文摘
Cone-beam计算机断层扫描(CBCT)可以扭曲齿列,和额外的成像通常是必需的。石膏模型帮助数字化牙科图像已广泛应用于临床实践,但也有一些不便,如过程的复杂性和损害的风险。本研究的目的是评估潜在的改善与CBCT生齿成像扫描使用intraoral扫描仪代替石膏模型。该研究使用激光model-scanned石膏模型的图像,从两个intraoral扫描仪成像,CBCT图像从20 12 - 18岁的病人。CS 3600(美国亚特兰大Carestream牙科)和i700 (Medit,首尔,韩国)被用作intraoral扫描仪。完整的拱门是在一次或三个部分使用intraoral扫描仪扫描。分段扫描合并获得full-arch图像。与i700 full-arch图像另外获得使用其“智能诗行”功能。虚拟skull-dentition混合从intraoral扫描仪获取图像与图像叠加获得使用石膏模型。的差异和距离在每个参考点测量坐标值。 The average distances from the images obtained with the plaster cast were smaller than 0.39 mm, which is the voxel size of CBCT. Scanning the complete or partial arch using CS 3600 or i700 satisfactorily complemented the CBCT when compared to the plaster model. The virtual skull-dentition hybrid image obtained from intraoral scanners will be clinically useful, especially for patients and surgeons who have difficulty in scanning the complete arch at once.
1。介绍
利用三维(3 d)数字图像来创建一个虚拟的治疗计划最近流行在牙科领域(1- - - - - -3]。特别是cone-beam计算机断层扫描(CBCT)可用于提供病人的3 d信息craniomaxillofacial地区。虚拟仿真可用于颌面外科计划,和计算机辅助设计/制造技术可以用来创建牙科晶片植入手术指南(4- - - - - -7]。然而,CBCT图像有局限性提供准确的信息对以下两个原因:首先,CBCT图像在釉质、修复,植入物,矫正设备,等等,导致工件。第二,x射线,CBCT测量方法,并不总是创造完美统一的图像(8- - - - - -11]。牙齿大,牙齿的咬合的表面发生变形。因此,显示准确信息的生齿CBCT形象,需要补充额外的生齿成像。虚拟skull-dentition混合图像,由叠加生齿图像通过一个模型石膏模型的扫描CBCT图像,是一种方法,已广泛应用于临床实践(12- - - - - -14]。
相比,激光扫描的石膏模型,利用一个intraoral扫描仪(IOS)提供了优势。IOS是有用的因为它可以获得病人的数字模型,而无需物理印象,也没有倒的石膏。此外,IOS的数字模型是不容易损坏,不需要存储空间,少了时间和空间的限制,与其他部门合作。此外,一些病人发现intraoral扫描比传统印象采取[更放松15,16]。使用IOS,成像的准确性短涉及一个牙齿,一个象限,或六分仪通常是与传统印象法(17]。然而,尽管成像的准确性完整的大跨度拱正在改善,它仍然是有争议的18,19]。完成拱不同的成像精度取决于运营商的扫描策略(20.]。整个拱通过执行分段扫描,扫描数据可以获得更准确和更少的扫描方法的影响;分割图像然后集成创建成像的一个完整的拱门。的Medit i700 (Medit,首尔,韩国),于2021年被释放,有一个“智能针”能力的软件,允许公共部分之间各种扫描件被自动加入。如果分段扫描有足够高的临床准确性,它可以广泛使用而不受运营商的扫描技术。本研究的目的是确定是否扫描整个或部分拱与IOS可以帮助补充CBCT扫描。
2。方法
