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栽培修正中数字化印模技能及其精度的研讨进展

  跟着计算机辅佐规划(Computer Aided Design,CAD)和计算机辅佐制造(Computer AidedManufacturing, CAM)在医学中的广泛运用,促进了口腔栽培数字化医治的开展。为了抵达精准、漂亮、安全、舒适的栽培修正作用,数字化印模应运而生。当今数字化印模可分为模型扫描、口内扫描和口外扫描,现在临床上绝大大都运用模型扫描收集数据,即用扫描仓对患者牙列的石膏模型进行扫描以取得数字化模型,但是模型扫描仍需进行传统模型制取、翻制石膏模型等。

  口内扫描是指经过口内扫描仪(Intraoral Scanner,IOS)记载栽培体在牙弓中的方位,运用建模软件处理生成显现扫描杆的数字化模型,虚拟规划修正体,并可运用CAM技能制造。口外扫描是运用立体拍摄丈量法来收集指定空间内相关于其他物体的方位、形状、运动及形变。数字化印模定位仪(Precise Implants Capture, PIC)是基于此研制的最新光学印模仪器,带来便当的一起坚持其精度。本文将从数字化印模的优势及约束,精确性及影响要素进行简述,以期为临床辅导。

  传统印模制取进程包含挑选托盘、混合灌模资料,印模制取,印模消毒、灌注石膏模型等程序繁琐,数字化印模能够简化其程序,削减椅旁时刻,一起转换为虚拟模型贮存于电子数据库中,开释存储空间,调用时也更敏捷。扫描生成的立体光刻(Standard Tessellation Language,STL)文件能够直接发送到技工室,缩短了患者的全体就医时刻。

  Lee等研讨标明传统印模的均匀准备时刻为4:42 m/s,数字化印模为3:35 m/s,传统印模制取总时刻为24:42±7:18 m/s 高于数字化印模制取总时刻12:29±3:46 m/s,成果标明数字化印模愈加方便。Joda等在一项穿插研讨规划中,对20 名患者进行了口内扫描和传统取模对照试验,运用视觉模仿评分表(Visual AnalogueScale, VAS)对12 个问题进行了独立点评,剖析得出点评成果及医治时长均倾向于数字化印模。

  在传统印模制取进程中,因为印模资料的压榨不可防止地引起软安排的部分变形,尤其是当印模取出时。牙龈边际和龈区愈加灵敏,受力变形后的软安排不能在短时刻内康复,因而在重复制取印模时存在差异。此外,也很难彻底防止印模撕裂、小碎片和气泡等。相反,数字化印模不触摸患者口内的软硬安排,有用消除了对软安排的潜在作用力,一起利于术后需求进行立刻修正的患者,防止印模资料压榨创伤导致感染。数字化印模防止了与制取传统印模程序相关的长进程链和累积差错,极大进步了精度。

  患者的舒适度相同是一个值得重视的问题,数字化技能改动了医治进程及患者体会,在记载一个数字化印模时,它能够随时暂停和持续,并在一次就诊中进行两层查看,削减了印模失利及再次扫描的危险,改进了医技之间、医患之间、医生之间的交流。此外,运用IOS消除了托盘的挑选、印模资料的配比和调试、以及消毒和运送等不方便。

  防止了制取进程中引起的焦虑、厌恶、痛苦、口腔异味、严峻咽反射等不适。Delize等研讨证明运用VAS 查询得出与传统印模比较,IOS 在舒适度、焦虑度和味觉等方面成果显着更好,患者的全体偏好更倾向于口内扫描,运用数字化印模技能取得了更好的满意度。

  现在栽培修正的医治理念是以修正学为导向,而咬合则是栽培牙康复原有牙齿漂亮、咀嚼功用的要害。咬合过轻会影响咀嚼功率,咬合过重会引起骨结合损坏及栽培体折断导致栽培失利。数字化技能能够整合面部扫描、口外拍摄丈量、口内扫描、下颌运动剖析仪和CBCT数据构建虚拟患者的动态咬合模型,而且IOS行口内扫描时可依据色彩提示将咬合负重状况分为咬穿、触摸、强、一般、弱、较弱等,便于把控栽培牙的应力散布。

  口内扫描仪获取数字化印模是口腔栽培修正数字化医治的流程之一,这意味着需求一系列的规划软件及3d打印设备来对接STL文件及DICOM数据。当口腔医疗单位引入数字化设备时,应熟知各种设备的本身本钱及额定的附加本钱。除此之外,医生应深化了解各种数字化设备的特征以便于在特定的临床环境中做出最佳的挑选,必要时应对医护人员进行体系规范的训练学习。

  大大都数字化扫描仪的原理是经过发射激光术投射到牙齿外表,接收器经过捕获反射光来获取数据,每秒可捕获上千幅二维图画,经过图画拼接构成三维模型。无牙颌的患者因为缺少牙齿及解剖标志作为固定的参阅点,且扫描规模大跨度长,拼接次数越多差错越大。此外,当准备体及扫描杆周围有细微渗血或唾液时,会阻挠激光术抵达穿龈较深的部位导致IOS设备软件无法捕获明晰图画。

