Интраорални скенери: Трансформираща технология в съвременната стоматология

 

 

Цифровата стоматология бързо се превърна от нова концепция в неразделен компонент на ежедневната стоматологична практика. Интраоралните скенери са пример за тази цифрова революция в стоматологията. За разлика от традиционните стоматологични отпечатъци, при които се използва отпечатъчен материал, зареден в подложки, интраоралните скенери директно заснемат 3D цифрови отпечатъци на устната кухина. Цифровизацията на интраоралните структури даде възможност за съвременни приложения във възстановителната стоматология, ортодонтията, протетиката и планирането на оралната хирургия. Интраоралните скенери донесоха многобройни клинични ползи в сравнение с конвенционалните отпечатъци и обещават да променят опита на пациентите и да подобрят резултатите от оралното здравеопазване.

 

В тази изчерпателна статия ще намерите подробен преглед на интраоралното сканиране, включително:

 

- История и развитие на технологията за интраорално сканиране

- Основни принципи и методология на интраоралните скенери

- Работен процес за получаване на дигитални отпечатъци с помощта на интраорални скенери

- Налични видове интраорални скенери и техните разлики

- Клинични предимства и приложения на използването на интраорални скенери

- Ограничения и съображения при използването на интраорални скенери

- Гледни точки на пациентите за интраоралното дигитално сканиране

- Въздействие на интраоралните скенери върху зъботехническите лаборатории

- Разходи за внедряване и икономика на въвеждането на интраорални скенери

- Бъдещето на технологиите и приложенията за интраорално сканиране

 

 

Интраоралното сканиране се отнася до използването на ръчни цифрови интраорални скенери за директно заснемане на прецизни 3D изображения на повърхността на оралните структури, включително зъбите, меките тъкани, костите и възстановяванията. Сканиращата пръчка се плъзга бавно по всички области на интерес в устата, като визуализацията в реално време на екрана позволява на лекаря да гарантира пълното заснемане. Усъвършенстваният софтуер съшива сканираните изображения в безпроблемен дигитален отпечатък, който е изключително точен до микроскопични детайли.

 

За разлика от физическите зъбни отпечатъци, които трябва да се изпратят в зъботехническа лаборатория, цифровите сканиращи файлове се качват и предават незабавно по електронен път. След това възстановителният процес продължава дигитално, с CAD/CAM проектиране и производство на продукти като коронки, мостове, алайнери и импланти. Интраоралното сканиране напълно елиминира нуждата от традиционните отпечатъчни материали, тави, дезинфекция, транспортиране и съхранение.

 

Интраоралните скенери заснемат сложни анатомични структури чрез оптично сканиране, конфокално изобразяване или комбинация от тях. Скенерите за стол позволяват на зъболекарите да правят дигитални отпечатъци в кабинета за възстановявания в същия ден като протези, коронки, фасети и инлеи. Комплексните скенери с висока прецизност са идеални за сложни случаи на рехабилитация. Преносимите интраорални скенери поддържат цифрови отпечатъци в сателитни кабинети и домове на пациенти в напреднала възраст или с увреждания.

 

 

Макар че концепцията за дигитални интраорални отпечатъци е създадена още през 80-те години на миналия век, ограниченията на картографирането на повърхността не позволяват практическото им разработване до 2000 г. Първият жизнеспособен интраорален скенер е представен през 2006 г. от Cadent за ортодонтски дигитални отпечатъци. През 2011 г. въвеждането на Lava C.O.S. от 3M даде възможност за получаване на интраорални отпечатъци за възстановявания в кабинета.

 

Първите интраорални скенери бяха бавни, заснемаха само зъбните повърхности и имаха неадекватен софтуер. Но бързият технологичен напредък в областта на оптиката, 3D изображенията, мощността на компютърната обработка и софтуерното инженерство доведе до значителни подобрения в скоростта на сканиране, точността и работния процес. До 2015 г. се появиха широки възможности за високопрецизни интраорални скенери, които започнаха да се използват широко в протетичните и възстановителните практики.

 

Настоящите студенти по дентална медицина, ориентирани към цифровите технологии, и по-младите зъболекари стимулират по-нататъшното популяризиране на интраоралните скенери. С намаляването на цените и по-нататъшното усъвършенстване на технологиите интраоралните скенери са на път да се превърнат в стандарт за лечение, като може би ще направят физическите отпечатъци излишни в рамките на десетилетие.

