Stereolithographiemodelle vs. gefräste 3D-Modelle

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Abstract
Dreidimensionale Modelle haben in der Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie einen fixen Stellenwert erlangt. Zwischen 1988 und 1997 wurden an unserer Abteilung 541 dreidimensionale Modelle zur Diagnostik, für präoperative Planungen und für Modelloperationen verwendet. Es kamen sowohl gefräste Modelle als auch Stereolithographiemodelle zum Einsatz. Die Wertigkeit dieser beiden Herstellungsverfahren wird international kontrovers diskutiert. Beide Methoden verwenden als Datenquellen CT- und MR-Schichtbilder. Aufgrund der unterschiedlichen Produktionsverfahren hat jede Methode Vor- und Nachteile, die auch die Indikationen beeinflussen. Um die Genauigkeit vergleichen zu können, haben wir von 2 Meßmodellen CT-Bilder angefertigt. Anhand dieser CT-Aufnahmen wurden die Modelle konturiert und sowohl Fräs- als auch Stereolithographiemodelle angefertigt und vermessen. Im Hinblick auf die Genauigkeit stellt bei beiden Methoden der Schichtabstand der zugrundeliegenden CTs die limitierende Größe dar. Die Fräsmodelle zeigen in der CT-Ebene höhere Genauigkeiten als die stereolithographischen. Je weiter die gefräste Oberfläche zu dieser Ebene geneigt ist, um so größer wird die Ungenauigkeit. Stereolithographische Modelle zeigen größere, aber gleichmäßig verteilte Fehler. Die durchschnittliche Abweichung beträgt 0,81 mm bei der Stereolithographie und 0,54 mm bei den Fräsmodellen. Für den klinischen Einsatz ist die Genauigkeit beider Methoden ausreichend. Bei Routinefällen erscheint die Modellfräsung wegen der deutlich kürzeren Produktionszeit und der geringeren Kosten als Methode der Wahl. Spezielle Fragestellungen, bei denen Hohlräume und feine Strukturen eine entscheidende Rolle spielen, stellen Indikationen für die Stereolithographie dar. Anatomic, life-like, three-dimensional models have a definite place in cranio-maxillofacial surgery. Our experience with 541 computer tomographic (CT)-based three-dimensional (3D)-models for diagnostic purposes, preoperative planning and model operations in our department was gained using stereolithographic and milled models. The question of which production method is preferable is a matter of controversy in the literature. Both methods are based on CT and magnetic resonance imaging data, but the differences in production give rise to specific advantages and disadvantages. For comparison we scanned two measurement models, fabricated milled and stereolithographic models, and analyzed the differences concerning accuracy and shape of specific structures. The scan distance (feed) is the limiting factor for the accuracy for both methods. Milled models show the highest precision in the plane of CT scanning – the more oblique the measurements became to this plane, the greater the decrease in accuracy. Hollows and undercuts can only be produced by splitting the model. Stereolithographic models show higher deviations with randomly distributed errors. The mean deviation was 0.81 mm on stereolithography and 0.54 mm on milled models. The accuracy of both methods is sufficient for clinical use. In routine cases the milling method seems to be superior because of shorter production time and lower costs. In special cases, where hollows and fine structures play a major role, stereolithography is the method of choice.