文摘

Intraoral扫描仪已经广泛应用于牙科的应用。包括真实准确性和精度;他们有一个评估的重要地位intraoral扫描仪。现有的标准模型分为镶嵌和皇冠,但是操作相对复杂。在这项研究中,为了简化目前的标准模型,我们设计了一个新的集成模型的准确性比较两个intraoral扫描仪(CEREC和三人小组)和一个extraoral扫描仪(闪烁)。坐标测量机的测量值是黄金标准。值的长度和角度分析了通过扫描数字印象转换成一个STL(标准三角语言)格式来评估的准确性intraoral扫描仪和验证设计模型的可行性。结果表明,该集成模型可以成功地扫描和成像。无粉的集成模型,intraoral扫描仪精度,真实,3 d拟合,成像比extraoral扫描仪。可以看出直从测量结果和三维拟合结果intraoral扫描仪可以获得标准模型整体的形状具有良好的可重复性。 Therefore, it can be concluded that TRIOS is superior to CEREC and SHINING in accuracy, and the integration model is feasible as a reference in the examination of intraoral scanners. The performance of the newly designed integration model that can be scanned is clinically significant, suggesting that this model can be used as a standard reference model.

1。介绍

计算机辅助设计和计算机辅助制造(CAD / CAM)被引入牙科在1970年代早期(1]。如今,它已经广泛应用于口腔修复、正畸治疗,和其他口腔疾病的诊断2- - - - - -4]。

临床CAD / CAM系统主要分为三个部分:桥台的收集数据,电脑设计过程和设计模型的铣削。其中,数字印象收集在这个系统中起着重要的作用,它可以分为直接和间接的方法。调查标准或光学扫描传统牙科的印象是一个间接收购桥台数据。然而,探头的使用标准需要很长时间;大萧条和锋利的边缘的印象影响探针的运动,从而影响数据的准确性5]。同时,印象材料的聚合收缩,挤压变形,印象中的泡沫材料的崩溃也导致精度降低6- - - - - -8]。intraoral扫描仪(IOS),作为一种非接触直接扫描装置,可以直接扫描软、硬组织。扫描机制主要包括三角计算,共焦激光扫描显微镜,光学相干断层扫描,手风琴边缘干涉法,和活跃的波前抽样(9- - - - - -11]。直接获得数字印象在口腔环境中可以方便地存储和分析,其目的是为了避免可能的错误在间接地收集数据12]。此外,intraoral扫描仪比extraoral扫描仪,更方便与更好的病人体验(13,14]。因此,intraoral扫描仪已广泛应用于临床实践。

然而,口腔软组织,唾液,光,半透明可能导致牙齿的影响数据收集扫描(15- - - - - -17]。同时,精度将进一步减毒拼接扫描图像通过算法或积累呈现错误(5]。因此,评估intraoral扫描仪的精度具有重要的临床价值。根据精度的定义在ISO 5725规范,由真实和精确,真实是指一个测量结果之间的一致性程度和参考价值,而后者维护一个独立测量结果之间的一致性。ISO 12836标准只是局限于评估的准确性extraoral扫描仪和不兼容评估intraoral扫描仪。此外,没有普遍接受的标准或设备评估的准确性intraoral扫描仪在最近的研究(18]。

百喜等人表明extraoral扫描仪口腔环境下执行比intraoral扫描仪(19]。然而,随着进化算法和扫描技术,获利,et al .,作为他们学习自制的假牙体外模型,得出结论:intraoral扫描仪精度高于extraoral扫描仪(20.]。另一方面,Ardelean等人主张不同的结论,而比较的结果全假牙扫描获得的不同品牌的intraoral扫描仪(14]。

是否标准模型提出的美国牙科协会(ADA)或国际标准化组织(ISO),这是不可避免的分裂标准模型分为两部分来检查的准确性临床冠和镶嵌设计。这需要单独扫描的两个不同的标准模型,大大增加了对环境的影响,自发的畸形的运营商和标准模型的准确性13]。为了减少精度的不利影响在其他检查环境和标准模型的设计问题,我们设计的标准模型,消除影响模型精度的因素。本研究的目的是设计一个新的集成模型和实践上两个intraoral扫描仪在诊所以及extraoral扫描仪来评估的准确性和可行性。因此,在本研究进行了两个假设。(我)的集成模型可由intraoral扫描仪扫描,extraoral扫描仪。(2)没有显著差异之间的数据的准确性intraoral扫描仪和extraoral扫描仪。

2。材料和方法

2.1。集成模型的制备

集成模型的3 d文件是由CAD软件设计(AutoCAD 2016),这是出口作为数控铣削的STL格式文件。模型是由不锈钢和粉末大小为80进行了喷砂处理μm。的侧面和顶部视图模型和光学图像如图所示1。

2.2。扫描过程

两个intraoral扫描仪(CEREC AC D3492 Sirona;三人小组T12A 3形状)和一个extraoral扫描仪(闪亮的DS 200 +,中国)进行了30扫描集成模型和拯救他们的STL文件。模型是由相同的扫描技师运营商之间消除干扰。操作员随后扫描仪器制造商推荐的方法不同。

2.3。创建金本位值

在这个实验中,集成模型的真正价值衡量CMM(坐标测量机、NC8107英国,英国),和CMM测量值和理论值如表所示1。CMM测量设置的黄金标准长度和角度评价,和一个3 d文件基于CMM的测量值作为黄金标准文件创建三维拟合分析。

2.4。长度、角度和三维拟合测量

逆向工程软件(Geomagic控制X 2018, 3 d系统,美国)是一个测量工具测量的相对测试指标(长度和角度)集成模型;测试指标的细节图所示1(一)。三维拟合测量通过软件测试组之间相比3 d文件与金本位集团和RMS记录(均方根)值。

2.5。数学分析

使用以下公式精度评价: 在哪里ΔrA是真实,rR代表CMM测量,rA代表实际的测量值。 在哪里Δ(rA)是精密和年代(rA)表示标准偏差。

使用IBM SPSS v.20.0扫描数据上执行统计分析。长度、角度和RMS数据符合正态分布,但他们不符合方差的同质性。非参数克鲁斯卡尔-沃利斯测试参数,分析了不同的结果 证明统计上显著的差异。

3所示。结果

在这个实验中,我们测量的长度和半径标准模型从不同的方面。合成获得的95%置信区间对RMS RMS在每个独立的健康结果。RMS的三维拟合结果代表了散度轮廓的数字参考模型,它在不同的扫描仪和演示了其准确性。在这个实验中真实的指标是计算获得的真正价值分析测量结果之间的差异和参考价值和指示仪器本身的误差。测量结果之间的差异是用来表示精度,这意味着随机误差测量过程。RMS的三维拟合结果代表了散度轮廓的数字参考模型,它在不同的扫描仪和演示了其准确性。

3.1。长度和角度的分析

为了研究不同扫描仪的精度测量的长度和角度,我们使用CMM模型的长度和角度值作为黄金标准(表1),将扫描仪测量的值进行比较。进行比较,结果如表所示2和3和图2。结果表明,三人小组更接近黄金标准比CEREC R1、R2, L1, L3, ,在L2和CEREC执行更好比三人小组和灿烂。CEREC和黄金标准的区别,尤其是闪亮的偏差角 ,很明显三人小组和CEREC引用,如图2和表1。在测量数据的再现性的比较,CEREC的精度的比较,三人小组,和闪亮的真正价值也显示出类似的结果,而且在L2(图三人小组的数据再现性2 (d))不如CEREC。三人小组显示闪烁,CEREC比较在其他数据精度比较。其中,闪亮的精度小于CEREC。

3.2。三维拟合分析

图3显示,在这个实验中,我们转换CEREC,三人小组,闪亮的扫描数据转换成3 d文件和重叠3 d文件比较。不同颜色代表不同的拟合和测量值之间的黄金标准。这表明发光有较大的色差比其他扫描仪,这意味着发光扫描值远远大于黄金标准。拟合的差异范围从三人小组,CEREC,闪闪发光,范围从小型到大型的差异。三人小组( )拟合结果比CEREC ( )和闪亮的( )。和RMS值( )三人小组( )三维拟合结果是最低的,CEREC ( )非常接近闪亮( )。之间没有显著差异CEREC和闪亮的(图4)。

4所示。讨论

数字口腔模型应用于牙科修复,牙科植入物和口腔颌面疾病自Duret等人介绍了CAD / CAM概念到口腔学(21- - - - - -23]。口腔数字模型是由intraoral或extraoral方法,对于后者,石膏模型应该扫描而不是执行诊疗椅边的扫描。这个研究集中于研究intraoral扫描仪它消除了一步准备从印象石膏模型材料,从而避免口腔模型的变形或穿在运输(6- - - - - -8]。后来,牙齿和软组织结构进行了分析和修改为病人准备合适的假肢。CAM系统,假肢可以准备准备立即恢复牙齿功能的审美特征,避免了艰苦的序列包括印象和实验室制造。

因此,创建一个数字口腔模型准确的尺寸测量和足够的细节表达是一个主要考虑进一步CAM过程。与此同时,当前的ISO 12836 extraoral intraoral扫描仪扫描仪不兼容。目前的研究主要是基于ADA-relevant标准和公式中两个独立的模型镶嵌和皇冠评估是必需的。结合使用多个标准模型增加了不确定性在扫描和经营者的负担,可能影响结果的可靠性。在这里,一个集成模型符合现有标准模型的标准因此创建上面来减少不确定因素的影响(13]。

