1 Введение в оптические оттиски

Оптические оттиски впервые появились в 1980-х годах. Они теперь заменили обычные оттиски, которые имели различные ясные и признанные ограничения, включая растяжение оттискных материалов, разрывы, воздушные пузырьки, ставящие под угрозу качество этих оттисков, и сроки, а также все этапы обработки, требуемые с этапа отливки, что значительно увеличивало количество корректировок во рту и риск отказа окончательного протеза.

Со времени их изобретения внутриротовые сканеры и камеры претерпели многочисленные разработки и теперь являются неотъемлемой частью стоматологических кабинетов, их использование показано во всех практиках, а также в различных областях одонтологии.

Определение

Оптические оттиски определяются как проецируемый световой сигнал на поверхности зубов. Отражённый сигнал будет повторно захвачен камерой, что позволит создать 3D-модель.

Оптические оттиски — это первое звено в стоматологической цифровой цепочке

Использование оптических оттисков — это начальный этап в получении данных, за которым следует этап обработки этих данных.

Это можно сделать либо:

• Сканированием модели в лаборатории с использованием экстраорального или настольного сканера (с контактом или без), который сканирует гипсовую модель из оттиска или прямо из обычного физического оттиска.
• Внутриротовой камерой, помещённой непосредственно во рту.

2 Типы оптических оттисков и техники получения

Экстраоральное получение

Это автоматизированная непрямая техника, используемая для контроля позиционирования, расстояния, скорости и доступности поднутрений.

Внутриротовое получение

Это техника прямого оттиска. Включает ручную работу, поэтому зависит от оператора, что делает невозможным точный контроль расстояния, скорости и доступности поднутрений.

3D-визуализация с использованием внутриротового сканера может выполняться либо путём записи последовательных снимков, основной недостаток которых — скорость получения, либо с использованием динамического режима (тип фильма). В этом случае получение будет намного быстрее (около 5 минут для сканирования обеих дуг и окклюзии).

Цифровая обработка оптического оттиска

Файл, созданный получениями поверхностей зубов, представляет собой точку входа для стоматологической цепочки CAD/CAM. Он содержит представление формы или дуги пациента в форме облака точек. Это облако точек на самом деле непригодно для использования и требует обработки специализированным ПО для его оптимизации путём сброса, перепозиционирования и слияния наложенных точек, очистки и фильтрации выбросов и стандартизации плотностей, чтобы уменьшить размер файла и ускорить обработку виртуальных данных.

Файлы, получаемые на выходе звена получения

Эти файлы могут быть в проприетарном формате, который может быть прочитан только программой проектирования того же бренда или универсальной. Но текущая тенденция к открытию систем; универсальные файлы могут быть прочитаны всем программным обеспечением для проектирования.

Универсальные файлы — это STL (Standard Tesselation Language или Standard Triangle Language) и PLY (Polygonal File Format).

Универсальный файл STL определяет треугольную сетку, которая создаст 3D-объект в чёрно-белом цвете и не включает цвет или текстуру.

Файл PLY состоит из набора многоугольников, которые могут передавать информацию, такую как прозрачность и цвет. Но не всё ПО ещё способно поддерживать этот формат файла.

3 Характеристики внутриротовых камер

При выборе внутриротовой камеры необходимо учитывать несколько параметров. Выбранная технология определяет доступ к определённым настройкам (например, без порошка, цвет, непрерывная запись). Основные характеристики внутриротовых камер перечислены ниже.

Эргономика наконечника

Эргономика включает размер и форму камеры, её вес, обращение, необходимую высоту на кончике и размер головки.

Также включает, насколько хорошо камера сбалансирована, что является ключом к обеспечению оптимальной стабильности и обращения во время процесса получения.

Широкая головка означает большее поле получения, но это может затруднить доступ к определённым областям, особенно к задним.

Фокусное расстояние определяется как расстояние между кончиком камеры и записываемыми поверхностями. Некоторые бренды требуют контакта с зубами, в то время как другие рекомендуют расстояние более 10 мм, что делает оптический оттиск сложным, когда речь идёт о задней области, особенно для дисто-вестибулярных областей.

