JoVE Logo

Войдите в систему

Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.

В этой статье

  • Резюме
  • Аннотация
  • Введение
  • протокол
  • Результаты
  • Обсуждение
  • Раскрытие информации
  • Благодарности
  • Материалы
  • Ссылки
  • Перепечатки и разрешения

Резюме

Здесь мы представляем протокол для измерения степени искажения в каждой части цифрового впечатления, полученного от интраорального сканера с 3D-печатным металлическим фантомом со стандартными геометриями.

Аннотация

Цифровые рабочие процессы активно используются для производства стоматологических реставраций или оральных приборов, так как стоматологи начали производить цифровые впечатления, приобретая 3D-изображения с помощью интраорального сканера. Из-за характера сканирования полости рта в рот пациента, интраоральный сканер является портативным устройством с небольшим оптическим окном, сшивая вместе небольшие данные для завершения всего изображения. Во время процедуры полного отжима деформации тела впечатления может произойти и повлиять на припадок реставрации или прибора. Для измерения этих искажений был разработан и изготовлен мастер-образец с помощью металлического 3D-принтера. Разработанные эталонные геометрии позволяют устанавливать независимые системы координат для каждого впечатления и измерять x, yи z смещения центра верхнего круга цилиндра, где можно оценить искажение впечатления. Для оценки надежности этого метода рассчитываются и сравниваются значения координат цилиндра между исходными данными с помощью компьютера (CAD) и справочными данными, полученными с помощью промышленного сканера. Разница в координатах между двумя группами была в основном менее 50 мкм, но отклонения были высокими из-за переносимости 3D-печати в координатах косотых цилиндров на моляре. Однако, поскольку печатная модель устанавливает новый стандарт, это не влияет на результаты оценки теста. Воспроизводимость эталонного сканера составляет 11,0 и 1,8 мкм. Этот метод тестирования может быть использован для выявления и улучшения внутренних проблем интраорального сканера или для выработки стратегии сканирования путем измерения степени искажения в каждой части полного арки цифрового впечатления.

Введение

В традиционном процессе лечения зубов фиксированная реставрация или съемный зубной протез изготавливаются на модели из гипса и пропитаны силиконовым или необратимым гидроколлоидным материалом. Поскольку косвенно сделанный протез поставляется в полость рта, было сделано много исследований для преодоления ошибок, вызванных серией таких производственных процессов1,2. В последнее время цифровой метод используется для изготовления протеза через процесс CAD путем манипулирования моделями в виртуальном пространстве после приобретения 3D-изображений вместо создания впечатлений3. В первые дни такой метод оптического впечатления использовался в ограниченном диапазоне, таких как лечение зубами одного или небольшого количества зубов. Однако, как базовая технология 3D сканера была разработана, цифровое впечатление для полной арки в настоящее время используется для изготовления крупномасштабных фиксированных реставраций, съемные реставрации, такие как частичный или полный протез, ортодонтические приборы, и имплантат хирургическиеруководства 4,5,6,7. Точность цифрового впечатления является удовлетворительным в коротком регионе, таких как односторонние арки. Однако, поскольку интраоральный сканер является портативным устройством, которое завершает весь зубной протез, сшивая вместе изображение, полученное через узкое оптическое окно, искажение модели можно увидеть после завершения U-образной зубной арки. Таким образом, прибор большого диапазона, сделанный на этой модели, может не вписаться в рот пациента и потребовать большой корректировки.

