Problemstellung

CAD/CAM-Technologie ermöglicht die hochpräzise maschinelle Fertigung von künstlichem Zahnersatz. Optische Intraoralscanner wurden entwickelt, um digitale Abdrücke der Zahnregion im Mundraum zu erstellen und Restaurationen computerunterstützt planen zu können. Ein Nachteil dieser Systeme ist jedoch die Empfindlichkeit gegenüber Speichel und Blut, so dass eine aufwändige Trockenlegung notwendig ist. Auf Grund funktionaler und ästhetischer Ansprüche, werden die Ränder der Zahnstümpfe zunehmend so präpariert, dass der spätere Kronenrand unter dem Zahnfleisch liegt. Optische Systeme können nur erfassen, was das Auge sieht. Daher ist es nicht möglich, diese Präparationsbereiche ohne unangenehme und zeitaufwendige Freilegungstechniken wie bspw. Retraktionsfäden oder elektrochirurgischen Maßnahmen aufzunehmen.

Lösungsansatz

Im Gegenteil zu Licht können Schallwellen Zahnfleisch, Speichel und Blut durchdringen. Dies hat entscheidende Vorteile, da eine aufwendige und zeitintensive Trockenlegung der Mundhöhlen entfallen kann. Bereiche unterhalb des Zahnfleischs können erfasst werden, ohne diese invasiv freizulegen. Durch diese Innovation ergeben sich für Zahnärzte und Patienten die Vorteile verkürzter Behandlungszeiten, geringerer Folgekosten und vor allem weniger Ängste vor einer Behandlung. Im Rahmen des BMWi-Projektes IDentUS und der Kooperation mit dem RWTH Spin-Off whitesonic GmbH sollen die Vorarbeiten des Projektes IDA zur Entwicklung eines auf Ultraschall basierenden Scansystems (Patent WO2007137826) fortgeführt und die Anwendbarkeit der neuen Technologie nachgewiesen werden.

Technologietransfer

Neben der Entwicklung des Prototyps wurde im Rahmen des BMWi-Projektes IDentUS die Vermarktung der innovativen Ultraschalltechnologie vorbereitet. Dazu arbeitete das Gründungsteam aus vier Ingenieuren und drei Mentoren aus Medizin, Technik und Wirtschaft Konzepte zur Marketing- und Vertriebsstrategie sowie der Unternehmensfinanzierung aus. Abschließendes Ziel der ersten EXIST-Förderphase war die Ausarbeitung eines Businessplans und die Gründung des Unternehmens. Das aus dem Lehrstuhl für Medizintechnik der RWTH Aachen hervorgegangene Spin-Off whitesonic GmbH setzt die Entwicklung und Vermarktung der innovativen Ultraschalltechnologie für die Zahnarztpraxis fort.

