurden mit der jeweiligen materialspezifischen Einfärbeflüssigkeit gefärbt. Der Randschluss und die interne Passung aller Brücken wurden mit der Silikon-Replika-Methode gemessen. Zudem erfolgte eine Bestimmung der Veränderung der CIELAB-Werte mithilfe eines Spektralphotometers. Anschließend wurden für alle Brücken PMMA-Stümpfe hergestellt und die Proben nach der Zementierung auf den Stümpfen einem Bruchlastversuch in einer Universalprüfmaschine unterzogen. Der Einfluss des Sinterprozesses auf Randschluss und Innenpassung, die Bruchlast und die Farbveränderung (ΔE00, ΔL‘, ΔC‘ und ΔH‘) der Brücken wurde mittels einfaktorieller Varianzanalyse analysiert. Ergebnisse: In der PSL- und der PST-Gruppe fanden sich signifikant kleinere Werte für die Rand- und Innenpassung (engere Passung) als in der ISP-Gruppe. In der IST-Gruppe waren die Werte für die interne Passung ebenfalls signifikant größer als in der P-Gruppe. Eine Verkürzung des Sinterprozesses ging mit einer geringeren Farbveränderung (ΔE00-Wert) einher. Die Bruchlasten beider Zirkonoxidtypen wurden durch die verschiedenen Sinterprozesse nicht signifikant beeinflusst. Schlussfolgerungen: Der jeweilige Sinterprozess hatte keinen klinisch relevanten Einfluss auf die Passung und die Bruchlast monolithischer Zirkonoxidbrücken. Dagegen fand sich ein Einfluss auf die Farbveränderung der Restaurationen. Schlagwörter: Farbe, Passung, Bruchlast, Sintern, Zirkonoxid

Ziele: Der digitale Workflow zur Erstellung einer adjustierten Schiene soll anhand eines Patientenfalls dargestellt werden. Material und Methoden: Eine 25-jährige Patientin stellte sich zum Management ihres Bruxismus vor. Zu diesem Zweck sollte eine adjustierte Schiene hergestellt werden. Eine instrumentelle Bewegungsanalyse der Patientin (JMA Optic, Fa. Amann Girrbach, Koblach, Österreich) sowie Ganzkieferscans des Ober- und Unterkiefers, eine Biokopie des Oberkiefers mit Kopplungslöffel und Bukkalscans der zentrischen Kieferrelation (Primescan, Fa. Dentsply Sirona, Bensheim, Deutschland) wurden durchgeführt. Die Kieferrelation wurde zuvor durch ballistisches Schließen auf einem chairside gefertigten anterioren Jig bestimmt. Im Labor erfolgte die digitale Konstruktion der Schiene im Sinne einer Michiganschiene. Die Konstruktion wurde genestet und aus einem Polymethylmethacrylat(PMMA)-haltigen Blank gefräst (CLEARsplint Disc, Fa. Astron Dental Corporation, USA). Ergebnisse: Die Schiene wurde bei der Patientin einprobiert, ein spannungsfreier Sitz geprüft und die Statik und Dynamik kontrolliert. Bei der Nachkontrolle gab die Patientin eine Verbesserung der Verspannungen im Bereich der Kaumuskulatur an. Schlussfolgerung: Das dargestellte Vorgehen ermöglicht die Anfertigung einer adjustierten Schiene in einem rein digitalen Workflow. Schlagwörter: Bruxismus, zentrische Kieferrelation, Abformung des ganzen Kiefers, acrylharte Aufbissschiene, Aufzeichnungen der Unterkieferbewegung, Aufbissschiene, Craniomandibuläre Dysfunktionen, Management