DOI: https://doi.org/10.1186/s12903-024-04088-x
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38438985
تاريخ النشر: 2024-03-04
المؤلف: Xinrui Han وآخرون
الموضوع الرئيسي: الأشعة السينية السنية والتصوير
نظرة عامة
تدرس الدراسة دقة طريقة التسجيل الرقمية (DRM) كبديل لتصوير الأشعة المقطعية المخروطية بعد الجراحة (CBCT) لتقييم مواقع الزرعات في المرضى الذين تلقوا زرعات أمامية في الفك العلوي. شارك في الدراسة 36 مريضًا مع 48 زرعة، وتم جمع البيانات من خلال كل من CBCT وDRM. تضمنت عملية DRM الحصول على بيانات المسح داخل الفم، وإنشاء وحدة تسجيل افتراضية، وتراكب هذه البيانات لتحديد مواقع الزرعات. تم تقييم دقة DRM من خلال حساب قيم الجذر التربيعي للمتوسط (RMS)، والتي أسفرت عن متوسط عام RMS قدره 0.29 ± 0.05 مم، مما يشير إلى انحرافات مقبولة سريريًا.
تكشف النتائج أن الحد الأقصى للانحراف في DRM مقارنة بـ CBCT كان أقل من 0.50 مم، مع عدم وجود اختلافات كبيرة في الدقة بين مجموعات الزرعات الفردية (0.30 ± 0.03 مم) ومجموعات الزرعات المزدوجة (0.29 ± 0.06 مم)، مما يشير إلى موثوقية الطريقة عبر أنواع العلاج المختلفة. بالإضافة إلى ذلك، تراوحت دقة التسجيل بين بيانات المسح داخل الفم وبيانات CBCT من 0.14 ± 0.05 مم إلى 0.21 ± 0.08 مم. بشكل عام، تُظهر DRM إمكانات كأداة موثوقة لتقييم مواقع الزرعات بدقة مع تقليل العيوب المرتبطة بـ CBCT، مثل التعرض للإشعاع والتكلفة.
مقدمة
تناقش مقدمة ورقة البحث أهمية الترميمات المدعومة بالزرعات في ممارسة طب الأسنان، مع التأكيد على أهمية تحديد المواقع ثلاثية الأبعاد (3D) للزرعات بدقة من أجل نجاحها على المدى الطويل. تُستخدم الطرق الشعاعية التقليدية، بما في ذلك الأشعة السينية المحيطية، والأشعة السينية البانورامية، وتصوير الأشعة المقطعية المخروطية (CBCT)، بشكل شائع لتقييم وضع الزرعات والهياكل التشريحية المحيطة. ومع ذلك، تقدم هذه الطرق تحديات مثل التعرض للإشعاع، وتشويه الصورة، والقيود في توفير المعلومات ثلاثية الأبعاد. قدمت التطورات الحديثة طريقة تسجيل رقمية (DRM) تستخدم المسحات داخل الفم (IOS) لتحقيق وضع الزرعات ثلاثية الأبعاد بدقة، مما قد يقلل من الاعتماد على CBCT بعد الجراحة.
أظهرت الدراسات السابقة أن مواقع الزرعات التي تم الحصول عليها من خلال DRM تتماشى عن كثب مع تلك التي تحددها CBCT، مع انحرافات تعتبر مقبولة سريريًا. على الرغم من النتائج الواعدة من الدراسات المخبرية، لا يزال هناك حاجة لمزيد من التحقق السريري من دقة DRM، خاصة فيما يتعلق بتطبيقها في جراحة الزرع الموجهة وأدائها مع أعداد مختلفة من الزرعات. تهدف هذه الدراسة الاستباقية إلى تقييم دقة DRM في وضع الزرعات مقارنة بطريقة CBCT، مع استكشاف الفروق في الدقة بين الزرعات الفردية والمزدوجة.
طرق
في هذه الدراسة، استخدم المؤلفون طريقة التسجيل الرقمية (DRM) لتقييم مواقع الزرعات السنية بأبعاد 3.8 × 11 مم، 3.8 × 13 مم، و3.8 × 16 مم. تتكون عملية DRM من ثلاث خطوات رئيسية. أولاً، تم جمع بيانات “STL-IOS” لكل مريض. بعد ذلك، تم توصيل الزرعات بقاعدة المسح داخل الفم (ISB) في المختبر، مما أنشأ علاقة ثابتة سمحت بتمثيل الوضع ثلاثي الأبعاد للزرعة بعد الجراحة بواسطة ISB. تم مسح الهيكل المدمج للزرعة وISB باستخدام ماسح ضوئي مختبري (3Shape E4) لإنشاء ملفات “وحدة تسجيل STL”. أخيرًا، تم تسجيل “STL-IOS” مع “وحدة تسجيل STL” المقابلة باستخدام خوارزمية أفضل ملاءمة في Geomagic Studio 2014، مع عمل ISB كهدف للتسجيل.
استخدمت عملية المحاذاة خوارزمية النقطة الأقرب التكرارية (ICP) لتقليل الفروقات بين سحابتين نقطيتين للنماذج. تم اختيار منطقة الميزة العلوية لـ ISB للمحاذاة بسبب الاختلافات في عمق الزرعة وسمك اللثة بين المرضى. تم دمج النماذج المحاذاة الناتجة في نموذج رقمي واحد يسمى “STL-IOS مع الزرعة”. تم حساب متوسط خطأ الجذر التربيعي (mRMS) لتقييم دقة المحاذاة، حيث قدم برنامج Geomagic Studio حسابًا تلقائيًا لقيمة mRMS وتمثيلًا بصريًا للانحرافات ثلاثية الأبعاد العامة من خلال طيف لوني.
مناقشة
تقيّم قسم المناقشة في هذه الدراسة دقة طريقة التسجيل الرقمية (DRM) لتحديد مواقع الزرعات في القواطع العلوية، مقارنةً بمسحات الأشعة المقطعية المخروطية (CBCT). أُجريت الدراسة في كلية ومستشفى بكين لطب الأسنان، وشملت 36 مريضًا يعانون من قواطع علوية مفقودة فردية أو مزدوجة، مع الالتزام بمعايير إدخال واستبعاد صارمة. كشفت النتائج عن متوسط انحراف عام قدره $0.29 \pm 0.05 \, \text{mm}$ بين مواقع الزرعات التي تم الحصول عليها عبر DRM وCBCT، دون ملاحظة اختلافات كبيرة بين مجموعات الزرعات الفردية والمزدوجة. وهذا يشير إلى أن DRM فعالة في تقييم مواقع الزرعات بالنسبة للهياكل المحيطة، حتى في الحالات التي تكون فيها دقة المسح عادةً أقل، مثل في الفك العلوي الأمامي.
تؤكد الدراسة على مزايا DRM مقارنةً بالطرق الشعاعية التقليدية، خاصة في تقليل التعرض للإشعاع وتجنب العيوب المرتبطة بتصوير CBCT. تم تقييم دقة التسجيل بين المسح داخل الفم (IOS) وبيانات CBCT من خلال الانحرافات الخطية عند نقاط مرجعية على الأسنان المجاورة، مع نتائج تشير إلى أن DRM توفر وسيلة موثوقة للحصول على مواقع الزرعات ثلاثية الأبعاد. ومع ذلك، تعترف الدراسة بالقيود، بما في ذلك تركيزها فقط على الزرعات الفردية والمزدوجة والتأثير المحتمل للعيوب في صور CBCT. بشكل عام، تدعم النتائج القابلية السريرية لتطبيق DRM في طب الأسنان الزرعي، مما يبرز دقتها وكفاءتها في التقييمات الفورية أثناء الإجراءات الجراحية.
DOI: https://doi.org/10.1186/s12903-024-04088-x
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38438985
Publication Date: 2024-03-04
Author(s): Xinrui Han et al.
Primary Topic: Dental Radiography and Imaging
Overview
The study investigates the accuracy of a digital registration method (DRM) as an alternative to postoperative cone-beam computed tomography (CBCT) for evaluating implant positions in patients who received anterior maxillary implants. A total of 36 patients with 48 implants participated, with data collected through both CBCT and DRM. The DRM process involved obtaining intraoral scan data, creating a virtual registration unit, and superimposing this data to determine implant positions. The accuracy of the DRM was assessed by calculating the Root Mean Square (RMS) values, which yielded an overall mean RMS of 0.29 ± 0.05 mm, indicating clinically acceptable deviations.
The findings reveal that the maximum deviation of the DRM compared to CBCT was less than 0.50 mm, with no significant differences in accuracy between single (0.30 ± 0.03 mm) and dual implant groups (0.29 ± 0.06 mm), suggesting the method’s reliability across different treatment types. Additionally, the registration accuracy of the intraoral scan and CBCT data ranged from 0.14 ± 0.05 mm to 0.21 ± 0.08 mm. Overall, the DRM demonstrates potential as a reliable tool for accurately assessing implant positions while mitigating the drawbacks associated with CBCT, such as radiation exposure and cost.
Introduction
The introduction of the research paper discusses the significance of implant-supported restorations in dental practice, emphasizing the importance of accurately determining the three-dimensional (3D) positions of implants for their long-term success. Traditional radiographic methods, including periapical radiographs, panoramic radiographs, and cone beam computed tomography (CBCT), are commonly employed to assess implant positioning and surrounding anatomical structures. However, these methods present challenges such as radiation exposure, image distortion, and limitations in providing 3D information. Recent advancements have introduced a digital registration method (DRM) that utilizes intraoral scans (IOS) to achieve accurate 3D implant positioning, potentially reducing the reliance on postoperative CBCT.
Previous studies have demonstrated that the implant positions obtained through DRM closely align with those determined by CBCT, with deviations considered clinically acceptable. Despite promising results from in vitro studies, there remains a need for further clinical validation of the DRM’s accuracy, particularly concerning its application in guided implant surgery and its performance with varying numbers of implants. This prospective cohort study aims to evaluate the accuracy of the DRM in implant positioning compared to the CBCT method, while also exploring the differences in accuracy for single versus dual implants.
Methods
In this study, the authors employed a Digital Registration Method (DRM) to evaluate the positions of dental implants with dimensions of 3.8 × 11 mm, 3.8 × 13 mm, and 3.8 × 16 mm. The DRM process consisted of three main steps. First, the “STL-IOS” data for each patient was collected. Next, the implants were connected to an Intraoral Scanning Base (ISB) in vitro, establishing a fixed relationship that allowed the 3D position of the postsurgical implant to be represented by the ISB. The combined structure of the implant and ISB was scanned using a laboratory scanner (3Shape E4) to create “STL-Registration unit” files. Finally, the “STL-IOS” was registered with the corresponding “STL-Registration unit” using a best-fit algorithm in Geomagic Studio 2014, with the ISB serving as the registration target.
The alignment procedure utilized an iterative closest point (ICP) algorithm to minimize discrepancies between the two point clouds of the models. The top feature region of the ISB was selected for alignment due to variations in implant depth and gingival thickness among patients. The resulting aligned models were merged into a single digital model termed “STL-IOS with implant.” The mean root mean square (mRMS) error was calculated to assess the alignment accuracy, with the Geomagic Studio software providing automatic computation of the mRMS value and visual representation of overall 3D deviations through a color spectrum.
Discussion
The discussion section of this study evaluates the accuracy of the Digital Registration Method (DRM) for determining implant positions in maxillary incisors, comparing it with Cone Beam Computed Tomography (CBCT) scans. Conducted at Peking University School and Hospital of Stomatology, the study involved 36 patients with single or dual missing maxillary incisors, adhering to strict inclusion and exclusion criteria. The findings revealed an overall average deviation of $0.29 \pm 0.05 \, \text{mm}$ between implant positions obtained via DRM and CBCT, with no significant differences observed between single and dual implant groups. This suggests that the DRM is effective for evaluating implant positions relative to surrounding structures, even in cases where scanning accuracy is typically lower, such as in the anterior maxilla.
The study emphasizes the advantages of DRM over traditional radiographic methods, particularly in reducing radiation exposure and avoiding artifacts associated with CBCT imaging. The registration accuracy between intraoral scanning (IOS) and CBCT data was assessed through linear deviations at reference points on adjacent teeth, with results indicating that the DRM provides a reliable means of obtaining 3D implant positions. However, the study acknowledges limitations, including its focus solely on single and dual implants and the potential impact of artifacts in CBCT images. Overall, the results support the clinical applicability of DRM in implant dentistry, highlighting its precision and efficiency in real-time assessments during surgical procedures.