这个标准模型设计参照下颌第一磨牙通过模仿其尺寸参数,提出了在牙科临床实践最频繁。两个垂直的沟渠咬合的表面被设计成类似于准备模腔和一个合理的深度和倾斜角度。根据提供的模型概念ADA,镶嵌模型和皇冠模型重新设计成一个集成模型(24]。关注重复性还演示了在简化设计的中心对称的轮廓,至少在铣削过程是必需的。所有横向和内部表面设计身体略微倾向模型的一部分,以确保没有轴向削弱。集成模型从不锈钢研磨,以提供最大的完整性和强度与磨损和变形。

在这个实验中,我们测量的长度和角度标准模型从不同的方面。RMS结果显示,三人小组的准确性一般都优于CEREC和闪亮的(图4)。定性分析的三维拟合结果,三人小组还显示一个更微妙的形态与CMM黄金标准(图3)。数字模型的细节,三人小组扫描显示平滑的表面,更清晰的边缘(图5)。的结果差异高度,角度和半径(L1, L3, ,R1和R2),三人小组获得优越的精度比CEREC和灿烂。然而,CEREC执行比三人小组评估模型的深度(L2),这表明CEREC比三人小组更适合镶嵌修复,更精确的测量腔的深度是必需的。

现有的错误源自多种因素。Arakida等人发现,数字模型的精度最高可获得500勒克斯的环境光源和3900勒克斯强度(25]。至于扫描光,三人小组和CEREC都使用白光由多个波长,而使用的蓝色的光。白光,不同波长必须纠正的特别设计的透镜扫描仪,因为它们不是完全折射的焦点。然而,蓝光比白光抗干扰由于其较短的波长,这可以提高数据的准确性26]。因此,若恩等人认为蓝光扫描仪可以扫描精细结构和减少错误26,27),而本研究得出的结论是,蓝光扫描仪闪亮的准确性明显低于两个intraoral扫描仪的以下可能的原因。首先,为了保持一致性的实验中,模型是无粉。是否需要除尘取决于扫描系统的技术原理。现有扫描技术有两个目标:一是改变牙齿表面的光反射特性来获得一个优秀的漫反射效果,另一种是人为地增加牙表面特征信息,提高扫描软件算法的准确性。不锈钢不粉光折射率高,影响扫描传感器采集的折射光(28]。基于扫描仪的技术原理,intraoral扫描仪使用样品形貌(共焦激光扫描显微镜)技术,和extraoral扫描仪使用AFI(手风琴边缘干涉法)技术。样品形貌相比,AFI技术使用多个激光源所产生的干涉图样生产值得称赞的目标对象上的干涉条纹。然而,斑点产生的相干辐射图像中可能导致的不确定性的测量边缘位置和距离分辨率的限制29日]。intraoral扫描仪使用样品形貌技术因此展品更好的精度扫描粗糙表面。第二,操作者的熟练程度也会影响的一般精度扫描(30.]。扫描的扫描序列算子和无意识的颤抖的手在扫描也影响扫描的准确性的因素。此外,不同的算法在不同的数字模型的应用分析软件程序在某种程度上也会影响精度,尤其是在3 d协调和结构合并的过程。第一次照片拍摄后,所有后续图像缝合之前由最好的图像匹配算法,它代表了最好的两幅图像的重叠。每个重叠有固有误差,最终误差随缝合过程。因此,可以预期,扫描范围越大,越缝合过程完成后,误差越大。因此,拼接算法,不同的扫描仪可能愿意让扫描仪不同的准确性(31日]。

所有三个扫描仪可以更好地扫描集成模型的具体形状,和扫描值类似金本位制。可以证明研究的重复性测量结果的一致性和详细的表面获得3 d视角。intraoral组扫描偏差小于或接近于《美国残疾人法》规定的标准。此外,intraoral扫描仪的扫描性能清楚地表明,模型是彻底扫描,结果并不过分偏离了金本位制。

5。结论

一个新的集成模型提供通过这个实验,可以成功地应用于intraoral扫描仪和extraoral扫描仪。因此,在这个实验中我们可以得出两个结论:(1)无粉集成模型有很大的兼容性评估不同类型的扫描仪(2)对于这个集成模型,intraoral扫描仪比extraoral扫描器更接近真值。数字印象的形象intraoral扫描仪比extraoral更现实的扫描仪

一般来说,无粉集成模型演示的能力评估口服扫描系统;在实际应用中,intraoral扫描仪比extraoral接近金本位扫描仪。本研究评估口服扫描系统达到的目标。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的结果都包含在这篇文章。

的利益冲突

我们声明我们没有金融和个人关系与他人或组织可以不当影响我们的工作。

作者的贡献

宏鑫Cai,诚招Bing,跃亿田同样有助于这项工作。

确认

作者首先感谢健谈的人俱乐部山东医科大学的口腔医学院帮助和支持本研究。这项研究是由山东第一医科大学博士启动项目(江- 161839)。