Publikationen

  • J. Marotti, J. Broeckmann, F. Chuembou Pekam, L. Praça, K. Radermacher & S. Wolfart: Impression of Subgingival Dental Preparation Can Be Taken with Ultrasound. Ultrasound in Medicine & Biology, 2019, 45(2), pp. 558-567
  • L. Praça, F. Chuembou Pekam, R.O. Rego, K. Radermacher, S. Wolfart & J. Marotti: Accuracy of single crowns fabricated from ultrasound digital impressions. Dental Materials, 2018, 34(11), pp. e280-e288
  • T. Vollborn: Intraoraler Ultraschallmikroscanner für die digitale Abdrucknahme von Zahnpräparationen. In: S. Leonhardt, K. Radermacher & T. Schmitz-Rode (ed.): 44, Aachener Beiträge zur Medizintechnik (ISBN 978-3-8440-5541-2), Shaker, 2017, pp. 218
  • F. Chuembou Pekam, J. Marotti, S. Wolfart, J. Tinschert, K. Radermacher & S. Heger: High-frequency Ultrasound as an Option for Scanning of Prepared Teeth: an in vitro Study. Ultrasound in Medicine and Biology, 2015, 41, pp. 309-316
  • T. Vollborn, D. Habor, F. Chuembou Pekam, S. Heger, J. Marotti, S. Reich, S. Wolfart, J. Tinschert & K. Radermacher: Ein Konzept zur digitalen intraoralen Abformung mit ultraschallbasierter Scantechnologie. Quintessenz Zahntech, 2015, 41(3), pp. 298-308
  • T. Vollborn, D. Habor, F. Chuembou Pekam, J. Marotti, J. Tinschert, S. Wolfart, S. Heger & K. Radermacher: Ultrasonic Microscanning for Digital Dental Impressioning. Proc. IUPESM 2015 WORLD CONGRESS ON MEDICAL PHYSICS & BIOMEDICAL ENGINEERING, 2015, pp. 519
  • F. Chuembou Pekam, D. Habor, K. Radermacher & S. Heger: TPS-RPM based segmentation of three-dimensional high frequency ultrasound SAFT images for CAD/CAM based tooth digitization. IEEE International Ultrasonics Symposium Proceedings, 2014, pp. 2347-2350
  • T. Vollborn, D. Habor, F. Chuembou Pekam, S. Heger, J. Marotti, S. Reich, S. Wolfart, J. Tinschert & K. Radermacher: Soft Tissue-preserving Computer-aided Impression: A Novel Concept using Ultrasonic 3D-Scanning. Int J Comput Dent, 2014, 17(4), pp. 277-296
  • T. Vollborn, D. Habor, F. Chuembou Pekam, J. Marotti, J. Tinschert, S. Wolfart, K. Radermacher & S. Heger: Intraorale Datenabnahme mit hochfrequentem Ultraschall. 63. Jahrestagung der Deutsche Gesellschaft für Prothetische Zahnmedizin und Biomaterialien e.V., 2014, pp. 81
  • S. Heger, T. Vollborn, J. Tinschert, S. Wolfart & K. Radermacher: Accuracy assessment of high frequency 3D ultrasound for digital impression-taking of prepared teeth. Proc. of SPIE, Medical Imaging, 8675(59), 2013, pp. 9
  • J. Marotti, S. Heger, J. Tinschert, P. Tortamano, F. Chuembou Pekam, K. Radermacher & S. Wolfart: Recent advances of ultrasound imaging in dentistry - a review of the literature. Oral Surgery, Oral Medicine, Oral Pathology, Oral Radiology, 2013, 115(6), pp. 819-832
  • S. Reich, T. Vollborn, A. Mehl & M. Zimmermann: Intraoral Optical Impression Systems - An Overview. Int J Comput Dent, 2013, 16(2), pp. 143-162
  • F. Chuembou Pekam, T. Vollborn, J. Tinschert, S. Wolfart, K. Radermacher & S. Heger: Sensitivity analysis of synthetic aperture focusing based on the virtual source point for high-frequency ultrasound imaging. IEEE International Ultrasonics Symposium Proceedings, 2012, pp. 1-4
  • T. Vollborn, D. Habor, S. Junk, K. Radermacher & S. Heger: A voice-coil actuated ultrasound micro-scanner for intraoral high resolution impression taking. Intelligent Robots and Systems (IROS), 2012 IEEE/RSJ International Conference on, 2012, pp. 3571-3576
  • T. Vollborn, F. Chuembou Pekam, D. Habor, J. Tinschert, S. Wolfart, K. Radermacher & S. Heger: Concept and Design for an Intraoral Ultrasonic Micro-Scanner. In: S. Leonhardt, D. Abel & K. Radermacher (ed.): Automatisierungstechnische Verfahren für die Medizin 10. Workshop, vom 29. bis 30. März 2012 Tagungsband, 17(286), 2012, pp. 39-40
  • F. Chuembou Pekam, T. Vollborn, P. Kengne, K. Radermacher & S. Heger: Preliminary Investigation of Ultrasound-based teeth geometry detection using Monostatic Synthetic Aperture Focusing. Proceedings / BMT 2011 ; 45. DGBMT Jahrestagung ; 27.-30. September 2011, Freiburg, 56 (Suppl. 1), 2011
  • D. Habor, F. Chuembou Pekam, T. Vollborn, K. Radermacher & S. Heger: Calibration of a high frequency ultrasound scanner for tooth digitization based on the levenberg-marquardt algorithm. Proceedings / BMT 2011 ; 45. DGBMT Jahrestagung ; 27.-30. September 2011, Freiburg, 56(Supplement 1), 2011
  • S. Heger, T. Vollborn, J. Tinschert, F. Chuembou Pekam, S. Wolfart & K. Radermacher: High Frequency (75MHz) Ultrasound based Tooth Digitization using Sparse Spatial Compounding. Proceedings of the 2011 IEEE International Ultrasonics Symposium, 2011, pp. 2257-2260

Kontakt

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Klaus Radermacher
Tel.: +49 (0)241-80 23873

Förderung

Die Arbeit an IDentUS wird vom Deutschen Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) im Rahmen des EXIST-Forschungstransfers gefördert.

Projektpartner

IDentUs auf der Internationalen Dentalschau (IDS) 2015 in Köln

Mehr Informationen dazu finden Sie hier