Summary

Medición de la distorsión de arco completo de una impresión dental óptica

Published: May 30, 2019
doi:

Summary

Aquí, presentamos un protocolo para medir el grado de distorsión en cada parte de la impresión digital de arco de competencia adquirida a partir de un escáner intraoral con fantasma metálico impreso en 3D con geometrías estándar.

Abstract

Los flujos de trabajo digitales se han utilizado activamente para producir restauraciones dentales o aparatos orales desde que los dentistas comenzaron a hacer impresiones digitales mediante la adquisición de imágenes 3D con un escáner intraoral. Debido a la naturaleza de escanear la cavidad oral en la boca del paciente, el escáner intraoral es un dispositivo de mano con una pequeña ventana óptica, uniendo pequeños datos para completar toda la imagen. Durante el procedimiento de impresión de arco completo, puede producirse una deformación del cuerpo de impresión y afectar el ajuste de la restauración o el aparato. Para medir estas distorsiones, se diseñó y produjo una muestra maestra con una impresora 3D de metal. Las geometrías de referencia diseñadas permiten establecer sistemas de coordenadas independientes para cada impresión y medida dedesplazamientos x, yy z del centro del círculo superior del cilindro donde se puede evaluar la distorsión de la impresión. Para evaluar la fiabilidad de este método, los valores de coordenadas del cilindro se calculan y comparan entre los datos originales de diseño asistido por ordenador (CAD) y los datos de referencia adquiridos con el escáner industrial. Las diferencias de coordenadas entre los dos grupos eran en su mayoría inferiores a 50 m, pero las desviaciones eran altas debido a la tolerancia de la impresión 3D en las coordenadas z del cilindro diseñado oblicuamente en el molar. Sin embargo, dado que el modelo impreso establece un nuevo estándar, no afecta a los resultados de la evaluación de la prueba. La reproducibilidad del escáner de referencia es de 11,0 a 1,8 m. Este método de prueba se puede utilizar para identificar y mejorar los problemas intrínsecos de un escáner intraoral o para establecer una estrategia de escaneo midiendo el grado de distorsión en cada parte de la impresión digital de arco completo.

Introduction

En el proceso de tratamiento dental tradicional, una restauración fija o una prótesis desmontable se hace en un modelo hecho de yeso e impregnado con una silicona o material hidrocoloide irreversible. Debido a que una prótesis indirectamente hecha se entrega en la cavidad oral, se ha hecho una gran cantidad de investigación para superar los errores causados por una serie de tales procesos de fabricación1,2. Recientemente, un método digital se utiliza para fabricar una prótesis a través del proceso CAD mediante la manipulación de modelos en el espacio virtual después de adquirir imágenes 3D en lugar de hacer impresiones3. En los primeros días, tal método de impresión óptica se utilizó en un rango limitado como un tratamiento de caries dental de uno o un pequeño número de dientes. Sin embargo, a medida que se desarrolló la tecnología base del escáner 3D, ahora se utiliza una impresión digital para el arco completo para la fabricación de restauraciones fijas a gran escala, restauraciones extraíbles como una prótesis parcial o completa, aparatos de ortodoncia y guías quirúrgicas de implante4,5,6,7. La precisión de la impresión digital es satisfactoria en una región corta como el arco unilateral. Sin embargo, dado que el escáner intraoral es un dispositivo de mano que completa toda la dentición mediante la unión de la imagen obtenida a través de una ventana óptica estrecha, la distorsión del modelo se puede ver después de completar el arco dental en forma de U. Por lo tanto, un aparato de una amplia gama fabricado en este modelo podría no encajar bien en la boca del paciente y requerir mucho ajuste.

Se han notificado diversos estudios sobre la precisión del cuerpo de impresión virtual obtenido con un escáner intraoral, y hay varios modelos de investigación y métodos de medición. Dependiendo del tema de investigación, se puede dividir en investigación clínica8,9,10,11,12 para pacientes reales y estudios in vitro13,14 ,15,16 realizados en modelos producidos por separado para la investigación. Los estudios clínicos tienen la ventaja de poder evaluar las condiciones de un entorno clínico real, pero es difícil controlar las variables y aumentar el número de casos clínicos indefinidamente. El número de estudios clínicos no es grande porque existe un límite para poder evaluar las variables deseadas. Por otro lado, se han notificado muchos estudios in vitro que evalúan el rendimiento básico del escáner intraoral mediante el control de variables17. El modelo de investigación también incluye un arco parcial o completo de dientes naturales18,19,20,21,22 y una mandíbula totalmente edéntulo con todos los dientes perdidos23 , o el caso en el que el implante dental está instalado y espaciado en un cierto intervalo24,25,26,27, o una forma en la que la mayoría de los dientes permanecen y sólo una parte de un diente falta16,28. Sin embargo, los estudios sobre la distorsión del cuerpo de impresión virtual realizado por un escáner intraoral portátil se han limitado a la evaluación cualitativa de las desviaciones a través de un mapa de color creado superponiéndolo con datos de referencia y expresado como un valor por datos. Es difícil medir con precisión la distorsión 3D del arco completo porque la mayoría de los estudios sólo examinan la parte localizada del arco dental con una desviación de distancia no direccional.

En este estudio, la distorsión del arco dental durante la impresión óptica con un escáner intraoral se investiga mediante el uso de un modelo estándar con un sistema de coordenadas. El objetivo de este estudio es proporcionar información sobre un método para evaluar el rendimiento de precisión de los escáneres intraorales que exhiben diversas características por la diferencia en el hardware óptico y el software de procesamiento.

Protocol

1. Preparación de muestras maestras Preparación del modelo Retire los dientes artificiales (caninos izquierdo y derecho, segundo premolar y el segundo molar) en el modelo de arco completo mandibular con sólo 1/5 de la porción cervical a la izquierda. Diseño CAD Adquirir los datos de la muestra maestra con un escáner de referencia. Diseñe los cilindros (con un diámetro superior de 2 mm y una altura de cilindro de 7 …

Representative Results

Las coordenadas de cada cilindro calculadas a partir de los datos CAD diseñados originalmente y la imagen de escaneo de referencia de la muestra maestra de metal impresa en 3D escaneada por el escáner de modelos de nivel industrial se muestran en la Tabla1. La diferencia entre los dos mostró un valor inferior a 50 m, pero el valor de la coordenada z del segundo cilindro molar derecho de la muestra maestra impresa en 3D era bajo. Aunque el fantasma de metal fue…

Discussion

Entre los estudios que evalúan la precisión del escáner intraoral mediante la evaluación del cuerpo de impresión digital resultante, el método más común es superponer los datos de impresión digital en la imagen de referencia y calcular la desviación de shell a cáscara12 ,13,14,15,20,23. Sin embargo, este método s…

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Este estudio fue apoyado por una subvención del Proyecto de I+D de la Tecnología Sanitaria de Corea a través del Instituto de Desarrollo de la Industria Sanitaria de Corea (KHIDI), financiado por el Ministerio de Salud y Bienestar (número de subvención: 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

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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).

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