 

 

 

Въпреки че видовете интраорални скенери са различни, всички те имат общи технически принципи и работен процес на сканиране. Разбирането на основите дава представа за възможностите и ограниченията.

 

Интраоралните скенери са преносими устройства с форма на пръчка с размера на електрическа четка за зъби. При оптичното сканиране пръчката излъчва безопасен структуриран светлинен модел от лазерна или друга светлина, който се изкривява от 3D контурите на оралните повърхности. Това изкривяване се улавя от сензори и се декодира от софтуер, за да се картографират топологичните характеристики.

 

Конфокалното сканиране използва лазерни импулси от точка до точка с помощта на сензори за измерване на промените във височината на микроповърхността с изключително висока разделителна способност. Поляризацията и интерференцията на светлината също могат да помогнат за оптимизиране на получаването на изображения. Скенерите могат да комбинират няколко технологии за сканиране за постигане на по-добри резултати.

 

По време на сканирането камерата и сензорите за движение на пръчката се проследяват прецизно в 3D пространството. Сложни изчислителни трансформации обединяват хиляди сканирани кадри, изграждайки единен 3D цифров модел. Съвременните скенери използват видеопоток, който е по-ефективен от заснемането на отделни кадри.

 

Преди да се сканират зъбните дъги, се поставят ретрактори на бузите, за да се осигури достъп до пряка видимост. След това зъболекарят систематично сканира всяка повърхност, като започва с оклузалната, последвана от лингвалната, букалната и интерпроксималната област. За регистриране на захапката пациентът отхапва върху сканиращата повърхност или пластина, докато се заснема оклузията му. Всички пропуснати области се сканират отново, докато се картографира пълната зъбна анатомия и подравняването на захапката.

 

Пръчката се размахва с равномерно темпо на около 5-10 мм от повърхностите. Визуалните указания информират оператора кога областите изискват допълнително сканиране. Целият процес на интраорално сканиране обикновено отнема 5-15 минути в зависимост от сложността на случая и уменията на оператора. Незабавният предварителен преглед на екрана позволява проверка за грешки, за да се повторят неадекватните региони.

 

След като бъде удовлетворен, 3D моделът се качва за диагностика и планиране. Дигиталният отпечатък съдържа сложна топология на повърхността с цветни карти с точност до ~20 микрона - достатъчна за всяко дентално приложение, включително обща и специализирана практика.

 

 

Предлагат се многобройни модели интраорални скенери от различни производители. Те могат да бъдат разделени на бързи системи за директна реставрация в кабинета и високопрецизни цялостни скенери за комплексна рехабилитация и индиректно свързване. Скенерите варират значително по отношение на механиката на сканиране, работния процес, софтуерните възможности, скоростта, точността, ергономичността и цената.

 

Повечето зъболекарски кабинети избират скенери на стола за удобство и рентабилност. Сред тях са 3Shape TRIOS, Medit i500, Dentsply Sirona Primescan, Align Technology iTero и Carestream CS 3700/3600. Те балансират между адекватност на сканирането, простота и достъпност. Те обаче правят компромис с прецизността и функционалността на софтуера, което ограничава пригодността им за сложни възстановявания на цялата уста.

 

Специализираните високопрецизни интраорални скенери, като 3Shape TRIOS 3 и Carestream CS 3600/3700, предлагат изключителна точност до 10 микрона чрез конфокална микроскопия и усъвършенствана оптика. Това подпомага мащабната рехабилитация, включваща множество мостове, импланти и фасети. Те включват и усъвършенстван софтуер за регулиране на захапката, маркиране на ръбове и анализ на оклузията. Недостатъците са по-бавната производителност, по-обемистият размер на пръчката и разходите, надвишаващи $40 000.

 

Преносимите леки скенери, като Medit i500, XiO 5 и GC Aadva, дават възможност за дигитални отпечатъци в сателитни кабинети, болници и домашни условия за пациенти със специални нужди. Ергономичността на пръчката и простотата на софтуера улесняват употребата. Удобната мобилност е за сметка на донякъде намаленото качество на изображенията и софтуерните възможности.

 

Оценката на вариантите изисква балансиране между адекватност на сканирането, прецизност, ергономичност, ефективност на работния процес, софтуер инструменти, договори за обслужване, поддръжка от страна на компанията и разходи за нуждите на практиката. Специализираните практики могат да оправдаят инвестицията във висок клас системи, докато по-икономичните модели са достатъчни за общата стоматология. Препоръчително е да се направи тестово сканиране с всеки бъдещ интраорален скенер.

 

 

Интраоралните скенери предлагат значителни предимства в сравнение с традиционните отпечатъци, които стимулират приемането им. Най-съществените предимства включват:

 

Опитът на пациента - Интраоралното сканиране напълно елиминира неудобните конвенционални отпечатъци. Избягват се давенето, изкривяването на говора и потенциалните рискове при преглъщане/издишване. Сканирането се понася добре с минимална обструкция или дискомфорт.

 

Бързина и ефективност - скоростта, простотата и незабавният достъп до цифрови файлове на сканирането подобряват работния процес в практиката, като намаляват общото време за работа на стола в сравнение с традиционните отпечатъци. Корекциите и повторното сканиране са бързи и лесни.

 

Точност - цифровите отпечатъци улавят сложни детайли за отлична прецизност и перфектни граници. Процентът на успеваемост при добре проектираните интраорални коронки се доближава до 99%. Пълното точно заснемане на подготвените зъби и противоположните оклузии предотвратява повторни изработки и корекции.

 

Визуализация - скенерите осигуряват визуализация на сканираното в реално време, което позволява на лекаря да идентифицира неадекватните области по време на сканирането. Триизмерните визуализации на екрана позволяват незабавна проверка на качеството.

 

Планиране на лечението - Цифровите модели се интегрират директно с CAD/CAM и софтуер за обработка на изображения за точни измервания, проектиране на протези, хирургично планиране и прогнозиране на крайните резултати.

 

Дигитална екосистема - Скеновете се интегрират директно с електронното планиране на лечението, софтуера за проектиране, CAD/CAM фрезоването и устройствата за 3D печат за рационализиран директен дигитален работен процес.

 

Икономичност - въпреки високите първоначални разходи за скенери, дългосрочните икономии от премахването на материала за отпечатъци/пренасянето/съхранението и ефективността на работния процес създават бърза възвръщаемост на инвестициите.

 

Съхраняване на записи - Цифровите файлове с отпечатъци изискват минимално пространство за съхранение в сравнение с обемните физически модели и тави за отпечатъци, които се влошават с течение на времето. Резервните копия осигуряват постоянство на записите.

 

Като цяло интраоралните скенери предлагат огромни ползи по отношение на времето, разходите и качеството на грижите, което вероятно ще ги направи универсални в стоматологията занапред.

 

 

Макар да предлагат големи предимства, интраоралните скенери имат и някои присъщи ограничения, които зъболекарите трябва да признаят:

 

Крива на обучението - Сканирането изисква разработване на специфична техника за ефективно заснемане на всички интраорални структури. Практиките трябва да очакват период на обучение, през който персоналът да придобие умения.

 

Първоначални разходи - Разходите за закупуване от $15,000-$40,000 могат да представляват значителна първоначална инвестиция, особено за по-малките практики. Препоръчва се предпазлива оценка на възвръщаемостта на инвестицията.

 

Ограничена наличност на скенери - Много стоматологични кабинети разполагат само с един скенер, така че интраоралното сканиране не може да се извършва паралелно с традиционните отпечатъци.

 

Контрол на влажността - скенерите разчитат на оптично изобразяване, така че кръвта, слюнката и кондензацията трябва да се почистват често, за да се предотвратят смущения и прекъсвания на сканирането.

 

Сканиране на импланти - Сканирането на титаниев и метален хардуер е предизвикателство и често води до празноти в данните, което изисква внимателно допълнително изобразяване.

 

Изисквания за пространство - Ограниченото пространство за ретракция на езика и бузите може да възпрепятства сканирането на лингвалните повърхности на долната челюст и задните области.

 

Движение на пациента - Прекомерното движение, дишане, преглъщане или движение на езика по време на сканирането може да влоши качеството на изображението и верността на заснемането.

 

Софтуерно обучение - Усъвършенстваните софтуерни функции за оптимизиране на захапката, маркиране на границите и оценка на оклузията имат значителни криви на обучение.

