Summary
동적 내비게이션 시스템(DNS)은 근관 접근 충치를 준비하는 동안 작업자에게 실시간 시각화 및 안내를 제공합니다. 절차를 계획하려면 원뿔 빔 컴퓨터 단층 촬영 및 표면 스캔을 활용한 3차원 이미징이 필요합니다. 계획 데이터를 DNS로 내보낸 후 최소한의 침입으로 액세스 캐비티를 준비할 수 있습니다.
Abstract
치수 석회화 (PCC)와 정점 병리 또는 치수염이있는 치아의 경우 근관 치료가 매우 어려울 수 있습니다. PCC는 치아 외상의 일반적인 후유증이지만 충치, bruxism 또는 수복 후 자극과 함께 발생할 수도 있습니다. 필요한 근관 치료의 경우 가능한 한 최소 침습적으로 근관에 접근하기 위해 최근 정적 탐색 외에도 근관 치료에 동적 탐색이 도입되었습니다. 동적 내비게이션 시스템(DNS)을 사용하려면 수술 전 원뿔형 컴퓨터 단층 촬영(CBCT) 영상과 디지털 표면 스캔이 필요합니다. 필요한 경우 CBCT 스캔 전에 참조 마커를 치아에 배치해야합니다. 일부 시스템에서는 나중에 디지털 방식으로 계획하고 만들 수도 있습니다. 계획 소프트웨어에 연결된 스테레오 카메라를 통해 이제 참조 마커 및 가상 계획을 통해 드릴을 조정할 수 있습니다. 결과적으로 드릴의 위치는 다른 평면에서 준비하는 동안 실시간으로 모니터에 표시 될 수 있습니다. 또한 공간 변위, 각도 편차 및 깊이 위치도 별도로 표시됩니다. 상업적으로 이용 가능한 소수의 DNS는 대부분 비교적 큰 카메라 마커 시스템으로 구성됩니다. 여기에서 DNS에는 제조업체별 연결 메커니즘을 활용하는 전기 핸드피스의 마이크로 모터에 장착된 저중량 카메라(97g)와 개별적으로 제조된 구강 내 트레이에 쉽게 부착할 수 있는 소형 마커(10mm x 15mm)가 포함되어 있습니다. 연구 목적으로 수술 후 CBCT 스캔을 수술 전 스캔과 일치시킬 수 있으며 제거 된 치아 구조의 부피는 소프트웨어로 계산할 수 있습니다. 이 작업은 이미징에서 임상 구현에 이르기까지 소형화 된 내비게이션 시스템을 통해 유도 액세스 캐비티 준비 기술을 제시하는 것을 목표로합니다.
Introduction
비수술적 근관 치료에서 적절한 접근 공동의 준비는 첫 번째 침습적단계 1입니다. 치수 운하 석회화 (PCC)를 겪은 치아는 치료가 어렵고 시간이 많이 걸리며2 치아의 예후에 중요 할 수있는 천공과 같은 더 많은 의원 성 오류를 유발합니다3. PCC는 치아 외상4,5 후 그리고 충치, 회복 절차 또는 필수 치수 요법6과 같은 자극에 대한 반응으로 관찰 할 수있는 과정으로, 근관 구멍이 정점쪽으로 재배치됩니다. 일반적으로 PCC는 중요한 치수의 징후이며 치료는 치수 또는 정점 병리의 임상 적 및 / 또는 방사선 학적 징후가 분명해질 때만 표시됩니다. 나머지 근관 공간의 정점이 더 정점에 위치할수록 근관 치료 전문가 및 현미경 수술과 같은 추가 장치를 사용하더라도 공간 방향과 조명이 더 어려워집니다.
