Интраоральные сканеры - настоящее и будущее
Интраоральные сканеры: Трансформационная технология в современной стоматологии
Цифровая стоматология быстро превратилась из новой концепции в неотъемлемый компонент повседневной стоматологической практики. Интраоральные сканеры являются примером этой цифровой революции в стоматологии. В отличие от традиционных оттисков зубов с использованием оттискного материала, загружаемого в лотки, интраоральные сканеры напрямую снимают трехмерные цифровые оттиски полости рта. Оцифровка интраоральных структур позволила использовать их в реставрационной стоматологии, ортодонтии, протезировании зубов и планировании хирургических операций в полости рта. Интраоральные сканеры дают многочисленные клинические преимущества по сравнению с обычными слепками и обещают изменить опыт пациентов и улучшить результаты лечения полости рта.
В этой статье представлен подробный обзор внутриротового сканирования, в том числе:
- История и эволюция технологии интраорального сканирования
- Основные принципы и методология работы интраоральных сканеров
- Цифровой процесс снятия оттисков с использованием интраоральных сканеров
- Доступные типы интраоральных сканеров и их отличия
- Клинические преимущества и применение интраоральных сканеров
- Ограничения и соображения при использовании интраоральных сканеров
- Мнение пациентов о цифровом сканировании внутриротовой полости
- Влияние интраоральных сканеров на работу зуботехнических лабораторий
- Затраты на внедрение и экономика внедрения интраоральных сканеров
- Будущее технологии и применения интраорального сканирования
Широкий обзор интраорального сканирования
Интраоральное сканирование - это использование ручных цифровых интраоральных сканеров для получения точных трехмерных изображений поверхностей структур полости рта, включая зубы, мягкие ткани, кость и реставрации. Палочка сканера медленно проводится по всем интересующим участкам полости рта, при этом визуализация на экране в режиме реального времени позволяет врачу убедиться в полноте захвата. Сложное программное обеспечение сшивает отсканированные изображения в цельный цифровой оттиск, который отличается высокой точностью вплоть до микроскопических деталей.
В отличие от физических слепков зубов, которые необходимо отправлять в зуботехническую лабораторию, цифровые файлы сканирования сразу же загружаются и передаются в электронном виде. Затем процесс реставрации продолжается в цифровом формате, с помощью CAD/CAM-проектирования и изготовления таких изделий, как коронки, мостовидные протезы, выравниватели и имплантаты. Интраоральное сканирование полностью исключает необходимость использования традиционных слепочных материалов, ложек, дезинфекции, транспортировки и хранения.
Интраоральные сканеры фиксируют сложные анатомические структуры с помощью оптического сканирования, конфокальной визуализации или их комбинации. Сканеры для кабинета позволяют стоматологам делать цифровые оттиски в кабинете для реставраций в тот же день, таких как протезы, коронки, виниры и вкладки. Комплексные высокоточные сканеры идеально подходят для сложных реабилитационных случаев. Портативные интраоральные сканеры позволяют снимать цифровые оттиски в офисах, расположенных по соседству, и на дому у пожилых пациентов или инвалидов.
Эволюция технологии интраорального сканирования
Хотя концепция цифровых внутриротовых слепков была разработана еще в 1980-х годах, ограничения, связанные с отображением поверхности, не позволили осуществить эту разработку до 2000-х годов. Первый надежный интраоральный сканер был представлен в 2006 году компанией Cadent для получения цифровых ортодонтических слепков. В 2011 году появился сканер Lava C.O.S. от компании 3M, который позволил получать внутриротовые оттиски для реставраций в стоматологическом кресле.
Ранние интраоральные сканеры были медленными, снимали только поверхности зубов и имели неадекватное программное обеспечение. Однако быстрый технологический прогресс в области оптики, 3D-изображений, вычислительной мощности компьютеров и программного обеспечения позволил значительно повысить скорость, точность и удобство сканирования. К 2015 году появилось множество вариантов высокоточных интраоральных сканеров, что способствовало их широкому внедрению в ортопедическую и реставрационную практику.
Студенты стоматологических факультетов и молодые стоматологи, ориентированные на цифровые технологии, способствуют дальнейшей популяризации интраоральных сканеров. По мере снижения цен и дальнейшего совершенствования технологий интраоральные сканеры могут стать стандартом лечения и, возможно, сделают физические оттиски устаревшими в течение десятилетия.
