Оценка точности 3d-моделей зубных рядов, полученных цифровыми методами

Внедрение цифровых технологий в ортопедическую стоматологию привело к переходу от выполнения традиционных клинико-лабораторных этапов к полностью цифровым протоколам лечения, в основе которых цифровые модели челюстей. Оценка идентичности цифровых моделей позволяет судить о том, насколько применяемые методы сканирования взаимозаменяемы при решении клинических задач. Пилотное исследование показало, что цифровые модели зубных рядов, полученные внутриротовым и лабораторным сканированием, демонстрируют высокую степень совпадения, а выявляемые расхождения имеют локальный характер в области дистальных моляров и составляли 139–282 мкм (среднее 186,6 ± 42,5 мкм).
Цель. Оценить идентичность цифровых моделей зубного ряда, полученных внутриротовым и лабораторным сканированием, с использованием метода наложения трехмерных виртуальных моделей.
Материал и методы. На базе кафедры ортопедической стоматологии ФГБОУ ВО «Кемеровский государственный медицинский университет» обследованы 10 добровольцев с интактными зубными рядами. Для каждого испытуемого выполняли внутриротовое сканирование (Shining3D Aoralscan 3, КНР) и лабораторное сканирование (Autoscan DS-EX PRO, КНР) гипсовой модели, полученной по одноэтапному оттиску А-силиконом. В программной среде DentalCAD (ExoCAD, ЕС) проводили наложение трехмерных виртуальных моделей и измеряли максимальное кратчайшее расстояние между поверхностями в участках наибольшего несовпадения.
Результаты. Максимальные расхождения локализовались в области дистальных моляров и составляли 139–282 мкм (среднее 186,6 ± 42,5 мкм), тогда как в переднем и переднебоковых отделах зубного ряда совпадение моделей было визуально более полным. Полученные в настоящем пилотном исследовании данные могут служить отправной точкой для последующих технических алгоритмических решений по снижению накопленной ошибки при сканировании полной зубной дуги.
Заключение. Пилотное исследование показало, что цифровые модели зубных рядов, полученные внутриротовым и лабораторным сканированием, в целом демонстрируют высокую степень совпадения, а выявляемые расхождения имеют локальный характер и максимальны в области дистальных моляров. Полученные результаты позволяют рассматривать внутриротовое сканирование как надежный источник цифровых данных для планирования и изготовления протетических конструкций, включающих в себя 4–6 зубов, при сохранении осторожности в отношении более протяженных протезов.

1. Nulty A.B. A comparison of full arch trueness and precision of nine intra-oral digital scanners and four lab digital scanners. Dent. J. (Basel). 2021;9(7):75. https://doi.org/10.3390/dj9070075

2. Kernen F., Schlager S., Seidel Alvarez V., Mehrhof J., Vach K., Kohal R., et al. Accuracy of intraoral scans: An in vivo study of different scanning devices. J. Prosthet. Dent. 2022;128(6):1303–1309. https://doi.org/10.1016/j.prosdent.2021.03.007

3. Alkadi L. A comprehensive review of factors that influence the accuracy of intraoral scanners. Diagnostics (Basel). 2023;13(21):3291. https://doi.org/10.3390/diagnostics13213291

4. Ряховский А.Н., Костюкова В.В. Сравнительное исследование размерной точности отображения культи зуба и полной зубной дуги, полученного с помощью сканирования на различных интраоральных и лабораторных сканерах. Стоматология. 2016;95(4):65–70. https://doi.org/10.17116/stomat201695465-70

5. De Luca Canto G., Pachêco-Pereira C., Lagravere M.O., Flores-Mir C., Major P.W. Intra-arch dimensional measurement validity of laser-scanned digital dental models compared with the original plaster models: a systematic review. Orthod. Craniofac. Res. 2015;18(2):65–76. https://doi.org/10.1111/ocr.12068

6. Porto B.G., Porto T.S., Silva M.B., Grehs R.A., Pinto Ados S., Bhandi S.H., et al. Comparison of linear measurements and analyses taken from plaster models and three-dimensional images. J. Contemp. Dent. Pract. 2014;15(6):681–687. https://doi.org/10.5005/jp-journals-10024-1599

7. Kang B.H., Son K., Lee K.B. Accuracy of five intraoral scanners and two laboratory scanners for a complete arch: a comparative in vitro study. Appl. Sci. 2019;10(1):74. https://doi.org/10.3390/app10010074

8. Ender A., Zimmermann M., Mehl A. Accuracy of complete- and partial-arch impressions of actual intraoral scanning systems in vitro. Int. J. Comput. Dent. 2019;22(1):11–19. PMID: 30848250.

9. Treesh J.C., Liacouras P.C., Taft R.M., Brooks D.I., Raiciulescu S., Ellert D.O., et al. Complete-arch accuracy of intraoral scanners. J. Prosthet. Dent. 2018;120(3):382–388. https://doi.org/10.1016/j.prosdent.2018.01.005

10. Gómez-Polo M., Piedra-Cascón W., Methani M.M., Quesada-Olmo N., Farjas-Abadia M., Revilla-León M. Influence of rescanning mesh holes and stitching procedures on the complete-arch scanning accuracy of an intraoral scanner: An in vitro study. J. Dent. 2021;110:103690. https://doi.org/10.1016/j.jdent.2021.103690

11. Вокулова Ю.А., Жулев Е.Н. Оценка точности получения оттисков зубных рядов с применением технологии лазерного сканирования. Современные проблемы науки и образования. 2016;5:164. EDN: WWVHLL.

12. Jang T.J., Yun H.S., Hyun C.M., Kim J.E., Lee S.H., Seo J.K. Fully automatic integration of dental CBCT images and full-arch intraoral impressions with stitching error correction via individual tooth segmentation and identification. Med. Image Anal. 2024;93:103096. https://doi.org/10.1016/j.media.2024.103096