버를 목표 지점으로 유도하는 템플릿 기반 접근법인 정적 네비게이션(7) 외에, 동적 네비게이션 시스템(DNS)은 근관 접근 공동(8,9,10,11,12,13,14,15)의 준비에도 적합하다고 설명되었다. . DNS는 카메라-마커-컴퓨터 시스템으로 구성되며, 회전하는 기구(예: 다이아몬드 버)를 인식하고 환자의 입에서 그 위치를 실시간으로 시각화하여 작업자에게 지침을 제공합니다. 소수의 상업적으로 이용 가능한 시스템에는 비교적 큰 구강 외 마커 시스템과 대형 카메라 장치가 장착되어 있습니다. 최근에는 저중량 카메라(97g)와 작은 구강 내 마커(10mm x 15mm)로 구성된 소형화된 시스템이 근관 접근 공동 제제8에 대해 설명되었습니다. 이 작업은 이미징에서 임상 구현에 이르기까지이 소형 동적 내비게이션 시스템을 통해 유도 액세스 캐비티 준비 기술을 제시하는 것을 목표로합니다. 연구 목적을 위해, 수술 후 CBCT 후에 치료 평가 (접근 공동 준비로 인한 물질 손실 결정)가 가능하며이 기사에도 제시되어 있습니다.
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Protocol
이 연구를 수행하기 위한 승인 또는 동의는 환자의 데이터 사용이 적용되지 않기 때문에 필요하지 않았습니다.
1. 계획 절차
- 계획 소프트웨어를 열고 최신 버전이 설치되어 있는지 다시 확인합니다.
- EXPERT를 클릭하여 작업 모드를 쉬움에서 전문가로 전환합니다.
- 오른쪽 사이드바에서 새로 만들기를 클릭하여 새 사례 계획을 시작합니다.
- 수술 전 DICOM CBCT 데이터가 있는 폴더를 선택하여 이미지 소스를 선택합니다.
참고: 하운스필드 단위(HU) 임계값은 왼쪽 하단 창에 표시된 이미지 품질에 따라 조정해야 할 수 있습니다. - 데이터 세트 만들기를 선택하여 계획을 계속합니다.
- 계획 유형 (상악 또는 하악)을 선택하십시오.
- 분할 편집을 선택하여 치열 궁의 분할을 시작합니다.
- 왼쪽 사이드바에서 축 보기로 전환합니다.
- 밀도 측정을 선택하여 더 높은 방사선 불투과성 치아 구조와 주변의 덜 방사선 불투과성 상태(예: 공기)에 대해 이 측정을 수행합니다. 값의 평균을 구합니다(그림 1).
참고: 평균값은 수동으로 계산됩니다. 소프트웨어는 이러한 목적을 위한 기능을 제공하지 않습니다. - 왼쪽 사이드바의 3D 재구성 으로 돌아갑니다.
- 하한 임계값을 계산된 평균값으로 조정합니다(그림 2A).
- 플러드 채우기 도구를 사용하여 세그먼트화합니다. 분할에 이름을 지정합니다(그림 2B).
참고: 플러드 채우기 도구를 선택하고 활성화하면 3D 재구성 뷰에서 원하는 영역을 마우스 왼쪽 버튼으로 클릭하여 분할할 수 있습니다. - 모듈 닫기를 선택하여 치열 궁의 분할을 완료합니다.
- 개체를 마우스 왼쪽 버튼으로 클릭하고 모델 스캔> 추가>.
- 모델 스캔 로드를 선택합니다.
참고: 적절한 구강 스캐너를 사용하는 디지털 표면 스캔을 미리 생성해야 하며 데이터 세트는 PC에서 stl 파일로 사용할 수 있어야 합니다. - 다른 개체에 정렬을 선택합니다.
- 1.13단계에서 만든 세그멘테이션을 선택합니다(그림 2C).
- 등록 개체와 모델 스캔에서 각각 세 개의 서로 다른 일치점을 선택하거나 원하는 영역을 마우스 왼쪽 버튼으로 클릭하여 랜드마크 등록을 선택합니다.
참고: 데이터의 반자동 일치를 향상시키기 위해 점을 공간적으로 분배하십시오. 해부학적으로 눈에 띄는 영역(첨두 끝, 가장자리 융기)을 랜드마크로 선택하면 반자동 등록 프로세스도 용이해집니다. - 비행기를 수동으로 스크롤하여 모든 비행기에서 등록을 확인하고 등록을 완료합니다.