Основы и методология интраорального сканера
Хотя типы интраоральных сканеров различаются, все они имеют общие технические принципы и рабочий процесс сканирования. Понимание основ дает представление о возможностях и ограничениях.
Интраоральные сканеры - это портативные устройства в форме палочки размером с электрическую зубную щетку. При оптическом сканировании палочка излучает безопасный структурированный световой паттерн лазерного или другого света, который искажается трехмерными контурами поверхности полости рта. Эти искажения фиксируются датчиками и декодируются программным обеспечением для составления карты топологических характеристик.
Конфокальное сканирование использует точечные лазерные импульсы с датчиками для измерения изменений высоты микроповерхности с чрезвычайно высоким разрешением. Поляризация и интерференция света также могут помочь в оптимизации получения изображения. Сканеры могут сочетать несколько технологий сканирования для получения улучшенных результатов.
Во время сканирования камера и датчики движения палочки точно отслеживаются в трехмерном пространстве. Сложные вычислительные преобразования сшивают тысячи отсканированных кадров вместе, создавая единую цифровую 3D-модель. Современные сканеры используют потоковое видео, что более эффективно, чем захват отдельных кадров.
Перед сканированием зубных дуг устанавливаются щечные ретракторы, чтобы обеспечить прямой доступ. Затем стоматолог систематически сканирует каждую поверхность, начиная с окклюзионной, затем язычную, буккальную и межпроксимальную области. Для регистрации прикуса пациент прикусывает от сканирующей поверхности или пластины, пока его окклюзия фиксируется. Все пропущенные участки сканируются повторно, пока не будет отображена полная анатомия зубов и выравнивание прикуса.
Палочка проносится в постоянном темпе на расстоянии 5-10 мм от поверхностей. Визуальные подсказки информируют оператора о том, какие участки требуют дополнительного сканирования. Весь процесс внутриротового сканирования обычно занимает 5-15 минут в зависимости от сложности случая и квалификации оператора. Мгновенный предварительный просмотр на экране позволяет проверить ошибки и повторить неадекватные участки.
После этого 3D-модель загружается для диагностики и планирования. Цифровой оттиск содержит сложную топологию поверхности с цветовым отображением и точностью до ~20 микрон - достаточно для любого стоматологического применения, включая общую и специализированную практику.
Возможности и различия интраоральных сканеров
Многочисленные модели интраоральных сканеров доступны от различных производителей. Их можно разделить на быстрые офисные системы для прямой реставрации и высокоточные комплексные сканеры для сложной реабилитации и непрямой фиксации. Сканеры значительно различаются по механике сканирования, рабочему процессу, возможностям программного обеспечения, скорости, точности, эргономике и стоимости.
Большинство стоматологических кабинетов выбирают сканеры, устанавливаемые в креслах, для удобства и экономичности. К ним относятся 3Shape TRIOS, Medit i500, Dentsply
Sirona Primescan, Align Technology iTero и Carestream CS 3700/3600. Они сочетают в себе адекватность сканирования, простоту и доступность. Однако они идут на компромисс в точности и функциональности программного обеспечения, что ограничивает их пригодность для сложных полноротовых реставраций.
Специализированные высокоточные интраоральные сканеры, такие как 3Shape TRIOS 3 и Carestream CS 3600/3700, обеспечивают исключительную точность до 10 микрон благодаря конфокальной микроскопии и передовой оптике. Это позволяет проводить обширную реабилитацию с использованием нескольких мостовидных протезов, имплантатов и виниров. Они также включают сложное программное обеспечение для корректировки прикуса, разметки краев и анализа окклюзии. К недостаткам можно отнести более низкую производительность, громоздкий размер палочки и стоимость, превышающую $40 000.
Портативные легкие сканеры, такие как Medit i500, XiO 5 и GC Aadva, позволяют снимать цифровые оттиски в кабинетах, больницах и на дому у пациентов с особыми потребностями. Эргономика палочки и простота программного обеспечения способствуют легкости использования. За удобную мобильность приходится расплачиваться несколько сниженным качеством снимков и возможностями программного обеспечения.
