1 مقدمة عن الطبعات البصرية

ظهرت الطبعات البصرية لأول مرة في الثمانينيات. وقد حلّت الآن محل الطبعات التقليدية التي عانت من حدود واضحة ومعروفة، شملت تمدّد مواد الطبعة، التمزّق، فقاعات الهواء التي أضرّت بجودة هذه الطبعات والمواعيد الزمنية، فضلاً عن جميع مراحل المعالجة المطلوبة بدءاً من مرحلة التشكيل، مما زاد بشكل كبير من عدد التعديلات داخل الفم، ومن مخاطر فشل الطقم النهائي.

منذ اختراعها، شهدت الماسحات والكاميرات داخل الفم العديد من التطورات وأصبحت الآن جزءاً لا يتجزأ من عيادات الأسنان، ويُشار إلى استخدامها في جميع الممارسات وفي مختلف مجالات طب الأسنان.

التعريف

تُعرَّف الطبعات البصرية بأنها إشارة ضوئية مُسقَطة على الأسطح السنّية. تلتقط الكاميرا الإشارة المنعكسة، مما يتيح لها إنشاء النموذج ثلاثي الأبعاد.

الطبعات البصرية هي الحلقة الأولى في السلسلة الرقمية السنّية

استخدام الطبعات البصرية هو مرحلة أولى في الاستحواذ على البيانات، تليها مرحلة تتم فيها معالجة هذه البيانات.

يمكن إجراء ذلك إما عبر:

• مسح النموذج في المختبر باستخدام ماسح ضوئي خارج الفم أو ماسح ضوئي مكتبي (مع أو بدون اتصال)، يقوم بمسح نموذج جبسي من طبعة أو مباشرة من طبعة فيزيائية تقليدية.
• كاميرا داخل الفم توضع مباشرة في الفم.

2 أنواع الطبعات البصرية وتقنيات الاستحواذ

الاستحواذ خارج الفم

هذه تقنية غير مباشرة آلية تُستخدم للتحكم في الموضع، المسافة، السرعة، وإمكانية الوصول إلى المناطق المُقَوَّسة.

الاستحواذ داخل الفم

هذه تقنية طبعة مباشرة. تتضمّن تشغيلاً يدوياً، لذا فهي تعتمد على المُشغِّل، مما يجعل من المستحيل التحكم بدقة في المسافة والسرعة وإمكانية الوصول إلى المناطق المُقَوَّسة.

يمكن إجراء التصوير ثلاثي الأبعاد باستخدام الماسح داخل الفم إما بتسجيل لقطات متتالية، التي يكمن عيبها الرئيسي في سرعة الاستحواذ، أو باستخدام الوضع الديناميكي (نوع الفيلم). في هذه الحالة، سيكون الاستحواذ أسرع بكثير (حوالي 5 دقائق لمسح كلا القوسين والإطباق).

المعالجة الرقمية للطبعة البصرية

يُشكّل الملف المُنتَج من استحواذات الأسطح السنّية نقطة الدخول إلى سلسلة CAD/CAM السنّية. ويتألف هذا من تمثيل للقالب أو لقوس المريض على شكل سحابة نقاط. هذه السحابة من النقاط ليست قابلة للاستخدام فعلياً، وتتطلب معالجة بواسطة برنامج مخصص لتحسينها عبر إعادة الضبط، إعادة التموضع ودمج النقاط المتراكبة، تنظيف وتصفية القيم الشاذة، وتوحيد الكثافات، بهدف تقليل حجم الملف وتسريع معالجة البيانات الافتراضية.

الملفات التي يتم الحصول عليها عند الخروج من حلقة الاستحواذ

يمكن أن تكون هذه الملفات بصيغة احتكارية، لا يمكن قراءتها إلا ببرنامج تصميم من نفس العلامة التجارية أو بصيغة عالمية. لكن الاتجاه حالياً نحو فتح الأنظمة؛ يمكن قراءة الملفات العالمية بواسطة جميع برامج التصميم.

الملفات العالمية هي STL (Standard Tesselation Language أو Standard Triangle Language) وPLY (Polygonal File Format).

يُحدّد ملف STL العالمي شبكة مثلثية ستُنشئ كائناً ثلاثي الأبعاد بالأبيض والأسود ولا يتضمن الألوان أو الملمس.

يتألف ملف PLY من مجموعة من المضلعات التي يمكنها نقل معلومات مثل الشفافية واللون. لكن ليست كل البرامج قادرة بعد على دعم هذا التنسيق من الملفات.

3 خصائص الكاميرات داخل الفم

هناك عدة عوامل يجب مراعاتها عند اختيار كاميرا داخل الفم. تُحدّد التقنية المختارة الوصول إلى إعدادات معينة (مثل: بدون مسحوق، الألوان، التسجيل المستمر). الخصائص الرئيسية للكاميرات داخل الفم مدرجة أدناه.

بيئة العمل (Ergonomics) للقطعة اليدوية

تشمل بيئة العمل حجم وشكل الكاميرا، وزنها، طريقة التحكم بها، الارتفاع اللازم عند الطرف، وحجم الرأس.

كما تشمل مدى توازن الكاميرا، وهو أمر أساسي لضمان الاستقرار الأمثل والتحكم خلال عملية الاستحواذ.

يعني الرأس الواسع حقل استحواذ أكبر، لكن قد يجعل ذلك الوصول إلى مناطق معينة أصعب، وخاصة المناطق الخلفية.

تُعرَّف البعد البؤري بأنه المسافة بين طرف الكاميرا والأسطح المُراد تسجيلها. تتطلب بعض العلامات التجارية ملامسة الأسنان، بينما تُوصي أخرى بمسافة تزيد عن 10 ملم، مما يجعل الطبعة البصرية صعبة فيما يخص الجانب الخلفي، وخاصة للمناطق الدهليزية البعيدة.

الطريقة الأكثر شيوعاً وألفة لتشغيلها هي مثل "القلم"، لكن تتوفر أيضاً كاميرات من نوع "المسدس".

تم تطوير إصدارات كاميرات لاسلكية حديثاً تُلغي الحاجة إلى كابل، بكل قيوده، وتوفّر قدراً أكبر من حرية الحركة.

المسحوق

يُستخدم لتوحيد الضوء المنعكس على الأسطح المُراد تسجيلها (المينا، مواد الحشوات والتيجان، إلخ).

تتطلب بعض الأنظمة استخدام المسحوق قبل أخذ الطبعة السنّية، بهدف تسهيل تسجيل الأسطح السنّية. وتُوصي به أنظمة أخرى ببساطة.

قد تتطلب الكاميرات داخل الفم الخالية من المسحوق أحياناً طبقة طلاء خفيفة للمناطق اللامعة بشكل خاص (الترميمات المعدنية).

غير أن الاتجاه السائد هو الاستحواذات الخالية من المسحوق.

وضع الالتقاط

يمكن أن يكون وضع صورة أو فيديو، الفرق الوحيد هو سرعة الاستحواذ، التي تكون أسرع في الوضع المستمر كفيلم.

تتيح طريقة الاستحواذ هذه قدراً أكبر من حرية الحركة، لكن يجب الالتزام بمسار المسح المُحدَّد من قبل الشركة المصنعة.

اللون

يمكن استخدام غالبية الأنظمة الآن للحصول على نموذج رئيسي بالألوان واقعي للغاية. وهذا يمنح الملف ثلاثي الأبعاد ملمساً مماثلاً للأنسجة السنّية، ويُسهّل قراءة عناصر مختلفة، بما في ذلك حدود التحضير المعقدة المجاورة للّثة.

غير أنه من الممكن التبديل إلى عرض أحادي اللون في أي وقت، حيث يكون النموذج أحادي اللون هو نموذج العمل الفعلي المعادل للنموذج الجبسي والذي سيُستخدم للحكم على جودة طبعتنا. وضعا العرض كلاهما متكاملان.

مطابقة الظل

يمكن لبعض الماسحات داخل الفم أيضاً إعادة إنتاج لون السن، مما يساعد الممارس على اختيار الظل المناسب.

تنسيق الملف

سابقاً، كنا نتحدث عن ملفات ذات وصول مقيد، مُتحكَّم به، أو وصول مفتوح. حالياً، تتجه الأنظمة بشكل متزايد نحو التصدير بصيغة STL المفتوحة، مما يجعل من الممكن العمل على الطبعات بأي نوع من برامج CAD.

وظائف البرنامج

تتيح جميع البرامج المتعلقة بكاميرات الطبعات البصرية تصور المساحة التعويضية المتاحة ونقاط التماس الإطباقية.

التكلفة

من الصعب تقييم استهلاك كاميرا بصرية. يشمل ذلك تكلفة شراء الكاميرا، فضلاً عن وحدة الكمبيوتر، تراخيص التشغيل، تحديثات البرامج ورسوم الصيانة.

