口内数字化印模的重复性研究

阿地力江·依米提, 王文俊, 莫嘉骥,3,4, 孙 健,

(1喀什地区第二人民医院口腔科, 新疆 喀什 844000； 2上海交通大学医学院附属第九人民医院口腔医学院口腔修复科，上海 200011;3国家口腔疾病临床医学研究中心， 上海 200011; 4上海交通大学医学院附属第九人民医院口腔医学院口腔种植科， 上海 200011； )

目前口内数字化印模系统在临床上虽得到了一定的应用，但仍有待技术的改进，尤其是扫描精确性[1]。由于口内扫描采集过程处于运动状态，易受扫描坐标系的改变而影响3D图像的实时合成结果[2]。目前为止，国内外大部分文献资料主要评估计算机辅助设计与制作技术(computer aided design/computer aided manufacturing，CAD/CAM)修复体的边缘与内部的适合性，而关于口内数字化印模的扫描重复性与精度的研究较少，且缺乏定论。本实验旨在通过口内数字化扫描仪多次扫描的重复性来评价其扫描精度，并进一步分析CAD/CAM修复体的内部与边缘适合性，为临床口内数字化印模提供参考依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料选取2018年3月在上海市第九人民医院经过完善根管治疗的1例上颌中切牙患者，确认该例患者的基牙符合全瓷单冠治疗适应证并同意接受全瓷单冠修复治疗。

1.2 牙体预备及印模制取对该患者按照以下标准进行牙体预备，牙备标准为：切端预备量为2 mm，唇颊面预备量为1.5 mm，舌面预备量为1 mm，邻面预备量为1.0 mm，牙备聚合度为6°。牙备完成后，按照临床标准进行止血、排龈、吹干并制取硅橡胶一步法印模。待硅橡胶印模固化后灌制成1个石膏模型。

1.3 重复性扫描口内组：对该患者的牙备后基牙用3 Shape TRIOS口内扫描仪扫描10次，总共得到10次扫描结果，扫描结果导出转化为10个STereoLithography(STL)三维图形文件，此10个STL文件作为实验组数据。口外组：对该石膏模型用3 Shape D800口外扫描仪扫描10次，总共得到10次扫描结果，扫描结果导出转化为10个STL三维图形文件。此10个STL文件为对照组数据。

1.4 三维图形匹配及偏差分析口内组和口外组的10次扫描中均以第1次扫描得到的STL图像为参考，其余9个STL图像分别通过Geomagic Studio 12软件与参考图像进行注册匹配；匹配后的三维整合图像进行偏差分析，得到偏差结果色斑图。口内扫描组和口外扫描组均得到9个匹配图像，偏差分析得出9份色斑图报告，最终2组共得到18份偏差分析报告。统计分析结果中的3D average deviation(三维平均偏差)和3D standard deviation(三维标准偏差)来评价两种扫描方法的重复性和精度。

2 结果

2.1 口内组与口外组三维偏差数据比较2组共得到18份偏差分析报告，口内组的统计分析结果中的3D average deviation和3D standard deviation值明显高于口外组，进一步统计2组的平均扫描偏差数据，提示口外组扫描的重复性和精度优于口内组(P<0.05)。见表1。

2.2 匹配图像与色斑图结果由匹配图像与色斑图报告，提示绿的区域表示扫描重复性好，灰色区域表示不融合，有偏差，提示口内扫描与口外扫描偏差最大部位集中于切端。见图1、2。

表1 口内组与口外组扫描三维偏差数据比较 (μm, n=9)

图1 口内扫描匹配与色斑图报告

图2 口外扫描匹配与色斑图报告

3 讨论

数字印模技术作为临床口腔修复诊疗的技术，其口腔印模采集与修复体设计制作的精确性直接决定了口腔修复诊疗的优劣[3]。数字化印模主要有口外和口内2种方式，而在临床上口腔修复中95%以上采用口外方式，但这种方式进行口腔取模并翻制石膏模型中需使用传统印模材料，很难避免取模过程中口腔部位的一些波动因素(如口腔软组织运动、印模和石膏材料微小形变、唾液分泌、龈沟出血等)影响印模的准确性[4-5]。而口内数字化印模可以有效减免上述影响因素引起的误差提高重复测量的精确度，同时可省去一些印模步骤，并节省了部分石膏材料，也节约大量的时间，可以明显提高工作效率，最后还可以避免患者在传统印模过程中产生的恶心、不适感等反应，影响医患沟通[6]。

由于口内扫描采集过程处于运动状态，口内数字化印模系统在临床上实时合成的3D扫描图像结果存在扫描精确性的不足[2,7]。本实验采用口内数字化印模扫描仪和传统的口外台式扫描仪对同样的标准牙科研究模型进行重复扫描，通过重复扫描结果的差异进行比较来评判2种扫描设备的精度。3 Shape TRIOS口内扫描仪可以省去数字化印模前对牙齿及软组织表面施行粉末喷涂步骤，避免了操作者扫描时碰触模型表面而产生误差；口外数字化扫描技术采用D800口外台式扫描仪扫描无需操作者介入，虽然需要对模型表面进行粉雾喷涂，但不会客观改变模型的表面形态，这也是由于喷粉的模型表面可以形成光弥散有助于扫描仪进行有效的捕捉表面形态[8-9]。进一步采用Geomagic Studio 12来处理和分析STL格式扫描文件，可有效检测出3D扫描图形之间的差异，扫描重复性代表了扫描设备的精度，说明测量结果的完美程度，而色斑图报告中以3D standard deviation来反映，在本研究中则表示扫描结果之间的接近程度；准确性通过3D average deviation来反映[10]。本研究2组共得到18份偏差分析报告，统计分析结果显示，口内数字化印模技术的3D average deviation和3D standard deviation值明显高于口外数字化印模技术，进一步统计2组的平均扫描距离数据，提示口外扫描的重复性和精度优于口内扫描(P<0.05)。同时由匹配图像与色斑图报告，提示绿的区域表示扫描重复性好，灰色区域表示不融合，有偏差，提示口内扫描与口外扫描偏差最大部位集中于切端。分析原因：(1)扫描单一牙齿，由唇侧面转向舌侧面的图像拼接；(2)扫描头扫描切端角度；(3)转向过快未获得足够的数据；(4)口内直接扫描的牙体问题(是否吹干，反光等)。口外扫描重复性较内口扫描好，虽然口内扫描在切断有偏差，但也在临床应用的可接受范围。

综上所述，口外扫描重复性较内口扫描好，虽然口内扫描在切断有偏差，但也在临床应用的可接受范围牙科医生在临床上面对前牙单冠修复体如何选择印模和扫描方法，值得临床推广使用。