Intraorální skenery: Transformační technologie v moderní stomatologii

 

 

Digitální zubní lékařství se rychle změnilo z nově vznikajícího konceptu na nedílnou součást každodenní zubní praxe. Intraorální skenery jsou příkladem této digitální revoluce ve stomatologii. Na rozdíl od tradičních zubních otisků pomocí otiskovacího materiálu uloženého ve vaničkách pořizují intraorální skenery přímo 3D digitální otisky ústní dutiny. Digitalizace intraorálních struktur umožnila pokročilé aplikace v záchovné stomatologii, ortodoncii, protetice a plánování ústní chirurgie. Intraorální skenery přinesly ve srovnání s konvenčními otisky řadu klinických výhod a slibují změnu zkušeností pacientů a zlepšení výsledků zdravotní péče v ústní dutině.

 

V tomto obsáhlém článku najdete podrobný přehled intraorálního skenování, včetně:

 

- Historie a vývoj technologie intraorálního skenování

- Základní principy a metodika intraorálních skenerů

- Digitální otiskovací pracovní postup s využitím intraorálních skenerů

- Dostupné typy intraorálních skenerů a jejich rozdíly

- Klinické výhody a využití intraorálních skenerů

- Omezení a úvahy při používání intraorálních skenerů

- Pohled pacientů na intraorální digitální skenování

- Vliv intraorálních skenerů na zubní laboratoře

- Náklady na implementaci a ekonomické aspekty zavádění intraorálních skenerů

- Budoucnost technologie a aplikací intraorálního skenování

 

 

Intraorální skenování znamená použití ručních digitálních intraorálních skenerů k přímému pořizování přesných 3D snímků povrchu ústních struktur včetně zubů, měkkých tkání, kostí a výplní. Skenovací hůlka se pomalu přetáhne přes všechny oblasti zájmu v ústech, přičemž vizualizace v reálném čase na obrazovce umožňuje klinickému lékaři zajistit úplné snímání. Sofistikovaný software spojí naskenované snímky do souvislého digitálního otisku, který je velmi přesný až do mikroskopických detailů.

 

Na rozdíl od fyzických zubních otisků, které se musí odeslat do zubní laboratoře, se digitální skenovací soubory okamžitě nahrají a přenesou elektronicky. Proces výplně pak pokračuje digitálně, kdy se pomocí CAD/CAM navrhují a vyrábějí výrobky, jako jsou korunky, můstky, rovnátka a implantáty. Intraorální skenování zcela eliminuje potřebu tradičních otiskovacích materiálů, misek, dezinfekce, přepravy a skladování.

 

Intraorální skenery zachycují složité anatomické struktury pomocí optického skenování, konfokálního zobrazování nebo jejich kombinací. Skenery u křesla umožňují zubním lékařům provádět v ordinaci digitální otisky pro výplně zubů, jako jsou zubní náhrady, korunky, dýhy a inleje, ještě týž den. Komplexní vysoce přesné skenery jsou ideální pro složité rehabilitační případy. Přenosné intraorální skenery podporují digitální otisky v satelitních ordinacích a v domácnostech pacientů pro starší nebo zdravotně postižené pacienty.

 

 

Digitální intraorální otisky byly sice koncipovány již v 80. letech 20. století, ale omezení mapování povrchu bránila jejich realizovatelnému vývoji až do roku 2000. První použitelný intraorální skener byl představen v roce 2006 společností Cadent pro ortodontické digitální otisky. V roce 2011 umožnilo uvedení skeneru Lava C.O.S. od společnosti 3M pořizování intraorálních otisků pro výplně u křesla.

 

První intraorální skenery byly pomalé, snímaly pouze povrch zubů a měly nedostatečný software. Rychlý technologický pokrok v oblasti optiky, 3D zobrazování, výpočetního výkonu a softwarového inženýrství však přispěl k výraznému zlepšení rychlosti, přesnosti a pracovního postupu skenování. Do roku 2015 se objevily rozsáhlé možnosti vysoce přesných intraorálních skenerů, které se začaly široce používat v protetické a výplňové praxi.

 

Současní digitálně zaměření studenti zubního lékařství a mladší zubní lékaři jsou hnací silou další popularizace intraorálních skenerů. S klesající cenou a dalším zdokonalováním technologie jsou intraorální skenery připraveny stát se standardem péče a možná během deseti let zastarají fyzické otisky.

 

 

 

I když se typy intraorálních skenerů liší, všechny mají společné technické principy a pracovní postup skenování. Pochopení základních principů vám poskytne informace o možnostech a omezeních.