Самый распространённый и знакомый способ работы с ней — как с «ручкой», но также доступны камеры типа «пистолет».

Недавно были разработаны беспроводные версии камер, устраняющие необходимость в кабеле со всеми его ограничениями и обеспечивающие большую свободу движения.

Порошок

Используется для стандартизации света, отражённого на записываемые поверхности (эмаль, материалы пломб и коронок и т.д.).

Некоторым системам требуется припудривание перед стоматологическим оттиском для облегчения записи поверхностей зубов. Другие просто рекомендуют это.

Внутриротовые камеры без порошка иногда могут потребовать лёгкого покрытия для особенно блестящих областей (металлические реставрации).

Однако тенденция направлена на безпорошковое получение.

Режим съёмки

Это может быть режим изображения или видео, единственное различие — скорость получения, которая быстрее в непрерывном режиме как фильм.

Этот метод получения обеспечивает большую свободу движения, но необходимо придерживаться предписанной производителем траектории сканирования.

Цвет

Большинство систем теперь могут использоваться для получения мастер-моделей в цвете, которые чрезвычайно реалистичны. Это придаёт 3D-файлу текстуру, схожую с зубной тканью, и облегчает чтение различных элементов, включая сложные пределы юкста-гингивальной препаровки.

Однако в любой момент возможно переключиться на монохромный дисплей, поскольку монохромная модель — это фактически рабочая модель, эквивалентная гипсовой модели, которая будет использоваться для оценки качества нашего оттиска. Оба режима отображения дополняют друг друга.

Сопоставление оттенка

Некоторые внутриротовые сканеры также могут воспроизводить цвет зуба, тем самым помогая специалисту выбрать правильный оттенок.

Формат файла

Раньше мы говорили об ограниченных, контролируемых или открытых файлах. Сегодня системы всё больше ориентированы на экспорт в открытом формате STL, что делает возможной работу с оттисками с помощью любого типа CAD-программы.

Функциональность ПО

Все программы, относящиеся к камерам оптического оттиска, позволяют визуализировать доступное протезное пространство и окклюзионные контакты.

Стоимость

Трудно оценить амортизацию оптической камеры. Она включает стоимость покупки камеры, а также компьютерного блока, операционных лицензий, обновлений ПО и сборов за обслуживание.

Chairside

Некоторые системы предлагают полную цепочку CAD/CAM (получение, CAD, CAM), позволяющую специалисту перейти прямо к прямой CAD/CAM, если он того желает.

Модульность / масштабируемость

Покупка камеры оптического оттиска также может составлять первый этап перехода к прямой CAD/CAM, поскольку все системы теперь могут использоваться для экспорта файлов в формате .STL. Специалист может приобрести оборудование того же бренда или другого производителя.

4 Точность оптического оттиска и концепция точности

Первый вопрос, который приходит в голову, когда мы говорим об оптических оттисках: что они вносят с точки зрения качества и точности по сравнению с обычными техниками, и какая техника наиболее надёжна в различных клинических ситуациях?

Точность — это термин, используемый для описания качества или прецизионности оттиска. Учитывает два критерия:

• Правильность: измеренная норма отклонения между фактическими размерами объекта и измерением оттиска.
• Прецизионность: различия, измеренные между результатами, полученными с использованием повторных измерений того же объекта и той же системы оттиска.

Частичные дуги

Ряд факторов может влиять на качество клинического оттиска. Оценка качества цифрового оттиска включает анализ маргинальной адаптации протезов, изготовленных из двух типов оттисков (цифрового и обычного), с использованием тех же производственных цепочек CAD/CAM.

В целом приемлемая маргинальная адаптация протеза составляет менее 120 мкм. Исследования in vitro показывают, что значения маргинальной адаптации керамических коронок, полученных с помощью оптических оттисков, эквивалентны или даже лучше, чем полученные с помощью традиционных оттисков.

Это было подтверждено in vivo для одиночных или незначительных реставраций со средним значением маргинальной адаптации, равным 90 мкм.