При оценке вариантов необходимо найти баланс между адекватностью сканирования, точностью, эргономикой, эффективностью рабочего процесса, программным обеспечением
инструментыконтракты на обслуживание, поддержка компании и стоимость, соответствующая потребностям практики. Специализированные практики могут оправдать вложения в системы высокого класса, в то время как для общей стоматологии достаточно более экономичных моделей. Рекомендуется провести пробное сканирование с помощью любого предполагаемого интраорального сканера.
Клинические преимущества интраоральных сканеров
Интраоральные сканеры обладают значительными преимуществами по сравнению с традиционными оттисками, что способствует их внедрению. Наиболее значимые преимущества включают:
Опыт пациентов - Интраоральное сканирование полностью исключает неудобные традиционные оттиски. Избегаются рвотные позывы, искажение речи и потенциальные риски глотания/выдыхания. Сканирование переносится хорошо, с минимальной обструкцией или дискомфортом.
Скорость и эффективность - скорость сканирования, простота и мгновенный доступ к цифровым файлам улучшают рабочий процесс в клинике, сокращая общее время работы в кресле по сравнению с традиционными оттисками. Корректировки и повторные сканирования выполняются быстро и легко.
Точность - Цифровые оттиски передают мельчайшие детали, обеспечивая превосходную точность и идеальные границы. Показатели успешности хорошо спроектированных внутриротовых коронок приближаются к 99%. Полные точные снимки препарированных зубов и противоположных окклюзий предотвращают переделки и корректировки.
Визуализация - сканеры обеспечивают визуализацию пройденного сканирования в режиме реального времени, позволяя врачу выявить неадекватные области во время сканирования. Предварительный просмотр 3D-изображений на экране позволяет мгновенно убедиться в их качестве.
Планирование лечения - цифровые модели напрямую интегрируются с программным обеспечением CAD/CAM и визуализации для точных измерений, проектирования протезов, планирования хирургических операций и прогнозирования конечных результатов.
Цифровая экосистема - сканы напрямую интегрируются с электронным планированием лечения, программным обеспечением для проектирования, CAD/CAM-фрезерованием и устройствами для 3D-печати, обеспечивая оптимизированный прямой цифровой рабочий процесс.
Экономическая эффективность - несмотря на высокие первоначальные затраты на сканеры, долгосрочная экономия за счет отказа от использования оттискных материалов/доставки/хранения и эффективности рабочего процесса обеспечивает быструю окупаемость инвестиций.
Хранение записей - цифровые файлы оттисков требуют минимального места для хранения по сравнению с объемными физическими моделями и оттискными ложками, которые со временем портятся. Резервное копирование обеспечивает постоянство записей.
В целом, интраоральные сканеры предлагают огромные преимущества по времени, стоимости и качеству обслуживания, которые, вероятно, сделают их универсальными в стоматологии в будущем.
Ограничения и соображения, связанные с интраоральными сканерами
Интраоральные сканеры обладают значительными преимуществами, но в то же время имеют ряд ограничений, которые стоматологи должны признать:
Кривая обучения - Сканирование требует разработки специальной техники для эффективного захвата всех интраоральных структур. В практике следует ожидать периода обучения персонала.
Первоначальные затраты - Стоимость покупки $15,000-$40,000 может представлять собой значительные первоначальные инвестиции, особенно для небольших компаний. Рекомендуется осторожно оценивать окупаемость инвестиций.
Ограниченная доступность сканера - Во многих стоматологических кабинетах есть только один сканер, поэтому внутриротовое сканирование не может выполняться параллельно с традиционными оттисками.
Контроль влажности - сканеры основаны на оптической визуализации, поэтому кровь, слюну и конденсат необходимо часто удалять, чтобы избежать помех и прерывания сканирования.
Сканирование имплантатов - Сканирование титановых и металлических изделий является сложной задачей и часто приводит к пробелам в данных, что требует тщательной дополнительной визуализации.
Требования к пространству - ограниченное пространство для втягивания языка и щек может препятствовать сканированию язычной поверхности нижней челюсти и задних областей.
Движение пациента - чрезмерное движение, дыхание, глотание или движение языка во время сканирования может ухудшить качество изображения и точность захвата.
Освоение программного обеспечения - усовершенствованные функции программного обеспечения для оптимизации прикуса, разметки краев и оценки окклюзии имеют значительные кривые обучения.
