Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Engineering
Click here for the English version

Engineering

Het meten van de volledige boog vervorming van een optische tandheelkundige indruk

Published: May 30, 2019 doi: 10.3791/59261
Automatic Translation
1, 1
1Department of Prosthodontics, College of Dentistry, Yonsei University

Summary

Hier presenteren we een protocol voor het meten van de mate van vervorming op elk deel van de concurrentie-Arch digitale vertoning verkregen van een intraorale scanner met 3D-gedrukte metalen Phantom met standaard geometrieën.

Abstract

Digitale workflows zijn actief gebruikt om tandheelkundige restauraties of orale apparaten te produceren, omdat tandartsen digitale vertoningen begonnen te maken door 3D-beelden te verwerven met een intraorale-scanner. Vanwege de aard van het scannen van de mondholte bij de patiënt, is de intraorale scanner een draagbaar apparaat met een klein optisch venster, waarbij kleine gegevens samen worden samengevoegd om het hele beeld te voltooien. Tijdens de vertonings procedure van de volledige boog kan een vervorming van het vertonings lichaam optreden en de pasvorm van de herstelling of het apparaat beïnvloeden. Om deze vervormingen te meten, werd een Master specimen ontworpen en geproduceerd met een metalen 3D-printer. Ontworpen referentie geometrieën maken het instellen van onafhankelijke coördinatensystemen voor elke vertoning mogelijk en meten x-, y-en z -verplaatsingen van het cilinder top Circle Center waar de vervorming van de vertoning kan worden geëvalueerd. Om de betrouwbaarheid van deze methode te evalueren, worden de coördinaten waarden van de cilinder berekend en vergeleken tussen de oorspronkelijke computergestuurde ontwerpgegevens (CAD) en de referentiegegevens die met de industriële scanner zijn verkregen. De coördinaat verschillen tussen de twee groepen waren meestal minder dan 50 μm, maar de afwijkingen waren hoog door de tolerantie van 3D-printen in de z -coördinaten van de schuin ontworpen cilinder op de molaire. Aangezien het gedrukte model echter een nieuwe standaard instelt, heeft dit geen invloed op de resultaten van de test evaluatie. De reproduceerbaarheid van de referentie scanner is 11,0 ± 1,8 μm. Deze testmethode kan worden gebruikt om de intrinsieke problemen van een intraorale scanner te identificeren en te verbeteren of om een scan strategie vast te stellen door het meten van de mate van vervorming bij elk deel van de volledige-Arch digitale indruk.

Introduction

In het traditionele tandheelkundige behandelingsproces wordt een vaste restauratie of een verwijderbare prothese gemaakt op een model gemaakt van en geïmpregneerd met een siliconen of onomkeerbaar hydrocolloïd materiaal. Omdat een indirect gemaakte prothese in de mondholte wordt afgeleverd, is veel onderzoek gedaan om de fouten te overwinnen die zijn veroorzaakt door een reeks van dergelijke productieprocessen1,2. Onlangs wordt een digitale methode gebruikt om een prothese te fabriceren via het CAD-proces door modellen in de virtuele ruimte te manipuleren na het verwerven van 3D-afbeeldingen in plaats van vertoningen3te maken. In de begindagen werd een dergelijke optische-vertonings methode gebruikt in een beperkt bereik, zoals een cariës behandeling van één of een klein aantal tanden. Omdat de basistechnologie van de 3D-scanner werd ontwikkeld, wordt nu echter een digitale indruk voor de volledige boog gebruikt voor de fabricage van grootschalige vaste restauraties, verwijderbare restauraties zoals een gedeeltelijke of volledige denture, orthodontische apparaten en implantaat chirurgische gidsen4,5,6,7. De nauwkeurigheid van de digitale indruk is bevredigend in een korte regio zoals de unilaterale boog. Aangezien de intraorale-scanner echter een handheld-apparaat is dat de volledige gebit voltooit door het beeld dat is verkregen via een smal optisch venster samen te voegen, kan de vervorming van het model worden gezien na het voltooien van de U-vormige tandheelkundige boog. Een apparaat van een groot bereik dat op dit model wordt gemaakt, past dus mogelijk niet goed in de mond van de patiënt en vereist veel aanpassing.