Это также относится к частичным реставрациям типа inlay/onlay, чьи значения маргинальной адаптации, полученные с помощью цифрового оттиска, удовлетворительны.

Полные дуги

Согласно доказательствам, цитируемым в публикациях, текущая рекомендация — обычный оттиск с эластомерами, поскольку он остаётся значительно лучше цифровых оттисков для целей полных дуг. Также отмечается, что точность больше в передней секции, чем в задней, с отклонениями в горизонтальной плоскости и ошибками точности до 170 мкм.

Это этап цифровой реконструкции, используемый при сборке полученных изображений для воссоздания полной дуги, который выделяется несколькими авторами.

Поэтому представляется, что накопление ошибок, возникающих на этапе записи изображений и цифровой обработки, лежит в основе этих значительных искажений.

Согласно некоторым авторам, это означает, что мы могли бы подумать о получении более надёжных оттисков полной дуги в будущем, если сможем улучшить программное обеспечение, а не камеры.

Кроме того, согласно другим, представляется, что количество препаровок является ключом к изменению качества цифровых оттисков. Чем больше количество, тем значительнее различия между системами оптических оттисков.

Имплантаты для съёмных протезов

Трудно прийти к выводу относительно качества цифровых оттисков для несъёмных протезов на имплантатах из-за нехватки исследований по этому вопросу. Но некоторые авторы подчёркивают, что есть несколько критериев, которые необходимо соблюдать для достижения оттиска эквивалентного или более высокого качества, чем у стандартной техники, и что должен применяться чрезвычайно строгий протокол. Качество оттиска поэтому будет зависеть от оператора и опыта.

5 Операционный протокол получения

После того, как с зубов удалена вся влага (слюна, кровь и т.д.) и выполнено любое необходимое припудривание, нанесённое тонко без комков, получение может начаться.

Важно придерживаться техники, продолжительности, скорости и траектории сканирования, рекомендованных производителем. Движение должно быть плавным и быстрым, и должно постепенно отдаляться от рта, координируя движения с тем, что видно на экране.

Снимки препаровки или рабочей модели должны быть сделаны с самой широкой осью препаровки, чтобы быть полезными и чётко показать определённые области. Для обычных периферийных препаровок этими зонами являются:

• Весь шейный предел и линия перехода
• Шейная препаровка
• Линия, разграничивающая препарированную зубную область
• Сосочки и контактные точки соседних зубов

Если препаровка «опто-читаемая» и эти зоны легко различимы, то CAD и CAM будут оптимизированы. В противном случае существует сильный риск столкнуться с трудностями на этапе вставки из-за плохо управляемых контактных точек или плохой шейной адаптации, и даже проблем с неправильным прикусом.

Получение — это трёхэтапный процесс:

1. Оттиски препаровки (рабочая модель)
2. Оттиск антагонистической дуги (антагонистическая модель)
3. Оттиск окклюзионных отношений путём сканирования вестибулярной стороны соответствующего окклюзионного сектора. ПО, таким образом, помещает обе дуги в MIP (положение максимального межбугоркового контакта), либо автоматически, либо вручную.

6 Преимущества и недостатки

Преимущества

Оптический оттиск может использоваться для сокращения времени работы по сравнению с обычным оттиском, особенно для секторного сканирования, и может помочь снизить дискомфорт, испытываемый пациентами, считающими традиционные оттиски слишком агрессивными.

В определённых сложных случаях, требующих множественных оттисков, или у пациентов с высоким риском тошноты, получение может проводиться постепенно, сохраняя при этом качество оттиска.

Кроме того, оптические оттиски более прямолинейны, чем обычные оттиски, из-за своей объективности, в том смысле, что не оставляют места для случая или индивидуальной интерпретации.

Фактически они обеспечивают немедленную обратную связь по препаровкам зубов, чтобы их можно было утвердить перед отправкой, а также значительно улучшают качество и читаемость оттисков, отправляемых в лабораторию.

Кроме того, традиционные химико-ручные оттиски — это длительные процессы, требующие определённого уровня технической экспертизы и опыта.