 

Intraorální skenery jsou ruční zařízení ve tvaru hůlky o velikosti elektrického zubního kartáčku. Při optickém skenování vysílá hůlka bezpečný strukturovaný světelný obrazec laserového nebo jiného světla, který je zkreslen 3D konturami povrchu ústní dutiny. Toto zkreslení je zachyceno senzory a dekódováno softwarem, který mapuje topologické charakteristiky.

 

Konfokální skenování využívá bodové laserové pulzování se senzory k měření změn výšky mikropovrchu s extrémně vysokým rozlišením. Polarizace a interference světla mohou rovněž pomoci při optimalizaci získávání obrazu. Skenery mohou kombinovat více skenovacích technologií pro dosažení lepších výsledků.

 

Během skenování jsou kamera a pohybové senzory hůlky přesně sledovány ve 3D prostoru. Komplexní výpočetní transformace spojí dohromady tisíce naskenovaných snímků a vytvoří jednotný 3D digitální model. Moderní skenery používají streamování videa, které je efektivnější než snímání jednotlivých snímků.

 

Před skenováním zubních oblouků se umístí lícní retraktory, aby se zajistil přístup k přímému pohledu. Zubní lékař poté systematicky skenuje všechny plochy, počínaje okluzní, následně lingvální, bukální a interproximální. Pro registraci skusu pacient při snímání okluze kousne do snímací plochy nebo destičky. Případné vynechané oblasti se naskenují znovu, dokud není zmapována kompletní anatomie zubů a zarovnání skusu.

 

Hůlka se pohybuje rovnoměrným tempem ve vzdálenosti asi 5-10 mm od povrchu. Vizuální navádění informuje obsluhu o tom, kdy je třeba provést další skenování. Celý proces intraorálního skenování obvykle trvá 5-15 minut v závislosti na složitosti případu a zručnosti operatéra. Okamžitý náhled na obrazovce umožňuje kontrolu chyb a opakování neadekvátních oblastí.

 

Po splnění podmínek se 3D model nahraje pro diagnostiku a plánování. Digitální otisk obsahuje složitou barevnou topologii povrchu s přesností na ~ 20 mikronů - dostatečnou pro jakoukoli stomatologickou aplikaci včetně všeobecné a specializované praxe.

 

 

K dispozici je řada modelů intraorálních skenerů od různých výrobců. Lze je obecně rozdělit na rychlé in-office systémy pro přímé restaurování u křesla a vysoce přesné komplexní skenery pro komplexní rehabilitaci a nepřímé lepení. Skenery se výrazně liší v mechanice skenování, pracovním postupu, softwarových možnostech, rychlosti, přesnosti, ergonomii a ceně.

 

Většina zubních ordinací volí skenery u křesla kvůli pohodlí a cenové výhodnosti. Patří mezi ně 3Shape TRIOS, Medit i500, Dentsply Sirona Primescan, Align Technology iTero a Carestream CS 3700/3600. Vyvažují adekvátnost skenování, jednoduchost a cenovou dostupnost. Dělají však kompromisy v přesnosti a funkčnosti softwaru, což omezuje vhodnost pro komplexní celoústní náhrady.

 

Specializované vysoce přesné intraorální skenery, jako jsou 3Shape TRIOS 3 a Carestream CS 3600/3700, nabízejí díky konfokální mikroskopii a pokročilé optice výjimečnou přesnost až na 10 mikronů. To podporuje rozsáhlou rehabilitaci zahrnující více můstků, implantátů a fazet. Jejich součástí je také sofistikovaný software pro úpravu skusu, označování okrajů a analýzu okluze. Nevýhodou je pomalejší výkon, objemnější velikost hůlky a cena přesahující $40 000.

 

Přenosné lehké skenery, jako jsou Medit i500, XiO 5 a GC Aadva, umožňují pořizování digitálních otisků v satelitních ordinacích, nemocnicích a domácích podmínkách pro pacienty se speciálními potřebami. Ergonomie hůlky a jednoduchost softwaru usnadňují používání. Pohodlná mobilita je ovšem za cenu poněkud snížené kvality zobrazování a softwarových možností.

 

Vyhodnocení možností vyžaduje vyvážení adekvátnosti skenování, přesnosti, ergonomie, efektivity pracovních postupů, softwarových nástrojů, servisních smluv, podpory společnosti a nákladů pro potřeby praxe. Specializované praxe mohou ospravedlnit investici do špičkových systémů, zatímco pro všeobecné zubní lékařství postačí úspornější modely. Doporučuje se provést zkušební skenování s jakýmkoli potenciálním intraorálním skenerem.

 

 

Intraorální skenery nabízejí oproti tradičním snímkům významné výhody, které podporují jejich zavádění. Mezi nejvýznamnější výhody patří:

 

Zkušenosti pacientů - Intraorální skenování zcela eliminuje nepříjemné konvenční otisky. Odpadá dávení, zkreslená řeč a potenciální riziko polykání a dýchání. Skenování je dobře snášeno s minimální obstrukcí nebo nepohodlím.

