Summary

Mesurer la distorsion de l'arche complète d'une impression dentaire optique

Published: May 30, 2019
doi:

Summary

Ici, nous présentons un protocole pour mesurer le degré de distorsion à chaque partie de l’impression numérique de concurrence-arche acquise à partir d’un scanner intraoral avec fantôme en métal 3D-imprimé avec des géométries standard.

Abstract

Les workflows numériques ont été activement utilisés pour produire des restaurations dentaires ou des appareils buccodentaires depuis que les dentistes ont commencé à faire des impressions numériques en acquérant des images 3D avec un scanner intraoral. En raison de la nature de la numérisation de la cavité buccale dans la bouche du patient, le scanner intraoral est un dispositif portatif avec une petite fenêtre optique, cousant ensemble de petites données pour compléter l’image entière. Pendant la procédure d’impression à arche complète, une déformation du corps d’impression peut se produire et affecter l’ajustement de la restauration ou de l’appareil. Afin de mesurer ces distorsions, un spécimen maître a été conçu et produit avec une imprimante 3D en métal. Les géométries de référence conçues permettent de définir des systèmes de coordonnées indépendants pour chaque impression et mesurent lesdéplacements x, y, et z du centre du cercle supérieur des cylindres où la distorsion de l’impression peut être évaluée. Afin d’évaluer la fiabilité de cette méthode, les valeurs de coordonnées du cylindre sont calculées et comparées entre les données originales de conception assistée par ordinateur (CAD) et les données de référence acquises avec le scanner industriel. Les différences de coordonnées entre les deux groupes étaient pour la plupart inférieures à 50 m, mais les écarts étaient élevés en raison de la tolérance de l’impression 3D dans les coordonnées z du cylindre obliquement conçu sur la molaire. Toutefois, comme le modèle imprimé établit une nouvelle norme, il n’affecte pas les résultats de l’évaluation des tests. La reproductibilité du scanner de référence est de 11,0 à 1,8 m. Cette méthode de test peut être utilisée pour identifier et améliorer les problèmes intrinsèques d’un scanner intraoral ou pour établir une stratégie de numérisation en mesurant le degré de distorsion à chaque partie de l’impression numérique à arche complète.

Introduction

Dans le processus de traitement dentaire traditionnel, une restauration fixe ou une prothèse amovible est faite sur un modèle fait de gypse et imprégné d’un silicone ou d’un matériau hydrocolloïde irréversible. Parce qu’une prothèse indirectement faite est délivrée dans la cavité buccale, beaucoup de recherche a été faite pour surmonter les erreurs causées par une série de tels processus de fabrication1,2. Récemment, une méthode numérique est utilisée pour fabriquer une prothèse à travers le processus CAO en manipulant des modèles dans l’espace virtuel après l’acquisition d’images 3D au lieu de faire des impressions3. Dans les premiers jours, une telle méthode d’impression optique a été utilisée dans une gamme limitée comme un traitement de caries dentaires d’un ou un petit nombre de dents. Cependant, comme la technologie de base du scanner 3D a été développée, une impression numérique pour l’arc complet est maintenant utilisée pour la fabrication de restaurations fixes à grande échelle, des restaurations amovibles telles qu’une prothèse partielle ou complète, des appareils orthodontiques, et implant guides chirurgicaux4,5,6,7. L’exactitude de l’impression numérique est satisfaisante dans une région courte comme l’arc unilatéral. Cependant, puisque le scanner intraoral est un dispositif portatif qui complète la dentition entière en cousant ensemble l’image obtenue par une fenêtre optique étroite, la distorsion du modèle peut être vue après avoir terminé l’arc dentaire en forme de U. Ainsi, un appareil d’une large gamme faite sur ce modèle pourrait ne pas bien tenir dans la bouche du patient et nécessitent beaucoup d’ajustement.

Diverses études ont été rapportées sur l’exactitude du corps d’impression virtuelle obtenu avec un scanner intraoral, et il existe divers modèles de recherche et méthodes de mesure. Selon le sujet de recherche, il peut être divisé en recherche clinique8,9,10,11,12 pour les patients réels et les études in vitro13,14 ,15,16 menées dans des modèles produits séparément pour la recherche. Les études cliniques ont l’avantage d’être en mesure d’évaluer les conditions d’un cadre clinique réel, mais il est difficile de contrôler les variables et d’augmenter le nombre de cas cliniques indéfiniment. Le nombre d’études cliniques n’est pas important parce qu’il y a une limite à la façon d’évaluer les variables souhaitées. D’autre part, de nombreuses études in vitro qui évaluent la performance de base du scanner intraoral en contrôlant les variables ont été signalées17. Le modèle de recherche comprend également une arche partielle ou complète de dents naturelles18,19,20,21,22 et une mâchoire entièrement édentée avec toutes les dents perdues23 , ou le cas où l’implant dentaire est installé et espacé à un certain intervalle24,25,26,27, ou une forme dans laquelle la majorité des dents restent et seulement une partie d’un dent manque16,28. Cependant, les études sur la distorsion du corps d’impression virtuelle faite par un scanner intraoral portatif ont été limitées à l’évaluation qualitative des écarts à travers une carte couleur créée en la superposant avec des données de référence et exprimée en un seul numérique valeur par donnée. Il est difficile de mesurer avec précision la distorsion 3D de l’arc complet parce que la plupart des études n’examinent que la partie localisée de l’arc dentaire avec une déviation de distance non directionnelle.

