DOI: https://doi.org/10.1007/s00784-025-06154-2
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39865140
تاريخ النشر: 2025-01-26
المؤلف: Kerstin Schlögl وآخرون
الموضوع الرئيسي: تقويم الأسنان وطب الأسنان الوجهية
نظرة عامة
تناقش هذه الفقرة التقدم في سير العمل الرقمي لتصنيع الأطراف الصناعية السنية، مع التأكيد على أهمية الحصول على بيانات دقيقة ومعالجتها وتصنيع الترميمات. وتبرز أن دقة عملية المسح أمر حاسم، حيث تؤثر بشكل مباشر على جودة الخطوات اللاحقة. تؤثر عوامل مثل معايرة نظام المسح، وخبرة المشغل، واستراتيجية المسح بشكل كبير على صحة ودقة بيانات النموذج الناتجة. حاليًا، لا توجد إرشادات موحدة لتقييم دقة مجموعات بيانات الفك الكامل.
تخلص الدراسة إلى أن استراتيجيات المسح المحددة، وخاصة الجمع بين القوس الكامل وأنماط الحركة الخطية أو المدمجة، تحقق دقة ودقة أفضل مقارنةً بحركات الزجزاج. بالإضافة إلى ذلك، تظهر أنماط الحركة الخطية المدمجة مع تقسيم القوس الكامل أو نصف الفك دقة متفوقة مقارنةً بتقسيم السدس. ومع ذلك، تعترف الدراسة بالقيود، بما في ذلك تركيزها على المرحلة الأولية من سير العمل الرقمي والحاجة إلى مزيد من البحث للتحقق من النتائج عبر تقنيات المسح المختلفة. تم الإشارة إلى استخدام ماسح CEREC Primescan AC، الذي يستخدم مبدأ القياس الضوئي، وتمت مناقشة التحديات المتعلقة بالحفاظ على مسارات المسح المعقدة في vivo، مما يشير إلى أن الدراسات المستقبلية يجب أن تعطي الأولوية للظروف السريرية لعمليات المسح الكاملة.
مقدمة
تناقش مقدمة هذه الورقة البحثية التأثير التحويلي لتصميم بمساعدة الكمبيوتر (CAD) وتصنيع بمساعدة الكمبيوتر (CAM) على سير العمل الرقمي في طب الأسنان، وخاصة في مجالات مثل تقويم الأسنان وطب الأسنان التعويضي. وتبرز التقدم في التقنيات الرقمية التي تعزز الكفاءة والجودة في التشخيص، والمراقبة السريرية، وتخطيط العلاج، والترميم. يتم توضيح طريقتين رئيسيتين لتقييم دقة هذه الأنظمة الرقمية: الأولى تستخدم خوارزمية أفضل توافق لمحاذاة بيانات الاختبار والمرجع، على الرغم من أنها قد تقدم انحرافات؛ والثانية تتضمن تحليل مقياسي للقيم الهندسية من الأجسام المرجعية، سواء كانت ثابتة في المختبر أو ملحقة في vivo.
تشير الأدبيات إلى أن الماسحات الضوئية الحديثة داخل الفم تحقق دقة عالية لعمليات المسح الربعية، ولكن التحديات لا تزال قائمة لعمليات المسح الكاملة بسبب الأخطاء التراكمية المرتبطة بزيادة مسافات المسح. تتأثر دقة هذه المسحات بالأنظمة المحددة المستخدمة واستراتيجيات المسح المعتمدة. تقترح بعض الدراسات أن أنماط المسح الأكثر تعقيدًا وغير الخطية تحسن الدقة، بينما تدعو أخرى إلى الالتزام بالتقنيات الموصى بها من قبل الشركات المصنعة. تهدف هذه الدراسة إلى التحقيق بشكل منهجي في كيفية تأثير أنماط الحركة المختلفة وتقسيم المسح المستهدف على صحة ودقة الحصول على البيانات الرقمية، باستخدام ماسح CEREC Primescan AC بشكل خاص. تفترض الفرضية الصفرية أن التغيرات في أنماط المسح لن تؤثر بشكل كبير على الصحة أو الدقة.
طرق
في هذه الدراسة، تم استخدام نموذج فك علوي كامل مصنوع من البولي يوريثين (AlphaDie MF، LOT 2012008441؛ Schütz Dental GmbH، روسباخ، ألمانيا) للتحليل. كان النموذج يتميز بسطح متجانس غير لامع لضمان الاتساق أثناء التجارب. لتأسيس هيكل مرجعي، تم وضع قضيب معدني بشكل استراتيجي في منطقة الأضراس الثانية (GARANT، DIN 875-00-g؛ مجموعة هوفمان، ميونيخ، ألمانيا). كانت هذه الإعدادات حاسمة للتقييمات والقياسات اللاحقة التي تم إجراؤها خلال البحث.
النتائج
يقدم قسم النتائج تحليلًا شاملاً للاختلافات في الاستراتيجيات المختبرة، ملخصًا من خلال القيم الوسيطة، والحد الأدنى، والحد الأقصى، والانحراف المعياري، كما هو موضح في الجداول 1 و 2. يتم تضمين فترة الثقة بنسبة 95% لكل معلمة، مما يوفر سياقًا إحصائيًا للنتائج. يتم توضيح التمثيلات البصرية للبيانات في الأشكال 4 و 5، التي تحتوي على مخططات صندوق لجميع الاستراتيجيات التي تم تقييمها.
بالإضافة إلى ذلك، يناقش القسم الإسقاط المتميز لمعامل الالتواء الزاوي، المشار إليه بـ $\alpha$، على كل من المستويات التاجية والأفقية. هذا الإسقاط حاسم لفهم الخصائص الاتجاهية للالتواء في القضيب. يتم تقديم الحسابات لـ $\alpha$ في المستويات التاجية والمحورية من خلال معادلات محددة، والتي تتضمن إحداثيات المحاور X وY وZ، مما يعكس العلاقات الهندسية المعنية في التحليل.
مناقشة
يقيم قسم المناقشة في الدراسة دقة ماسح CEREC Primescan AC في الرقمنة الكاملة للفك، مع التركيز على تأثير استراتيجيات المسح المختلفة. تم تأسيس مجموعة البيانات المرجعية للقضيب المعدني باستخدام آلة قياس الإحداثيات (CMM)، مع طول مرجعي محسوب قدره 55.066 مم. استخدمت الدراسة استراتيجيات مسح متنوعة، تجمع بين تقسيم منطقة المسح وأنماط الحركة المختلفة. أظهرت النتائج اختلافات كبيرة في الدقة بين الاستراتيجيات، مما أدى إلى رفض الفرضية الصفرية التي تفيد بعدم وجود اختلافات. بشكل خاص، أظهرت أنماط الحركة الخطية (الاستراتيجيات F_L و F_C) دقة ودقة متفوقة مقارنةً بحركات الزجزاج (F_Z)، مما يتماشى مع الأدبيات الحالية التي تقترح أن تقليل الانقطاعات أثناء الحصول على البيانات يعزز الدقة.
كشفت التحليلات الإحصائية أن أنماط الحركة الخطية والمجمعة، خاصة عند اقترانها بتقسيم الفك الكامل أو نصف الفك، حققت أفضل أداء من حيث الصحة والدقة. تؤكد نتائج الدراسة على أهمية استراتيجية المسح في تحقيق نتائج رقمنة دقيقة، مع آثار على الممارسة السريرية. ومع ذلك، يشير المؤلفون إلى القيود، بما في ذلك الحاجة إلى مزيد من البحث للتحقق من هذه النتائج في البيئات السريرية واستكشاف تأثير العوامل المختلفة على دقة الأطراف الصناعية المصنعة. بشكل عام، تسهم الدراسة في تقديم رؤى قيمة لتحسين بروتوكولات المسح من أجل تحسين الدقة في سير العمل الرقمي.
DOI: https://doi.org/10.1007/s00784-025-06154-2
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39865140
Publication Date: 2025-01-26
Author(s): Kerstin Schlögl et al.
Primary Topic: Orthodontics and Dentofacial Orthopedics
Overview
The section discusses the advancements in digital workflows for dental prosthesis fabrication, emphasizing the importance of accurate data acquisition, processing, and restoration fabrication. It highlights that the accuracy of the scanning process is critical, as it directly influences the quality of subsequent steps. Factors such as the scanning system’s calibration, the operator’s experience, and the scanning strategy significantly affect the trueness and precision of the resulting model data. Currently, there are no standardized guidelines for evaluating the accuracy of full-jaw datasets.
The study concludes that specific scanning strategies, particularly the combination of full arch with linear or combined movement patterns, yield better trueness and precision compared to zig-zag movements. Additionally, linear motion patterns combined with full-arch or half-jaw segmentation demonstrate superior trueness over sextant segmentation. However, the study acknowledges limitations, including its focus on the initial stage of the digital workflow and the need for further research to validate findings across different scanning technologies. The use of the CEREC Primescan AC scanner, which employs a light optical measurement principle, is noted, and the challenges of maintaining complex scanning paths in vivo are discussed, suggesting that future studies should prioritize clinical conditions for full-arch scans.
Introduction
The introduction of this research paper discusses the transformative impact of computer-aided design (CAD) and computer-aided manufacturing (CAM) on digital workflows in dentistry, particularly in fields such as orthodontics and prosthodontics. It highlights the advancements in digital technologies that enhance efficiency and quality in diagnostics, clinical monitoring, therapy planning, and restoration. Two primary methods for evaluating the accuracy of these digital systems are outlined: the first employs a best-fit algorithm to align test and reference data, though it may introduce misalignments; the second involves metrical analysis of geometric values from reference objects, either fixed in vitro or attached in vivo.
The literature indicates that modern intraoral scanners achieve high accuracy for quadrant scans, but challenges persist for full-arch scans due to cumulative errors associated with increased scanning distances. The accuracy of these scans is influenced by the specific systems used and the scanning strategies employed. Some studies suggest that more complex, non-linear scanning patterns improve accuracy, while others advocate for adherence to manufacturer-recommended techniques. This study aims to systematically investigate how different movement patterns and targeted scan segmentation affect the trueness and precision of digital data acquisition, specifically using the CEREC Primescan AC scanner. The null hypothesis posits that variations in scanning patterns will not significantly impact trueness or precision.
Methods
In this study, a maxillary full-arch model constructed from polyurethane (AlphaDie MF, LOT 2012008441; Schütz Dental GmbH, Rosbach, Germany) was utilized for analysis. The model featured a homogeneous, matte surface to ensure consistency during experimentation. To establish a reference structure, a metal bar was strategically placed in the region of the second molars (GARANT, DIN 875-00-g; Hoffmann Group, Munich, Germany). This setup was critical for the subsequent evaluations and measurements conducted throughout the research.
Results
The results section presents a comprehensive analysis of the deviations in the tested strategies, summarized through median, minimum, maximum, and standard deviation values, as detailed in Tables 1 and 2. Each parameter’s 95% confidence interval is also included, providing a statistical context for the findings. Visual representations of the data are illustrated in Figures 4 and 5, which feature boxplots for all strategies evaluated.
Additionally, the section discusses the differentiated projection of the angular torsion parameter, denoted as $\alpha$, on both coronal and horizontal planes. This projection is crucial for understanding the directional characteristics of the torsion of the bar. The calculations for $\alpha$ in the coronal and axial planes are provided through specific equations, which incorporate the coordinates of the X-, Y-, and Z-axes, reflecting the geometric relationships involved in the analysis.
Discussion
The discussion section of the study evaluates the accuracy of the CEREC Primescan AC in full-arch digitization, focusing on the impact of different scanning strategies. The reference dataset for the metal bar was established using a coordinate measuring machine (CMM), with a calculated reference length of 55.066 mm. The study employed various scanning strategies, combining segmentation of the scan area and different movement patterns. The results indicated significant differences in accuracy among the strategies, leading to the rejection of the null hypothesis that no differences existed. Specifically, linear movement patterns (strategies F_L and F_C) demonstrated superior trueness and precision compared to zig-zag movements (F_Z), aligning with existing literature that suggests fewer interruptions during data acquisition enhance accuracy.
Statistical analysis revealed that the linear and combined movement patterns, particularly when paired with full-arch or half-jaw segmentation, yielded the best performance in terms of trueness and precision. The study’s findings underscore the importance of scanning strategy in achieving accurate digitization outcomes, with implications for clinical practice. However, the authors note limitations, including the need for further research to validate these findings in clinical settings and to explore the influence of various factors on the accuracy of the fabricated prostheses. Overall, the study contributes valuable insights into optimizing scanning protocols for improved accuracy in digital workflows.