  栽培体支撑的覆盖义齿是牙列缺失患者最常见的医治办法之一。无牙颌患者牙弓的安排学特征及形状各不相同,制取功用性印模时黏膜存在必定的位移可发生不同的可让性,有利于分散力,防止应力会集。而数字化印模无法获取压力性印模,栽培体固位式全颌覆盖义齿接受咬合力时,基托易下沉在骨尖、骨棱、特别解剖处等形成压痛,乃至导致牙槽骨吸收。但已有学者经过运用数字化技能制造个性化托盘完结终印模的制取,其精度更佳、功率更高、医患满意度更好。

  在口腔栽培修正进程中,要害是要保证尽或许精确地再现口内状况,因为过错或不精确的印模会对终究的修正成果发生影响。可见印模的精确性对制造一个适宜的修正体尤为重要。从本源上来讲,精确性来历于“实在性”和“精确性”。“实在性”界说为参阅数据集和测试数据集之间的比较,参阅数据集和测试数据集之间的丈量差错决议了扫描仪的精度。“精确性”界说为运用同一数字化扫描仪取得的不同数据集之间的比较。换句话说,当对同一目标进行屡次丈量时,扫描仪能保证取得共同成果的才能。

  为了点评数字化印模的精确性,要害是要区别不同临床状况下扫描仪的运用。Sakornwimon等学者经过对16 颗准备后的磨牙别离行数字化印模和传统印模制取,进行口内点评查看,盲检修正体的边际差异,成果显现其精确性与传统印模附近。Mangano等教授在一项体外对照研讨中报告了对单颗植体虚拟方位的差异性比较,均匀差错规模为15±0.8 μm到43±11 μm,证明了单颗植体修正扫描成果的高度可靠性和精确性。

  相同Mizumoto等经过体外对照试验以高精度工业扫描为规范来点评无牙颌数字化印模的精度,均匀间隔差错为142.7 μm到160.3 μm。现在关于4-5 个单位的栽培修正或全口栽培修正的数字化印模,其精确度有待商讨。但仍有学者以为,在进行全口扫描时不管患者有无牙列,口内扫描的精度都会随间隔的添加而下降,而无牙颌因为缺少安稳的参阅点导致其精度进一步变差。

  数字化印模的可预期性及可重复功能够削减临床操作时长、缓解患者不适,构建术前修正计划和预判、处理意外状况的发生。但不同的数字化印模技能有不同的特色及取模流程,缺少经历的医生不可防止的会影响数字化印模的精度。Giménez等学者点评了来自四名医生制取的数字化印模的精度,其间两名资深医生(100 次以上扫描经历)及两名年青医生(无扫描经历)均运用共焦成像技能数字扫描仪iTero 经一致途径进行扫描,导出STL 运用工程软件丈量剖析得出有经历和无经历的医生之间存在显着差异,有经历的医生能够更好的运用数字化辅佐技能,可见其制取进程中不同的信息配准、整合、校对均得益于医生的经历。资深医生运用数字化辅佐技能能够使栽培修正精度更高,患者体会更佳。

  数字化印模在数据收集进程中存在必定的技能灵敏性,扫描途径遭到临床医生操作习气的影响。相关研讨证明扫描途径对三个单位以下的数字化模型的精度没有显着影响。Mennito等教授经过五种扫描途径:后牙至前牙、前牙至后牙,先颊侧-咬合-舌侧,先舌侧-咬合-颊侧、“S”形盘绕等来比照数字化印模的精度,成果显现扫描途径不会显着影响短牙弓数字化印模的精确性。

  而Latham 等学者经过运用3ShapeTRIOS 3、Planmeca Emerald、iTero Element、CEREC Omnicam 四种扫描仪挑选四种扫描办法进行精度比照,全体比照显现IOS 体系的正确度差异为46 μm 至119 μm,其间扫描途径对iTero Element、CEREC Omnicam 精度有显着影响,最佳扫描途径为从患者27 舌侧以45°扫描至14,然后以90°回来至开始磨牙舌侧。以相同的办法完结颊侧27 至14 以及对颌牙齿的扫描。成果标明全牙弓的数字印模精度遭到扫描途径的影响。

  开始提出运用3D图画收集技能进行印模获取时,口内扫描杆只能用于单个栽培体系并需求配套的设备及软件。但是跟着扫描技能的进步和遍及,扫描杆在资料、外形、可重复性及设备兼容性等方面的规划也在不断改进。临床常用的扫描杆原料包含聚醚醚酮(PEEK)、钛合金、铝合金和各种树脂,因为重复的运用和消毒,扫描杆的磨损也会对印模的精度发生影响。

