论文】六款口内扫描仪设备精确度的评估利用弹性材料制备传统牙科印模已成为如今牙科行业生产实践中 的必须环节然而，研究已经证明，许多发送至技工室的传统牙科印 模是无法令人满意的，因为其在印模关键区域存在的缺陷，例如孔隙 和气泡此外，由于石膏材料的变形和膨胀，在制备石膏模型的过程 中，会进一步降低传统牙科修复体制作工艺的精度因此，计算机辅 助设计/计算机辅助制造（CAD/CAM ）要求使用数字模型，通过提高 对于口内数字化模型的要求，来规避使用传统印模材料制备石膏模型 的误差如今，采用备牙后的口内数字化模型，服务于 CAD/CAM 系统牙 科修复体的制作流程，已经可以通过市面上一些可用的系统来完成 口内数字化采集系统允许牙医在三维空间内捕捉已预备牙体的表面， 这使得一个几乎完全数字化的工作流程成为可能牙科 CAD/CAM 技 术的转变改革了当前牙科工业的操作方式目前，各种品牌的椅旁数 字化口内扫描设备均是基于光学原理制造的，例如蓝色发光二极管技 术、蓝色激光技术，将多个单一的图像拼接一起，然后持续地采集图 像流当然各种设备间区的分因素也包括是否需要遮光粉来捕捉图像 最初的椅旁 CAD/CAM 系统，瓷睿刻（西诺德牙科设备，本斯海姆， 德国），是30年前在苏黎世大学研发出来的。
本研究将着重探讨当前 六台口内扫描仪，在扫描一个由单颗磨牙制备成的基牙时的精准度材料和方法 为了研究不同口内扫描仪的精度，我们对如下六台设备做了相应 的准备工作：iTero（Align Technology,圣若泽，加利福尼亚）， True Definition （ 3M ESPE ， 圣 保 罗 ， 明 尼 苏 达 ） ， Plan Scan （Pla nmeca/E4D Tech no logies，理查森，德克萨斯）， CS 3500 （ Carestream Health， 罗 契 斯 特 ， 纽 约 ） ， TRIOS （3Shape A/S，哥本哈根，丹麦），和 CEREC AC omnicam （西诺 德牙科设备，本斯海姆，德国） （如表1 ） 一个用丙烯酸树脂（自凝 牙托粉，朗牙有限公司，威灵，以色列）复制的正畸操作牙科模型 （日进牙科产品，京都，日本）已经制备完成模具牙（简单齿根模 型，恒牙， [A5A-200] ，日进牙科产品，京都，日本）已经嵌入该丙 烯酸模型中，同时上颌右部第一磨牙也已完成制作全瓷冠的准备工作 （如图1）该丙烯酸树脂模型将通过一台工业级，超高精度参照扫描 仪（ATOS第三代蓝光三维扫描仪，8百万像素，100毫米透镜 组,GOM mbh,布伦瑞克，德国）进行扫描，以便得到数字参考资料。
此外，该树脂模型将由一位已经过培训并富有操作经验的医生（ S.P. ） ， 使用以上六种品牌的设备，在三种不同的场合中分别进行扫描测试扫描系统制造商Align TechnologyiTeroSan Jose, CA 3M ESPETrue DefinitionSt. Paul, MNPlanmeca/E4D TechnologiesPlanScanRichardson, TXCarestream HealthCS 3500Rochester, NY3Shape A/STRIOSCopenhagen, DenmarkSirona Dental SystemsCEREC AC OmniCamBensheim, Germany表1：待评测的扫描仪品牌图1：已嵌入模具牙的参考模型因为 3M True Definition 需要喷粉，所以我们将采用特定的操作 顺序，以避免对样本模型产生任何可能的污染所有的数据集 （ STL 文 件 格 式 ） 将 会 载 入 三 维 （ 3D ） 评 估 软 件 (Geomagic Qualify，2013, 莫里斯维尔，北卡罗来纳州)加载完 成后，已预备冠区域的数码影像将会独立出来，移除与本次研究主题 无关的区域。
然后我们会针对扫描仪的准确度和精确度进行评估对 于准确度的评估，由扫描仪获取的图形数据和参考图像数据进行叠加(软件最优算法)，同时进行三维数据对比(N = 3/口内扫描仪) 对于精确度的评估，任意一组从扫描仪获取的图像数据均会和另外两 组从相同设备获取的图像数据进行叠加(N = 3/口内扫描仪，1和2,1 和3,2和3)，同时评估三维偏差统计分析描述分析法部分，会计算出中位数和标准差( SDs) 此外，会采用盒形图作为数据的图像表示任意设备扫描数据的线性 混合模型会和随机截距进行拟合，以此评估设备的响应变量同时因 为几组成对比较(多重测试问题)，会采用雪费法对 p 值进行调整 所有的运算将通过统计软件STATA 13( StataCorp LP学院站，德克萨 斯州)进行 结果：精准度评估最终，我们对18组数据(一台扫描设 备三组)进行了准确度和精确度的评估根据六台设备的采集数据和 参考数据的比较，准确度误差( ±标准偏差)由小到大依次为： TRIOS (6.9 士 0.9 |jm),CS 3500 (9.8 士 0.8pm),iTero (9.8 士 2.5 pm), True Definition (10.3 士 0.9pm),PlanScan (30.9 士 10.8 pm), 和 CEREC OmniCam (45.2士 17.1pm) (如图 2)。
其中，任意 5 台设备 数据的统计学差异均是保持一致的(p <>同 样 的 ， 精 确 度 由 高 至 低 依 次 为 ： TRIOS (4.5士 0.9pm),True Definition (6.1士 1.0pm),iTero (7.0 士 1 .4pm),CS3500 (7.2士 1.7pm)，CEREC OmniCam (16.2士 4.0pm), 和PlanScan (26.4 士 5.0 pm)(如图3)，其中任意5台设备数据和另1 台设备数据之间的统计学差异均是保持一致的(p <>讨论精确度的评估都是基于上述六台设备对样本单冠的扫描数据为了将人员实际操作的误差降低到最小，所有的扫描过程均是由同一位有经验且熟悉上述六台扫描设备的研究员进行操作的与之前研究 所确定的一致，很可能是扫描设备技术方面的因素对最终精确度造成 了影响例如iTer设备，采用平行共聚焦成像技术，通过一组入射红 色激光束来捕捉牙体硬组织和周围软组织那么在扫描过程中，保持 扫描枪的焦距是尤为重要的3M的True Definition扫描仪采用的是 视频技术，通过一个可见的蓝色脉冲光源来实现这台设备需要通过 喷粉来捕捉牙体表面数据，不过，喷粉步骤并未对扫描的精度产生影 响。
PlanScan扫描仪在其视频共焦扫描中使用的是波长为400 nm的 蓝色激光技术当其扫描枪悬停于牙体上方进行扫描时，需要非常平 稳地进行移动近期发布的口内扫描仪是来自锐珂医疗的 CS 3500， 不同于使用实时视频技术来捕捉图像的趋势，它和上述另外 5 台设备 一样，还是被设计成“指向-点击”系统，对它而言，重要的是依靠枪 体相邻结构的支撑来获得一个准确的焦距TRIOS扫描仪是基于共聚 焦显微镜技术，在一个极短的时间段内进行多幅图像的捕捉其扫描枪在扫描过程中，需在牙体上方连续挪动它的扫描技术， 加之其扫描枪的设计，对于获取高质量，同时兼顾极高精准度图像数 据的实际操作而言，目前看来似乎是最佳的组合 CEREC OmniCam 扫描仪是无需喷粉的全彩扫描系统它通过有源三角测量技术和放射 不同波长的光束来测量牙体表面的数据当CEREC OmniCam的扫描 枪悬停于牙体上方，会使用视频技术来获取稳定的牙体模型相对于 其它扫描系统而言，CEREC依然是封闭的，换句话说，在它的系统中， 无法获取开放的STL格式文件因此，我们必须将CEREC系统获取的 特定格式文件转换为开放的 STL 格式，再进行此次研究比较。
当然我 们不太可能确认为何OmniCam和PlanScan与其它扫描仪相比，误 差如此明显，而临床依然能接受不过，很可能是技术层面的不同导 致了这些误差最后，我们需要考虑到本次论文是基于体外的研究， 在体内环境下，因为血液、唾液和患者动作的因素存在，结果可能会 和此次研究结果有出入再深层次地讲，本次对口内扫描数字模型精 度的研究，并不能对基于该数字模型的最终修复体的制备提供有关信 息此次研究中的扫描仪（除CEREC外）都是开放的，这也意味着扫 描获取的数字化文件可以通过开放的数据接收机制进行传输，这允许 技工室几乎可以使用任何 CAD/CAM 系统来进行最终修复体的制作 此举也同时提高制作过程的灵活性和适应范围然而封闭的 CAD/CAM 系统的数据只能在特定的设备间进行传输和使用不同类 型的扫描器有其各自的属性，当然各自的程序均支持数字化影像的扫 描，例如上述研究的 6 台口内扫描仪，都可以用于单冠，桥体，贴面， 嵌体和高嵌体的扫描 结论在本次研究的范围内，于精准度方面，六 台扫描仪获取的扫描结果，在临床上均是可接受研究所观察到的差 异很可能与设备间采用的技术有关此外可以推测，在实际口腔环境 中，由于唾液，血液和患者动作的因素，势必会产生额外的误差。
作者介绍Gary D. Hack, DDS is Associate Professor, Director of Simulation, Department of Endodontics, Prosthodontics and Operative Dentistry, School of Dentistry, University of Maryland, Baltimore, Maryland.Sebastian B. M. Patzelt, DMD, Dr med dent is Associate P rofessor and Managing Director, Director of Predoctoral Pros thodontics Course II,Department of Prosthetic Dentistry,Cen ter for Dental Medicine, Medical Center University of Freiburg,Germany.参考文献：1. Carrotte PV, Winstanley RB, Green JR. A study of the quali ty of impressions for anterior crowns received at a commercial l aboratory. Br Dent J 1993;174(7):235-40.2. Winstanley RB, Carrotte PV, Johnson A. The quality of imp ressions for crowns and bridges received at commercial dental l aboratories. Br Dent J 1997;183(6):209-13.3. Millstein PL. Determining the accuracy of gypsum casts m ade from type IV dental stone. J Oral Rehabil 1992;19(3):239-43.4. Reich S, Vollborn T, Mehl A, Zimmermann M. Intraoral opt ical impression systems — an overview. Int J Comput Dent 2013; 16(2):1。