 

Rychlost a efektivita - Rychlost, jednoduchost a okamžitý přístup k digitálním souborům díky skenování zlepšují pracovní postupy v ordinaci a zkracují celkový čas práce na křesle oproti tradičním otiskům. Úpravy a opětovné skenování jsou rychlé a snadné.

 

Přesnost - digitální otisky zachycují složité detaily pro vynikající přesnost a dokonalé okraje. Úspěšnost dobře navržených intraorálních korunek se blíží hodnotě 99%. Kompletní přesné snímky preparovaných zubů a protilehlých okluzí zabraňují předělávkám a úpravám.

 

Vizualizace - skenery poskytují vizualizaci skenovaných oblastí v reálném čase, což lékaři umožňuje identifikovat nedostatečné oblasti během skenování. 3D náhledy na obrazovce umožňují okamžitou kontrolu kvality.

 

Plánování léčby - digitální modely se přímo integrují se softwarem CAD/CAM a zobrazovacím softwarem pro přesné měření, návrh protézy, plánování chirurgických zákroků a předvídání konečných výsledků.

 

Digitální ekosystém - Skeny se přímo integrují s elektronickým plánováním léčby, návrhovým softwarem, frézovacími zařízeními CAD/CAM a zařízeními pro 3D tisk, čímž se zefektivní přímý digitální pracovní postup.

 

Nákladová efektivita - navzdory vysokým počátečním nákladům na skenery se dlouhodobé úspory díky eliminaci otiskovacího materiálu, dopravy a skladování a efektivitě pracovních postupů rychle vrátí.

 

Ukládání záznamů - Digitální otiskovací soubory vyžadují minimální úložný prostor oproti objemným fyzickým modelům a otiskovacím deskám, které se časem znehodnotí. Zálohování zajišťuje trvalost záznamů.

 

Celkově lze říci, že intraorální skenery nabízejí obrovské časové, finanční a kvalitativní výhody, díky nimž se pravděpodobně stanou univerzální součástí stomatologie.

 

 

I když intraorální skenery nabízejí velké výhody, měli by si zubní lékaři uvědomit některá omezení, která jsou jim vlastní:

 

Křivka učení - skenování vyžaduje vyvinutí specifické techniky pro efektivní zachycení všech intraorálních struktur. Praktici by měli počítat s tím, že se personál bude učit, než si osvojí tuto dovednost.

 

Initial costs – Purchase costs of $15,000-$40,000 can present a significant upfront investment, especially for smaller practices. Cautious evaluation of return on investment is recommended.

 

Limited scanner availability – Many dental offices only have one scanner, so intraoral scanning cannot be done in parallel chairside with traditional impressions.

 

Moisture control – Scanners rely on optical imaging, so blood, saliva, and condensation must be frequently cleared to prevent interference and scanning aborts.

 

Implant scans – Scanning titanium and metal hardware is challenging and often results in data voids, requiring careful supplemental imaging.

 

Space requirements – Limited space for tongue and cheek retraction can impede scanning mandibular lingual surfaces and posterior regions.

 

Patient movement – Excessive motion, breathing, swallowing, or tongue movement during scans can degrade image quality and capture fidelity.

 

Software learning – Advanced software features for bite optimization, margin marking, and occlusion evaluation have significant learning curves.

 

IT and support – Scanners require IT infrastructure for data transmission, storage, backups, and hardware/software support.

 

As with any new technology, careful training, practice, and patience is required to achieve scanning proficiency, circumvent limitations, and realize the full benefits.

 

 

Clinical advantages are only one aspect of intraoral scanners’ impact. Patient perspectives regarding their experience are equally important for dental offices to consider:

 

Comfort – The vast majority of patients find intraoral scanning faster, more comfortable, and convenient versus conventional impressions. For gentle easygoing patients, the difference may be nominal. But for anxious, sensitive, or gag-reflex patients, scanning brings dramatic relief.

 

Acceptance – Most patients beyond 40 years old will have experienced traditional impressions, and readily embrace and appreciate the modern scanning approach. However, a minority of patients may distrust the new technology and prefer traditional methods. Proper education and reassurance is key.

 

Appearance – Some patients perceive the high-tech scanner wands as futuristic devices that represent cutting-edge dentistry. However, a small number may see the scanners as impersonal or intimidating.

 

Participation – Watching real-time scanning images on the screen engages patients more actively in the process, and allows them to better understand their specific dental issues. This facilitates doctor-patient discussions.

 

Special needs – Intraoral scanning has proven a breakthrough for patients with disabilities, respiratory issues, post-radiation changes, or other conditions precluding conventional impressions. The minimally intrusive scanning enables treatment options previously infeasible.