 

ИТ и поддръжка - Скенерите изискват ИТ инфраструктура за предаване на данни, съхранение, резервни копия и поддръжка на хардуер/софтуер.

 

Както при всяка нова технология, за да се постигне умение за сканиране, да се заобиколят ограниченията и да се реализират пълните ползи, са необходими внимателно обучение, практика и търпение.

 

 

Клиничните предимства са само един от аспектите на въздействието на интраоралните скенери. Перспективите на пациентите по отношение на техния опит са също толкова важни за стоматологичните кабинети:

 

Комфорт - По-голямата част от пациентите смятат, че интраоралното сканиране е по-бързо, по-удобно и по-комфортно в сравнение с конвенционалните отпечатъци. За нежните и лекомислени пациенти разликата може да е незначителна. Но за тревожни, чувствителни или с давещ се рефлекс пациенти сканирането носи значително облекчение.

 

Приемане - Повечето пациенти над 40-годишна възраст са имали опит с традиционните отпечатъци и с лекота приемат и оценяват съвременния подход на сканиране. Въпреки това малка част от пациентите може да не се доверят на новата технология и да предпочетат традиционните методи. Ключово значение имат подходящото обучение и успокояване.

 

Външен вид - Някои пациенти възприемат високотехнологичните скенерни пръчки като футуристични устройства, които представляват най-съвременна стоматология. Малка част от тях обаче могат да възприемат скенерите като безлични или плашещи.

 

Участие - гледането на сканиращи изображения в реално време на екрана ангажира пациентите по-активно в процеса и им позволява да разберат по-добре специфичните си стоматологични проблеми. Това улеснява дискусиите между лекарите и пациентите.

 

Специални нужди - Интраоралното сканиране се е доказало като пробив за пациенти с увреждания, дихателни проблеми, промени след облъчване или други състояния, които не позволяват правенето на конвенционални отпечатъци. Минимално натрапчивото сканиране позволява възможности за лечение, които преди това са били невъзможни.

 

Като цяло, от гледна точка на пациентите, интраоралните скенери получават високи оценки по показателите за комфорт, удобство, ангажираност и достъп до грижи. Това води до по-добър опит на пациентите и приемане на лечението.

 

 

Въпреки че интраоралните скенери предлагат клинични предимства в денталните практики, тяхното приемане наруши и традиционните работни процеси в денталните лаборатории, които разчитаха на конвенционални отпечатъци. Лабораториите трябваше радикално да се адаптират, за да останат конкурентоспособни в нововъзникващия цифров пейзаж:

 

Приспособяване на уменията - Преминаването от квалифицирано практическо изливане и довършване на гипсови/каменни модели към компютърно базирано манипулиране на дигитални модели изисква широко преквалифициране на персонала на лабораторията.

 

Ново оборудване - Софтуер за проектиране, усъвършенствани 3D принтери, фрезови машини и метални 3D принтери са основните инвестиции, които лабораториите трябва да направят, за да изпълняват поръчките за цифрови калъфи.

 

Икономична обработка - Цифровият работен процес елиминира нуждата от изпращане/пренасяне/съхранение на отпечатъци, изливане/подрязване на гипс, артикулиране на модели и физическо съхранение, което позволява намаляване на персонала и нуждите от помещения.

 

Точност - Цифровите модели осигуряват по-голяма точност и по-лесно регулиране в сравнение с гипсовите или каменните модели, което води до високо качество на възстановяванията, по-малък брой преработки и по-кратки срокове.

 

Комуникация - Сътрудничеството със зъболекарите по отношение на планирането на случая, дизайна и корекциите е мигновено и директно, като се използват споделени цифрови модели вместо изпращане на отпечатъци.

 

Маркетинг - За да останат актуални, зъботехническите лаборатории сега агресивно рекламират интраоралното сканиране, услугите за фрезоване в същия ден и експертните познания в областта на CAD/CAM пред традиционните аналогови умения.

 

По същество, интраоралното сканиране наложи сериозен преход в зъботехническите лаборатории. Тези, които успяха да се преобразят успешно, процъфтяват с разширени услуги. Но неохотните и изоставащи в технологично отношение лаборатории вероятно ще изчезнат. Всички заинтересовани страни трябва да възприемат цифровите възможности.

 

 

Въпреки многото предимства, въвеждането на интраорално сканиране в кабинета е свързано с големи финансови разходи за закупуване, обучение и усвояване на работния процес:

 

Разходи за скенер - Самият скенер представлява сериозна инвестиция, варираща от $15 000 за основни модели до над $40 000 за усъвършенствани системи с надежден софтуер. Това е сравнимо с цената на зъболекарски стол.

 

ИТ инфраструктура - Компютрите, мониторите, мрежовият хардуер и ИТ поддръжката, необходими за инсталиране, експлоатация, архивиране и свързване на скенерите, увеличават разходите с хиляди.

 

CAD/CAM фрезоване - За да се максимизират ползите, повечето практики съчетават сканирането с фрезоване на стол за индиректни възстановявания в същия ден. Това увеличава капиталовите инвестиции с $30,000-80,000.

 

Обучение - Персоналът ще се нуждае от задълбочено обучение, за да използва умело софтуера за сканиране и проектиране и да включи цифровизацията в работния процес на практиката, което ще добави стотици часове разходи за труд.

 

Договор за сервизно обслужване - Средната стойност на годишните договори за техническа поддръжка е $3,000-$5,000 в зависимост от модела на скенера и включеното покритие.

 

Въпреки големите първоначални разходи, свързани с увеличените импресии, ускореното лечение, по-голямата ефективност и новите потоци от приходи, повечето офиси си възвръщат инвестициите за по-малко от 3 години. Макар и да представлява голямо първоначално финансово препятствие, след като бъде преодоляно, интраоралното сканиране се оказва печеливша промяна на правилата за възстановителната стоматология.

 

 

През последните години се наблюдава огромен напредък в скоростта на сканиране, възможностите на софтуера и клиничната интеграция. Но това вероятно е само върхът на айсберга за това как интраоралното сканиране може да трансформира предоставянето на дентални грижи:

 

Приемане в практиката - Намаляването на разходите и подобряването на технологиите вероятно ще направят интраоралния скенер толкова разпространен в стоматологичните кабинети, колкото и наконечниците. Те ще се разглеждат като рутинни диагностични инструменти.

 

Усъвършенстван цвят - скенерите ще преминат от монохроматично заснемане към пълно цветно заснемане с висока разделителна способност. Това ще подпомогне диагностичната оценка и обучението на пациентите.

 

3D биопринтиране - Сканираните данни за анатомията на устната кухина ще позволят 3D принтиране на живи биосъвместими тъкани за присаждане и имплантиране в стоматологичната хирургия.

 

Скрининг на рак на устната кухина - Хиперспектралните сензори за изображения ще позволят диференциране на заболяванията на тъканите и патологията на молекулярно ниво за неинвазивен автоматичен скрининг на рак на устната кухина.

 

Отпечатъци в домашни условия - Лесните за използване интраорални скенери в домашни условия ще станат приложими за получаване на отпечатъци, наблюдение на избелването на зъбите и ортодонтско проследяване без посещения в кабинета.

 

Прогнозен анализ - интегрираният анализ на сканирането с изкуствен интелект, съчетан с други здравни данни, ще предложи прозрения за рисковете, терапевтичните нужди и здравните тенденции, уникални за всеки пациент.

 

Тези проблясъци на бъдещи иновации представляват само малка част от трансформациите в денталната практика и разширения достъп на пациентите до грижи, инициирани от технологията за интраорално сканиране. Макар и нови сега, след десетилетие интраоралните скенери вероятно ще бъдат възприемани като напълно обичайни.

 

 

За малко повече от 15 години интраоралното сканиране се превърна от пионерска концепция в едно от най-разрушителните и полезни нововъведения в съвременната клинична стоматология. Интраоралните скенери предлагат огромни предимства по отношение на клиничната ефективност, опита на пациентите, работния процес в практиката, възможностите за лечение и качеството на грижите. Въпреки ограниченията и значителната крива на обучение, тези скенери несъмнено ще се превърнат в стандартни инструменти за всички стоматологични практики в близко бъдеще. Тяхното трансформиращо въздействие обещава да бъде сравнимо с прогреса от рентгенови лъчи до панорамна компютърна томография в развитието на денталните грижи. С намаляването на разходите и усъвършенстването на технологиите приемането им ще се ускори. След време зъболекарите вероятно ще погледнат назад с недоумение как физическите отпечатъци са били толерирани като стандартен подход. Революцията в дигиталната стоматология е тук.