Інтраоральні сканери - СЬОГОДЕННЯ і майбутнє
Внутрішньоротові сканери: Трансформаційна технологія в сучасній стоматології
Цифрова стоматологія швидко перетворилася з концепції, що розвивається, на невід'ємний компонент щоденної стоматологічної практики. Інтраоральні сканери є прикладом цієї цифрової революції в стоматології. На відміну від традиційних зліпків зубів з використанням відбиткового матеріалу, завантаженого в ложки, інтраоральні сканери безпосередньо знімають цифрові 3D-відбитки ротової порожнини. Оцифрування внутрішньоротових структур дозволило розширити можливості застосування в реставраційній стоматології, ортодонтії, протезуванні та плануванні хірургічних втручань в порожнині рота. Внутрішньоротові сканери принесли численні клінічні переваги в порівнянні зі звичайними зліпками і обіцяють змінити досвід пацієнта і поліпшити результати лікування порожнини рота.
У цій вичерпній статті ми надамо детальний огляд внутрішньоротового сканування, в тому числі:
- Історія та еволюція технології внутрішньоротового сканування
- Основні принципи та методологія інтраоральних сканерів
- Процес роботи з цифровими відбитками за допомогою інтраоральних сканерів
- Доступні типи інтраоральних сканерів та їх відмінності
- Клінічні переваги та застосування інтраоральних сканерів
- Обмеження та міркування при використанні інтраоральних сканерів
- Погляди пацієнтів на внутрішньоротове цифрове сканування
- Вплив інтраоральних сканерів на зуботехнічні лабораторії
- Витрати на впровадження та економіка впровадження інтраоральних сканерів
- Майбутнє технології інтраорального сканування та її застосування
Широкий огляд внутрішньоротового сканування
Внутрішньоротове сканування - це використання ручних цифрових інтраоральних сканерів для безпосереднього отримання точних 3D-зображень поверхні структур ротової порожнини, включаючи зуби, м'які тканини, кістки та реставрації. Сканер повільно переміщується по всіх ділянках, що цікавлять лікаря, а візуалізація на екрані в реальному часі дозволяє клініцисту забезпечити повне захоплення. Складне програмне забезпечення зшиває відскановані зображення в безшовний цифровий відбиток з високою точністю до мікроскопічних деталей.
На відміну від фізичних зліпків, які потрібно надсилати до зуботехнічної лабораторії, цифрові файли сканування одразу завантажуються та передаються в електронному вигляді. Потім реставраційний процес продовжується в цифровому форматі, з CAD/CAM проектуванням і виготовленням таких виробів, як коронки, мости, елайнери та імплантати. Внутрішньоротове сканування повністю усуває потребу в традиційних відбиткових матеріалах, ложках, дезінфекції, транспортуванні та зберіганні.
Інтраоральні сканери фіксують складні анатомічні структури за допомогою оптичного сканування, конфокальної візуалізації або їх комбінації. Сканери в кріслі дозволяють стоматологам робити цифрові відбитки для виготовлення реставрацій, таких як протези, коронки, вініри та вкладки, в той же день в кабінеті. Комплексні високоточні сканери ідеально підходять для складних випадків реабілітації. Портативні інтраоральні сканери підтримують зняття цифрових відбитків у супутникових офісах і на дому у пацієнтів похилого віку або з обмеженими можливостями.
Еволюція технології внутрішньоротового сканування
Хоча цифрові внутрішньоротові відбитки були концептуально розроблені ще в 1980-х роках, обмеження поверхневого картографування перешкоджали їхньому розвитку до 2000-х років. Перший життєздатний внутрішньоротовий сканер був представлений у 2006 році компанією Cadent для отримання ортодонтичних цифрових відбитків. У 2011 році з появою Lava C.O.S. від 3M стало можливим отримання внутрішньоротових відбитків для реставрацій на кріслах.
Перші інтраоральні сканери були повільними, фіксували лише поверхню зуба та мали недосконале програмне забезпечення. Однак швидкий технологічний прогрес в оптиці, 3D-зображенні, комп'ютерних обчислювальних потужностях та програмному забезпеченні сприяв значному підвищенню швидкості, точності та зручності сканування. До 2015 року з'явився широкий вибір високоточних внутрішньоротових сканерів, що поклало початок їх широкому застосуванню в ортодонтії та реставраційній практиці.
Сучасні студенти-стоматологи та молоді стоматологи, які орієнтуються на цифрові технології, сприяють подальшій популяризації інтраоральних сканерів. Оскільки ціни падають, а технології продовжують вдосконалюватися, інтраоральні сканери стануть стандартом лікування, і, можливо, протягом десятиліття фізичні відбитки стануть застарілими.
Основи та методологія інтраорального сканера
Хоча типи інтраоральних сканерів різняться, всі вони мають спільні технічні принципи та робочий процес сканування. Розуміння основних принципів дає уявлення про можливості та обмеження.
Інтраоральні сканери - це ручні пристрої у формі палички розміром з електричну зубну щітку. Для оптичного сканування паличка випромінює безпечну структуровану світлову картину лазерного або іншого світла, яка спотворюється тривимірними контурами поверхонь порожнини рота. Це спотворення фіксується сенсорами і розшифровується програмним забезпеченням для створення карти топологічних характеристик.
Конфокальне сканування використовує точкові лазерні імпульси з датчиками для вимірювання змін висоти мікроповерхонь з надзвичайно високою роздільною здатністю. Поляризація світла та інтерференція також можуть допомогти в оптимізації отримання зображення. Сканери можуть поєднувати декілька технологій сканування для покращення результатів.
Під час сканування камера та датчики руху палички точно відстежують її положення у тривимірному просторі. Складні обчислювальні перетворення зшивають тисячі відсканованих кадрів разом, створюючи єдину цифрову 3D-модель. Сучасні сканери використовують потокове відео, яке є більш ефективним, ніж захоплення окремих кадрів.
Перед скануванням зубних дуг встановлюються щічні ретрактори, щоб забезпечити доступ у межах прямої видимості. Потім стоматолог систематично сканує кожну поверхню, починаючи з оклюзійної, а потім язичну, щічну та інтерпроксимальну ділянки. Для реєстрації прикусу пацієнт прикушує скануючу поверхню або пластинку, щоб зафіксувати оклюзію. Будь-які пропущені ділянки скануються повторно, поки не буде відображена повна анатомія зубів і вирівнювання прикусу.
Паличка рухається з постійною швидкістю на відстані 5-10 мм від поверхні. Візуальні підказки інформують оператора про те, які ділянки потребують додаткового сканування. Весь процес інтраорального сканування зазвичай займає 5-15 хвилин, залежно від складності випадку та навичок оператора. Негайний попередній перегляд на екрані дозволяє перевірити помилки і повторити сканування неадекватних ділянок.
Після цього 3D-модель завантажується для діагностики та планування. Цифровий відбиток містить складну кольорову топологію поверхні з точністю до ~20 мікрон - достатню для будь-якого стоматологічного застосування, включаючи загальну та спеціалізовану практику.
Варіанти та відмінності інтраорального сканера
Численні моделі інтраоральних сканерів доступні від різних виробників. Їх можна умовно поділити на швидкі офісні системи для безпосередньої реставрації біля крісла та високоточні комплексні сканери для складної реабілітації та непрямого бондингу. Сканери значно відрізняються за механікою сканування, робочим процесом, можливостями програмного забезпечення, швидкістю, точністю, ергономічністю та вартістю.
Більшість стоматологічних кабінетів обирають крісельні сканери для зручності та економічної ефективності. До них відносяться 3Shape TRIOS, Medit i500, Dentsply
Сірона Primescan, Align Technology iTero та Carestream CS 3700/3600. Вони балансують між адекватністю сканування, простотою та доступністю. Однак вони поступаються в точності та функціональності програмного забезпечення, що обмежує їх придатність для складних реставрацій на весь рот.
Спеціалізовані високоточні інтраоральні сканери, такі як 3Shape TRIOS 3 і Carestream CS 3600/3700, забезпечують виняткову точність до 10 мікрон завдяки конфокальній мікроскопії та вдосконаленій оптиці. Це підтримує широку реабілітацію, що включає кілька мостів, імплантатів і вінірів. Вони також включають складне програмне забезпечення для корекції прикусу, маркування країв та аналізу оклюзії. Недоліками є повільніша робота, більший розмір палички та вартість, що перевищує $40,000.
Портативні легкі сканери, такі як Medit i500, XiO 5 і GC Aadva, дозволяють робити цифрові відбитки в супутникових офісах, лікарнях і в домашніх умовах для пацієнтів з особливими потребами. Ергономічність сканера та простота програмного забезпечення забезпечують легкість використання. Зручна мобільність досягається ціною дещо зниженої якості зображень і можливостей програмного забезпечення.
Оцінка варіантів вимагає балансу між адекватністю сканування, точністю, ергономічністю, ефективністю робочого процесу, програмним забезпеченням
інструментивартість обслуговування, сервісні контракти, підтримка компанії та витрати на потреби практики. Спеціалізована практика може виправдати інвестиції у висококласні системи, тоді як для загальної стоматології достатньо більш економічних моделей. Рекомендується провести тестове сканування будь-яким інтраоральним сканером, який ви плануєте придбати.
Клінічні переваги інтраоральних сканерів
Інтраоральні сканери мають значні переваги порівняно з традиційними зліпками, що сприяє їхньому впровадженню. Найважливіші переваги включають в себе наступні:
Пацієнтський досвід - внутрішньоротове сканування повністю виключає дискомфортні традиційні зліпки. Уникають блювотні позиви, спотворення мови та потенційні ризики ковтання/аспірації. Сканування добре переноситься з мінімальними перешкодами або дискомфортом.
Швидкість та ефективність - Швидкість, простота та миттєвий доступ до цифрових файлів сканування покращує робочий процес, скорочуючи загальний час перебування в кріслі порівняно з традиційними відбитками. Коригування та повторні сканування виконуються швидко та легко.
Точність - цифрові відбитки відображають найдрібніші деталі, забезпечуючи відмінну точність та ідеальні поля. Показники успішності добре спроектованих внутрішньоротових коронок наближаються до 99%. Повне точне захоплення препарованих зубів і протилежних прикусів запобігає переробці та коригуванню.
Візуалізація - сканери забезпечують візуалізацію відсканованого в режимі реального часу, що дозволяє лікарю виявити неадекватні ділянки під час сканування. Екранний 3D-перегляд дозволяє миттєво оцінити якість.
Планування лікування - цифрові моделі інтегруються безпосередньо з CAD/CAM та програмним забезпеченням для візуалізації для точних вимірювань, проектування протезів, хірургічного планування та прогнозування кінцевих результатів.
Цифрова екосистема - сканування безпосередньо інтегрується з електронним плануванням обробки, програмним забезпеченням для проектування, фрезеруванням CAD/CAM і пристроями 3D-друку для оптимізації прямого цифрового робочого процесу.
Економічна ефективність - незважаючи на високі початкові витрати на сканери, довгострокова економія на відбиткових матеріалах/відправці/зберіганні та ефективність робочого процесу забезпечують швидку окупність інвестицій.
Зберігання записів - цифрові файли відбитків вимагають мінімального місця для зберігання на відміну від об'ємних фізичних моделей і ложок для відбитків, які з часом псуються. Резервне копіювання забезпечує незмінність записів.
В цілому, інтраоральні сканери пропонують величезну економію часу, коштів і якості лікування, що, ймовірно, зробить їх універсальними в стоматології в майбутньому.
Обмеження та міркування щодо інтраоральних сканерів
Хоча інтраоральні сканери мають значні переваги, вони також мають деякі невід'ємні обмеження, які повинні враховувати стоматологи:
Крива навчання - сканування вимагає розробки спеціальної техніки для ефективного захоплення всіх внутрішньоротових структур. Практикуючим лікарям слід передбачити певний період навчання для того, щоб персонал став вправним.
Початкові витрати - витрати на придбання $15 000-$40 000 можуть становити значні початкові інвестиції, особливо для невеликих практик. Рекомендується обережно оцінювати рентабельність інвестицій.
Обмежена доступність сканерів - у багатьох стоматологічних кабінетах є лише один сканер, тому внутрішньоротове сканування не може проводитися паралельно з традиційними зліпками у кріслі.
Контроль вологості - сканери покладаються на оптичне зображення, тому кров, слина і конденсат повинні часто видалятися, щоб запобігти перешкодам і перериванню сканування.
Сканування імплантатів - сканування титанового та металевого обладнання є складним завданням і часто призводить до відсутності даних, що вимагає ретельної додаткової візуалізації.
Вимоги до простору - обмежений простір для втягування язика і щік може перешкоджати скануванню нижньощелепних язикових поверхонь і задніх відділів.
Рухи пацієнта - надмірні рухи, дихання, ковтання або рухи язика під час сканування можуть погіршити якість зображення і точність зйомки.
Навчання програмного забезпечення - Просунуті функції програмного забезпечення для оптимізації прикусу, маркування країв та оцінки оклюзії мають значну тривалість навчання.
ІТ та підтримка - Сканери потребують ІТ-інфраструктури для передачі даних, зберігання, резервного копіювання та підтримки апаратного/програмного забезпечення.
Як і з будь-якою новою технологією, для досягнення навичок сканування, обходу обмежень і реалізації всіх переваг потрібні ретельне навчання, практика і терпіння.
Погляди пацієнтів на внутрішньоротове сканування
Клінічні переваги - це лише один аспект впливу інтраоральних сканерів. Для стоматологічних кабінетів не менш важливим є врахування думки пацієнтів щодо їхнього досвіду:
Комфорт - переважна більшість пацієнтів вважають внутрішньоротове сканування швидшим, комфортнішим і зручнішим, ніж звичайне зняття відбитків. Для спокійних пацієнтів різниця може бути номінальною. Але для тривожних, чутливих пацієнтів або пацієнтів з блювотними рефлексами сканування приносить значне полегшення.
Сприйняття - Більшість пацієнтів, старших 40 років, мають досвід традиційних знімків і з готовністю сприймуть і оцінять сучасний підхід до сканування. Однак меншість пацієнтів може не довіряти новій технології і надавати перевагу традиційним методам. Належна освіта та заспокоєння є ключовими.
Зовнішній вигляд - деякі пацієнти сприймають високотехнологічні сканерні палички як футуристичні пристрої, що представляють передову стоматологію. Однак невелика кількість пацієнтів може сприймати сканери як безликі або лякаючі.
Участь - перегляд сканованих зображень на екрані в режимі реального часу залучає пацієнтів до активнішої участі в процесі і дозволяє їм краще зрозуміти свої конкретні стоматологічні проблеми. Це полегшує обговорення між лікарем і пацієнтом.
Особливі потреби - внутрішньоротове сканування виявилося проривом для пацієнтів з обмеженими можливостями, респіраторними захворюваннями, післяпроменевими змінами або іншими станами, що унеможливлюють зняття звичайних відбитків. Мінімально інтрузивне сканування робить можливими варіанти лікування, які раніше були неможливими.
Загалом, з точки зору пацієнта, інтраоральні сканери отримують високі оцінки за показниками комфорту, зручності, залучення та доступу до лікування. Це сприяє покращенню якості обслуговування та сприйняття лікування пацієнтами.
Вплив інтраоральних сканерів на зуботехнічні лабораторії
Хоча інтраоральні сканери пропонують клінічні переваги в стоматологічній практиці, їх впровадження також порушило традиційні робочі процеси зуботехнічних лабораторій, які покладалися на звичайні відбитки. Лабораторіям довелося радикально адаптуватися, щоб залишатися конкурентоспроможними в новому цифровому ландшафті:
Корекція навичок - Перехід від кваліфікованої ручної заливки та обробки гіпсових/кам'яних моделей до комп'ютерних маніпуляцій з цифровими моделями вимагає значної перепідготовки персоналу лабораторії.
Нове обладнання - програмне забезпечення для проектування, сучасні 3D-принтери, фрезерні верстати та металеві 3D-принтери - це основні інвестиції, які лабораторії повинні зробити, щоб виконати замовлення на цифрові дослідження.
Ощадлива обробка - Цифровий робочий процес усуває необхідність транспортування/обробки/зберігання відбитків, заливки/обрізки гіпсу, артикуляції моделей та фізичного зберігання, що дозволяє зменшити кількість персоналу та потреби в приміщеннях.
Точність - цифрові моделі забезпечують більшу точність і легше коригування, ніж гіпсові або кам'яні моделі, що дає змогу отримати високоякісні реставрації, менше переробок і стислі терміни.
Комунікація - співпраця зі стоматологами щодо планування, дизайну та коригувань є миттєвою та прямою завдяки використанню спільних цифрових моделей, а не пересиланню відбитків.
Маркетинг - щоб залишатися актуальними, зуботехнічні лабораторії зараз активно просувають на ринок інтраоральне сканування, послуги фрезерування в той же день, а також досвід роботи з CAD/CAM, а не традиційні аналогові набори навичок.
По суті, інтраоральне сканування змусило зуботехнічні лабораторії до серйозних змін. Ті з них, які змогли успішно переосмислити себе, процвітають, розширюючи спектр послуг. Однак неохочі та технологічно відсталі лабораторії, швидше за все, зникнуть. Всі зацікавлені сторони повинні використовувати цифрові можливості.
Витрати на впровадження та економіка
Незважаючи на численні переваги, впровадження інтраорального сканування в офісі тягне за собою значні фінансові витрати на закупівлю, навчання та впровадження в робочий процес:
Вартість сканера - сам по собі сканер є значною інвестицією, починаючи від $15,000 для базових моделей, до понад $40,000 для просунутих систем з надійним програмним забезпеченням. Це можна порівняти з вартістю стоматологічного крісла.
ІТ-інфраструктура - комп'ютери, монітори, мережеве обладнання та ІТ-підтримка, необхідні для встановлення, експлуатації, резервного копіювання та інтерфейсу сканерів, коштують тисячі доларів.
Фрезерування CAD/CAM - щоб максимізувати переваги, більшість практик поєднують сканування з фрезеруванням у кріслі для непрямих реставрацій того ж дня. Це додає $30,000-80,000 капітальних інвестицій.
Навчання - співробітники потребуватимуть тривалого навчання, щоб кваліфіковано користуватися програмним забезпеченням для сканування та дизайну, а також впроваджувати оцифрування в робочий процес, що додасть сотні годин трудовитрат.
Сервісний контракт - Річні контракти на технічну підтримку в середньому становлять $3 000-$5 000 залежно від моделі сканера та обсягу включень.
Незважаючи на значні стартові витрати, завдяки збільшенню кількості відбитків, прискоренню лікування, підвищенню ефективності та новим джерелам доходу, більшість кабінетів повертають інвестиції менш ніж за 3 роки. Незважаючи на значні початкові фінансові труднощі, внутрішньоротове сканування, як тільки його було подолано, виявилося, що воно змінює правила гри в реставраційній стоматології.
Майбутнє інтраоральних сканерів
За останні роки ми стали свідками величезного прогресу у швидкості сканування, можливостях програмного забезпечення та клінічної інтеграції. Але це, ймовірно, лише верхівка айсберга того, як інтраоральне сканування може трансформувати надання стоматологічної допомоги:
Повсюдне впровадження - Зменшення витрат і вдосконалення технологій, ймовірно, зробить інтраоральний сканер таким же звичним явищем у стоматологічних кабінетах, як і наконечники. Вони будуть розглядатися як рутинні діагностичні інструменти.
Покращена передача кольору - сканери перейдуть від монохроматичного захоплення до повної передачі кольору з високою роздільною здатністю. Це допоможе в діагностиці та навчанні пацієнтів.
3D-біодрук - відскановані дані анатомії ротової порожнини дозволять здійснювати 3D-друк живих біосумісних тканин для трансплантації та імплантації в стоматологічній хірургії.
Скринінг раку порожнини рота - датчики гіперспектральної візуалізації дозволять диференціювати захворювання тканин і патологію на молекулярному рівні для неінвазивного автоматизованого скринінгу раку порожнини рота.
Знімки в домашніх умовах - Прості інтраоральні сканери для домашнього використання стануть життєздатними для зняття відбитків, моніторингу відбілювання зубів та відстеження ортодонтичного лікування без візитів до офісу.
Прогностична аналітика - Інтегрований ШІ-аналіз сканів у поєднанні з іншими медичними даними дасть змогу зрозуміти ризики, терапевтичні потреби та тенденції стану здоров'я, унікальні для кожного пацієнта.
Ці проблиски майбутніх інновацій представляють лише частину перетворень у стоматологічній практиці та розширенні доступу пацієнтів до лікування, які започаткувала технологія внутрішньоротового сканування. Хоча зараз це новинка, через десять років інтраоральні сканери, швидше за все, будуть вважатися абсолютно звичним явищем.
Висновок
За трохи більше ніж 15 років внутрішньоротове сканування пройшло шлях від новаторської концепції до однієї з найбільш проривних і корисних інновацій у сучасній клінічній стоматології. Інтраоральні сканери пропонують величезні переваги з точки зору клінічної ефективності, досвіду пацієнта, робочого процесу, варіантів лікування та якості надання медичної допомоги. Незважаючи на обмеження і значний період навчання, ці сканери, безсумнівно, стануть стандартними інструментами для всіх стоматологічних практик в найближчому майбутньому. Їх трансформаційний вплив обіцяє бути порівнянним з переходом від рентгенівських променів до панорамної комп'ютерної томографії в удосконаленні стоматологічної допомоги. Зі зниженням вартості та вдосконаленням технологій їхнє впровадження прискориться. З часом стоматологи, ймовірно, з подивом озиратимуться назад і згадуватимуть, як фізичні відбитки колись були стандартним підходом до лікування. Революція в цифровій стоматології вже настала.