Dans cette étude, la distorsion de l’arc dentaire lors de l’impression optique avec un scanner intraoral est étudiée en utilisant un modèle standard avec un système de coordonnées. L’objectif de cette étude est de fournir des informations sur une méthode d’évaluation de la performance de précision des scanners intraoraux qui présentent diverses caractéristiques par la différence dans le matériel optique et les logiciels de traitement.

Protocol

1. Préparation du spécimen principal Préparation du modèle Enlever les dents artificielles (canines gauche et droite, deuxième prémolaire, et la deuxième molaire) sur le modèle mandibulaire à arche complète avec seulement 1/5 de la partie cervicale à gauche. Conception CAO Acquérir les données du spécimen principal à l’ectodonte à l’ectomètre de référence. Concevoir les cylindres (avec un diamètre supé…

Representative Results

Les coordonnées de chaque cylindre calculées à partir des données CAO conçues à l’origine et l’image de référence du spécimen principal en métal imprimé en 3D numérisé par le scanner de modèle de niveau industriel sont indiquées dans le tableau 1. La différence entre les deux montrait une valeur inférieure à 50 m, mais la valeur de coordonnées z du deuxième cylindre molaire droit du spécimen principal imprimé en 3D était faible. Bien que le…

Discussion

Parmi les études évaluant l’exactitude du scanner intraoral en évaluant le corps d’impression numérique résultant, la méthode la plus courante consiste à superposer les données d’impression numérique sur l’image de référence et à calculer la déviation shell-to-shell12 ,13,14,15,20,23. Toutefois, cette méthode s…

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Cette étude a été soutenue par une subvention du Korea Health Technology R-D Project par l’intermédiaire du Korea Health Industry Development Institute (KHIDI), financé par le ministère de la Santé et du Bien-être social (numéro de subvention : HI18C0435).

Materials

EOS CobaltChrome SP2 Electro Oprical Systems H051601 Powder type metal alloy for 3D printing
Geomagic Verify 3D Systems 2015.2.0 3D inspection software
Prosthetic Restoration Jaw Model Nissin Dental Products Inc. Mandibular complete-arch model
Rapidform Inus technology RF90600-10004-010000 Reverse engineering software
stereoSCAN R8 AICON 3D Systems GmbH Industrial-level model scanner