Различные исследования были зарегистрированы на точность виртуального тела впечатление, полученные с помощью интраорального сканера, и Существуют различные модели исследований и методов измерения. В зависимости от предмета исследования, онможет быть разделен на клинические исследования 8,9,10,11,12 для реальных пациентов и в пробирке исследования13,14 ,15,16 проводится в моделях отдельно производится для исследования. Преимущество клинических исследований состоит в том, что они способны оценить условия фактической клинической обстановки, однако трудно контролировать переменные и увеличивать число клинических случаев на неопределенный срок. Количество клинических исследований не велико, поскольку существует предел возможности оценки желаемых переменных. С другой стороны, многие исследования in vitro, которые оценивают базовую производительность интраорального сканера, контролируя переменные, были зарегистрированы17. Исследовательская модель также включает в себя частичную или полную арку натуральных зубов18,19,20,21,22 и полностью edentulous челюсть со всеми зубами потеряли23 , или в случае, когда зубной имплантат установлен и расположен на части с определенным интервалом24,25,26,27, или форма, в которой большинство зубов остаются и только часть зуб отсутствует16,28. Однако исследования искажения виртуального тела впечатления, сделанные портативным интраоральным сканером, ограничивались качественной оценкой отклонений с помощью цветовой карты, созданной путем наложения его справочными данными и выраженной как одна численная значение на данные. Трудно точно измерить 3D искажение полной арки, потому что большинство исследований только изучить локализованную часть зубной арки с ненаправленным отклонением расстояния.

В этом исследовании, искажение зубной арки во время оптического впечатления с интраоральным сканером исследуется с помощью стандартной модели с системой координат. Цель этого исследования заключается в предоставлении информации о методе оценки точности работы интраоральных сканеров, которые обладают различными характеристиками по разнице в оптическом оборудовании и программном обеспечении для обработки.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

протокол

1. Подготовка мастер-образца

  1. Подготовка модели
    1. Удалите искусственные зубы (левые и правые кбарчи, второй премолярный и второй моляр) на мандибулярной модели полной арки с только 1/5 шейки левой части.
  2. Дизайн CAD
    1. Приобретите данные мастер-образца с помощью эталонного сканера.
    2. Дизайн цилиндров (с верхним диаметром 2 мм и цилиндр высотой 7 мм) поверх обрезанных шести зубов с обратным инженерным программным обеспечением.
    3. Добавьте три справочные сферы (3,5 мм в диаметре) задний к левой второй моляр для определения эталонной 3D-системы координат из программного обеспечения обратной инженерной техники.
    4. Найдите одну сферу на дистальной стороне дистальной и буккальной стороны цилиндра на левой секунде моляра, чтобы координаты всех цилиндров имели положительные значения.
    5. Дизайн левого второго молярного цилиндра так, чтобы он склонялся 30 "медиально и право второй молярный цилиндр так, что он наклонен 30" дистально. Установите другие цилиндры под прямым углом от модели.
  3. Металлическая 3D печать
    1. Производство фантомной модели с сплавом CoCr металлическим 3D-принтером, чтобы служить зубным прометом пациента(рисунок1).

2. Приобретение справочных данных и анализ программного обеспечения

  1. Сканирование фантома с помощью тестового интраорального сканера.
    1. Получить эталонное изображение, сканируя металлическую фантомную модель с помощью сканера модели промышленного уровня.
  2. Создание системы координат путем извлечения точек из эталонных сфер.
    1. Загрузите эталонное изображение на программное обеспечение обратного инженерного анализа для расчета эталонных координат каждого положения цилиндра.
    2. Извлеките сферу, выбрав геометрию Ref. Создать Сфера Выберите команду пограничных точек и выберите четыре точки на поверхности эталонной сферы, которые находятся дальше друг от друга(Дополнительная рисунок 1 и дополнительная диаграмма 2).
    3. Рассчитайте центр трех референтных сфер.
    4. Используйте геометрию Ref. Создать Самолетная контора Выберите точки команды для подключения центров трех сфер и создать плоскость(Дополнительная рисунок 3).
    5. Установите сформированную плоскость как xY плоскость.
    6. Выберите геометрию Ref. Создать Самолетная контора Смещение команды плоскости для создания касательной плоскости над плоскостью xy (Дополнительнаярисунок 4).
    7. Создавайте точки, где по касательной плоскости и двух лингвистских сфер встречаются, выбирая геометрию Ref. Создать Точка Проект по команде самолета ref. (Дополнительнаярисунок 5).
    8. Создайте плоскость между созданными точками и центром двух лингвистских сфер с помощью геометрии Ref. Создать Самолетная контора Команда очков выбора (Дополнительнаярисунок6).
    9. Измерьте расстояние от этой плоскости до центра буккаловой сферы с помощью Инспекции Измерение Линейная команда(Дополнительная рисунок 7).
    10. Создайте параллельную плоскость, которая проходит через середину букальной сферы с геометрией Создать Самолетная контора Смещение команды плоскости (Дополнительная рисунок 8).
    11. Установите сформированную плоскость в качестве плоскости Y ' (Дополнительнаярисунок 9).
  3. Установите x, y, и z топоры.
    1. Установите центр букальной сферы как «происхождение» системы координат.
    2. Установите линию параллельно линии, соединяющей центральные точки оставшихся двух сфер во время движения в направлении вперед и назад модели через происхождение как Y-оси.
    3. Установите линию на плоскости xy, которая передает происхождение и перпендикулярно оси y как X-оси.
    4. Используйте геометрию Ref. Создать Координация и координация Выберите происхождения и X, Y направление команды для создания новой системы координат с buccal sphere центр как происхождение (Дополнительныйрисунок 10).
    5. Установите линию перпендикулярно плоскости xy и проходя через происхождение как оси (Дополнительная рисунок 11).
  4. Перенесите эту деталь из системы координат сканирования в недавно созданную систему координат.
    1. Используйте геометрию Ref. Привязать к команде оболочки, чтобы исправить геометрии, созданные в ходе этого процесса на верхней части данных сканирования (Дополнительнаядиаграмма 12).
    2. Выполните геометрию Ref. Преобразование Координация и координация Согласовать команду координат для перехода от базовой системы координат к недавно созданной системе координат (Дополнительнаяцифра 13).
    3. Таким образом, присвоить систему координат металлоискателю со ссылкой на три справочные сферы(Дополнительная диаграмма 14).
  5. Извлеките точки измерения из цилиндров на основной площади.
    1. Извлеките x, y,и z координаты для верхних центров круга 6 цилиндров, котор нужно проанализировать для искажения указанных зон обратным процессом инженерства.
    2. Для этого используйте геометрию Ref. Создать Цилиндрический Выберите пограничные точки команды и указать по крайней мере 10 точек на верхней границе цилиндра и назначить такое же количество точек на эллипсе, который встречает зуб в нижней части цилиндра (Дополнительная рисунок 15, Дополнительная диаграмма 16, и дополнительная рисунок 17).
    3. Получить извлеченные координаты верхнего центра цилиндра. Оцените 3D-деформацию в каждой позиции, сравнив ее с координатными значениями того же цилиндра цифрового впечатления, полученного внутриоральным сканером для оценки.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Результаты

Координаты каждого цилиндра, рассчитанные на основе первоначально разработанных данных CAD, и эталонное сканирование изображения 3D-печатного металлического образца мастера, отсканированного сканером модели промышленного уровня, показаны в таблице 1. Разниц?...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Обсуждение

Среди исследований, оценивающих точность интраорального сканера путем оценки образовательного цифрового тела впечатления, наиболее распространенным методом является наложение цифровых данных впечатления на эталонное изображение и вычисление отклонения оболочки к оболочке

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Раскрытие информации

Авторам нечего раскрывать.

Благодарности

Это исследование было поддержано грантом Корейского проекта по развитию и разработкам технологий здравоохранения через Корейский институт развития индустрии здравоохранения (KHIDI), финансируемый министерством здравоохранения и социального обеспечения (номер гранта: HI18C0435).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Материалы

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

Ссылки

  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).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи

Запросить разрешение

Смотреть дополнительные статьи

147

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Исследования

Образование

О JoVE

Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены