DOI: https://doi.org/10.1111/cid.70049
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40338525
تاريخ النشر: 2025-05-07
المؤلف: Alessandro Pozzi وآخرون
الموضوع الرئيسي: المواد السنية والترميمات
نظرة عامة
تبحث هذه الدراسة في دقة تقنية التصوير الفوتوغرافي داخل الفم (IPG) للانطباعات الرقمية الكاملة في طب الأسنان المزروع، مع التركيز على تأثير عدد الزرعات على دقة القياس. استخدمت الدراسة 30 نموذجًا مريضًا مجهول الهوية بأعداد مختلفة من الزرعات (4، 5، أو 6 زرعات) لالتقاط الانطباعات الرقمية باستخدام IPG وماسح ضوئي مكتبي. تم تحليل ملفات لغة التثليث القياسية (STL) الناتجة عن الانحرافات في القياسات الخطية (ΔX، ΔY، ΔZ)، الزاوية (ΔANGLE)، وثلاثية الأبعاد (المسافة الإقليدية 3D، ΔEUC)، مع تحديد الأهمية الإحصائية عند p < 0.05. أشارت النتائج إلى أن الانحرافات المتوسطة كانت ضمن الحدود المقبولة للملاءمة السلبية، مع ملاحظات على انحرافات كبيرة لـ ΔZ، ΔEUC، وΔANGLE (p < 0.01). ومن الجدير بالذكر أن عدد الزرعات أثر فقط على انحراف المحور Z (p = 0.03). تشير النتائج إلى أن تقنية IPG هي خيار قابل للتطبيق للانطباعات الرقمية الكاملة، مما قد يلغي الحاجة إلى تجارب النماذج الصلبة وزيادة كفاءة سير العمل من خلال دمج التصوير الفوتوغرافي مع المسح الضوئي البصري داخل الفم (IOS). تختتم الدراسة بالقول إنه بينما تظهر IPG دقة واعدة، فإن المزيد من التجارب السريرية ضرورية للتحقق من هذه النتائج في الممارسة العملية.
مقدمة
تسلط المقدمة الضوء على الأهمية الحيوية لتسجيل مواقع الزرعات بدقة من أجل الملاءمة الناجحة للأطراف الصناعية الثابتة الكاملة (FDP). بينما كانت تقنية المسح الضوئي البصري داخل الفم (IOS) طريقة شائعة للانطباعات الرقمية، فإن دقتها تتناقص في الحالات الكاملة بسبب مشاكل مثل أخطاء الخياطة وعدم محاذاة المسح. على الرغم من أنه تم إحراز بعض التقدم لتحسين دقة IOS، إلا أن الطريقة لا تزال مثيرة للجدل بالنسبة للأطراف الصناعية الثابتة الكاملة، مع نتائج مختلطة بشأن فعاليتها مقارنة بالتقنيات الأخرى.
لمعالجة هذه القيود، ظهرت تقنيات مبتكرة مثل التصوير الفوتوغرافي الخارجي (EPG)، التي تظهر دقة متفوقة في التقاط العلاقات المكانية ثلاثية الأبعاد. ومع ذلك، تم إجراء معظم الدراسات على EPG في المختبر، مما يثير تساؤلات حول قابليتها للتطبيق السريري. أظهرت المقارنات الحديثة في الحياة الحقيقية مزايا EPG على IOS، ومع ذلك، لا تزال تعقيدات وتكاليف استخدام كلا التقنيتين لجمع البيانات داخل الفم بشكل شامل تمثل تحديات. تم تقديم جهاز داخل الفم مبتكر يدمج IOS مع التصوير الفوتوغرافي (IPG)، واعدًا بنهج أكثر كفاءة من خلال إنشاء ملف STL واحد يشمل مواقع الزرعات، تشريح الفك، والإطباق في مسح واحد. تهدف هذه الدراسة إلى تقييم دقة IPG على نماذج المرضى الفعلية، مع التركيز على الانحرافات الخطية، ثلاثية الأبعاد، وزاوية، بينما تحقق أيضًا في تأثير عدد الزرعات على الدقة. تفترض الدراسة فرضيتين صفريتين بشأن الفروق في الدقة بين انطباعات IPG وملفات المرجع، بالإضافة إلى تأثير كمية الزرعات على نتائج الدقة.
الطرق
في هذه الدراسة، استخدم المؤلفون قوالب أسنان نهائية من النوع الرابع من الجمعية الأمريكية لطب الأسنان (ADA) بأعداد مختلفة من الزرعات (4، 5، و6) تم اختيارها من أرشيف مرضى مجهولين. التزمت عملية جمع البيانات بالمعايير الأخلاقية، مما يضمن عدم استخدام أي معلومات تعريفية عن المرضى. شملت عملية المسح جهاز مسح ضوئي داخل الفم (Elite، Shining 3D) وماسح ضوئي مكتبي عالي الدقة (Autoscan DS-EX Pro(H)، Shining 3D) لإنشاء مسحات اختبار ومرجعية للنماذج. استخدم المسح الضوئي داخل الفم بروتوكولًا محددًا لالتقاط تشريح الأنسجة الرخوة وتحديد مواقع أجسام مسح الزرعات (ISBs) بدقة باستخدام مفتاح عزم الدوران، مع قيام البرنامج بتحديد ISBs تلقائيًا لمطابقة الهندسة الرقمية.
شملت منهجية الدراسة ظروف مسح محكومة، مع تنظيم الإضاءة المحيطة ودرجة الحرارة لتقليل التداخل. تم إجراء محاذاة ملفات STL الاختبارية مع المسحات المرجعية باستخدام برنامج CAD (Exocad)، مع استخدام محاذاة قائمة على النقاط تليها خوارزمية أفضل ملاءمة. ركز التحليل على قياس الانحرافات الخطية المتوسطة (ΔX، ΔY، ΔZ) والانحرافات الزاوية (ΔANGLE) لكل موقع زرعة، مع حساب الانحراف ثلاثي الأبعاد باستخدام صيغة المسافة الإقليدية (ΔEUC). تم تحديد حجم العينة بـ 66 زرعة بناءً على أحجام التأثير ذات الصلة سريريًا، وتم إجراء التحليلات الإحصائية باستخدام نماذج مختلطة خطية لتقييم الانحرافات وتأثير عدد الزرعات على الدقة العامة، مع تقديم النتائج جنبًا إلى جنب مع فترات الثقة 95%.
النتائج
حللت نتائج الدراسة ثلاثين قالبًا نهائيًا من مرضى الزرعات الكاملة، مع التركيز على ستة (n = 9)، خمسة (n = 8)، وأربعة (n = 13) نسخ من الزرعات متعددة الوحدات (MUA)، بإجمالي 146 موقع زرعة. تم تقييم الانحرافات على طول المحاور X وY وZ، بالإضافة إلى المسافة الإقليدية ثلاثية الأبعاد والانحرافات الزاوية. كشفت النتائج عن انحرافات طفيفة على طول المحور X (-3.97 ± 32.8 μm) والمحور Y (-1.97 ± 25.03 μm)، بينما أظهر المحور Z انحرافات أكبر بكثير (-33 ± 34.77 μm). تم حساب متوسط الانحراف الخطي ثلاثي الأبعاد (ΔEUC) عند 57.22 ± 27.41 μm، مع متوسط انحراف زاوي قدره 0.26° ± 0.19°. ومن الجدير بالذكر أن المحور Z أظهر باستمرار أعلى الانحرافات مقارنة بالمحاور الأخرى.
أشارت التحليلات الإضافية باستخدام الهوامش التنبؤية إلى وجود اختلافات ذات دلالة إحصائية في انحرافات المحور Z (∆Z)، ΔEUC، والانحرافات الزاوية (ΔANGLE) مع قيم p أقل من 0.01. تم تصنيف النتائج حسب عدد الزرعات، مما يوفر رؤى حول دقة القياسات عبر تكوينات مختلفة، كما هو موضح في الجداول والأشكال المرفقة.
المناقشة
تقيّم قسم المناقشة في الدراسة فعالية تقنية جديدة للانطباع الرقمي للزرعات الكاملة، تُسمى IPG، والتي تدمج التصوير الفوتوغرافي والمسح الضوئي السطحي البصري في جهاز داخل الفم محمول. تشير النتائج إلى أن نظام IPG نجح في التقاط الانطباعات دون أخطاء، مستخدمًا برنامجًا مدفوعًا بالذكاء الاصطناعي لاكتشاف علامات سطح الزرعات المشفرة (ISBs) بدقة ودمج إحداثيات الزرعات مع المسحات السطحية. على الرغم من تصميم الدراسة في المختبر، الذي يحد من قدرتها على تكرار الظروف السريرية، فإن استخدام قوالب المرضى الحقيقية يعزز من الأهمية السريرية للنتائج. ومن الجدير بالذكر أن الدراسة وجدت أن الانحرافات في المحور Z، المسافة الإقليدية ($\Delta EUC$)، والقياسات الزاوية ($\Delta ANGLE$) كانت ذات دلالة إحصائية لكنها ظلت ضمن الحدود المقبولة سريريًا للملاءمة السلبية، مما يشير إلى أن تقنية IPG يمكن أن تبسط عملية التصنيع للأطراف الصناعية الثابتة الكاملة (FDPs).
تسلط الدراسة أيضًا الضوء على أنه بينما أثر عدد الزرعات على انحرافات المحور Z، إلا أنه لم يؤثر بشكل كبير على القياسات الأخرى. كشفت المقارنات مع التقنيات الحالية أن IPG أظهرت انحرافات أقل على طول المحورين X وY مقارنةً بتقنية المسح الضوئي داخل الفم التقليدية (IOS) وكانت أكثر دقة من أنظمة التصوير الفوتوغرافي الخارجي (EPG) التي تم الإبلاغ عنها سابقًا. إن دمج كلا التقنيتين في سير عمل واحد لا يبسط فقط عملية الانطباع الرقمي، بل يقلل أيضًا من الحاجة إلى زيارات متعددة للمرضى والمعدات، مما يحسن من كفاءة التكاليف وأوقات العلاج. يخلص المؤلفون إلى أنه بينما تظهر تقنية IPG وعدًا في تحسين سير العمل الرقمي في البيئات السريرية، فإن المزيد من التجارب السريرية ضرورية للتحقق من أدائها في الحياة الحقيقية.
DOI: https://doi.org/10.1111/cid.70049
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40338525
Publication Date: 2025-05-07
Author(s): Alessandro Pozzi et al.
Primary Topic: Dental materials and restorations
Overview
This research investigates the accuracy of intraoral photogrammetry (IPG) technology for complete-arch digital impressions in implant dentistry, focusing on the impact of the number of implants on measurement trueness. The study utilized 30 anonymized patient models with varying implant counts (4, 5, or 6 implants) to capture digital impressions using IPG and a desktop scanner. The resulting standard tessellation language (STL) files were analyzed for deviations in linear (ΔX, ΔY, ΔZ), angular (ΔANGLE), and three-dimensional (3D Euclidean distance, ΔEUC) measurements, with statistical significance set at p < 0.05. Results indicated that mean deviations were well within acceptable limits for passive fit, with significant deviations noted for ΔZ, ΔEUC, and ΔANGLE (p < 0.01). Notably, the number of implants influenced only the Z-axis deviation (p = 0.03). The findings suggest that IPG technology is a viable option for complete-arch digital impressions, potentially eliminating the need for rigid prototype try-ins and enhancing workflow efficiency by integrating photogrammetry with intraoral optical scanning (IOS). The study concludes that while IPG demonstrates promising accuracy, further clinical trials are necessary to validate these results in practice.
Introduction
The introduction highlights the critical importance of accurately recording implant positions for the successful fit of complete-arch fixed dental prostheses (FDP). While conventional intraoral optical scanning (IOS) has been a common method for digital impressions, its accuracy diminishes in complete-arch cases due to issues such as stitching errors and scan misalignment. Although some advancements have been made to improve IOS accuracy, the method remains controversial for definitive complete-arch FDPs, with mixed findings regarding its effectiveness compared to other techniques.
To address these limitations, innovative technologies like extraoral photogrammetry (EPG) have emerged, demonstrating superior accuracy in capturing three-dimensional spatial relationships. However, most studies on EPG have been conducted in vitro, raising questions about its clinical applicability. Recent in vivo comparisons have shown EPG’s advantages over IOS, yet the complexity and cost of using both technologies for comprehensive intraoral data capture remain challenges. A novel intraoral device that integrates IOS with photogrammetry (IPG) has been introduced, promising a more efficient approach by generating a single STL file that encompasses implant positions, jaw anatomy, and occlusion in one scan. This study aims to evaluate the trueness of IPG on actual patient models, focusing on linear, 3D, and angular deviations, while also investigating the impact of the number of implants on trueness. The study posits two null hypotheses regarding the differences in trueness between IPG impressions and reference files, as well as the influence of implant quantity on trueness outcomes.
Methods
In this study, the authors utilized American Dental Association (ADA) type IV dental stone definitive casts with varying numbers of implants (4, 5, and 6) selected from an anonymized patient archive. The data collection adhered to ethical standards, ensuring no identifiable patient information was used. The scanning process involved both an intraoral scanning device (Elite, Shining 3D) and a high-resolution desktop scanner (Autoscan DS-EX Pro(H), Shining 3D) to create test and reference scans of the models. The intraoral scanning employed a specific protocol for capturing soft tissue anatomy and accurately positioning implant scanning bodies (ISBs) using a torque wrench, with the software automatically identifying ISBs for digital geometry matching.
The study’s methodology included controlled scanning conditions, with ambient lighting and temperature regulated to minimize interference. The alignment of test STL files to reference scans was performed using CAD software (Exocad), employing a point-based alignment followed by a best-fit algorithm. The analysis focused on measuring mean linear deviations (ΔX, ΔY, ΔZ) and angular deviations (ΔANGLE) for each implant position, with the 3D deviation calculated using the Euclidean distance formula (ΔEUC). A sample size of 66 implants was determined based on clinically relevant effect sizes, and statistical analyses were conducted using linear mixed models to assess deviations and the impact of implant number on overall trueness, with results presented alongside 95% confidence intervals.
Results
The results of the study analyzed thirty definitive casts from complete-arch implant patients, focusing on six (n = 9), five (n = 8), and four (n = 13) multi-unit abutment (MUA) implant replicas, totaling 146 implant positions. Deviations were assessed along the X, Y, and Z axes, as well as in 3D Euclidean distance and angular deviations. The findings revealed minor deviations along the X-axis (-3.97 ± 32.8 μm) and Y-axis (-1.97 ± 25.03 μm), while the Z-axis exhibited significantly larger deviations (-33 ± 34.77 μm). The mean 3D linear deviation (ΔEUC) was calculated at 57.22 ± 27.41 μm, with a mean angular deviation of 0.26° ± 0.19°. Notably, the Z-axis consistently showed the highest deviations compared to the other axes.
Further analysis using predictive margins indicated statistically significant differences in Z-axis deviations (∆Z), ΔEUC, and angular deviations (ΔANGLE) with p-values less than 0.01. The results were stratified by the number of implants, providing insights into the trueness of the measurements across different configurations, as detailed in the accompanying tables and figures.
Discussion
The discussion section of the study evaluates the effectiveness of a novel complete-arch implant digital impression technology, termed IPG, which integrates photogrammetry and optical surface scanning in a handheld intraoral device. The findings indicate that the IPG system successfully captured impressions without errors, utilizing AI-driven software to accurately detect coded implant surface markers (ISBs) and integrate implant coordinates with surface scans. Despite the study’s in vitro design, which limits its ability to replicate clinical conditions, the use of real patient definitive casts enhances the clinical relevance of the results. Notably, the study found that deviations in the Z-axis, Euclidean distance ($\Delta EUC$), and angular measurements ($\Delta ANGLE$) were statistically significant but remained well within clinically acceptable thresholds for passive fit, suggesting that IPG technology could streamline the fabrication process for complete-arch fixed dental prostheses (FDPs).
The study also highlights that while the number of implants influenced Z-axis deviations, it did not significantly affect other measurements. Comparisons with existing technologies revealed that IPG exhibited lower deviations along the X and Y axes compared to conventional intraoral scanning (IOS) and was more accurate than previously reported external photogrammetry (EPG) systems. The integration of both scanning technologies into a single workflow not only simplifies the digital impression process but also reduces the need for multiple patient visits and equipment, thereby improving cost-efficiency and treatment times. The authors conclude that while the IPG technology shows promise for enhancing digital workflows in clinical settings, further clinical trials are necessary to validate its performance in vivo.