  Motel等学者经过体外对照试验剖析三种不同形状的扫描杆对数字化印模精度的影响,成果显现与外形不规则的扫描杆比较,具有润滑外表的圆柱形扫描杆发生的噪点更少、获取的印模精度更高。Arcuri等教授经过运用平行共焦成像原理的扫描仪,在口外对三种不同资料制成的扫描杆进行扫描并丈量其线性及视点差错,成果剖析得出扫描杆的原料对数字印模精度有显着影响,PEEK在线性和视点丈量方面均显现最佳,其次是钛,钛-PEEK结合原料作用最差。

  Chia等人的另一项体外研讨标明,在拧紧PEEK扫描杆的进程中施加15 N·cm的扭矩,因为旋紧进程对扫描杆资料的揉捏,可改动其在顶端方向的方位多达11±4.9 μm,但其他学者指出依据PEEK扫描杆的有限依据标明,接连运用多达十次仍不会影响数字化印模的精度。

  因为患者口内缺失牙的数目、方位各不相同,植体视点和跨度也作为临床要素,已被广泛研讨其对部分牙缺失和无牙颌的数字化印模精度的影响。在Giménez等教授的一项体外研讨中,运用放置6 颗植体的无牙颌模型,别离为侧切牙(12-视点0°、深度4 mm,22-视点0°、深度2 mm)、第二前磨牙(15-远中歪斜30°、深度0 mm,25-近中歪斜30°、深度0 mm)、第二磨牙(17、27 均为视点0°、深度0 mm),进行5 次扫描剖析数据得出栽培体的视点和深度对数字印膜的精度无显着影响,第二象限的数字化印模精度显着低于榜首象限。

  Flügge等学者研讨指出在6-18 mm的间隔内扫描精度较高,在40-50 mm 的间隔内扫描精度较低。但是临床运用中,扫描杆因本身外表结构不同、歪斜视点不同或许遭到邻牙、附近软、硬安排的遮挡进一步影响数字化印模的精度。

  口内数字化印模的获取依托不同的技能、设备及软件。临床技能包含平行共焦成像技能、光学相干断层技能、激光三角丈量技能、数字拍摄丈量技能、光学切片技能、干与丈量技能等,原理多是运用激光发射器投射激光至栽培体扫描杆或准备体上,以点云的方法获取原始数据,进行曲面拼接树立三维模型,能够较为实在的复原患者牙齿、牙龈色泽和形状。

  很多文献证明,不同的设备及软件包之间的差异,导致印模精确性显着下降。Renne等学者在口外运用七种不同扫描体系对全牙弓模型进行扫描,经过计量软件剖析得出均匀差错为3Shape D800-79 μm,Planmeca Planscan-79.8 μm,CadentiTero-84.6 μm, CERECBluecam-89.6 μm,CEREC Omnicam-89.8 μm,Carestream 3500-97μm,3ShapeTRIOS 3-98 μm。但口外试验仍存在必定约束性,大都患者进行口内扫描时包含软安排、银汞合金、金属冠、全瓷冠、复合树脂、牙釉质、牙本质等,现在尚无清晰研讨证明扫描这类原料对扫描精度的影响。尽管如此,现在大都新一代扫描仪的均匀精度差错小于临床实践中可接受的最大阈值150 μm。

  现在临床常用的数字化印模体系触及光学原理及算法原理,过亮的光源、室温及湿度均会对光学印模的获取发生搅扰。Arakida等教授研讨发现在光学印模取像体系中最佳的光源条件为色温3900 开尔文、照度500 勒克斯。其它相关研讨标明,每台IOS 设备依据其固有的图画收集技能设置的特定光照条件下扫描愈加精确。

  Revilla-León等学者将试验室的环境温度别离设置为15 摄氏度、19 摄氏度、24 摄氏度和29 摄氏度,IOS 设备放置24 小时后在不从头校准的状况下接连取30 次数字印模进行软件数据剖析,成果标明临床环境温度动摇会影响数字印模的精度,其间24摄氏度时印模精度最佳,其次为19摄氏度。

  跟着数字化技能、设备仪器功能的提高,数字印模的精确性抵达了临床运用的规范。但是现在数字化印模技能仍无法彻底代替传统印模技能,其精确性仍遭到医生操作、设备软件、扫描办法、临床环境等多要素的影响。尽管现在已有许多研讨点评数字化印模的精确性,但大大都研讨均是在体外树脂模型中进行,约束了其临床意义。因而,进一步提高数字化印模的精确性将会是未来开展的方向。除此之外,现阶段数字化扫描仪的设备体系及运用流程较为冗杂,不利于推行遍及,因而下降设备本钱、敞开封闭体系、简化操作流程是数字化印模改进的方向之一。

  来历:陈越,何东宁,高雯,秦娆,徐林坤,韩冲.栽培修正中数字化印模技能及其精度的研讨进展[J].口腔颌面修正学杂志,2022,23(04):310-315.