Verschillende studies zijn gerapporteerd over de nauwkeurigheid van de virtuele indruk lichaam verkregen met een intraorale scanner, en er zijn verschillende onderzoek modellen en meetmethoden. Afhankelijk van het onderzoek onderwerp, het kan worden onderverdeeld in klinisch onderzoek8,9,10,11,12 voor werkelijke patiënten en in vitro studies13,14 ,15,16 uitgevoerd in modellen die afzonderlijk voor onderzoek zijn geproduceerd. Klinische studies hebben het voordeel dat ze de voorwaarden van een werkelijke klinische instelling kunnen evalueren, maar het is moeilijk om de variabelen te beheersen en het aantal klinische gevallen voor onbepaalde tijd te verhogen. Het aantal klinische studies is niet groot omdat er een limiet is voor het kunnen evalueren van de gewenste variabelen. Aan de andere kant zijn er veel in vitro studies die de basis prestaties van de intraorale scanner evalueren door het beheersen van variabelen gemeld17. Het onderzoeksmodel omvat ook een gedeeltelijke of volledige boog van natuurlijke tanden18,19,20,21,22 en een volledig lorelijnextreme kaak met alle tanden verloren23 , of het geval waarin het tandheelkundig implantaat wordt geïnstalleerd en verdeeld op een bepaald interval van24,25,26,27, of een vorm waarin de meerderheid van de tanden blijft en slechts een deel van een de tand ontbreekt16,28. Studies over de vervorming van het virtuele vertonings lichaam door een handheld intraorale-scanner zijn echter beperkt tot de kwalitatieve evaluatie van afwijkingen via een kleurenkaart die is gemaakt door deze met referentiegegevens op te leggen en uitgedrukt als één numerieke waarde per gegevens. Het is moeilijk om de 3D-vervorming van de volledige boog nauwkeurig te meten, omdat de meeste studies alleen het gelokaliseerde gedeelte van de tand boog onderzoeken met een niet-directionele afstand afwijking.

In deze studie wordt de vervorming van de tand boog tijdens optische indruk met een intraorale scanner onderzocht met behulp van een standaardmodel met een coördinatensysteem. Het doel van deze studie is om informatie te verstrekken over een methode voor het evalueren van de nauwkeurigheids prestaties van de intraorale scanners die verschillende kenmerken vertonen door het verschil in optische hardware-en Verwerkingssoftware.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. model preparaat

  1. Voorbereiding van het model
    1. Verwijder de kunsttanden (linker-en rechter kannen, tweede premolar en de tweede molaire) op het mandibulaire complete-boog model met slechts 1/5 van het cervicale gedeelte links.
  2. CAD-ontwerp
    1. Verkrijg de gegevens van het Master specimen met een referentie scanner.
    2. Ontwerp de cilinders (met een topdiameter van 2 mm en een cilinder hoogte van 7 mm) bovenop de bijgesneden zes tanden met de reverse engineering software.
    3. Voeg drie referentie bollen (3,5 mm in diameter) posterieure toe aan de linker tweede molaire voor het definiëren van het referentie-3D coördinatensysteem van de reverse engineering software.
    4. Zoek één bol aan de distale kant van de distale en buccale kant van de cilinder op de linker tweede molaire zodat de coördinaten van alle cilinders positieve waarden hebben.
    5. Ontwerp de linker tweede molaire cilinder zodat deze 30 ° mediaal en de rechter tweede molaire cilinder hellend is, zodat deze op 30 ° is gekanteld. Stel de andere cilinders in rechte hoeken van het model.
  3. 3D-printen in metaal
    1. Vervaardiging van een Phantom-model met CoCr legering door een metalen 3D-printer om te dienen als de tandheelkunde van een patiënt (Figuur 1).

