DOI: https://doi.org/10.1186/s12903-025-06446-9
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40611175
تاريخ النشر: 2025-07-03
المؤلف: Yongqing Guo وآخرون
الموضوع الرئيسي: المواد السنية والترميمات
نظرة عامة
تستكشف هذه الدراسة تأثير ظروف الإضاءة المحيطة على دقة المسح وقدرات مطابقة الألوان لأجهزة المسح داخل الفم (IOSs). باستخدام عشرة نماذج مطابقة للأسنان العلوية مع لوحات ألوان من أدلة الأسنان فيتا، استخدمت الدراسة جهاز مسح مختبري لإنشاء ملفات STL مرجعية، والتي تم استخدامها بعد ذلك لتقييم جهازين من أجهزة المسح داخل الفم (Trios 4 و Primescan) تحت مستويات إضاءة مختلفة (0، 500، 1000، و 2500 لوكس) ودرجات حرارة لونية (4100، 5500، و 6500 كلفن). أظهرت النتائج أن الإضاءة أثرت بشكل كبير على دقة المسح، بينما أثرت درجة الحرارة اللونية على نتائج مطابقة الألوان (P < 0.05). على وجه التحديد، أظهر Trios 4 أعلى دقة عند 1000 لوكس و5500 كلفن، بينما كان أداء Primescan الأفضل عند 2500 لوكس و4100 كلفن. تؤكد الاستنتاجات المستخلصة من هذه الدراسة المختبرية على الدور الحاسم للإضاءة المحيطة في تعزيز أداء أجهزة المسح داخل الفم. أظهرت التغيرات في الإضاءة ودرجة الحرارة اللونية تأثيرًا كبيرًا على كل من دقة المسح وقدرات مطابقة الألوان. توصي الدراسة بإعدادات إضاءة محيطة محددة لكل جهاز: 1000 لوكس مع درجة حرارة لونية 5500 كلفن لـ Trios 4 و2500 لوكس مع 4100 كلفن لـ Primescan. تشير هذه النتائج إلى أن تخصيص ظروف الإضاءة المحيطة بناءً على جهاز المسح المحدد قد يكون ضروريًا لتحقيق نتائج سريرية مثالية.
مقدمة
تناقش مقدمة هذه الورقة البحثية الأهمية المتزايدة لأجهزة المسح داخل الفم (IOSs) في طب الأسنان الرقمي، والتي تلتقط بيانات ثلاثية الأبعاد بصرية لإنشاء انطباعات أسنان افتراضية. تتأثر دقة هذه المسحات بعدة عوامل، بما في ذلك نظام جهاز المسح المحدد، تقنية المسح، الظروف داخل الفم، وبشكل ملحوظ، ظروف الإضاءة المحيطة. أثبتت الدراسات السابقة أن مستويات الإضاءة تؤثر بشكل كبير على دقة المسح، مع نتائج تشير إلى أن ظروف الإضاءة المختلفة يمكن أن تؤدي إلى اختلافات في أداء المسح تصل إلى 450 ميكرومتر. على سبيل المثال، تم التوصية بمستويات إضاءة مثالية لنماذج معينة من أجهزة المسح، مما يبرز الدور الحاسم للإضاءة في تحقيق انطباعات رقمية دقيقة.
على الرغم من التأثير المثبت للإضاءة على دقة المسح، إلا أن هناك أبحاثًا محدودة حول كيفية تأثير درجة الحرارة اللونية على هذه العملية. أدت التطورات الأخيرة في تكنولوجيا أجهزة المسح داخل الفم إلى إدخال برامج مطابقة الألوان، والتي تعزز النتائج الجمالية من خلال توفير تكرارية أفضل في اختيار الألوان مقارنة بالطرق التقليدية. ومع ذلك، فإن النتائج المتضاربة بشأن تأثير الإضاءة المحيطة على أداء مطابقة الألوان تبرز الحاجة إلى مزيد من التحقيق. تهدف هذه الدراسة إلى معالجة فجوة المعرفة من خلال فحص كيفية تأثير كل من الإضاءة ودرجة الحرارة اللونية للضوء المحيط على دقة المسح داخل الفم ومطابقة الألوان عبر أجهزة المسح المختلفة، مع فرضيات العدم التي تفترض عدم وجود اختلافات كبيرة تحت ظروف إضاءة مختلفة.
الطرق
شملت منهجية هذه الدراسة تصنيع عشرة نماذج مطابقة للأسنان العلوية المعدلة لمحاكاة السيناريوهات السريرية لتقييم تأثير ظروف الإضاءة المحيطة على إدراك اللون في التطبيقات السنية. كان لكل نموذج مطابقة سن مركزي أيمن تم استبداله بمختلف لوحات ألوان فيتا (VC و VM)، بينما تم إعداد السن الجانبي الأيمن والسن الثاني الأيسر لتحضير تيجان خزفية بالكامل بأبعاد محددة: عمق محوري 1.5 مم، حافة قاطعة 2 مم، وتقليل إطباقي، بالإضافة إلى تقارب بزاوية 6 درجات. تم إنشاء ملف رقمي باستخدام جهاز مسح مختبري (InEos X5) لإنشاء ملف لغة تسطيح قياسي (STL)، والذي عمل كمرجع لتقييم التشوه في المسحات التجريبية.
شمل التصميم التجريبي عشرة مجموعات تختلف بمستويات إضاءة محيطة مختلفة (0، 500، 1000، و 2500 لوكس) ودرجات حرارة لونية (4100 كلفن، 5500 كلفن، و 6500 كلفن)، مما يعكس ظروفًا ذات صلة سريريًا. لتحقيق هذه الظروف الضوئية، تم استخدام إعداد من تسعة مصادر ضوء LED، يتكون من خمسة مصابيح على شكل شرائط وأربعة مصابيح LED ملونة، جميعها يتم التحكم فيها بشكل فردي في دائرة متوازية. تم التحقق من اتساق الإضاءة باستخدام مقياس إضاءة طيفي، مما يضمن إضاءة دقيقة أثناء التجارب.
النتائج
في هذه الدراسة، تم إنشاء ما مجموعه 2000 ملف انطباع STL من 10 نماذج مطابقة عبر 10 ظروف إضاءة محيطة مختلفة باستخدام جهازين من أجهزة المسح داخل الفم (IOSs). تم حساب معامل الارتباط داخل الفئة (ICC) ليكون 0.92، مما يشير إلى إعادة إنتاجية ممتازة بين الفاحصين ومستوى عالٍ من الاتساق في القياسات التي تم الحصول عليها. تشير هذه النتائج إلى أن أجهزة المسح المستخدمة في هذه الدراسة توفر نتائج موثوقة وقابلة للتكرار لتوليد ملفات STL تحت ظروف إضاءة مختلفة.
المناقشة
في هذه الدراسة، تم التحقيق في تأثيرات ظروف الإضاءة المحيطة على دقة المسح وقدرات مطابقة الألوان لجهازي مسح داخل الفم (IOSs)، Trios 4 و Primescan. حافظت البيئة المتحكم فيها على درجة حرارة ورطوبة وضغط هواء ثابت، وتم توحيد إجراءات المسح بواسطة طبيب أسنان صناعي ذو خبرة واحدة. أشارت النتائج إلى أن الإضاءة أثرت بشكل كبير على دقة المسح، حيث حقق Trios 4 أعلى دقة عند 1000 لوكس وPrimescan عند 2500 لوكس. من ناحية أخرى، كان لدرجة الحرارة اللونية تأثير ملحوظ على دقة مطابقة الألوان، خاصة لكلا الجهازين عند استخدام أدلة الألوان VC و VM، مع أعلى دقة لوحظت عند 4100 كلفن لـ Primescan ونتائج متغيرة لـ Trios 4 اعتمادًا على دليل الألوان المستخدم.
تتعارض النتائج جزئيًا مع فرضيات العدم، مما يبرز أنه بينما تؤثر الإضاءة على دقة المسح، إلا أنها لا تؤثر على نتائج مطابقة الألوان، التي تعتمد بدلاً من ذلك على درجة الحرارة اللونية. تؤكد الدراسة على أهمية تحسين ظروف الإضاءة المحيطة في البيئات السريرية لتعزيز أداء أجهزة المسح داخل الفم، موصية بإعدادات إضاءة ودرجة حرارة لونية محددة لكل جهاز. تشمل القيود طبيعة الدراسة المختبرية والحاجة إلى مزيد من الأبحاث في vivo للتحقق من هذه النتائج واستكشاف مجموعة أوسع من أدلة الألوان. بشكل عام، توفر الدراسة رؤى قيمة حول كيفية تخصيص الإضاءة المحيطة لتحسين ممارسات المسح السني ومطابقة الألوان.
DOI: https://doi.org/10.1186/s12903-025-06446-9
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40611175
Publication Date: 2025-07-03
Author(s): Yongqing Guo et al.
Primary Topic: Dental materials and restorations
Overview
This study investigates the influence of ambient lighting conditions on the scanning accuracy and shade matching capabilities of intraoral scanners (IOSs). Utilizing ten maxillary typodonts with shade tabs from Vita tooth guides, the research employed a laboratory scanner to create reference STL files, which were then used to evaluate two IOSs (Trios 4 and Primescan) under varying illuminance levels (0, 500, 1000, and 2500 lx) and color temperatures (4100, 5500, and 6500 K). The findings revealed that illuminance significantly affected scanning accuracy, while color temperature impacted shade matching outcomes (P < 0.05). Specifically, Trios 4 exhibited optimal trueness at 1000 lx and 5500 K, whereas Primescan performed best at 2500 lx and 4100 K. The conclusions drawn from this in vitro study emphasize the critical role of ambient lighting in enhancing IOS performance. Variations in illuminance and color temperature were shown to significantly affect both scanning accuracy and shade matching capabilities. The study recommends specific ambient lighting settings for each IOS: 1000 lx with a color temperature of 5500 K for Trios 4 and 2500 lx with 4100 K for Primescan. These findings suggest that tailoring ambient lighting conditions based on the specific IOS used may be essential for achieving optimal clinical outcomes.
Introduction
The introduction of this research paper discusses the growing significance of intraoral scanners (IOSs) in digital dentistry, which capture optical three-dimensional data to create virtual dental impressions. The accuracy of these scans is influenced by multiple factors, including the specific IOS system, scanning technology, intraoral conditions, and notably, ambient lighting conditions. Previous studies have established that illuminance levels significantly affect scanning accuracy, with findings indicating that different lighting conditions can lead to discrepancies in scanning performance of up to 450 μm. For instance, optimal illuminance levels were recommended for specific IOS models, highlighting the critical role of lighting in achieving accurate digital impressions.
Despite the established impact of illuminance on scanning accuracy, there is limited research on how color temperature affects this process. Recent advancements in IOS technology have introduced shade matching software, which enhances aesthetic outcomes by providing better repeatability in shade selection compared to traditional methods. However, conflicting findings regarding the influence of ambient lighting on shade matching performance underscore the need for further investigation. This study aims to address the knowledge gap by examining how both illuminance and color temperature of ambient light affect the accuracy of intraoral scanning and shade matching across different IOSs, with the null hypotheses positing no significant differences under varying lighting conditions.
Methods
The methodology of this study involved the fabrication of ten modified maxillary typodonts to simulate clinical scenarios for evaluating the impact of ambient light conditions on color perception in dental applications. Each typodont featured a right central incisor replaced with various Vita shade tabs (VC and VM), while the right lateral incisor and left second premolar were prepared for all-ceramic crowns with specific dimensions: a 1.5 mm axial depth, 2 mm incisal edge, and occlusal reduction, along with a 6-degree convergence. A digital file was generated using a laboratory scanner (InEos X5) to create a standard tessellation language (STL) file, which served as a reference for assessing distortion in experimental scans.
The experimental design included ten groups differentiated by varying levels of ambient light illuminance (0, 500, 1000, and 2500 lux) and color temperatures (4100 K, 5500 K, and 6500 K), reflecting clinically relevant conditions. To achieve these lighting conditions, a setup of nine LED light sources was employed, consisting of five stripe-shaped bulbs and four colored-LED bulbs, all controlled individually in a parallel circuit. The lighting consistency was verified using a spectral illuminance meter, ensuring precise illumination during the experiments.
Results
In this study, a total of 2000 STL impression files were generated from 10 typodonts across 10 different ambient lighting conditions using two intraoral scanners (IOSs). The intra-class correlation coefficient (ICC) was calculated to be 0.92, indicating excellent intraexaminer reproducibility and a high level of consistency in the measurements obtained. These findings suggest that the IOSs used in this study provide reliable and repeatable results for STL file generation under varying lighting conditions.
Discussion
In this study, the effects of ambient lighting conditions on the scanning accuracy and shade matching capabilities of two intraoral scanners (IOSs), Trios 4 and Primescan, were investigated. The controlled environment maintained consistent temperature, humidity, and air pressure, and the scanning procedures were standardized by a single experienced prosthodontist. The results indicated that illumination significantly influenced scanning accuracy, with Trios 4 achieving optimal trueness at 1000 lx and Primescan at 2500 lx. Conversely, color temperature had a notable impact on shade matching accuracy, particularly for both scanners when using VC and VM shade guides, with the highest accuracy observed at 4100 K for Primescan and varying results for Trios 4 depending on the shade guide used.
The findings partially reject the null hypotheses, highlighting that while illumination affects scanning accuracy, it does not influence shade matching outcomes, which are instead dependent on color temperature. The study emphasizes the importance of optimizing ambient lighting conditions in clinical settings to enhance the performance of IOSs, recommending specific illuminance and color temperature settings for each device. Limitations include the in vitro nature of the study and the need for further research in vivo to validate these findings and explore a broader range of shade guides. Overall, the study provides valuable insights into how ambient lighting can be tailored to improve dental scanning and shade matching practices.