Riferimenti

  1. McLean, J. W., von Fraunhofer, J. A. The estimation of cement film thickness by an in vivo technique. British Dental Journal. 131 (3), 107-111 (1971).
  2. Park, J. M., Hong, Y. S., Park, E. J., Heo, S. J., Oh, N. Clinical evaluations of cast gold alloy, machinable zirconia, and semiprecious alloy crowns: A multicenter study. Journal of Prosthetic Dentistry. 115 (6), 684-691 (2016).
  3. Keul, C., et al. Fit of 4-unit FDPs made of zirconia and CoCr-alloy after chairside and labside digitalization–a laboratory study. Dental Materials. 30 (4), 400-407 (2014).
  4. Ritter, L., et al. Accuracy of chairside-milled CAD/CAM drill guides for dental implants. International Journal of Computerized Dentistry. 17 (2), 115-124 (2014).
  5. Grunheid, T., McCarthy, S. D., Larson, B. E. Clinical use of a direct chairside oral scanner: an assessment of accuracy, time, and patient acceptance. American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics. 146 (5), 673-682 (2014).
  6. Penarrocha-Oltra, D., Agustin-Panadero, R., Bagan, L., Gimenez, B., Penarrocha, M. Impression of multiple implants using photogrammetry: description of technique and case presentation. Medicina Oral, Patolodia Oral y Cirugia Bucal. 19 (4), e366-e371 (2014).
  7. Kattadiyil, M. T., Mursic, Z., AlRumaih, H., Goodacre, C. J. Intraoral scanning of hard and soft tissues for partial removable dental prosthesis fabrication. Journal of Prosthetic Dentistry. 112 (3), 444-448 (2014).
  8. Kim, J., et al. Comparison of experience curves between two 3-dimensional intraoral scanners. Journal of Prosthetic Dentistry. 116 (2), 221-230 (2016).
  9. Lim, J. H., Park, J. M., Kim, M., Heo, S. J., Myung, J. Y. Comparison of digital intraoral scanner reproducibility and image trueness considering repetitive experience. Journal of Prosthetic Dentistry. 119 (2), 225-232 (2018).
  10. Muhlemann, S., Greter, E. A., Park, J. M., Hammerle, C. H. F., Thoma, D. S. Precision of digital implant models compared to conventional implant models for posterior single implant crowns: A within-subject comparison. Clinical Oral Implants Research. 29 (9), 931-936 (2018).
  11. Park, J. M., Hammerle, C. H. F., Benic, G. I. Digital technique for in vivo assessment of internal and marginal fit of fixed dental prostheses. Journal of Prosthetic Dentistry. 118 (4), 452-454 (2017).
  12. Ender, A., Zimmermann, M., Attin, T., Mehl, A. In vivo precision of conventional and digital methods for obtaining quadrant dental impressions. Clinical Oral Investigations. 20 (7), 1495-1504 (2016).
  13. Kim, R. J., Park, J. M., Shim, J. S. Accuracy of 9 intraoral scanners for complete-arch image acquisition: A qualitative and quantitative evaluation. Journal of Prosthetic Dentistry. 120 (6), 895-903 (2018).
  14. Ender, A., Mehl, A. Accuracy in dental medicine, a new way to measure trueness and precision. Journal of Visualized Experiments. (86), e51374 (2014).
  15. Ender, A., Mehl, A. In-vitro evaluation of the accuracy of conventional and digital methods of obtaining full-arch dental impressions. Quintessence International. 46 (1), 9-17 (2015).
  16. Ajioka, H., Kihara, H., Odaira, C., Kobayashi, T., Kondo, H. Examination of the Position Accuracy of Implant Abutments Reproduced by Intra-Oral Optical Impression. PLOS ONE. 11 (10), e0164048 (2016).
  17. Patzelt, S. B., Lamprinos, C., Stampf, S., Att, W. The time efficiency of intraoral scanners: an in vitro comparative study. Journal of Americal Dental Association. 145 (6), 542-551 (2014).
  18. Gan, N., Xiong, Y., Jiao, T. Accuracy of Intraoral Digital Impressions for Whole Upper Jaws, Including Full Dentitions and Palatal Soft Tissues. PLOS ONE. 11 (7), e0158800 (2016).
  19. Rehmann, P., Sichwardt, V., Wostmann, B. Intraoral Scanning Systems: Need for Maintenance. International Journal of Prosthodontics. 30 (1), 27-29 (2017).
  20. Patzelt, S. B., Emmanouilidi, A., Stampf, S., Strub, J. R., Att, W. Accuracy of full-arch scans using intraoral scanners. Clinical Oral Investigations. 18 (6), 1687-1694 (2014).
  21. Muallah, J., et al. Accuracy of full-arch scans using intraoral and extraoral scanners: an in vitro study using a new method of evaluation. International Journal of Computerized Dentistry. 20 (2), 151-164 (2017).
  22. Treesh, J. C., et al. Complete-arch accuracy of intraoral scanners. Journal of Prosthetic Dentistry. 120 (3), 382-388 (2018).
  23. Patzelt, S. B., Vonau, S., Stampf, S., Att, W. Assessing the feasibility and accuracy of digitizing edentulous jaws. Journal of Americal Dental Association. 144 (8), 914-920 (2013).
  24. Andriessen, F. S., Rijkens, D. R., van der Meer, W. J., Wismeijer, D. W. Applicability and accuracy of an intraoral scanner for scanning multiple implants in edentulous mandibles: a pilot study. Journal of Prosthetic Dentistry. 111 (3), 186-194 (2014).
  25. Gimenez, B., Ozcan, M., Martinez-Rus, F., Pradies, G. Accuracy of a digital impression system based on parallel confocal laser technology for implants with consideration of operator experience and implant angulation and depth. International Journal of Oral and Maxillofacial Implants. 29 (4), 853-862 (2014).
  26. Gimenez, B., Ozcan, M., Martinez-Rus, F., Pradies, G. Accuracy of a digital impression system based on active wavefront sampling technology for implants considering operator experience, implant angulation, and depth. Clinical Implant Dentistry and Related Research. 17 Suppl 1, e54-e64 (2015).
  27. Papaspyridakos, P., et al. Digital versus conventional implant impressions for edentulous patients: accuracy outcomes. Clinical Oral Implants Research. 27 (4), 465-472 (2016).
  28. Flugge, T. V., Att, W., Metzger, M. C., Nelson, K. Precision of Dental Implant Digitization Using Intraoral Scanners. International Journal of Prosthodontics. 29 (3), 277-283 (2016).
  29. Kim, S. Y., et al. Accuracy of dies captured by an intraoral digital impression system using parallel confocal imaging. International Journal of Prosthodontics. 26 (2), 161-163 (2013).
  30. Ender, A., Mehl, A. Influence of scanning strategies on the accuracy of digital intraoral scanning systems. International Journal of Computerized Dentistry. 16 (1), 11-21 (2013).

Play Video

Citazione di questo articolo
Park, J., Shim, J. Measuring the Complete-arch Distortion of an Optical Dental Impression. J. Vis. Exp. (147), e59261, doi:10.3791/59261 (2019).

View Video