ИТ и поддержка - сканеры требуют ИТ-инфраструктуры для передачи данных, хранения, резервного копирования и поддержки аппаратного/программного обеспечения.
Как и в случае с любой новой технологией, для достижения мастерства сканирования, обхода ограничений и получения всех преимуществ требуется тщательное обучение, практика и терпение.
Мнения пациентов о внутриротовом сканировании
Клинические преимущества - это только один аспект влияния интраоральных сканеров. Стоматологические клиники должны учитывать и мнение пациентов об их опыте:
Комфорт - подавляющее большинство пациентов считают, что интраоральное сканирование быстрее, комфортнее и удобнее, чем обычные оттиски. Для спокойных пациентов разница может быть незначительной. Но для тревожных, чувствительных пациентов или пациентов с рвотным рефлексом сканирование приносит значительное облегчение.
Принятие - Большинство пациентов после 40 лет уже сталкивались с традиционными оттисками и с готовностью примут и оценят современный подход к сканированию. Однако меньшинство пациентов могут не доверять новой технологии и предпочитать традиционные методы. Правильное обучение и заверения имеют ключевое значение.
Внешний вид - Некоторые пациенты воспринимают высокотехнологичные сканеры как футуристические устройства, представляющие передовую стоматологию. Однако некоторые пациенты могут воспринимать сканеры как обезличенные или пугающие.
Участие - просмотр сканированных изображений на экране в режиме реального времени более активно вовлекает пациентов в процесс и позволяет им лучше понять свои конкретные стоматологические проблемы. Это облегчает дискуссии между врачом и пациентом.
Особые потребности - интраоральное сканирование стало настоящим прорывом для пациентов с ограниченными возможностями, проблемами дыхания, постлучевыми изменениями или другими состояниями, не позволяющими делать обычные оттиски. Минимально интрузивное сканирование позволяет использовать варианты лечения, которые ранее были невозможны.
В целом, с точки зрения пациентов, интраоральные сканеры имеют высокие показатели по таким параметрам, как комфорт, удобство, вовлеченность и доступ к лечению. Это позволяет улучшить впечатления пациентов и повысить качество лечения.
Влияние интраоральных сканеров на работу зуботехнических лабораторий
В то время как интраоральные сканеры обеспечивают клинические преимущества в стоматологической практике, их внедрение также нарушило традиционные рабочие процессы зуботехнических лабораторий, которые полагались на обычные оттиски. Лабораториям пришлось радикально адаптироваться, чтобы оставаться конкурентоспособными в условиях развивающегося цифрового ландшафта:
Перестройка навыков - Переход от практической работы по заливке и отделке гипсовых/каменных моделей к работе с цифровыми моделями с помощью компьютера требует серьезной переподготовки персонала лаборатории.
Новое оборудование - программное обеспечение для проектирования, современные 3D-принтеры, фрезерные станки и металлические 3D-принтеры - это основные инвестиции, которые лаборатории должны сделать для выполнения заказов на цифровые модели.
Бережливая обработка - Цифровой рабочий процесс исключает необходимость доставки/хранения слепков, заливки/обрезки гипса, артикуляции модели и физического хранения, что позволяет сократить штат сотрудников и потребности в помещениях.
Точность - цифровые модели обеспечивают большую точность и более легкую корректировку, чем гипсовые или каменные модели, что позволяет добиться высокого качества реставраций, уменьшить количество переделок и сократить сроки.
Коммуникация - сотрудничество со стоматологами по планированию, дизайну и корректировке случаев происходит мгновенно и напрямую с использованием общих цифровых моделей вместо отправки слепков.
Маркетинг - Чтобы оставаться актуальными, зуботехнические лаборатории сейчас активно продвигают на рынок интраоральное сканирование, услуги фрезерования в тот же день и опыт работы с CAD/CAM вместо традиционных аналоговых навыков.
По сути, интраоральное сканирование вызвало серьезные разрушительные изменения в зуботехнических лабораториях. Те, кто смог успешно перестроиться, процветают благодаря расширению спектра услуг. Однако неохотные и технологически отстающие лаборатории, скорее всего, будут угасать. Все заинтересованные стороны должны принять цифровые возможности.