 

Overall, from a patient perspective, intraoral scanners score highly on the metrics of comfort, convenience, engagement, and access to care. This yields both better patient experience and treatment acceptance.

 

 

While intraoral scanners offer clinical benefits in dental practices, adoption has also disrupted traditional dental laboratory workflows that relied on conventional impressions. Laboratories have had to radically adapt to remain competitive in the emerging digital landscape:

 

Skills adjustment – Transitioning from skilled hands-on plaster/stone model pouring and finishing to computer-based digital model manipulation requires extensive retraining of lab staff.

 

New equipment – Design software, advanced 3D printers, milling machines, and metal 3D printers are major investments laboratories must make to fulfill digital case orders.

 

Lean processing – Digital workflow eliminates impression shipping/handling/storage, plaster pouring/trimming, model articulation, and physical storage needs, allowing reduced staffing and facility needs.

 

Accuracy – Digital models provide greater accuracy and easier adjustment than plaster or stone models, yielding high quality restorations, fewer remakes, and tighter deadlines.

 

Communication – Collaborating with dentists on case planning, design, and adjustments is instantaneous and direct using shared digital models instead of impression shipping.

 

Marketing – To remain relevant, dental labs now aggressively market intraoral scanning, same day milling services, and CAD/CAM expertise over conventional analog skillsets.

 

In essence, intraoral scanning has forced a major disruptive transition upon dental laboratories. Those able to successfully reinvent themselves are thriving with expanded services. But reluctant and technologically lagging labs will likely fade. All stakeholders must embrace digital capabilities.

 

 

Despite the many advantages, adoption of in-office intraoral scanning entails major financial considerations for procurement, training, and assimilation into workflow:

 

Scanner costs – The scanner itself represents a major investment, ranging from $15,000 for basic models, to over $40,000 for advanced systems with robust software. This is comparable to the cost of a dental chair.

 

IT Infrastructure – Computers, monitors, networking hardware, and IT support required to install, operate, back up, and interface scanners adds thousands in costs.

 

CAD/CAM milling – To maximize benefits, most practices pair scanning with chairside mills for same day indirect restorations. This adds $30,000-80,000 in capital investment.

 

Training – Staff will require extensive training to proficiently use scanning and design software, and incorporate digitization into practice workflow, adding hundreds of hours in labor costs.

 

Service contract – Annual technical support contracts average $3,000-$5,000 depending on scanner model and coverage inclusions.

 

Despite the major startup costs, from increased impressions, accelerated treatments, greater efficiency, and new revenue streams, most offices recoup investments in under 3 years. While a steep initial financial hurdle, once surpassed intraoral scanning proves a rewarding game changer for restorative dentistry.

 

 

Recent years have seen tremendous advancement in scanning speed, software capabilities, and clinical integration. But this likely represents only the tip of the iceberg of how intraoral scanning may transform dental care delivery:

 

Mainstream adoption – Cost reductions and technology improvements will likely make an intraoral scanner as commonplace in dental offices as handpieces. They will be viewed as routine diagnostic tools.

 

Enhanced color – Scanners will move beyond monochromatic capture to full high-resolution color. This will aid diagnostic assessment and patient education.

 

3D Bioprinting – Scanned oral anatomy data will enable 3D printing of living biocompatible tissues for grafting and implantation applications in dental surgery.

 

Oral cancer screening – Hyperspectral imaging sensors will allow tissue disease and pathology differentiation at the molecular level for non-invasive automated oral cancer screening.

 

At-home impressions – Simple user-friendly at-home intraoral scanners will become viable for impressions, teeth whitening monitoring, and orthodontic tracking without office visits.

 

Predictive analytics – Integrated AI analysis of scans combined with other health data will offer insights into risks, therapeutic needs, and health trends unique to each patient.

 

These glimpses of future innovation represent only a fraction of the transformations in dental practice and expanded patient access to care that intraoral scanning technology has initiated. While novel now, within a decade intraoral scanners are likely to be viewed as completely ordinary.

 

 

In just over 15 years, intraoral scanning has gone from pioneering concept to one of the most disruptive and beneficial innovations in modern clinical dentistry. Intraoral scanners offer tremendous advantages in clinical efficiency, patient experience, practice workflow, treatment options, and quality of care. Despite limitations and a substantial learning curve, these scanners will undoubtedly become standard tools for all dental practices in the near future. Their transformative impact promises to be comparable to the progression from X-rays to panoramic CT in advancing dental care. As costs fall and technology improves, adoption will accelerate. In time, dentists will likely look back with perplexity at how physical impressions were ever tolerated as a standard approach. The digital dentistry revolution is here.