Authors
Contact Us

Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • النتائج
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

هنا، نقدم بروتوكول لقياس درجة التشويه في كل جزء من الانطباع الرقمي تنافسية القوس المكتسبة من الماسح الضوئي داخل الفم مع شبح معدني 3D المطبوعة مع الجيومتريات القياسية.

Abstract

وقد استخدمت بنشاط سير العمل الرقمي لإنتاج استعادة الأسنان أو الأجهزة عن طريق الفم منذ بدأ أطباء الأسنان لجعل الانطباعات الرقمية عن طريق الحصول على الصور 3D مع الماسح الضوئي داخل الفم. بسبب طبيعة مسح تجويف الفم في فم المريض ، الماسح الضوئي داخل الفم هو جهاز محمول باليد مع نافذة بصرية صغيرة ، خياطة معا البيانات الصغيرة لإكمال الصورة بأكملها. خلال إجراء الانطباع القوس الكامل، يمكن أن يحدث تشوه في الجسم الانطباع وتؤثر على تناسب استعادة أو الجهاز. من أجل قياس هذه التشوهات، تم تصميم عينة رئيسية وإنتاجها مع طابعة معدنية 3D. تسمح الجيومتريات المرجعية المصممة بإعداد أنظمة إحداثيات مستقلة لكل انطباع وقياس xو yو z إزاحات مركز الدائرة العليا للاسطوانة حيث يمكن تقييم تشويه الانطباع. من أجل تقييم موثوقية هذه الطريقة، يتم حساب قيم الإحداثيات للاسطوانة ومقارنتها بين بيانات التصميم الأصلي بمساعدة الكمبيوتر (CAD) والبيانات المرجعية التي تم الحصول عليها مع الماسح الضوئي الصناعي. وكانت الاختلافات التنسيقية بين المجموعتين في الغالب أقل من 50 درجة مئوية، ولكن الانحرافات كانت عالية بسبب تحمل الطباعة ثلاثية الأبعاد في إحداثيات z للاسطوانة المصممة بشكل غير مباشر على الأضراس. ومع ذلك، بما أن الطراز المطبوع يضع معياراً جديداً، فإنه لا يؤثر على نتائج تقييم الاختبار. وإمكانية استنساخ الماسح الضوئي المرجعي هي 11.0 ± 1.8 ميكرومتر. ويمكن استخدام طريقة الاختبار هذه لتحديد وتحسين المشاكل الجوهرية للماسح الضوئي داخل الفم أو لوضع استراتيجية المسح الضوئي عن طريق قياس درجة التشويه في كل جزء من الانطباع الرقمي الكامل القوس.

Introduction

في عملية علاج الأسنان التقليدية، يتم إجراء استعادة ثابتة أو طقم أسنان قابل للإزالة على نموذج مصنوع من الجبس ومشربة مع السيليكون أو مادة هيدروغرويد لا رجعة فيها. لأنه يتم تسليم بدلة مصنوعة بشكل غير مباشر في تجويف الفم، وقد تم إجراء الكثير من البحوث للتغلب على الأخطاء الناجمة عن سلسلة من عمليات التصنيع هذه1،2. في الآونة الأخيرة، يتم استخدام طريقة رقمية لتلفيق بدلة من خلال عملية CAD عن طريق التلاعب النماذج في الفضاء الافتراضي بعد الحصول على الصور 3D بدلا من جعل انطباعات3. في الأيام الأولى، تم استخدام طريقة الانطباع البصري في نطاق محدود مثل علاج تسوس الأسنان من واحد أو عدد قليل من الأسنان. ومع ذلك، كما تم تطوير التكنولوجيا الأساسية للماسح الضوئي 3D، يتم الآن استخدام انطباع رقمي للقوس الكامل لتصنيع الترميمات الثابتة على نطاق واسع، والترميم القابلة للإزالة مثل طقم أسنان جزئي أو كامل، وأجهزة تقويم الأسنان، و زرع أدلةالجراحية 4،5،6،7. دقة الانطباع الرقمي مرضية في منطقة قصيرة مثل القوس من جانب واحد. ومع ذلك، منذ الماسح الضوئي داخل الفم هو جهاز محمول باليد الذي يكمل dentition كامل عن طريق خياطة معا الصورة التي تم الحصول عليها من خلال نافذة بصرية ضيقة، ويمكن رؤية تشويه النموذج بعد الانتهاء من قوس الأسنان على شكل U. وهكذا, جهاز من مجموعة كبيرة مصنوعة على هذا النموذج قد لا يصلح بشكل جيد في فم المريض وتتطلب الكثير من التكيف.