Chairside (بجانب الكرسي)

تقدم بعض الأنظمة سلسلة CAD/CAM كاملة (الاستحواذ، CAD، CAM) تُمكّن الممارس من الانتقال مباشرة إلى CAD/CAM المباشرة إذا رغب.

القابلية للتطوير / التوسع

يمكن أن يُشكّل شراء كاميرا طبعة بصرية أيضاً المرحلة الأولى للتحول إلى CAD/CAM المباشرة، حيث يمكن استخدام جميع الأنظمة الآن لتصدير الملفات بصيغة .STL. يمكن للممارس اقتناء معدات من نفس العلامة التجارية أو من شركة مصنعة أخرى.

4 دقة الطبعة البصرية ومفهوم الضبط

السؤال الأول الذي يتبادر إلى الذهن عند الحديث عن الطبعات البصرية هو: ما الذي تُسهم به من حيث الجودة والدقة مقارنة بالتقنيات التقليدية، وما هي التقنية الأكثر موثوقية في مختلف الحالات السريرية؟

الضبط هو المصطلح المستخدم لوصف جودة أو دقة الطبعة. ويأخذ في الحسبان معيارَين:

• الصحة: معدل الانحراف المُقاس بين الأبعاد الفعلية للجسم وقياس الطبعة.
• الدقة: الفروق المُقاسة بين النتائج التي تم الحصول عليها باستخدام قياسات متكررة لنفس الجسم ونفس نظام الطبعة.

الأقواس الجزئية

يمكن لعدد من العوامل أن تؤثر على جودة الطبعة السريرية. يتضمّن تقييم جودة الطبعة الرقمية تحليل التكيّف الهامشي للأطقم المصنوعة من نوعين من الطبعات (الرقمية والتقليدية) باستخدام نفس سلاسل التصنيع CAD/CAM.

بشكل عام، التكيّف الهامشي المقبول للطقم أقل من 120 ميكرومتر. تُظهر الدراسات المخبرية أن قيم التكيّف الهامشي للتيجان السيراميكية التي تم الحصول عليها باستخدام الطبعات البصرية تعادل، إن لم تكن أفضل من، تلك التي تم الحصول عليها باستخدام الطبعات التقليدية.

وقد تأكد ذلك في الحالات الحية للترميمات الأحادية أو الصغرى بقيمة تكيّف هامشي متوسطة تساوي 90 ميكرومتر.

وهذا أيضاً هو الحال بالنسبة للترميمات من نوع inlay/onlay الجزئية التي تكون قيم تكيّفها الهامشي التي تم الحصول عليها باستخدام طبعة رقمية مُرضية.

الأقواس الكاملة

وفقاً للأدلة المذكورة في المنشورات، التوصية الحالية هي طبعة تقليدية بالإيلاستومرات، حيث تظل هذه متفوقة بشكل كبير على الطبعات الرقمية لغرض الأقواس الكاملة. ويُلاحَظ أيضاً أن الدقة تكون أكبر في القطاع الأمامي منها في القطاع الخلفي، مع انحرافات في المستوى الأفقي وأخطاء دقة تصل إلى 170 ميكرومتر.

إنها مرحلة إعادة التركيب الرقمي المستخدمة في تجميع الصور التي تم الحصول عليها لإعادة إنشاء القوس الكامل التي يُشير إليها العديد من المؤلفين.

لذلك يبدو أن تراكم الأخطاء التي تحدث في مرحلة تسجيل الصور والمعالجة الرقمية يقع في جذور هذه التشوهات الكبيرة.

وفقاً لبعض المؤلفين، يعني هذا أنه يمكننا التفكير في الحصول على طبعات أقواس كاملة أكثر موثوقية في المستقبل إذا تمكنّا من تحسين البرامج بدلاً من الكاميرات.

علاوة على ذلك، وفقاً لآخرين، يبدو أن عدد التحضيرات هو مفتاح في تغيير جودة الطبعات الرقمية. كلما زاد العدد، زادت أهمية الفروق بين أنظمة الطبعات البصرية.

زرعات الأطقم فوق اللثوية (Overdenture implants)

من الصعب التوصل إلى استنتاج بشأن جودة الطبعات الرقمية للأطقم الثابتة المحمولة على الزرعات، بسبب نقص الأبحاث حول هذا الموضوع. لكن يؤكد بعض المؤلفين أن هناك عدة معايير يجب مراعاتها لتحقيق طبعة بجودة مكافئة أو أعلى من تلك الخاصة بتقنية معيارية، وأنه يجب تطبيق بروتوكول صارم للغاية. ولذلك ستعتمد جودة الطبعة على المُشغِّل وعلى الخبرة.

5 بروتوكول تشغيل الاستحواذ

بمجرد إزالة جميع الرطوبة من الأسنان (اللعاب، الدم، إلخ) وإجراء أي عملية تنفيذ مسحوق ضرورية، بشكل رقيق وبدون تكتلات، يمكن بدء الاستحواذ.

من المهم الالتزام بالتقنية والمدة والسرعة ومسار المسح الموصى به من قبل الشركة المصنعة. يجب أن تكون الحركة سلسة وسريعة، ويجب أن تبتعد تدريجياً عن الفم، مع تنسيق الحركات مع ما يمكن رؤيته على الشاشة.

يجب أخذ لقطات التحضير أو نموذج العمل من أوسع محور تحضير لتكون مفيدة وتُظهر مناطق معينة بوضوح. للتحضيرات المحيطية التقليدية، هذه المناطق هي:

• الحدّ العنقي بأكمله وخط الانتقال
• التحضير العنقي
• الخط الذي يُحدّد المنطقة السنّية المُحضَّرة
• الحليمات ونقاط التماس للأسنان المجاورة

إذا كان التحضير "قابلاً للقراءة بصرياً" وكانت هذه المناطق قابلة للتمييز بسهولة، فستكون CAD وCAM مُحسَّنين. خلاف ذلك، هناك خطر كبير من مواجهة صعوبات في مرحلة الإدخال، بسبب نقاط تماس سيئة الإدارة أو تكيّف عنقي ضعيف، وحتى مشاكل العضّة الناقصة أو الزائدة.

الاستحواذ هو عملية ذات ثلاث خطوات:

1. طبعات التحضير (نموذج العمل)
2. طبعة القوس المضاد (النموذج المضاد)
3. طبعة العلاقات الإطباقية عبر مسح الجانب الدهليزي لقطاع الإطباق ذي الصلة. ولذلك يضع البرنامج كلا القوسين في وضعية MIP (Maximum Intercuspation Position - وضعية أقصى تشابك)، إما تلقائياً أو يدوياً.

6 المزايا والعيوب

المزايا

يمكن استخدام الطبعة البصرية لتقليل وقت العمل مقارنة بالطبعة التقليدية، خاصة لمسح القطاعات، ويمكن أن تساعد في تقليل الانزعاج الذي يشعر به المرضى الذين يجدون الطبعات التقليدية عدوانية للغاية.

في حالات معقدة معينة تتطلب طبعات متعددة، أو مع مرضى معرّضين لخطر الغثيان العالي، يمكن إجراء الاستحواذات تدريجياً مع الحفاظ على جودة الطبعة.

علاوة على ذلك، الطبعات البصرية أكثر بساطة من الطبعات التقليدية بسبب موضوعيتها، بمعنى أنها لا تترك مجالاً للصدفة أو للتفسير الفردي.

في الواقع، تُتيح ملاحظات فورية حول تحضيرات الأسنان حتى يمكن التحقق منها قبل التقديم فضلاً عن تحسين جودة وقابلية قراءة الطبعات المُرسَلة إلى المختبر بشكل كبير.

بالإضافة إلى ذلك، الطبعات الكيميائية اليدوية التقليدية هي عمليات طويلة تتطلب مستوى معيناً من الخبرة التقنية والتجربة.

على عكس الطبعات الجبسية، التي تكون ثقيلة، صعبة التحكم، صعبة التخزين، غير قابلة للنسخ، هشّة وغير قابلة للحفظ، الطبعات الرقمية غير قابلة للتغيير وثابتة (حيث لا يمكن أن تُستهلك أو تتشوه بمرور الوقت)؛ كما أنها قابلة للنسخ، سهلة التخزين، وقابلة للنقل (الوسائط الرقمية، الخوادم الآمنة، إلخ).

ومن هنا تأتي فائدة التحول إلى الطبعات الرقمية بالاستحواذ داخل الفم. علاوة على ذلك، تتمتع بمستوى دقة معادل وربما حتى أعلى من المواد التقليدية، خاصة لإعادة التأهيل التعويضي الأحادي والصغرى.

أخيراً، الطبعات البصرية أداة تواصل ممتازة، سواء لشرح العمل التعويضي المخطط للمرضى أو لأخصائي الأطقم. تتم هذه التبادلات في الوقت الفعلي.

العيوب

على الرغم من أن الطبعات السنّية الرقمية تقدم العديد من المزايا، هناك حدود لاستخدامها، تتعلق بشكل رئيسي بالمريض، النظام البصري، وبرنامج معالجة البيانات الرقمية.

يمكن أن تؤثر تدفقات اللعاب سلباً على أنظمة الماسح داخل الفم، بينما يمكن أن يُخفي نزيف اللثة بعض حدود التحضير.

سيتعقد أيضاً تسجيل التحضيرات بسبب ضعف إمكانية الوصول للكاميرا، خاصة في المنطقة الخلفية، أساساً بسبب فتح الفم المحدود، وحدّ تحضير عميق جداً، وحركة المريض.

كثيراً ما يُقال إن الكاميرا لا تُسجِّل إلا ما تراه. الطبعات البصرية أكثر بساطة من الطبعات التقليدية، لكنها أيضاً أكثر صرامة.

يجب تكييف تقنيات التحضير لتناسب الطبعات الرقمية، ويُوصى بشدة بتقنيات إبعاد اللثة.

خلال عملية الاستحواذ الرقمي، هناك مستويا تشتت رئيسيان:

• دقة سحب النقاط الخام (خاصة إذا كان مسح النموذج من طبعة فيزيائية) مقارنة بالجسم الممسوح.
• معالجة سحب النقاط مقارنة بالسحابة الخام.

تطبيق المسحوق ضروري، لبعض الأنظمة وفي بعض الحالات، لكن يمكن أن يتداخل مع دقة الاستحواذ إذا تم تطبيقه في طبقات سميكة. السماكة المثلى تقع بين 40 و60 ميكرومتر. تُوصي بعض الكاميرات، أي تلك التي بدون تنفيذ مسحوق، باستخدام رذاذ مسحوق لتسريع عملية الاستحواذ.

أظهرت الدراسات المخبرية التي تقارن الطبعات الرقمية بالطبعات التقليدية أن كلتا التقنيتين صالحتان بشكل متساوٍ من حيث الدقة. غير أن الطبعات التقليدية لها ميزة التسبب في تشتت أقل، والأقواس الكاملة من الصعب الآن إنشاؤها بكاميرا داخل الفم.

7 كيف تختار كاميرتك داخل الفم؟

عند اختيار الماسح داخل الفم المناسب لجراحي الأسنان، من الجيد مناقشة المسألة مع أخصائي الأطقم، لاختيار النموذج الذي يناسب توقعات الممارس بشكل أفضل ولكنه أيضاً متوافق مع سلسلة المختبر. سيكون من الضروري بعد ذلك إجراء مرحلة تجربة وتعلم لتصبح مألوفاً مع هذه المعدات الجديدة.

يمكن للممارس أن يجد كثرة البيانات التقنية مُربكة بعض الشيء وأحياناً صعبة الفك، مع الأوصاف المختلفة من قبل جميع الشركات المصنعة المختلفة، فضلاً عن أحدث التطورات: الأنظمة اللاسلكية، التعرف على الألوان، النماذج المدمجة، إلخ.

قبل البدء، العناصر الرئيسية التي يجب مراعاتها هي:

• التكلفة
• الأداء من حيث الدقة
• الميزات التقنية: سرعة الاستحواذ ومواعيد معالجة البيانات (الخوارزمية)، حجم المستشعر (عدد البكسلات ومنطقة الاستحواذ)، البعد البؤري (عمق الحقل)، رقمنة القالب / الطبعة / القوس السنّي
• بيئة العمل للمعدات: وقت الاستحواذ، مع أو بدون تنفيذ مسحوق

عموماً، الكاميرات المتوافقة مع المعايير الحالية مزودة بتدفق فيديو واستحواذ ألوان، وهي خالية من المسحوق.

8 الخاتمة

الطبعات البصرية قطاع مزدهر، وتُمثّل بديلاً قابلاً للاستمرار للتقنيات التقليدية للطبعات.

تقدم عملية استحواذ موثوقة وسريعة ومريحة تُسهّل التواصل مع مختبرات الأطقم والمرضى، حتى وإن كانت جودة مسح القوس الكامل تظل محدودة حالياً.

بعد أن غزت عالم الأطقم الثابتة، تركز الصناعة الآن على الأطقم القابلة للإزالة، طب الزرعات وتقويم الأسنان لتقديم حلول شاملة لجراحي الأسنان الذين تحوّلوا إلى الرقمية.