В отличие от гипсовых оттисков, которые тяжелы, громоздки, трудны в хранении, не воспроизводимы, хрупки и не сохраняемы, цифровые оттиски не подвержены изменениям и инвариантны (поскольку их нельзя износить или деформировать со временем); они также дублируемы, легко хранятся и переносимы (цифровые носители, защищённые серверы и т.д.).

Отсюда выгода перехода на цифровые оттиски путём внутриротового получения. Кроме того, они обладают уровнем точности, эквивалентным и даже, возможно, превосходящим уровень традиционных материалов, особенно для одиночных и незначительных протезных реабилитаций.

Наконец, оптические оттиски — отличный инструмент коммуникации, будь то для объяснения запланированной протезной работы пациентам или для зубного техника. Эти обмены происходят в реальном времени.

Недостатки

Хотя цифровые стоматологические оттиски предлагают многочисленные преимущества, существуют ограничения их использования, в основном касающиеся пациента, оптической системы и ПО для обработки цифровых данных.

Потоки слюны могут негативно влиять на системы внутриротового сканера, в то время как кровотечение из борозды может скрывать некоторые из пределов препаровки.

Запись препаровок также будет осложнена плохой доступностью камеры, особенно в задней области, главным образом из-за ограниченного открывания рта, слишком глубокого предела препаровки и движения пациента.

Часто говорят, что камера записывает только то, что видит. Оптические оттиски более прямолинейны, чем традиционные оттиски, но они также более строги.

Техники препарирования должны быть адаптированы к цифровым оттискам, и техники десневой эвикции настоятельно рекомендуются.

Во время процесса цифрового получения существует два основных уровня дисперсии:

• Точность сырых облаков точек (особенно если сканирование модели идёт от физического оттиска) по сравнению со сканируемым объектом.
• Обработка облаков точек по сравнению с сырым облаком.

Применение порошка необходимо для некоторых систем и в некоторых случаях, но это может вмешиваться в точность получения, если он наносится толстым слоем. Оптимальная толщина лежит где-то между 40 мкм и 60 мкм. Некоторые камеры, т.е. те, которые без припудривания, рекомендуют использование порошкового спрея для ускорения процесса получения.

Исследования in vitro, сравнивающие цифровые оттиски с обычными оттисками, показали, что обе техники одинаково валидны с точки зрения точности. Однако обычные оттиски имеют преимущество в виде меньшего количества дисперсий, и полные дуги теперь трудно установить с помощью внутриротовой камеры.

7 Как выбрать внутриротовую камеру?

При выборе правильного внутриротового сканера для стоматологов рекомендуется обсудить вопрос с зубным техником, чтобы выбрать модель, наилучшим образом соответствующую ожиданиям специалиста, но также совместимую с лабораторной цепочкой. Затем будет необходимо провести фазу испытания и обучения, чтобы ознакомиться с этим новым оборудованием.

Специалист может найти множество технических данных довольно ошеломляющим и иногда трудным для расшифровки, со всеми различными описаниями всеми различными производителями, а также последними разработками: беспроводные системы, распознавание цветов, компактные модели и т.д.

Прежде чем начать, основными элементами для рассмотрения являются:

• Стоимость
• Производительность с точки зрения точности
• Технические особенности: скорость получения и сроки обработки данных (алгоритм), размер датчика (количество пикселей и область получения), фокусное расстояние (глубина поля), оцифровка формы / оттиска / зубной дуги
• Эргономика оборудования: время получения, с припудриванием или без

В целом камеры, соответствующие современным стандартам, оснащены видеопотоком и цветным получением и не требуют порошка.

8 Заключение

Оптические оттиски — это бурно развивающийся сектор, представляющий собой жизнеспособную альтернативу обычным техникам оттиска.

Они предлагают надёжный, быстрый и комфортный процесс получения, облегчающий коммуникацию с протезными лабораториями и пациентами, хотя качество сканирования полной дуги в настоящее время остаётся ограниченным.

Завоевав мир несъёмных протезов, индустрия теперь сосредоточена на съёмных протезах, имплантологии и ортодонтии, чтобы предложить всеобъемлющие решения стоматологам, перешедшим на цифру.