研究参与者20例12到18岁(9男性,11名女性),他们参观了Hallym大学牙医学系圣心医院。病人的数据收集和实现的机构审查委员会批准2020-07-005-001号(IRB) Hallym大学的圣心医院。研究对象的数量计算通过使用G力(版本。3.0.10,弗朗茨·福尔。德国基尔大学)使用的显著性水平 ,95%的力量,和0.80的效果。只有患者完全爆发第一摩尔被选中;腭裂患者颅面综合征,或金属构件(如矫正设备或金属修复被排除在外。石膏印象,intraoral扫描,CBCT扫描都表现为每个病人在两周的时间。回顾性研究使用上颌组件的每个病人的石膏模型,IOS数码影像,CBCT扫描成像获得入学的时候。海藻酸后获得一个印象,石膏模型的表面用牙科石膏(Rhombstone白色,Ryoka牙科、Mie-Ken、日本)和桌面模型扫描仪扫描(自由UHD,景深,Inc .,首尔,韩国),和表面镶嵌语言(STL)格式数字图像。CS 3600(美国亚特兰大Carestream牙科)和i700 (Medit,首尔,韩国)intraoral扫描仪使用。同样对于每个病人,临床医生(JH Lee)按照制造商的指示执行intraoral扫描获得STL格式的数字图像。CBCT执行使用Alphard 3030(朝日,Inc .,日本京都)与法兰克福的飞机水平面平行,视野 ,立体像素大小0.39毫米,80千伏峰值接触条件,5 mA, 17。CBCT图像转换成医学数字成像和通信(DICOM)格式和重建三维的。同时使用一个IOS,满弓扫描或分为分段扫描。当使用CS 3600年,矫正模式是用于扫描完整的拱门,和假体模式用于分段扫描。i700没有单独的模式完全拱和分段扫描。额外的数据得到使用i700“智能诗行”功能;得到了部分扫描,程序自动合并部分扫描创建full-dentition数据。分段扫描,三个部门是用以下标志:正确的犬的远端部分的远端表面对最后的牙齿,第一前磨牙的近一半的中间的左边第一前磨牙的一半,和远端一半的左狗的远端表面留下最后的牙齿。随后,每个划分扫描图像半自动地合并基于重叠扫描图像使用Geomagic自由+ (3 d系统)获得full-arch牙科扫描图像(STL)。因此,6齿列从每个病人获得的图像。 The CBCT image (DICOM) and each dentition scan image (STL) were transmitted to R2GATE™ (MegaGen Implant Co., Ltd.). Semiautomatic merging was performed based on the midpoint of the incisal edge of the maxillary left and right central incisors and the mesiobuccal cusp of the maxillary left and right first molars. The final virtual skull-dentition hybrid image was obtained by allowing the anatomical head position to be checked from various directions (Figure1)。
六个虚拟skull-dentition每个病人团体组成的混合图像生成:(1)对照组:牙齿图像通过一个模型石膏+ CBCT扫描的扫描(2)组我:齿列扫描得到的图像完整的拱与CS 3600 + CBCT扫描(3)组2:牙齿后获得的图像分割与CS 3600 + CBCT扫描扫描(4)第三组:齿列扫描得到的图像完整的拱i700 + CBCT扫描(5)第四组:牙齿图像分割扫描i700 + CBCT扫描后获得(6)V:牙齿后获得的图像分割扫描与“智能针”i700 + CBCT扫描功能
在虚拟skull-dentition混合图像的每组,六个解剖参考点设置和评估:狗的尖端,牙龈边缘的最低点的狗,和第一磨牙的近中颊的心尖。每个参考点的三维信息被表示为 , ,和坐标值和进入一个程序(Geomagic自由的+,3 d系统,北卡罗莱纳,美国)。的 - - - - - -轴显示左右方向, - - - - - -轴显示上下方向, - - - - - -轴显示正反面方向的关系。每个参考点的坐标值之间的区别和坐标之间的距离是衡量叠加的数字模型对照组和其他组织(数字2和3)。统计比较是由执行单向方差分析和图基事后测试坐标值和坐标,之间的距离。统计分析了使用社会科学统计软件包(SPSS 25.0版,IBM)。
3所示。结果
每个参考点的平均值和标准偏差提出了本节中的表。对照组不代表表中,因为所有的值是0。除了 - - - - - -价值的上颌犬齿尖端,统计分析表明团体之间的显著差异。为了研究这些差异,进行事后分析。
两个值(除外 - - - - - -价值的尖端左上颌尖牙和 - - - - - -近中颊的价值的左第一磨牙),我组的平均值显著不同于对照组。另一方面,除了三个值(的距离正处于正确的上颌第一磨牙近中颊的, - - - - - -牙龈缘的最低点的上颌犬齿,和 - - - - - -价值的尖端上颌骨左狗),第二组的平均值没有显著不同于对照组。一般而言,第三组,第四,V产生了类似的结果。平均值是在第二组我和最低组最高,但他们都小于0.39毫米CBCT立体像素大小(表1- - - - - -6)。