وقد تم الإبلاغ عن دراسات مختلفة عن دقة هيئة الانطباع الافتراضي التي تم الحصول عليها باستخدام ماسح ضوئي داخل الفم، وهناك نماذج بحثية وأساليب قياس مختلفة. اعتمادا على موضوع البحث، يمكن تقسيمهاإلى البحوث السريرية 8،9،10،11،12 للمرضى الفعليين والدراسات المختبرية13،14 ،15،16 أجريت في نماذج تنتج بشكل منفصل للبحث. الدراسات السريرية لديها ميزة القدرة على تقييم ظروف الإعداد السريري الفعلي، ولكن من الصعب السيطرة على المتغيرات وزيادة عدد الحالات السريرية إلى أجل غير مسمى. عدد الدراسات السريرية ليست كبيرة لأن هناك حد لتكون قادرة على تقييم المتغيرات المطلوبة. من ناحية أخرى، تم الإبلاغ عن العديد من الدراسات في المختبر التي تقيم الأداء الأساسي للماسح الضوئي داخل الفم عن طريق التحكم في المتغيرات17. كما يتضمن نموذج البحث قوساً جزئياً أو كاملاً من الأسنان الطبيعية18و19و20و21و22 وفكاً مُتبوّلاً تماماً مع فقدان جميع الأسنان23 ، أو الحالة التي يتم فيها تثبيت غرسة الأسنان وتباعدها في فاصل زمني معين24،25،26،27،أو شكل تبقى فيه غالبية الأسنان وجزء فقط من الأسنان في عداد المفقودين16،28. ومع ذلك، اقتصرت الدراسات على تشويه جسم الانطباع الافتراضي الذي أدلى به الماسح الضوئي داخل الفم المحمولة على التقييم النوعي للانحرافات من خلال خريطة ملونة تم إنشاؤها عن طريق فرضها مع البيانات المرجعية وعبّر عنها كواحدة رقمية القيمة لكل بيانات. من الصعب قياس التشويه ثلاثي الأبعاد للقوس الكامل بدقة لأن معظم الدراسات تدرس فقط الجزء المترجم من قوس الأسنان مع انحراف المسافة غير الاتجاهي.

في هذه الدراسة، يتم التحقيق في تشويه قوس الأسنان أثناء الانطباع البصري مع الماسح الضوئي داخل الفم باستخدام نموذج قياسي مع نظام إحداثيات. والهدف من هذه الدراسة هو توفير معلومات عن طريقة لتقييم أداء دقة الماسحات الضوئية داخل الفم التي تظهر خصائص مختلفة من خلال الفرق في الأجهزة البصرية وبرامج المعالجة.

Protocol

1. إعداد عينة رئيسية

  1. إعداد النموذج
    1. إزالة الأسنان الاصطناعية (الكلاب اليسرى واليمنى، وpremolar الثاني، والأضراس الثاني) على نموذج الفك السفلي كامل القوس مع فقط 1/5 من الجزء العنقي اليسار.
  2. تصميم CAD
    1. الحصول على بيانات العينة الرئيسية باستخدام ماسح ضوئي مرجعي.
    2. تصميم الاسطوانات (مع قطر أعلى من 2 ملم وارتفاع اسطوانة من 7 ملم) على رأس الأسنان الستة قلص مع برنامج الهندسة العكسية.
    3. إضافة ثلاثة مجالات مرجعية (3.5 ملم في القطر) الخلفية إلى الأضراس الثاني الأيسر لغرض تعريف نظام الإحداثيات 3D المرجعي من برنامج الهندسة العكسية.
    4. حدد موقع كرة واحدة على الجانب القاصي من الجانب القاصي والشدي من الاسطوانة على الأضراس الثاني الأيسر بحيث تكون إحداثيات جميع الاسطوانات قيم إيجابية.
    5. تصميم الاسطوانة الأضراس الثانية اليسرى بحيث يميل 30 درجة ميديالي والحق الثاني اسطوانة الأضراس بحيث يميل 30 درجة ديستي. تعيين الاسطوانات الأخرى في الزوايا اليمنى من النموذج.
  3. المعادن الطباعة 3D
    1. تصنيع نموذج وهمية مع سبائك CoCr بواسطة طابعة معدنية 3D لتكونبمثابة dentition المريض (الشكل 1).

2 - الحصول على البيانات المرجعية وتحليل البرامجيات

  1. مسح الوهمية مع الماسح الضوئي داخل الفم اختبار.
    1. الحصول على الصورة المرجعية عن طريق مسح النموذج الوهمي المعدني مع الماسح الضوئي نموذج على المستوى الصناعي.
  2. إنشاء نظام إحداثيات عن طريق استخراج النقاط من المجالات المرجعية.
    1. قم بتحميل الصورة المرجعية لبرنامج تحليل الهندسة العكسية لحساب الإحداثيات المرجعية لكل موضع أسطوانة.
    2. استخراج الكرة عن طريق اختيار الهندسة المرجع | إنشاء | المجال | اختيار نقاط الحدود الأمر واختيار النقاط الأربع على سطح المجال المرجعي التي هي أبعد عن بعضها البعض (الشكلالتكميلي 1 والشكل التكميلي2).
    3. حساب مركز ثلاثة مجالات مرجعية.
    4. استخدام الهندسة المرجع | إنشاء | طائرة | اختيار نقاط الأمر لربط مراكز من ثلاثة مجالات وإنشاء طائرة (الشكلالتكميلي3).
    5. تعيين الطائرة المشكلة كطائرة XY.
    6. حدد الهندسة المرجع | إنشاء | طائرة | إزاحة الأمر المستوى لإنشاء مستوى الظل فوق مستوى س ص (الشكلالتكميلي4).
    7. إنشاء نقاط حيث يلتقي مستوى الظل والمجالين اللغويين عن طريق اختيار هندسة المرجع | إنشاء | نقطة | مشروع على [رف.]. مستوى أمر (رقمإضافيّة5).
    8. إنشاء مستوى بين النقاط التي تم إنشاؤها ومركز المجالين اللغويين باستخدام هندسة المرجع | إنشاء | طائرة | اختيار نقاط الأمر (الشكلالتكميلي6).
    9. قياس المسافة من هذه الطائرة إلى وسط الكرة الشدق مع التفتيش | البعد | الأمر الخطي (الشكلالتكميلي7).
    10. إنشاء مستوى مواز يمر من خلال نقطة الوسط من الكرة الشدق مع الهندسة | إنشاء | طائرة | أمر المستوى الأواب (الشكلالتكميلي8).
    11. تعيين الطائرة شكلت كما طائرة YZ (الشكلالتكميلي9).
  3. تعيين محاور xو yو z.
    1. تعيين مركز الكرة الشدق ك 'أصل' من نظام الإحداثيات.
    2. تعيين خط مواز للخط الذي يربط نقاط الوسط من المجالين المتبقيين أثناء السفر في الاتجاه الأمامي والخلفي للنموذج من خلال الأصل كمحور Y.
    3. تعيين الخط على مستوى س ص الذي يمر الأصل وهو عمودي على محور ص كمحور س.
    4. استخدام الهندسة المرجع | إنشاء | التنسيق | اختيار الأصل وX، Y اتجاه الأمر لإنشاء نظام إحداثيات جديد مع مركز الكرة الشدق كأصل (الشكلالتكميلي 10).
    5. تعيين خط عمودي على مستوى س ص ويمر من خلال الأصل كما محور Z (الشكلالتكميلي 11).
  4. نقل هذه التفاصيل من نظام إحداثيات المسح الضوئي إلى نظام الإحداثيات المنشأ حديثاً.
    1. استخدام الهندسة المرجع | ربط إلى الأمر shell لإصلاح الجيومتريات التي تم إنشاؤها أثناء هذه العملية أعلى بيانات المسح الضوئي (الشكلالتكميلي 12).
    2. تنفيذ هندسة المرجع | تحويل | التنسيق | محاذاة الأمر الإحداثيات للمرور من نظام الإحداثيات الأساسي إلى نظام الإحداثيات المنشأ حديثاً (الشكلالتكميلي 13).
    3. وبهذه الطريقة، تعيين نظام إحداثيات للعينة المعدنية الرئيسية مع الإشارة إلى المجالات المرجعية الثلاثة (الشكلالتكميلي 14).
  5. استخراج نقاط القياس من الاسطوانات في المنطقة الرئيسية.
    1. استخراج إحداثيات xو yو z لمراكز الدائرة العليا المكونة من ست أسطوانات لتحليلها لتشويه المناطق المحددة من خلال عملية الهندسة العكسية.
    2. لهذا، استخدم الهندسة المرجع | إنشاء | اسطوانة | اختيار نقاط الحدود الأمر وتحديد ما لا يقل عن 10 نقاط على الحدود العليا للاسطوانة وتعيين نفس المقدار من النقاط على القطع الناقص الذي يلبي الأسنان في الجزء السفلي من الاسطوانة (الشكلالتكميلي 15، الشكل التكميلي 16، والشكل التكميلي 17).
    3. الحصول على الإحداثيات المستخرجة من مركز أعلى اسطوانة. تقييم تشوه 3D في كل موقف عن طريق مقارنتها مع قيم إحداثيات نفس الاسطوانة من الانطباع الرقمي المكتسبة من قبل الماسح الضوئي داخل الفم ليتم تقييمها.

النتائج

وترد في الجدول 1إحداثيات كل اسطوانة محسوبة من بيانات CAD المصممة أصلاً وصورة المسح المرجعي للعينة المعدنية الرئيسية المطبوعة ثلاثية الأبعاد التي يمسحها ضوئيالنموذج الصناعي. وأظهر الفرق بين الاثنين قيمة أقل من 50 درجة مئوية، ولكن قيمة إحداثيات z للاسطوانة ال?...

Discussion

من بين الدراسات التي تقيّم دقة الماسح الضوئي داخل الفم من خلال تقييم هيئة الانطباع الرقمي الناتجة، فإن الطريقة الأكثر شيوعًا هي فرض بيانات الانطباع الرقمي على الصورة المرجعية وحساب انحراف من قذيفة إلى قشرة12 ،13،14،15...

Disclosures

وليس لدى أصحاب البلاغ ما يكشفون عنه.

Acknowledgements

وقد تم دعم هذه الدراسة بمنحة من مشروع كوريا لتطوير وتطوير التكنولوجيا الصحية من خلال المعهد الكوري لتنمية الصناعة الصحية (KHIDI)، بتمويل من وزارة الصحة والرعاية الاجتماعية (رقم المنحة: HI18C0435).

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
EOS CobaltChrome SP2Electro Oprical SystemsH051601Powder type metal alloy for 3D printing
Geomagic Verify3D Systems2015.2.03D inspection software
Prosthetic Restoration Jaw ModelNissin Dental Products Inc.Mandibular complete-arch model
RapidformInus technologyRF90600-10004-010000Reverse engineering software
stereoSCAN R8AICON 3D Systems GmbHIndustrial-level model scanner

References

  1. McLean, J. W., von Fraunhofer, J. A. The estimation of cement film thickness by an in vivo technique. British Dental Journal. 131 (3), 107-111 (1971).
  2. Park, J. M., Hong, Y. S., Park, E. J., Heo, S. J., Oh, N. Clinical evaluations of cast gold alloy, machinable zirconia, and semiprecious alloy crowns: A multicenter study. Journal of Prosthetic Dentistry. 115 (6), 684-691 (2016).
  3. Keul, C., et al. Fit of 4-unit FDPs made of zirconia and CoCr-alloy after chairside and labside digitalization--a laboratory study. Dental Materials. 30 (4), 400-407 (2014).
  4. Ritter, L., et al. Accuracy of chairside-milled CAD/CAM drill guides for dental implants. International Journal of Computerized Dentistry. 17 (2), 115-124 (2014).
  5. Grunheid, T., McCarthy, S. D., Larson, B. E. Clinical use of a direct chairside oral scanner: an assessment of accuracy, time, and patient acceptance. American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics. 146 (5), 673-682 (2014).
  6. Penarrocha-Oltra, D., Agustin-Panadero, R., Bagan, L., Gimenez, B., Penarrocha, M. Impression of multiple implants using photogrammetry: description of technique and case presentation. Medicina Oral, Patolodia Oral y Cirugia Bucal. 19 (4), e366-e371 (2014).
  7. Kattadiyil, M. T., Mursic, Z., AlRumaih, H., Goodacre, C. J. Intraoral scanning of hard and soft tissues for partial removable dental prosthesis fabrication. Journal of Prosthetic Dentistry. 112 (3), 444-448 (2014).
  8. Kim, J., et al. Comparison of experience curves between two 3-dimensional intraoral scanners. Journal of Prosthetic Dentistry. 116 (2), 221-230 (2016).
  9. Lim, J. H., Park, J. M., Kim, M., Heo, S. J., Myung, J. Y. Comparison of digital intraoral scanner reproducibility and image trueness considering repetitive experience. Journal of Prosthetic Dentistry. 119 (2), 225-232 (2018).
  10. Muhlemann, S., Greter, E. A., Park, J. M., Hammerle, C. H. F., Thoma, D. S. Precision of digital implant models compared to conventional implant models for posterior single implant crowns: A within-subject comparison. Clinical Oral Implants Research. 29 (9), 931-936 (2018).
  11. Park, J. M., Hammerle, C. H. F., Benic, G. I. Digital technique for in vivo assessment of internal and marginal fit of fixed dental prostheses. Journal of Prosthetic Dentistry. 118 (4), 452-454 (2017).
  12. Ender, A., Zimmermann, M., Attin, T., Mehl, A. In vivo precision of conventional and digital methods for obtaining quadrant dental impressions. Clinical Oral Investigations. 20 (7), 1495-1504 (2016).
  13. Kim, R. J., Park, J. M., Shim, J. S. Accuracy of 9 intraoral scanners for complete-arch image acquisition: A qualitative and quantitative evaluation. Journal of Prosthetic Dentistry. 120 (6), 895-903 (2018).
  14. Ender, A., Mehl, A. Accuracy in dental medicine, a new way to measure trueness and precision. Journal of Visualized Experiments. (86), e51374 (2014).
  15. Ender, A., Mehl, A. In-vitro evaluation of the accuracy of conventional and digital methods of obtaining full-arch dental impressions. Quintessence International. 46 (1), 9-17 (2015).
  16. Ajioka, H., Kihara, H., Odaira, C., Kobayashi, T., Kondo, H. Examination of the Position Accuracy of Implant Abutments Reproduced by Intra-Oral Optical Impression. PLOS ONE. 11 (10), e0164048 (2016).
  17. Patzelt, S. B., Lamprinos, C., Stampf, S., Att, W. The time efficiency of intraoral scanners: an in vitro comparative study. Journal of Americal Dental Association. 145 (6), 542-551 (2014).
  18. Gan, N., Xiong, Y., Jiao, T. Accuracy of Intraoral Digital Impressions for Whole Upper Jaws, Including Full Dentitions and Palatal Soft Tissues. PLOS ONE. 11 (7), e0158800 (2016).
  19. Rehmann, P., Sichwardt, V., Wostmann, B. Intraoral Scanning Systems: Need for Maintenance. International Journal of Prosthodontics. 30 (1), 27-29 (2017).
  20. Patzelt, S. B., Emmanouilidi, A., Stampf, S., Strub, J. R., Att, W. Accuracy of full-arch scans using intraoral scanners. Clinical Oral Investigations. 18 (6), 1687-1694 (2014).
  21. Muallah, J., et al. Accuracy of full-arch scans using intraoral and extraoral scanners: an in vitro study using a new method of evaluation. International Journal of Computerized Dentistry. 20 (2), 151-164 (2017).
  22. Treesh, J. C., et al. Complete-arch accuracy of intraoral scanners. Journal of Prosthetic Dentistry. 120 (3), 382-388 (2018).
  23. Patzelt, S. B., Vonau, S., Stampf, S., Att, W. Assessing the feasibility and accuracy of digitizing edentulous jaws. Journal of Americal Dental Association. 144 (8), 914-920 (2013).
  24. Andriessen, F. S., Rijkens, D. R., van der Meer, W. J., Wismeijer, D. W. Applicability and accuracy of an intraoral scanner for scanning multiple implants in edentulous mandibles: a pilot study. Journal of Prosthetic Dentistry. 111 (3), 186-194 (2014).
  25. Gimenez, B., Ozcan, M., Martinez-Rus, F., Pradies, G. Accuracy of a digital impression system based on parallel confocal laser technology for implants with consideration of operator experience and implant angulation and depth. International Journal of Oral and Maxillofacial Implants. 29 (4), 853-862 (2014).
  26. Gimenez, B., Ozcan, M., Martinez-Rus, F., Pradies, G. Accuracy of a digital impression system based on active wavefront sampling technology for implants considering operator experience, implant angulation, and depth. Clinical Implant Dentistry and Related Research. 17 Suppl 1, e54-e64 (2015).
  27. Papaspyridakos, P., et al. Digital versus conventional implant impressions for edentulous patients: accuracy outcomes. Clinical Oral Implants Research. 27 (4), 465-472 (2016).
  28. Flugge, T. V., Att, W., Metzger, M. C., Nelson, K. Precision of Dental Implant Digitization Using Intraoral Scanners. International Journal of Prosthodontics. 29 (3), 277-283 (2016).
  29. Kim, S. Y., et al. Accuracy of dies captured by an intraoral digital impression system using parallel confocal imaging. International Journal of Prosthodontics. 26 (2), 161-163 (2013).
  30. Ender, A., Mehl, A. Influence of scanning strategies on the accuracy of digital intraoral scanning systems. International Journal of Computerized Dentistry. 16 (1), 11-21 (2013).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

147

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Contact Us

Recommend to library

JoVE NEWSLETTERS

Research

Education

Authors

Librarians

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved