1 Introducere în amprenta optică

Primele amprente optice datează din anii '80. Astăzi, acestea înlocuiesc amprentele convenționale care prezintă anumite limite cunoscute și recunoscute, printre care întinderile materialelor de amprentă, rupturile, bulele de aer care pun în pericol calitatea acestora, la care se adaugă termenele, precum și toate etapele de procesare pe care le suferă de la turnare, care cresc considerabil retușurile în gură și chiar riscul de eșec al protezei finale.

De la inventarea lor, scannerele și camerele intraorale au suferit numeroase evoluții și își găsesc astăzi locul în cabinetele stomatologice cu indicații în practica generală, dar și în diferitele domenii ale stomatologiei.

Definiție

Amprenta optică se definește ca proiecția unui semnal luminos pe suprafețele dentare. Semnalul reflectat va fi recaptat de cameră, ceea ce va permite crearea modelului tridimensional 3D.

Amprenta optică, prima verigă a lanțului digital dentar

Achiziția prin amprentă optică cuprinde o primă etapă de achiziție a datelor urmată de o etapă de procesare a acestor date.

Se poate face fie prin:

• Scanarea modelului în cadrul laboratorului cu un scanner extraoral sau scanner de masă (cu sau fără contact), care digitalizează un model din ghips rezultat dintr-o amprentă sau direct o amprentă fizică clasică.
• O cameră intraorală direct în gură.

2 Tipuri de amprente optice și tehnici de achiziție

Achiziție extraorală

Este vorba de o tehnică indirectă automatizată care permite controlul poziționării, distanței, vitezei, precum și al accesibilității zonelor cu retenție.

Achiziție intraorală

Este o tehnică de amprentă directă. Este vorba de o operațiune manuală, deci dependentă de operator, care nu permite controlul precis al distanței, vitezei și accesibilității zonelor cu retenție.

Achiziția imaginilor 3D de către scannerul intraoral se poate face fie prin înregistrarea clișeelor succesive, al căror dezavantaj major este viteza de achiziție, fie în mod dinamic (tip film). Achiziția va fi în acest caz mult mai rapidă (aproximativ 5 min pentru a digitaliza cele două arcade și ocluzia).

Procesarea digitală a amprentei optice

Fișierul rezultat din achiziția suprafețelor dentare constituie punctul de intrare al lanțului CAD-CAM dentar. Constă într-o reprezentare a mulajului sau arcadei pacientului sub forma unui nor de puncte. Acest nor de puncte brute nu este în realitate exploatabil și necesită o etapă de procesare de către un software dedicat pentru a-l optimiza prin efectuarea unei realinieri, repoziționări, fuziunii punctelor suprapuse, curățării și filtrării punctelor aberante și omogenizării densităților pentru a reduce dimensiunea fișierului și a accelera procesarea datelor virtuale.

Fișiere obținute la ieșirea verigii de achiziție

Aceste fișiere pot fi de format proprietar, care nu poate fi citit decât de software-urile de proiectare ale aceleiași mărci, sau universal. Însă tendința astăzi este spre deschiderea sistemelor. Într-adevăr, fișierele universale pot fi citite de toate software-urile de proiectare.

Fișierele universale sunt STL (Standard Tesselation Language sau Standard Triangle Language) și PLY (Polygonal File Format).

Fișierul universal STL definește o rețea de triunghiuri care va crea un obiect 3D în alb-negru care nu furnizează nici culoarea, nici textura.

Fișierul PLY este constituit dintr-un ansamblu de poligoane care pot transfera informații precum transparența sau culoarea. Dar nu toate software-urile sunt încă capabile să gestioneze acest format de fișier.

3 Caracteristicile camerelor intraorale

Mai mulți parametri trebuie luați în considerare la alegerea unei camere intraorale. Tehnologia aleasă condiționează accesul la anumite modalități (ex: absența pulverizării, culoare, înregistrare continuă). Mai jos sunt principalele caracteristici ale camerelor intraorale.

Ergonomia piesei de mână

Ergonomia regrupează dimensiunea, forma camerei, greutatea sa, priza în mână, înălțimea necesară la nivelul vârfului, dimensiunea capului.

La acestea se adaugă echilibrul camerei, care este un caracter primordial ce garantează o stabilitate și o maneuvrabilitate optime în timpul achiziției.

Un cap larg permite un câmp de achiziție mai mare, dar poate face accesul dificil la anumite zone, în special posterioare.

Distanța focală este definită de distanța dintre vârful camerei și suprafețele de înregistrat. Anumite mărci cer să fie în contact cu dinții, în timp ce altele preconizează o distanță care poate depăși 10 mm, ceea ce face amprenta optică delicată la nivel posterior, în special în disto-vestibular.

Priza în mână cea mai comună și cea mai familiară este maniera „stilou", dar există și camere în mod „pistol".

Recent, au fost dezvoltate camere în versiune wireless, care permit eliberarea de constrângerea firului și o mai mare libertate de mișcare.

Pulverizare

Servește la uniformizarea reflexiei luminii suprafețelor de înregistrat (smalț, materiale de obturație, coroane).

Anumite sisteme necesită o pulverizare înainte de luarea amprentei pentru a facilita înregistrarea suprafețelor dentare. Altele o recomandă.

Camerele intraorale powder-free pot necesita ocazional o ușoară pulverizare pentru zonele deosebit de strălucitoare (restaurări metalice).

Însă tendința este spre o achiziție fără pulverizare.

Mod de captură

Poate fi vorba de un mod imagine sau video, singura diferență fiind viteza de achiziție, care este mai rapidă în mod continuu sub formă de film.

Acest mod de achiziție permite o mare libertate de mișcare, dar trebuie respectat un traseu de scanare impus de producător.

Culoare

Majoritatea sistemelor permit astăzi obținerea unui model principal în culoare mai mult sau mai puțin realistă. Acest lucru conferă o textură fișierului 3D care seamănă cu țesutul dentar și ar facilita citirea anumitor elemente, în special limitele de preparație juxta-gingivale complexe.

Totuși, este posibilă în orice moment comutarea la o afișare monocromă, deoarece în cele din urmă modelul monocrom este cel care constituie adevăratul model de lucru, echivalent cu modelul din ghips, și care ar permite aprecierea calității amprentei noastre. Cele două moduri de afișare sunt complementare.

Preluarea nuanței

Anumite scannere intraorale pot da simultan și culoarea dinților, ajutând astfel practicianul în alegerea nuanței.

Formatul fișierelor

Anterior, se vorbea de fișiere închise, cu deschidere controlată sau deschise. Astăzi, sistemele sunt din ce în ce mai orientate spre exportul în format deschis STL, permițând lucrul pe amprente cu orice software CAD.

Funcționalități ale software-ului

Toate software-urile asociate camerelor de amprentă optică permit vizualizarea spațiului protetic disponibil și a contactelor ocluzale.

Cost

Amortizarea unei camere optice este dificil de evaluat. Cuprinde: costul achiziției camerei, precum și al unității informatice, licențele de exploatare, actualizările software-ului și, în final, cheltuielile de întreținere.

Chairside

Anumite sisteme propun un lanț CAD-CAM complet (achiziție, CAD, CAM), permițând practicianului să treacă la CAD-CAM direct dacă dorește.

Evolutivitate

Achiziționarea unei camere de amprentă optică poate fi privită și ca o primă etapă spre o conversie în CAD-CAM direct, deoarece astăzi toate sistemele permit exportul fișierelor în format STL. Practicianul ar putea să se echipeze cu material de aceeași marcă sau de la un alt producător.

4 Precizia amprentei optice și noțiunea de exactitate

Prima întrebare care ne vine în minte atunci când se evocă amprenta optică este care este aportul acesteia în termeni de calitate și precizie în raport cu tehnicile convenționale și care este tehnica cea mai fiabilă în diferitele situații clinice?

Exactitatea este termenul adecvat pentru a califica calitatea sau precizia unei amprente. Aceasta ia în considerare două criterii:

• Justețea: măsura ratei de deviație între dimensiunile reale ale obiectului și măsurarea amprentei.
• Fidelitatea: măsurarea diferențelor dintre rezultatele obținute pornind de la măsurări repetate ale aceluiași obiect cu același sistem de amprentă.

Cazul arcadelor parțiale

Numeroși factori pot influența calitatea unei amprente în clinică. Evaluarea calității unei amprente digitale se bazează pe analiza adaptării marginale a protezelor rezultate din cele două tipuri de amprente (digitală și convențională) realizate de aceleași lanțuri de fabricație CAD-CAM.

În general, adaptarea marginală în proteză este acceptabilă sub 120 µm. Studiile in vitro arată că valorile de adaptare marginală ale coroanelor ceramice obținute din amprente optice sunt echivalente sau chiar mai bune decât cele obținute din amprente clasice.

Acest lucru a fost confirmat in vivo în cazul restaurărilor unitare sau de mică amploare, cu o medie a valorilor de adaptare marginală egală cu 90 µm.

Este și cazul restaurărilor parțiale de tip inlay/onlay, ale căror valori de adaptare marginală obținute cu o amprentă digitală sunt satisfăcătoare.

Cazul arcadelor complete

Conform datelor din literatură, referința actuală este amprenta convențională cu elastomeri, deoarece rămâne semnificativ superioară amprentelor digitale atunci când este vorba de arcada completă. Se raportează, de asemenea, că exactitatea este mai bună în sectorul anterior decât în cel posterior, cu deviații în plan orizontal și erori de justețe care pot ajunge până la 170 µm.

Este faza de reconstrucție digitală care permite asamblarea între ele a imaginilor obținute pentru a recrea arcada completă cea care este indicată de mai mulți autori.

S-ar părea deci că acumularea erorilor survenite în timpul fazei de înregistrare și procesare digitală a imaginilor stă la originea acestor deformări importante.

Astfel, conform unor autori, s-ar putea avea în vedere obținerea de amprente ale arcadelor complete mai fiabile în viitor datorită îmbunătățirilor software-urilor, și nu ale camerelor.

În plus, conform altor autori, s-ar părea că numărul de preparații este responsabil pentru alterarea calității amprentei digitale. Cu cât este mai mare, cu atât diferențele dintre sistemele de amprentă optică ar fi mai semnificative.

Cazul protezelor supra-implantare

Este dificil de concluzionat asupra calității amprentelor digitale în cadrul protezelor fixe implanto-purtate din lipsa literaturii pe acest subiect. Dar anumiți autori subliniază că mai multe criterii trebuie respectate pentru a obține o amprentă de calitate echivalentă sau chiar superioară unei tehnici convenționale și că trebuie aplicat un protocol foarte riguros. Astfel, calitatea amprentei ar fi dependentă de operator și de experiență.

5 Protocolul operator de achiziție

Odată ce dinții sunt izolați de umiditate (salivă, sânge) și pulverizarea efectuată, dacă este necesar, cu un depozit fin și fără aglomerări, achiziția poate începe.

Trebuie respectate tehnica, durata, viteza și traiectoria de scanare recomandate de producător. Gestul trebuie să fie fluid și rapid și trebuie mai ales să se elibereze progresiv de gură și să se coordoneze gestica cu ceea ce se vede pe ecran.

Luarea de imagini a preparațiilor sau a modelului de lucru trebuie efectuată în axa cea mai mare a preparației pentru a fi exploatabilă și a dezvălui anumite zone într-un mod lizibil. Pentru o preparație periferică convențională, aceste zone sunt:

• Totalitatea limitei cervicale și a liniei de tranziție
• Preparația cervicală
• Linia care delimitează suprafața dentară preparată
• Papilele și punctele de contact ale dinților adiacenți

Dacă preparația este „opto-lizibilă" și se disting bine aceste zone, CAD și CAM vor fi optimizate. În caz contrar, există un risc ridicat de a întâmpina dificultăți la inserție din cauza punctelor de contact gestionate greșit sau a unei adaptări cervicale necorespunzătoare sau chiar a problemelor de sub- sau supra-ocluzie.

Achiziția se face în trei etape succesive:

1. Amprenta preparațiilor (modelul de lucru)
2. Amprenta arcadei antagoniste (modelul antagonist)
3. Amprenta rapoartelor ocluzale prin scanarea feței vestibulare a sectorului vizat în ocluzie. Software-ul pune apoi cele două arcade în OIM (ocluzie de intercuspidație maximă), fie automat, fie manual.

6 Avantaje și dezavantaje

Avantaje

Amprenta optică permite reducerea timpilor de lucru în comparație cu o amprentă convențională, în special pentru scanarea de sector, și permite diminuarea disconfortului pacienților, care consideră adesea amprenta clasică prea agresivă.

În anumite cazuri complexe care necesită amprente multiple sau la pacienții cu risc crescut de greață, achiziția va putea fi realizată progresiv, păstrând în același timp calitatea amprentei.

În plus, amprenta optică este mai simplă decât amprenta convențională datorită caracterului său obiectiv, în sensul că nu lasă loc interpretării și întâmplării.

Ea permite într-adevăr un retrocontrol imediat asupra preparațiilor dinților pentru a le valida înainte de trimitere și pentru a îmbunătăți considerabil calitatea și lizibilitatea amprentelor transmise laboratorului.

În plus, amprenta clasică chimico-manuală este o manipulare lungă care necesită o anumită tehnicitate și experiență.

Spre deosebire de amprenta din ghips, grea, voluminoasă, dificil de stocat, nereproductibilă, fragilă și neconservabilă, amprenta digitală, la rândul ei, este inalterabilă, invariabilă, deoarece nu suferă uzură și nici deformare în timp, și este în plus duplicabilă, ușor de stocat și transferat (suport digital, servere securizate).

De aici interesul de a trece la amprenta digitală prin achiziție intraorală. În plus, precizia sa este echivalentă sau chiar superioară materialelor convenționale, în special pentru reabilitările protetice unitare sau de mică amploare.

În sfârșit, amprenta optică este un excelent instrument de comunicare, atât cu pacienții pentru a le explica lucrările protetice de efectuat, cât și cu tehnicianul dentar, schimbul făcându-se în timp real.

Dezavantaje

Deși luarea de amprentă digitală prezintă numeroase avantaje, există totuși limite ale utilizării sale, legate în principal de pacient, de sistemul optic și de software-ul de procesare a datelor digitale.

Fluxul salivar poate influența negativ sistemele scannerelor intraorale, iar sângerarea sulculară poate masca o parte din limitele preparațiilor.

Înregistrarea preparațiilor ar fi, de asemenea, complicată de o accesibilitate necorespunzătoare a camerei, în special la nivel posterior, datorată în principal unei limitări a deschiderii bucale, unei limite de preparație prea profunde și mișcărilor pacientului.

Se spune adesea că camera nu înregistrează decât ceea ce vede. Amprenta optică ar fi mai simplă decât amprenta clasică, dar este și mai riguroasă.

Tehnicile de preparație trebuie adaptate la amprenta digitală, iar tehnicile de eviciune gingivală sunt puternic recomandate.

În timpul achiziției digitale, există în principal două niveluri de dispersie:

• Fidelitatea norilor de puncte brute (în special dacă scanarea modelului provine dintr-o amprentă fizică) în raport cu obiectul scanat.
• Procesarea norilor de puncte în raport cu norul brut.

Pulverizarea este, pentru anumite sisteme și în anumite cazuri, necesară, dar poate împiedica precizia achiziției dacă este în strat foarte gros. Grosimea optimă se situează între 40 µm și 60 µm. Anumite camere, în esență fără pulverizare, recomandă utilizarea unui spray de pulverizare pentru a accelera achiziția.

Studii in vitro care compară amprenta digitală cu amprenta convențională au arătat că cele două tehnici sunt echivalente în termeni de exactitate. În schimb, amprentele convenționale au avantajul de a genera mai puține dispersii, iar arcadele complete sunt astăzi dificil de stabilit cu o cameră intraorală.

7 Cum să alegeți camera intraorală?

În momentul alegerii scannerului intraoral spre care dorește să se orienteze medicul dentist, trebuie să discute cu tehnicianul său pentru a se orienta spre un model corespunzător așteptărilor practicianului, dar compatibil cu lanțul laboratorului. Apoi, va fi necesar să se treacă printr-o fază de încercare și învățare pentru a înțelege acest nou echipament.

Practicianul se poate pierde în fața unei multitudini de date tehnice uneori dificil de descifrat între descrierile numeroșilor producători, precum și ultimele evoluții: sisteme fără fir, înregistrarea nuanței, modele compacte.

Înainte de a începe, elementele principale de luat în considerare sunt:

• Costul
• Performanțele în termeni de exactitate
• Caracteristicile tehnice: viteza de achiziție și timpul de procesare a datelor (algoritm), dimensiunea senzorului (nr. pixeli și suprafața de achiziție), distanța focală (adâncimea câmpului…), digitalizarea mulajului / amprentei / arcadei dentare
• Ergonomia aparatului: durata achiziției, cu sau fără pulverizare

În general, camerele care răspund standardelor actuale sunt dotate cu achiziție în flux video, în culori și powder-free.

8 Concluzie

Amprenta optică este în plină expansiune, reprezintă o alternativă serioasă la tehnicile de amprente convenționale.

Este un mijloc fiabil, rapid și confortabil de achiziție care facilitează comunicarea cu laboratoarele de proteze și cu pacienții, chiar dacă calitatea digitalizării unei arcade complete rămâne astăzi încă limitată.

După ce a cucerit lumea protezelor fixe, s-a deschis spre proteza mobilă, implantologie și ortodonție, oferind astfel soluții complete medicilor dentiști convertiți la digital.