4所示。讨论
CBCT是一个很好的工具,代表患者的头颅,但它会导致失真的生齿。高密度的金属修复,矫正装置,搪瓷是失真的主要原因8- - - - - -11]。额外的生齿石膏模型的图片和ios并入CBCT图像创建虚拟skull-dentition混合图像。会发生错误时使用ios扫描和处理(21]。扫描错误是由于扫描区域,运营商的扫描方法和技巧,和扫描装置的类型(20.,22]。过滤算法是计算机处理错误的罪魁祸首(23,24]。
模型对照组(激光扫描图像的石膏模型)是五组相比被扫描完整的或部分收购与ios拱。六种不同的参考点在虚拟skull-dentition混合图像进行比较。坐标和距离而言,分段扫描使用CS 3600表现最好。当采用full-arch扫描方法,分段扫描方法,和“智能针”功能i700,类似的结果。所有的结果i700比CS 3600 full-arch扫描显示更好的结果。虽然我组的平均值3600 CS full-arch扫描明显不同于对照组,他们都小于CBCT体素0.39毫米大小。最大的距离是-0.105毫米在组我近中颊的尖端的上颌第一磨牙。
i700中的“智能针”函数将部分一起扫描图片。将会有更多的错误当需要更多的扫描图像缝合(22]。该函数不需要缝合比full-arch扫描方法,但是它改变了缝合。当比较设备CS 3600和i700 i700重量轻,这就可以解释为什么这些发现常数不管扫描方法。i700重245 g和325 g CS 3600。i500 i700扫描两倍,Medit之前的扫描仪,扫描约两倍CS 3600。
博安公司等人用结构光扫描仪扫描干头盖骨的黄金标准(25]。然而,目前的研究涉及真正的病人,对照组使用虚拟skull-dentition创建混合使用石膏模型创建的图像。当用于orthognathic手术,这种类型的混合图像代表病人的临床可接受的方式真正的牙齿并显示所需的手术结果没有困难(26- - - - - -31日]。尽管合并split-scan图像错误的可能性,split-scan方法表现出改善临床准确性CS 3600时利用。调整参考点时,使用相同的程序作为本研究的一项研究发现139年运动误差μm和2.52度角误差(32]。准确性可能发生变化的过程中融合CBCT形象和牙科图像除了牙科图像的准确性。Uechi等人发现均方根误差为0.4毫米在他们的研究(27]。Gateno等人发现,误差范围从0.10到0.50毫米(13),而de Waard等人发现,误差范围从0.12到0.45毫米(33]。
有时只需要扫描生齿的一部分而不是全部同时生齿。骨折线可能扩展到骨折病人的牙齿在颅面地区。在这种情况下,手术所需的数据可以通过扫描收集每个独立部分,使用骨折线作为参考,完成full-arch形象。病人,包括孩子们,谁有困难打开嘴巴长时间,会觉得更自在,分段的方法。此外,即使对那些不熟悉经营者intraoral扫描、分段扫描方法将是有用的。使用另一个程序的额外的步骤合并每个分段扫描图像是耗时和困难的。i700的“智能针”功能可以让这一步过时了。这将是一个有益的功能,因为它会合并扫描片段被分割在扫描的时候如果有一个共同的元素。
本研究的限制之一是,它只包括参与者没有矫正设备,可以扭曲CBCT扫描。当病人接受矫正治疗,CBCT扫描获得评估治疗的进展,或颌面外科常表现,CBCT扫描可能会使用。因此,更多的影响研究矫正设备,如括号,是必需的。第二,参与本研究的患者数量不足;更大的样本量是需要在未来的研究来支持我们的研究结果。
5。结论
扫描使用CS 3600或完全或部分拱i700满意地补充了CBCT相比,石膏模型。部分拱扫描CS 3600代表最好的结果,其次是完整的拱扫描,部分拱扫描,和“智能针”功能和全弓扫描CS 3600。这种技术应广泛应用临床病人和外科医生很难扫描完整的拱门,它能够准确地创建一个虚拟skull-dentition混合图像使用intraoral扫描仪。
数据可用性
的数据支持本研究的发现可以从相应的作者在合理的请求。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突。
确认
这项研究受到了Hallym大学研究基金会2021年(hurf - 2021 - 03)。Intraoral数字扫描仪用于研究的资金购买医疗设备技术开发项目(20006006号标题:基于人工智能的增强现实技术的发展为口腔颌面外科手术系统的贸易、工业和能源,韩国)。