Затраты на реализацию и экономика
Несмотря на многочисленные преимущества, внедрение интраорального сканирования в кабинете влечет за собой серьезные финансовые затраты на закупку, обучение и внедрение в рабочий процесс:
Стоимость сканера - сам сканер представляет собой крупную инвестицию: от $15 000 для базовых моделей до более $40 000 для продвинутых систем с надежным программным обеспечением. Это сопоставимо со стоимостью стоматологического кресла.
ИТ-инфраструктура - компьютеры, мониторы, сетевое оборудование и ИТ-поддержка, необходимые для установки, эксплуатации, резервного копирования и сопряжения сканеров, добавляют тысячи расходов.
Фрезерование по технологии CAD/CAM - для получения максимальных преимуществ большинство клиник используют сканирование в паре с фрезерными станками для непрямых реставраций в тот же день. Это увеличивает капитальные вложения на $30 000-80 000.
Обучение - Персоналу потребуется длительное обучение, чтобы квалифицированно использовать программное обеспечение для сканирования и проектирования, а также внедрять оцифровку в рабочий процесс, что добавит сотни часов трудозатрат.
Сервисный контракт - Годовые контракты на техническую поддержку составляют в среднем $3,000-$5,000 в зависимости от модели сканера и включенного покрытия.
Несмотря на значительные стартовые затраты, благодаря увеличению количества оттисков, ускорению лечения, повышению эффективности и новым источникам дохода, большинство кабинетов окупают вложения менее чем за 3 года. Несмотря на то, что на начальном этапе это серьезное финансовое препятствие, после его преодоления интраоральное сканирование становится выгодным шагом в развитии реставрационной стоматологии.
Будущее интраоральных сканеров
За последние годы мы стали свидетелями огромного прогресса в скорости сканирования, возможностях программного обеспечения и клинической интеграции. Но это, скорее всего, лишь верхушка айсберга того, как интраоральное сканирование может изменить оказание стоматологической помощи:
Повсеместное внедрение - Снижение стоимости и совершенствование технологий приведет к тому, что интраоральный сканер станет таким же обычным явлением в стоматологических кабинетах, как и наконечники. Они будут рассматриваться как обычные диагностические инструменты.
Улучшенный цвет - сканеры перейдут от монохроматической съемки к полному цвету высокого разрешения. Это поможет в диагностике и обучении пациентов.
3D-биопечать - сканированные анатомические данные полости рта позволят печатать живые биосовместимые ткани для трансплантации и имплантации в стоматологической хирургии.
Скрининг рака полости рта - датчики гиперспектральной визуализации позволят дифференцировать заболевания и патологии тканей на молекулярном уровне для неинвазивного автоматизированного скрининга рака полости рта.
Домашние слепки - Простые и удобные в использовании домашние интраоральные сканеры позволят снимать слепки, контролировать отбеливание зубов и следить за ортодонтией без посещения кабинета.
Предиктивная аналитика - интегрированный анализ сканирования с помощью искусственного интеллекта в сочетании с другими медицинскими данными позволит выявить риски, терапевтические потребности и тенденции в состоянии здоровья, характерные для каждого пациента.
Эти проблески будущих инноваций представляют собой лишь малую часть тех преобразований в стоматологической практике и расширении доступа пациентов к медицинской помощи, которые инициировала технология интраорального сканирования. Если сейчас интраоральные сканеры являются новинкой, то через десятилетие они, скорее всего, будут восприниматься как совершенно обычные.
Заключение
Всего за 15 лет интраоральное сканирование прошло путь от новаторской концепции до одной из самых разрушительных и полезных инноваций в современной клинической стоматологии. Интраоральные сканеры предлагают огромные преимущества в плане клинической эффективности, опыта пациентов, рабочего процесса, вариантов лечения и качества обслуживания. Несмотря на ограничения и значительный период обучения, эти сканеры, несомненно, станут стандартным инструментом для всех стоматологических клиник в ближайшем будущем. Их преобразующее влияние на развитие стоматологии можно сравнить с переходом от рентгеновских снимков к панорамной компьютерной томографии. По мере снижения стоимости и совершенствования технологий их внедрение будет ускоряться. Со временем стоматологи, вероятно, будут с недоумением вспоминать, как физические оттиски вообще могли считаться стандартным подходом. Революция в цифровой стоматологии уже здесь.