2. referentiegegevens acquisitie en software analyse

  1. Scan de Phantom met de test intraorale scanner.
    1. Verkrijg de referentieafbeelding door het metalen Phantom-model te scannen met de model scanner op industrieel niveau.
  2. Stel een coördinatensysteem in door punten uit referentie bollen te extraheren.
    1. Laad de referentieafbeelding naar de reverse engineering Analysis software om de referentie coördinaten van elke cilinder positie te berekenen.
    2. Extraheer de bol door de Ref. Geometry te selecteren | Maken | Sphere | Kies grenspunten commando en het plukken van de vier punten op het oppervlak van de referentie-bol die het verst van elkaar verwijderd zijn (aanvullend figuur 1 en aanvullend figuur 2).
    3. Bereken het midden van drie referentie bollen.
    4. Gebruik de Ref. Geometry | Maken | Vliegtuig | Kies punten commando om de centra van drie bollen te verbinden en een vlak te maken (aanvullend figuur 3).
    5. Stel het gevormde vlak in als xy-vlak.
    6. Selecteer de Ref. Geometry | Maken | Vliegtuig | Offset vlak om een raakvlak boven het XY -vlak te maken (aanvullend figuur 4).
    7. Maak punten waar het raakvlak en twee linguale bollen elkaar ontmoeten door de Ref. Geometry te kiezen | Maken | Punt | Project op Ref. plane (aanvullend figuur 5).
    8. Genereer een vlak tussen de gecreëerde punten en het midden van de twee linguale sferen met behulp van de Ref. Geometry | Maken | Vliegtuig | Kies punten commando (aanvullend figuur 6).
    9. Meet de afstand van dit vlak tot het midden van de buccale bol met de inspectie | Afmeting | Lineair commando (aanvullend figuur 7).
    10. Creëer een parallel vlak dat door het middelpunt van de buccale bol loopt met de geometrie | Maken | Vliegtuig | Het commando Offset vlak (aanvullende figuur 8).
    11. Stel het gevormde vlak in als YZ-vlak (aanvullend figuur 9).
  3. Stel de x-, y-en z -assen in.
    1. Stel het midden van de buccale bol in als de ' oorsprong ' van het coördinatenstelsel.
    2. Stel een lijn parallel met de lijn die de middelpunten van de resterende twee bollen verbindt tijdens het reizen in de voorwaartse en achterwaartse richting van het model door de oorsprong als de Y-as.
    3. Stel de lijn in op het XY -vlak dat de oorsprong passeert en loodrecht op de y -as staat als de X-as.
    4. Gebruik de Ref. Geometry | Maken | Coördineren | Kies oorsprong &Amp; X, Y richting commando om een nieuw coördinatensysteem te maken met het buccale Sphere Center als de oorsprong (aanvullend figuur 10).
    5. Stel de lijn loodrecht op het XY -vlak en door de oorsprong als de Z-as (aanvullend figuur 11).
  4. Breng dit detail over van het Scan coördinatensysteem naar het nieuw opgerichte coördinatensysteem.
    1. Gebruik de Ref. Geometry | Binden aan shell commando om de geometrieën gemaakt tijdens dit proces bovenop de scangegevens te herstellen (aanvullend figuur 12).
    2. De Ref. Geometry uitvoeren | Transformeren | Coördineren | De opdracht coördinaat afstemmen op doorvoer van het basis coördinatensysteem naar het nieuw gecreëerde coördinatensysteem (aanvullend figuur 13).
    3. Wijs op deze manier een coördinatenstelsel toe aan het metaal model met verwijzing naar de drie referentie bollen (aanvullend figuur 14).
  5. Haal de meetpunten uit de cilinders in het hoofdgebied.
    1. Extraheer de x-, y-en z -coördinaten voor de bovenste cirkel centra van zes cilinders die moeten worden geanalyseerd op de vervorming van de opgegeven gebieden door het reverse engineering-proces.
    2. Gebruik hiervoor de Ref. Geometry | Maken | Cilinder | Kies grenspunten commando en specificeer ten minste 10 punten op de bovenrand van de cilinder en geef dezelfde hoeveelheid punten op de ellips die voldoet aan de tand aan de onderkant van de cilinder (aanvullend figuur 15, aanvullende figuur 16, en aanvullend figuur 17).
    3. Verkrijg de geëxtraheerde coördinaten van het cilindertop centrum. Evalueer de 3D-vervorming op elke positie door deze te vergelijken met de coördinaten waarden van dezelfde cilinder van de digitale indruk die door de intraorale scanner wordt verkregen om te worden geëvalueerd.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

