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不同头部尺寸的口内扫描仪在部分缺牙下颌骨中获取数字印模的真实性和精确性

期刊:journal of prosthodontic researchDOI:10.1016/j.jpor.2018.01.003

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作者及发表信息

本研究由Hironari Hayama、Kenji Fueki*、Juro Wadachi和Noriyuki Wakabayashi共同完成,他们来自东京医科齿科大学(Tokyo Medical and Dental University)的Removable Partial Prosthodontics和Oral Health Sciences研究生院。研究发表在2018年的《Journal of Prosthodontic Research》期刊上,具体发表日期为2018年3月2日。

学术背景

本研究的主要科学领域是口腔修复学,特别是关于数字化印模(digital impression)在部分缺牙下颌(partially edentulous mandible)中的应用。传统印模方法在制作可摘局部义齿(removable partial dentures)时存在一些误差来源,例如托盘选择不当、弹性印模变形、石膏比例错误等。数字化印模通过口内扫描仪(intraoral scanner)直接数字化口腔组织表面结构,避免了这些误差。然而,数字化印模在部分缺牙下颌中的准确性尚未得到充分验证。因此,本研究旨在比较传统印模与数字化印模在部分缺牙下颌中的真实度(trueness)和精密度(precision),并探讨不同扫描头尺寸对印模准确性的影响。

研究流程

本研究包括以下几个主要步骤:

  1. 参考模型的准备
    研究使用了两类部分缺牙下颌模型:Kennedy I类(双侧下颌第二前磨牙和第一、第二磨牙缺失)和Kennedy III类(左侧下颌第二前磨牙和第一磨牙缺失)。这些模型在剩余牙槽嵴上放置了模拟黏膜的软硅胶。

  2. 参考模型的数字化
    使用外置扫描仪(extraoral scanner)将参考模型转换为标准三角语言(STL)文件格式,作为参考数据。每个模型扫描五次,生成五组参考数据。

  3. 传统印模的制作与数字化
    对参考模型进行压力印模,使用藻酸盐印模材料和金属托盘制作初模型,然后使用硬石膏制作工作模型。工作模型再通过外置扫描仪转换为STL文件格式,生成传统印模数据。每个模型重复五次,生成五组传统印模数据。

  4. 数字化印模的获取
    使用口内扫描仪(intraoral scanner)对参考模型进行扫描,分别使用大扫描头(扫描范围16 mm × 12 mm)和小扫描头(扫描范围12 mm × 9 mm)。扫描由一名经验丰富的操作者完成,扫描路径从左侧中切牙开始,依次扫描咬合面、颊面和舌面,最后回到右侧中切牙。每个模型扫描五次,生成五组数字化印模数据。

  5. 偏差分析
    使用三维图像处理软件(Geomagic Studio 2014)将参考数据与印模数据进行叠加,通过最佳拟合方法(best-fit method)进行偏差分析。计算每个测量点的偏差均方根(RMS)值,用于评估真实度和精密度。

主要结果

  1. 真实度
    数字化印模的真实度(54–108 μm)优于传统印模(122–157 μm)。使用大扫描头的数字化印模真实度显著高于小扫描头。在黏膜区域,数字化印模的真实度也显著优于传统印模。

  2. 精密度
    数字化印模的精密度(100–121 μm)低于传统印模(52–119 μm)。使用大扫描头的数字化印模精密度显著高于小扫描头。在黏膜区域,数字化印模的精密度也显著低于传统印模。

  3. 扫描图像数量
    使用大扫描头获取数字化印模所需的扫描图像数量显著少于小扫描头。

  4. 偏差分布
    在偏差分布图中,传统印模在牙槽嵴到颊侧区域呈现负偏差(黏膜区域下沉),而在颈缘牙龈区域呈现正偏差(牙龈区域扩张)。数字化印模在模型左右两侧分别呈现负偏差和正偏差。

结论

研究表明,数字化印模在部分缺牙下颌中的真实度优于传统印模,但精密度较低。使用大扫描头可以提高数字化印模的准确性和效率,减少扫描图像数量。尽管数字化印模在可摘局部义齿制作中的准确性并不总是优于传统印模,但本研究数据表明,通过增加扫描头尺寸可以改善其准确性。

研究意义与价值

本研究首次系统评估了数字化印模在部分缺牙下颌中的真实度和精密度,填补了该领域的空白。研究结果为数字化印模在口腔修复学中的应用提供了科学依据,特别是为可摘局部义齿的制作提供了新的技术选择。此外,研究还揭示了大扫描头在提高印模准确性方面的潜力,为未来口内扫描仪的优化设计提供了参考。

研究亮点

  1. 重要发现
    数字化印模在部分缺牙下颌中的真实度显著优于传统印模,但精密度较低。大扫描头在提高印模准确性和效率方面具有显著优势。

  2. 方法创新
    本研究首次将三维图像处理软件用于部分缺牙下颌印模的偏差分析,提供了一种新的印模准确性评估方法。

  3. 研究对象的特殊性
    研究聚焦于部分缺牙下颌,这一领域在数字化印模应用中的研究较少,具有较高的学术价值和临床意义。

其他有价值的内容

本研究还探讨了扫描路径对数字化印模偏差分布的影响,发现扫描顺序和扫描头位置可能导致偏差的累积。这一发现为未来优化扫描策略提供了重要参考。此外,研究还指出,数字化印模的准确性可能受到操作者熟练度、扫描环境等多种因素的影响,这为未来研究提供了新的方向。

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