참고: CBCT와 표면 스캔 간의 편차가 분명한 경우 수동 수정이 필요할 수 있습니다(그림 3). - 임플란트를 추가하여 접근 캐비티를 계획합니다.
참고: 사용된 근관 치료는 임플란트 디자이너 >> 임플란트 > 가져오기 데이터베이스를 통해 미리 임플란트 데이터베이스에 추가해야 합니다. bur는 소프트웨어 제조업체의 지침에 설명된 대로 .cdxBackup 파일로 가져올 수 있습니다. - 버를 대상 위치에 놓고 마우스 왼쪽 버튼을 클릭하고 이동하여 모든 평면을 확인합니다(소프트웨어는 적절한 위치 지정을 위해 다양한 평면과 보기를 제공합니다)(그림 4A).
알림: bur의 장축은 시각화된 근관 공간의 중앙에 있어야 합니다. 직경 1.0mm의 원통형 다이아몬드 버는 대부분의 접근 캐비티 준비에 사용할 수 있습니다. 그러나 뿌리가 좁은 치아에서는 근관 구멍에 최소 침습적 접근을 제공하기 위해 더 작은 직경을 고려해야합니다. - 3D 모델 >추가> 개체를 선택하여 마커 트레이의 STL 파일을 추가합니다.
- 트레이를 계획된 접근 캐비티 준비 장치 가까이에 놓고 실제 절차 중에 간섭이 없는지 확인합니다(그림 4B).
- 수술 가이드를 추가하고 DNS 제조업체의 사용 설명서에 따라 마커 트레이를 디자인합니다.
- 마커 트레이를 STL 파일로 내보내고 3D 프린터로 제조합니다(그림 4C).
- DNS 제조업체의 사용 설명서에 따라 개체 > 가상 계획 내보내기 > 일반 계획 개체 컨테이너 형식을 선택하여 전체 계획을 내보냅니다.
2. 접근 캐비티 준비
- USB를 통해 계획 데이터를 DNS로 가져옵니다.
- 치료중인 케이스를 선택하십시오.
- 마커를 3D 인쇄 마커 트레이에 삽입합니다.
- 마커 트레이에 마커가 맞는지 확인합니다.
- 치열 궁에 마커 트레이가 맞는지 확인합니다(그림 4D).
- 계획에 사용된 핸드피스에 버를 삽입합니다.
- DNS 제조업체의 지침에 따라 버 등록 도구에 bur를 등록합니다(그림 5A).
- bur를 눈에 잘 띄는 위치(예: 절개 가장자리)로 이동하여 올바른 등록을 확인하십시오. DNS는 정확히 동일한 위치에 계측기의 팁을 표시해야 합니다(그림 5B).
알림: 잘못된 버 위치가 표시되면 트레이가 치열에 제대로 맞고 마커가 트레이에 제대로 맞는지 확인하십시오. 필요한 경우 버 등록을 반복하십시오. 잘못된 위치가 여전히 표시되면 트레이 제작 공정에서 재료 왜곡이 발생했을 수 있으므로 접근 캐비티 준비를 수행하지 않아야 합니다. - bur를 치료할 치아로 옮깁니다.
알림: DNS는 자동으로 다른 보기로 전환되어 공간 및 각도 편차에 대한 실시간 정보를 제공합니다. 깊이 방향도 오른쪽에 제공됩니다(그림 5C). - DNS 지침에 따라 액세스 캐비티 준비를 수행합니다.
참고: 준비는 간헐적으로 수행해야 합니다. 준비 중 열 발생을 피하기 위해 버와 접근 캐비티에서 파편을 제거해야합니다.
3. 치료 평가
- 수술 전과 동일한 CBCT 기계 설정으로 수술 후 CBCT 영상을 생성합니다.
- 소프트웨어에서 수술 전 계획을 엽니 다.
- 세그멘테이션 편집을 선택합니다.
- 하한 임계값을 계산된 평균값으로 조정합니다(1.11단계 참조).
- 플러드 채우기 도구를 사용하여 처리된 치아를 분할하고 분할에 이름을 지정합니다.
참고: 치아에 근위 접촉이 있는 경우 수동 분할 경계를 그려야 할 수 있습니다( 그림 6). - 모듈 닫기 옵션을 선택하여 세분화를 완료합니다.
- 분할된 치아의 왼쪽에 있는 개요 열을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고 3D 모델로 변환을 선택합니다.
참고: 분할은 개요에 3D 모델로 나타납니다. - 분할된 수술 전 치아의 3D 모델을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭한 다음 시각화 > 속성을 클릭합니다. 치아의 부피는 mm³로 표시됩니다.
- 새 케이스를 엽니다.
- 수술 후 CBCT 스캔의 DICOM 이미지 데이터를 가져옵니다(CBCT 영상 설정은 수술 전과 동일해야 함).
- 세그멘테이션 편집을 선택합니다.
- 하한 임계값을 수술 전 데이터에 대해 계산된 값과 동일한 값으로 조정합니다.
- 플러드 채우기 도구를 사용하여 처리된 치아를 분할하고 분할에 이름을 지정합니다.
참고: 치아에 근위 접촉이 있는 경우 수동 분할 경계를 그려야 할 수 있습니다. - 모듈 닫기 옵션을 선택하여 세분화를 완료합니다.
- 분할 된 치아를 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고 3D 모델로 변환합니다.
참고: 분할은 개요에 3D 모델로 나타납니다. - 분할된 수술 전 치아의 3D 모델을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭한 다음 시각화 > 속성을 클릭합니다. 치아의 부피는 mm3으로 표시됩니다.
알림: 수술 전과 수술 후 부피의 차이는 접근 공동 준비 중 물질 손실량입니다. - 수술 전 계획을여십시오.
- 모델 스캔 가져오기 > 세그멘테이션 가져오기를 선택하고 수술 후 치아 분할을 선택합니다.
- 랜드마크 등록을 사용하여 수술 전 치아 분할에 맞춥니다(1.18단계 참조).
참고: 수술 전후 데이터의 일치 절차는 시각화에 유용하지만 체적 측정에는 필수는 아닙니다.
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Representative Results
도 7A는 DNS의 도움으로 모델 중심 절치에서 준비된 근관 접근 공동의 교합도를 나타낸다. 도 7B는 시상도에서 연관된 CBCT 스캔을 도시한다. 그런 다음 수술 후 분할을 수술 전 CBCT 데이터와 일치시킵니다(그림 7C). 수술 전 및 수술 후 3D 모델이 일치하고(그림 7D) 수술 전(412.12mm3) 및 수술 후(405.09mm3) 부피가 계획 소프트웨어에 의해 자동으로 계산되어mm3으로 표시될 수 있습니다(그림 8). 따라서 물질 손실량은 7.03 mm3에 이릅니다. 물질 손실의 절대 가치는 큰 관련이 없습니다. 상이한 접근법 (예를 들어, 종래의 액세스 캐비티 준비 대 DNS 또는 상이한 DNS의 비교)에 대한 물질 손실 값이 비교되어야하며, 물질 손실량의 유의 한 차이는 어떤 기술이 최소 침습적 접근법을 제공하는지 나타낸다.
그림 1: 치아와 주변 공기의 밀도를 측정합니다. 측정값의 평균을 구합니다. (화살표: 밀도 측정 도구). 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 2: 3D 재구성 및 분할. (A) 수술 전 CBCT 데이터의 3D 재구성. 하한 임계값은 계산된 값으로 조정됩니다. (B) 홍수 채우기 도구를 사용하여 세분화가 수행되었습니다. 분할은 "치아"(흰색)로 명명되었습니다. (C) 세분화를 등록 개체로 선택합니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 3: CBCT와 표면 스캔 데이터의 일치. 모든 평면이 올바르게 정렬되었는지 확인하고 등록을 완료하십시오. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 4: 액세스 캐비티 계획 및 트레이 제조 . (A) 버는 근관 오리피스에 가상으로 배치되어 직선 접근을 제공합니다. (B) 마커 트레이가 치열 궁에 놓입니다. (C) 마커 트레이는 치아 표면에 맞도록 설계되었습니다. 이제 내보내고 3D 인쇄 할 준비가되었습니다. (D) 마커가 3D 인쇄 마커 트레이에 배치되었습니다. 이제 마커 트레이가 치열 궁에 배치되고 적합성이 확인됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 5: DNS에 의한 Bur 등록 및 실시간 시각화 . (A) Bur 등록은 관련 도구를 사용하여 수행됩니다. (B) 치료가 시작되기 전에 올바른 등록이 확인됩니다. 버는 눈에 띄는 해부학 적 랜드 마크 (여기서는 절개 가장자리)에 배치됩니다. DNS에 의해 표시되는 위치는 정확히 동일해야 합니다. (C) 액세스 캐비티 준비 중 DNS의 디스플레이 보기. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 6: 부피 측정을 위한 단일 톱니 분할 . (A) CBCT 데이터의 3D 재구성은 근위 접촉으로 인해 치아가 연결되어 있음을 보여줍니다. 단일 치아 분할을 제공하기 위해 두 개의 수동 분할 경계가 그려집니다. 여기: 정면도. (B) 측면도. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 7: 수술 후 및 수술 전 데이터의 일치 . (A) DNS의 도움으로 수행된 근관 접근 공동의 교합도. (B) 시상보기에서의 수술 후 CBCT 데이터. 근관 공간에 대한 직선 접근에 유의하십시오. (C) 치아의 수술 후 분할 (빨간색)은 수술 전 CBCT 데이터 (파란색)와 일치합니다. (D) 분할 데이터에서 생성된 3D 모델이 일치하고 양호한 일치를 보여줍니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 8: 부피 계산 . (A) 치아의 수술 전 3D 모델의 경우 계획 소프트웨어는 mm3 단위의 부피를 계산할 수 있습니다. (B) 접근 캐비티 준비 후 치아의 3D 모델에 대한 부피 결정. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
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Discussion
여러 연구와 사례 보고서는 근관 치료에서 유도 접근 공동 준비의 타당성을 입증했습니다7. 버 안내를 위해 템플릿과 슬리브를 사용하는 탐색(정적 탐색)은 석회화된 근관에 접근하는 정확하고 안전한 방법으로 설명되었습니다. 또한, 이 방법은 시술자의 임상 경험 정도와 무관한 것으로 밝혀졌으며16, 치아 구조의 큰 손실이나 천공과 같은 의원성 오류의 위험 없이 진행된 PCC로 치아를 치료할 수 있는 가능성을 제공합니다.
진행성 PCC가 있는 후방 치아의 근관 치료가 지시될 때, 특히입 개구부가 감소된 환자의 경우 교합 공간 감소로 인해 템플릿과 버를 활용한 정적 탐색이 어려울 수 있습니다7. 최근 조사에 따르면 계획된 접근 충치와 수행된 접근 충치 사이의 편차는 소구치 또는 전치17에 비해 어금니에서 훨씬 더 높았으며, 이는 핸드피스의 머리와 반대쪽 치아의 간섭에 기인하는 것으로 추정됩니다. 민소매 템플릿 기반 접근 방식은 최근 사례 보고서에서 주로 사용되는 슬리브 함유 시스템의 대안으로 설명되었으며 만족스러운 결과를 보여주었습니다18.
DNS는 액세스 캐비티 준비에 사용되는 버의 계획된 위치와 실제 위치 사이의 공간 및 각도 편차에 대한 실시간 정보를 제공하므로 템플릿이 필요하지 않으며 교합 공간이 감소된 상황에서 잠재적으로 실용성이 저하됩니다. 따라서 DNS는 액세스 캐비티 준비 방향을 조정할 수 있기 때문에 상호 작동 유연성을 제공하며, 이는 정적 탐색(템플릿 기반) 접근 방식을 사용하는 경우에는 그렇지 않습니다.
일반적으로 유도 근관 치료의 사용은 석회화가 진행된 치아로 제한되어야 하며, 기존의 접근 공동 제제는 3D 계획에 전리 방사선(CBCT)의 사용이 필요하기 때문에 뿌리 천공을 포함한 의원성 오류의 위험이 있어 치아 보존을 위협합니다. 근관 치료에서 CBCT의 사용은 현재의 과학적 권장 사항을 따라야합니다19. CBCT 영상화 데이터를 생성할 때, 제한된 시야(FOV)를 갖는 구성은 방사선량을 감소시킬 것이다. 고도로 석회화된 근관의 시각화는 복셀 크기를 줄여 정확한 가상 3D 계획을 가능하게 할 수 있습니다.
또한, 유도 액세스 캐비티 준비를 수행하는 비용은 종래의 기술에 비해 높다. 지금까지 시장에는 소수의 DNS 만 제공되므로 취득 수수료가 높습니다. 그럼에도 불구하고 정적 안내 탐색은 추가 비용 (템플릿 제조 공정, 슬리브, 버)을 의미합니다.
비수술적 근관 치료에서 DNS의 정확성에 대한 문헌에 제시된 결과는 매우 유망합니다. 그러나 사용 가능한 몇 가지 시스템은 부피가 크고 구강 외 마커로 구성되어 시술 중 환자와 작업자의 편안함을 감소시킬 수 있습니다. 여기서 활용되는 DNS는 이러한 단점을 피하기 위해 소형화된 부품을 사용합니다. 구강 임플란트20,21,22,23에 대한 여러 연구와 근관 접근 공동 준비8에 대한 한 조사는 이 특정 DNS의 타당성을 입증했으며 템플릿 기반 정적 탐색에 대한 잠재적인 대안이 될 수 있음을 보여주었습니다.
DNS를 사용할 때 부정확한 소스는 계획 오류로 인해 발생할 수 있습니다. 예를 들어, 전체 아치 표면 스캔은 구강 내 스캐너의 경우여전히 24,25로 까다롭기 때문에 표면 스캔의 국소 편차가 발생하여 CBCT 데이터와의 일치 정밀도가 손상될 수 있습니다.
동적 탐색의 경우에도 마커 트레이의 품질과 착용감이 중요합니다. 제조 공정에 따라, 재료 왜곡(26 )은 버의 실제 위치와 디스플레이된 위치 사이의 편차를 초래할 수 있다. 기하학적으로 고려하면 카메라와 마커 사이의 각도가 다소 둔할 때 왜곡이 발생하면 편차가 증가합니다. 따라서 이 특정 DNS에 대한 계획 프로세스에서는 카메라와 마커 표면 사이에 다소 직각을 제공하는 위치에 마커 트레이를 배치하는 것을 고려해야 합니다. 그럼에도 불구하고 시험관 내 연구에서 서로 다른 유형의 마커 위치(반대측/동측)간에 유의미한 차이가 발견되지 않았습니다.23.
치아 구조의 손실을 결정하기 위해 수술 전 및 수술 후 상태의 체적 측정을 수행 할 때 동일한 CBCT 매개 변수를 사용하고 동일한 HU 임계 값(27)을 설정하는 것이 중요합니다. 단일 톱니 분할을 수행하기 위해 분할 경계를 수동으로 그려야 하는 경우(근위 접촉이 있는 경우) 경계가 주관적으로 그려지기 때문에 부정확성이 발생할 수 있습니다. 근위 접촉(28,29)을 갖는 치아의 분할 프로세스를 자동화하기 위해 보다 복잡한 분할 작업이 문헌에 설명되었다. 그럼에도 불구하고, 근위 접촉이있는 경우 수동 분할 경계로 인한 부정확성은 물질 손실량과 관련하여 무시할 수 있습니다.
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Disclosures
모든 저자는 이해 상충이 없다고 선언합니다.
Acknowledgments
없음.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Accuitomo 170 | Morita Manufacturing | NA | CBCT machine |
| coDiagnostiX | Dental Wings Inc | Version 10.4 | Planning software, which is mainly intended for implant surgery. Endodontic access cavities can be planned by adding the utlized bur to the implant database |
| DENACAM | mininavident | NA | Dynamic Nagivation System, consisting of (1) camera, which is mounted to an electric handpiece, (2) marker, (3)computer and screen, (4) associated software |
| TRIOS 3 | 3Shape A/S | NA | Surface scanner |
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