De coördinaten van elke cilinder, berekend op basis van de oorspronkelijk ontworpen CAD-gegevens en de referentie scan afbeelding van het 3D-gedrukte metaal model dat door de model scanner op industrieel niveau wordt gescand, worden weergegeven in tabel 1. Het verschil tussen de twee toonde een waarde van minder dan 50 μm, maar de z -coördinaat waarde van de rechter tweede molaire cilinder uit het 3D-gedrukte Master specimen was laag. Hoewel de Metal Phantom werd geproduceerd uit een high-end industriële 3D-printer, werd een klein verschil in de hoogte van één cilinder aangetroffen. Terwijl het ontwerp werd gedaan met CAD-software, werd de Metal Phantom gebruikt als een referentie die werd gescand met de verschillende intraorale-scanners, en het verschil was verwaarloosbaar. Als een andere service checker een nieuwe Phantom fabriceert uit dezelfde gedeelde gegevens en hetzelfde proces uitvoert, moet de Phantom opnieuw worden gescand met een referentie scanner op industrieel niveau om referentie coördinaten te verkrijgen en vervolgens verder te gaan met het daaropvolgende proces. Tabel 2 toont de coördinaten van het Master specimen die vijf maal met een industriële scanner werd gescand. Bij de evaluatie van de standaarddeviatie bedroeg de gemiddelde afwijking 45 μm, met een grote afwijking in de y -coördinaat waarde van de rechter tweede molaire cilinder. Geconcludeerd kan worden dat de precisie van de referentie scanner goed genoeg was om de referentie coördinaten van punt nul en zes cilinders te extraheren.

De evaluatie van de reproduceerbaarheid van de referentie scanner werd uitgevoerd door overlap vergelijking tussen vijf gegevenssets van de Metal Master specimen gescand met de referentie scanner. In totaal werden er 10 paren uitgelijnd en geëvalueerd. De afwijking van elk paar resulteerde in een reproduceerbaarheid van 0,011 ± 0,002 mm (tabel 3). De reproduceerbaarheid van de referentie scanner werd verschillend berekend en geconcludeerd dat de resultaten van beide methoden betrouwbaar waren en dat laatstgenoemde kon worden weggelaten.

Figure 1
Figuur 1: ontwerp-en fabricageproces van een Phantom-model voor de vervormings evaluatie. (A) oorspronkelijk ontworpen CAD-gegevens. (B) 3D-gedrukte Master specimen gemaakt van CoCr legering. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Figure 1
Aanvullend figuur 1: extractie punten voor Sphere. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Figure 2
Aanvullend figuur 2: orderverzamelpunten op het oppervlak van de referentie bol. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Figure 3
Aanvullend figuur 3: creatie van het xy-vlak door het midden van drie bollen te plukken. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Figure 4
Aanvullend figuur 4: creatie van het verschuivings vlak, een halve diameter van de bol boven het xy-vlak. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Figure 5
Aanvullend figuur 5: creatie van de punten waar het offset vlak en twee linguale bollen elkaar ontmoeten. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Figure 6
Aanvullend figuur 6: creatie van het vliegtuig dat beide centra van de linguale sferen passeert door vier punten te plukken. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Figure 7
Aanvullend figuur 7: meting van de afstand van dit vlak tot het midden van de buccale bol. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Figure 8
Aanvullend figuur 8: creatie van het parallelle vlak dat door het midden van de buccale bol loopt. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Figure 9
Aanvullend figuur 9: instelling van het gevormde vlak als YZ-vlak. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Figure 10
Aanvullend figuur 10: creatie van een nieuw coördinatensysteem met het midden van de buccale sfeer als oorsprong. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Figure 11
Aanvullend figuur 11: instelling van de lijn loodrecht op het xy-vlak en doorlopen van het buccale Sphere Center als de Z-as. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Figure 12
Aanvullend figuur 12: vaststelling van de gecreëerde geometrieën aan de scangegevens. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Figure 13
Aanvullend figuur 13: overdracht van het basis coördinatensysteem naar het nieuw gecreëerde coördinatensysteem. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Figure 14
Aanvullend figuur 14: controleren of de oorsprong en het coördinatensysteem correct zijn verplaatst naar de map die uit de scangegevens is geëxtraheerd. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Figure 15
Aanvullend figuur 15: gebruik van de Kies grenspunten commando om de cilinder uit te pakken. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Figure 16
Aanvullend figuur 16: het plukken van voldoende punten op de bovenste cirkel en de onderste ellips rond de cilinder. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Figure 17
Aanvullend figuur 17: controleren of de geëxtraheerde cilinder correct is ontworpen. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Cad 3D afgedrukt Verschil
Gegevens Metal Master specimen
37i X 7,897 7,875 0,022
Y 6,418 6,373 0,045
Z 7,312 7,265 0,047
35I X 8,481 8,427 0,054
Y 26,045 25,99 0,055
Z 7,846 7,846 0
33i X 11,889 11,85 0,04
Y 40,16 40,106 0,054
Z 8,346 8,409 -0,063
43i X 37,246 37,196 0,051
Y 45,738 45,686 0,052
Z 9,445 9,5 -0,055
45I X 47,21 47,178 0,032
Y 35,115 35,081 0,034
Z 8,707 8,708 -0,001
47i X 56,397 56,386 0,011
Y 13,038 13,041 -0,002
Z 7,558 7,451 0,107

Tabel 1: Verschillen in cilinders ' coördinaten tussen CAD-gegevens en het 3D-gedrukte metaal Master specimen. Eenheid: mm.

Ref. 1 Ref. 2 Ref. 3 Ref. 4 Ref. 5 Gemiddelde ± SD-
37i X 7,856 7,874 7,871 7,89 7,885 7,875 ± 0,013
Y 6,406 6,375 6,358 6,356 6,368 6,373 ± 0,020
Z 7,259 7,274 7,269 7,265 7,258 7,265 ± 0,007
35I X 8,435 8,379 8,393 8,471 8,46 8,427 ± 0,040
Y 26,032 25,98 25,996 25,962 25,979 25,990 ± 0,026
Z 7,838 7,883 7,837 7,858 7,816 7,846 ± 0,025
33i X 11,839 11,779 11,794 11,925 11,91 11,850 ± 0,066
Y 40,129 40,085 40,112 40,097 40,106 40,106 ± 0,017
Z 8,372 8,485 8,391 8,414 8,381 8,409 ± 0,046
43i X 37,177 37,115 37,155 37,269 37,262 37,196 ± 0,068
Y 45,711 45,723 45,725 45,622 45,65 45,686 ± 0,047
Z 9,437 9,568 9,541 9,498 9,457 9,500 ± 0,055
45I X 47,15 47,123 47,142 47,246 47,23 47,178 ± 0,056
Y 35,109 35,148 35,135 34,988 35,025 35,081 ± 0,071
Z 8,609 8,785 8,728 8,738 8,681 8,708 ± 0,067
47i X 56,369 56,373 56,371 56,409 56,407 56,386 ± 0,020
Y 13,085 13,122 13,114 12,923 12,959 13,041 ± 0,093
Z 7,349 7,445 7,457 7,527 7,478 7,451 ± 0,065

Tabel 2: Cilinders ' coördinaten van referentiegegevens sets verkregen uit de 3D-gedrukte Metal Master specimen. Eenheid: m.

Precisie 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Gemiddelde ± SD-
Referentie scanner 8,3 12,4 9,5 13,2 11,7 8 12,1 10,7 12,1 11,8 11,0 ± 1,8

Tabel 3: Precisie van de gegevensset die is verkregen van de referentie scanner. Eenheid: μm.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Onder de onderzoeken die de nauwkeurigheid van de intraorale-scanner evalueren door de resulterende digitale vertonings instantie te evalueren, is de meest gebruikelijke methode om de digitale vertoningsgegevens op de referentieafbeelding te leggen en de afwijking van shell tot shell te berekenen12 ,13,14,15,20,23. Deze methode is echter beperkt tot het berekenen van de afwijkingswaarde van de gekoppelde gegevens of het evalueren van de distributie in kwalitatief door middel van de kleurenkaart. In een studie die de afwijking van de lokale locatie heeft gemeten door punten te selecteren die moeten worden geanalyseerd op de kleurenkaart, werd de afwijking in de x-, y-en z -richting niet als29beschouwd. Bovendien, deze methoden hebben beperkingen in dat ze moeten worden geanalyseerd na overlapping met referentiegegevens. De uitlijning kan variëren van het ene gegevenspunt naar het andere en de resultaten variëren afhankelijk van de sorteercriteria. In klinische studies waarbij patiënten betrokken zijn, is het moeilijk om deze methoden toe te passen, omdat het niet mogelijk is om de volledige tand boog door de mond te scannen met een industriële scanner die zich buiten de orale holte bevindt.

In deze studie werd een Master specimen gemaakt van metaal, dat minder beïnvloed wordt door temperatuur en vochtigheid, voorgesteld. Het coördinatensysteem voor de specifieke 3D-gedrukte metalen specimen werd ingesteld en de positie coördinaten van de zes cilinders werden vooraf berekend. Op deze manier werd, ongeacht de intraorale scanner, een individueel coördinatensysteem gevormd vanuit elke digitale vertoning via de referentie bollen van de scangegevens, zodat de analyse alleen met de gescande gegevens kon worden uitgevoerd, zonder de referentieafbeelding opeenhoping. Het referentiebeeld dat met de uiterst nauwkeurige industriële referentie scanner werd verkregen, werd alleen gebruikt om de coördinaten waarden van de zes cilinders te verwerven wanneer het model van de metaal Master voor het eerst werd geproduceerd. De vergelijkende evaluatie tussen de referentie-en intraorale scangegevens gebeurde door eenvoudige rekenkundige berekening door middel van coördinaten waarden. Aangezien de afwijkingen in de x-, y-en z -richtingen van de cilinder coördinaten werden uitgedrukt als positieve en negatieve waarden, werden voor elke regio ook 3D-positionele wijzigingen getoond. Daarom is de methode die in deze studie wordt gebruikt geschikt voor het evalueren van de gegevens vervorming van het handheld-apparaat, de orale scanner. Aangezien de afwijking van de cilinder coördinaten in de x-, y-en z -richting werd weergegeven met positieve en negatieve waarden, wordt een 3D-positie verandering van elke locatie duidelijk. Daarom is de methode die in deze studie wordt gebruikt geschikt voor het evalueren van de vervorming van digitale vertoningsgegevens die zijn verkregen met de handheld intraorale scanner.

De meeste coördinaten waarden van elke cilinder, berekend op basis van de oorspronkelijke CAD-gegevens, en het referentiebeeld van het model van de metaal stam toonden waarden van minder dan 50 μm. Dit is gerelateerd aan de prestaties die kenmerkend zijn voor metalen 3D-printers. Aangezien het Master model na 3D-printen als een nieuwe referentie wordt gebruikt in plaats van standaard CAD-gegevens te gebruiken, hoeven de beperkingen van deze 3D-printers niet in aanmerking te worden genomen. De verandering in het Master specimen was groot bij de z -coördinaat van de rechter tweede molaire. Het was omdat de cilinder was gekanteld en de lengte van de cilinder blootgesteld boven de tand kort was, wat nadelig was voor het reverse engineering proces. Ook was de bovenste cirkel van deze tand van de cilinder geneigd tot het XY -vlak van de 3D-printer toen in dit onderzoek metaal werd uitgevoerd. Het lijkt erop dat de kenmerken van de 3D-printer, waarin XY -nauwkeurigheid en z -nauwkeurigheid afzonderlijk worden uitgedrukt, ook weerspiegeld. Bij toekomstig onderzoek kan het ontwerpen en gebruiken van alle cilinders zonder kantelen een goed alternatief zijn.

Als er een kostenprobleem in het vervaardigen van een Master specimen met een metalen 3D-printer, het kan worden gemaakt van of hars. Naarmate het nieuwe coördinatensysteem werd ingesteld en de coördinaten van de zes cilinders werden berekend na de fabricage van het preparaat, heeft de dimensionale verandering die kan worden veroorzaakt door de expansie en inkrimping van het materiaal tijdens het fabricageproces geen invloed op het eindresultaat. Echter, bij het gebruik van een dergelijk specimen voor een lange periode van tijd, kan er een lichte volume verandering als gevolg van vocht en temperatuur, en er is een mogelijkheid dat het zal worden vervormd als gevolg van breuk of schuren. Daarom is een kalibratieprocedure vereist om periodiek de cilinder coördinaat waarde te berekenen met een referentie scanner. In plaats van een industriële referentie scanner te gebruiken, kan bovendien de Coördinatenmeetmachine (CMM) worden gebruikt om de referentie coördinaten van het model monster te meten. In dit geval wordt aanbevolen om een superimposant onderzoek uit te voeren met referentiegegevens voor de evaluatie van het ingewikkelde tandoppervlak naast de afwijkings controle door de coördinaten van de cilinders.

De beperkingen van deze methode zijn dat de tijd die nodig is voor reverse-engineering-analyse langer wordt wanneer het aantal digitale vertoningen worden geëvalueerd toeneemt. Recent geïntroduceerde 3D Image Analysis software maakt inspectie automatisering mogelijk via een macrofunctie. Aangezien de globale vorm van het Master specimen hetzelfde is, is het mogelijk de analysetijd te verkorten door de instelling van het coördinatensysteem en de berekening van de cilinder coördinaten van de verworven digitale indruk te automatiseren.

Door het meten van de mate van vervorming in elk deel van de volledige-Arch digitale indruk als een numerieke waarde, het kan worden gebruikt om te vinden en te verbeteren van de inherente problemen van de intraorale scanner worden geëvalueerd voor de prestaties. Aangezien de intraorale scanner een ingewikkeld optisch apparaat is dat bestaat uit een projectie lamp, een lens, een objectief vat, een camera, etc., zijn hardware-overwegingen groot. Ook is een software-algoritme dat het mogelijk maakt de verworven 3D-gegevens in real-time bij meer dan 30 frames per seconde samen te voegen, ook belangrijk19. Het is mogelijk om de prestaties van de intraorale scanner te evalueren en te verbeteren door inzicht te krijgen in de relatie tussen het terugkeerpatroon van het model van de metaal stam en de factor factoren van intraorale scanners. De scan strategie die wordt bepaald door de richting en volgorde van het verwerven van afbeeldingen is ook een belangrijk element voor het verkrijgen van digitale vertoningen30. Deze methode kan worden gebruikt om een strategie vast te stellen die vervorming minimaliseert.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

De auteurs hebben niets te onthullen.

Acknowledgments

Deze studie werd gesteund door een subsidie van het Korea Health Technology R & D-project via het Korea Health Industry Development Institute (KHIDI), gefinancierd door het ministerie van volksgezondheid & welzijn (subsidie nummer: HI18C0435).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  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).

Tags

Engineering probleem 147 tandheelkundige technologie tandheelkundige indruk intraorale scanner nauwkeurigheid vervorming coördinatensysteem complete-Arch scan
Het meten van de volledige boog vervorming van een optische tandheelkundige indruk
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Park, J. M., Shim, J. S. Measuring… More

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

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter