Articolo originale in lingua inglese:
Finish line distinctness and accuracy in 7 intraoral scanners versus conventional impression: an in vitro descriptive comparison.
Autori: Robert Nedelcu, Pontus Olsson, Ingela Nyström and Andreas Thor BMC Oral HealthBMC series Received: 12 September 2017Accepted: 14 February 2018Published: 23 February 2018
Gli scanner intraorali sono uno strumento che sta entrtando prepotentemente nella pratica clinica quotidiana.
Siamo quotidianamente accerchiati da proposte commerciali di aziende o rappresentanti e come sempre tutti mettono in mostra le incredibili doti del propio prodotto.
Purtroppo oggi ci sono meno soldi rispetto al passato e investimenti importanti come uno scanner deve essere un investimento sicuro, non ci possiamo piu permettere di sbagliare prodotto.
Per questo motivo abbiamo deciso di pubblicare uno studio comparativo sulla qualita e precisione di 7 tra gli scanner intraorali piu venduti.
Puoi scaricare la versione integrale in PDF a questo link
In questo studio di Robert Nedelcu, Pontus Olsson, Ingela Nyström e Andreas Thor si sta’ valutando la l’accuratezza (FLA) nel rilevare il il bordo di chiusura o traguardo (FLD) tramite scanner intraorale (IOS), verra’ usata un impronta convenzionale (IMPR) come riferimento per il confronto.
COME ABBIAMO FATTO QUESTA COMPARATIVA?
Robert Nedelcu e il suo gruppo di ricerca hanno deciso di utilizzare una modello con denti sfilabili prodotto da Colombia Dentoform Corp (Modello M-860MQD)
E’ stato preparato per una corona cementata un elemento laterale dell’arcata superiore.
La linea di chiusura o traguardo era prevalentemente sovragengivale con due aree specifiche sottogengivalei (distobuccale DB e mesiopalatale MP )
Dato che il modello preso in considerazione per questo studio era leggermente traslucente è stato applicato un sottile strato di biossido di titanio (Kronos Titandioxide, Kronos International Inc.)
Il modello è stato successivamente scansionato con uno scanner industriale di altissima precisione (ATOS Triple Scan III 8MP) con poligonizzazione impostata su alto.
Tramite ATOS Professional versione 8.1 è stata successivamente esportata in STL la scansione di riferimento.
Fig. 1 Vista vestibolare del modello con preparazione parzialmente sovra e sottogengivale e OVA di riferimento-scansione ATOS. Delimitazioni rettangolari raffiguranti aree allargate con traguardo subgengivale: DB (distobuccale), superiore, MP (mesiopalatale), inferiore. Le linee tratteggiate mostrano sezioni verticali e diagonali con rispettiva vista 2D
GLI SCANNER INTRAORALI
Sei produttori hanno accettato di fornire in totale sette scanner intraorali per i test:
- 3M True Definition (3M)
- Carestream CS3500 (CS3500)
- Carestream CS3600 (CS3600)
- Dentalwings intraorale Scanner (DWIO)
- Omnicam (OMNI)
- Planscan (PLAN)
- Trios ( TRIOS)
La Tabella elenca sistema, produttore, versione software, sorgente luminosa, acquisizione colore/monocromatico e tecnologia di scansione.
Tabella 1
Sistemi intraorali, produttore, versioni software e tipo di tecnologia
Per ogni scanner intraorale sono state fatte 10 scansioni, dopo aver valutato la stabilita’ del metodo di aquisizione è stata selezionata solo l’ultima delle 10 per le ulteriori analisi come la tassellatura e la topografia.
Tutte le istantanee sono state acquisite da un angolo di visione occlusale predefinito (OVA) come anche le condizioni di luce erano sempre identiche.
E’ stata presa un unica una impronta in Impregum, il timore era che i denti sfilabili si potessero muovere.
L’impronta in Impregum è stata successivamente colata in Fujirock EP e scansionata con 3Shape D1000 per generare un modello 3D (IMPR)
Tutti i decimi file STL generati dagli scanner intraorali sono stati confrontati tramite Geomagic Control 2015 (3D Systems) con ATOS, che ricordiamo è la scansione fatta con scanner industriale direttamente sul modello della Colombia Dentoform.
L’analisi comparativa 3D è stata eseguita su Scanner intraorali IOS e l’impronta colata e scansionata IMPR.
Le istantanee ad alta risoluzione sono state esportate con istogrammi di deviazione su OVA, con impostazione a ± 25 μm e critico ± 100 μm.
Anche le immagini ingrandite dell’analisi comparativa 3D nelle aree DB e MP con istogrammi di deviazione sono state prese in OVA.
Un istogramma di deviazione secondaria è stato abilitato con un’impostazione “go / no go” di ± 50 μm e le istantanee sono state esportate per scanner con deviazioni oltre tale soglia: 3M, CS3500, DWIO, OMNI e PLAN.
ELABORAZIONE DELLE IMMAGINI
Figura 2 mostra una vista renderizzata per ATOS, ogni scanner intraorale e IMPR che è l’impronta colata e scansionata; e il relativo conteggio dei triangoli.
Lo scanner di riferimento ATOS presentava una risoluzione di 50.000 triangoli seguita da:
- TRIOS (23.5000)
- IMPR (18.000)
- DWIO (14.500)
- OMNI (12.000)
- CS3500 (11.000)
- 3M (9000)
- CS3600 (8.500)
- PLAN (7.500)
TRIOS aveva un numero di triangoli di 1,6-3,1 volte superiore rispetto ad altri IOS e 1,3 volte superiore rispetto allo scanner da laboratorio per IMPR.
Quando confrontiamo la lettura della linea di traguardo o linea di chiusura dei diversi scanner intraorali emerge subito che TRIOS mostra la massima distinzione complessiva.
I sistemi che mostravano la peggiore distinzione della linea di chiusura erano PLAN, DWIO e 3M.
PLAN, DWIO e 3M soffrivano in particolar modo nelle aree sottogengivali DB e MP.
Sia PLAN che 3M hanno mostrato il numero di triangoli più basso.
Fig. 2
Confronto tra distinzione superficiale e circonferenziale della linea di arrivo resa in OVA per ATOS, IOS e IMPR. Il conteggio dei triangoli (P) si riferisce alla preparazione completa senza i tessuti molli circostanti
La figura 3 mostra un confronto margine DB,il sistema mostra che TRIOS ha la massima nitidezza del traguardo, sia nel rendering che nella visualizzazione mesh.
CS3600 sembrava avere una lettura simile al suo predecessore, CS3500, tuttavia, l’area della linea di chiusura ha sofferto un po’ della bassa risoluzione e ha presentato sfaccettature più grandi di TRIOS.
OMNI risulta essere coerente come individuazione della linea di chiusura ma soffre di poca nitidezza rispetto a TRIOS infatti tende ad arrotondare la linea stessa.
Lo scanner con la distinzione della linea di chiusura più bassa era 3M, in cui sia il rendering che la mesh mancavano di distinzione.
Fig. 3
Confronto tra la superficie renderizzata e la mesh 3D che visualizza la distinzione del traguardo in OVA per l’area DB (distobuccal) in ATOS, IOS e IMPR. La mesh mostra una tessellation variabile e una dimensione del triangolo relativa tra i sistemi. Il conteggio dei triangoli (P) si riferisce alla preparazione completa senza i tessuti molli circostanti
La mesh di 3M e DWIO mostrava un livello più alto di uniformità nella tassellatura vicino alla posizione della linea di chiusura, a differenza di altri sistemi che, attraverso le loro variazioni nelle dimensioni dei triangoli, aumentavano la risoluzione in aree con ondulazioni per rappresentare meglio le transizioni.
La Figura 4 mostra il rendering ATOS e l’analisi comparativa 3D per IOS (scanner intraorali) e IMPR (impronta colata e scansionata in laboratorio).
La deviazione può essere analizzata nell’istogramma che mostra una distribuzione uniforme della maggior parte delle deviazioni entro l’area nominale ± 25 μm.
Tuttavia, lo scanner che non si conformava era PLAN, visualizzando le deviazioni totali, ma in particolare nell’area della linea di chiusura.
Inoltre, 3M, DWIO e, in qualche misura, OMNI, hanno mostrato deviazioni nelle aree sottogengivali DB e MP.
I sistemi che mostravano la massima precisione complessiva basata sulla valutazione della deviazione del colore e sulla distribuzione delle deviazioni nell’istogramma erano principalmente TRIOS e CS3600.
Fig. 4
Confronto della preparazione completa in OVA di rendering ATOS PREP e 3D Compare Analysis per IOS e IMPR. Impostazioni dell’istogramma nominali ± 25 μm e critiche ± 100 μm che mostrano precisione generale, accuratezza del traguardo e rumore topografico. Il conteggio dei triangoli (P) si riferisce alla preparazione completa
L’analisi delle immagini ha rivelato alcuni disturbi topografici in 3M e TRIOS che non erano visibili in altri sistemi.
3M mostrava punti più grandi che raggiungevano valori superiori a ± 25 μm, mentre il sistema TRIOS appariva come rumore minore limitato a ± 25 μm.
La figura 5 mostra l’area DB e MP.
Il sistema con la massima precisione del traguardo era TRIOS e CS3600, entrambi i sistemi mostravano deviazioni inferiori a ± 25 μm.
L’IMPR ha mostrato deviazioni superiori a ± 50 μm alla periferia, ma non è riuscito a raggiungere più di 30-50 μm sulla linea di chiusura.
- CS3500 ha mostrato una piccola deviazione negativa e localizzata di 105 μm sulla periferia.
- DWIO una deviazione positiva di 192 μm alla periferia
- 3M una deviazione positiva di 348 μm alla periferia.
- PLAN ha mostrato una deviazione negativa maggiore di 680 μm sempre alla periferia.
- OMNI ha raggiunto 228 μm alla periferia.
Fig. 5
OVA ingrandito di ATOS PREP reso e 3D Compare Analysis in DB (disto-buccale) e MP (mesiopalatale). Impostazioni dell’istogramma nominali ± 25 μm e critici ± 100 μm che visualizzano la precisione del traguardo. La demarcazione mostra le aree con deviazioni superiori a ± 50 μm. Le frecce con le rispettive misurazioni visualizzano la distanza dalla linea di arrivo alla linea di demarcazione. Il conteggio dei triangoli (P) si riferisce alla preparazione completa
Confrontando il bordo della preparazione ritagliata è emerso che la levigatezza della linea di finitura variava tra i sistemi.
TRIOS mostrava il più alto livello di scorrevolezza mentre i sistemi con risoluzione inferiore avevano un livello più alto di frastagliatura.
La Figura 6 mostra un confronto di screenshots a colori prese con CS3600, OMNI, PLAN e TRIOS.
A parte PLAN, con una nitidezza cromatica della linea di chiusura bassa, la resa cromatica offre un contrasto che può aiutare a identificare il traguardo corretto rispetto ai file STL monocromatici mostrati in Fig. 2 .
Fig. 6
Variazioni della qualità della resa cromatica nel software proprietario in vista occlusale. Il conteggio dei triangoli (P) si riferisce alla preparazione completa
TRIOS, con il numero di triangoli più alto, ha mostrato il più alto livello di distinzione e accuratezza del bordo di chiusura e, insieme a CS3600, supera i valori rilevati sulla impronta classica scansionata in laboratorio.
D’altra parte, DWIO e PLAN hanno mostrato un livello generalmente basso di distinzione e accuratezza del traguardo.
Insieme a 3M, le loro deviazioni nelle aree sottogengivali locali hanno raggiunto deviazioni superiori a ± 100 μm.
Questa deviazione sono almeno deoppie rispetto a quello osservato negli studi sull’adattamento del margine dei restauri finali, che prende in considerazione anche tutti i fattori che contribuiscono, come la fresatura del restauro e la seduta.
Quindi, queste deviazioni dovrebbero essere considerate considerevoli in relazione al flusso di lavoro completo.
PLAN ha mostrato la più bassa accuratezza del traguardo di tutti gli IOS, nonché la più bassa precisione complessiva, e contrariamente ad altri IOS, ha tenuto scostamenti negativi.
Una deviazione positiva può comportare un ripristino corto sulla preparazione e un potenziale maggiore spaziatura.
Un’ampia deviazione negativa può comportare un ripristino che ha un contatto prematuro, lasciando quindi una maggiore spaziatura in altre aree.
Sembra che il metodo di acquisizione mediante tecnologia laser e triangolazione utilizzato in PLAN soffra delle stesse carenze precedentemente riscontrate nel precedente sistema E4D.
Deviazioni superiori a ± 50 μm sono state rilevate nella periferia della scansione con 3M, DWIO e prevalentemente PLAN.
La dimensione delle deviazioni in combinazione con l’estensione delle deviazioni dal traguardo può giocare un ruolo importante nel successo a lungo termine dei restauri finali.
La risoluzione variava tra i sistemi valutati, con PLAN che mostra il conteggio dei triangoli più basso, così come un piu basso livello di distinzione del traguardo e la più bassa accuratezza del traguardo.
D’altra parte, DWIO, con la seconda risoluzione più alta, mostrava anche un basso livello di distinzione del traguardo e una bassa accuratezza del traguardo.
Il numero di triangoli più alto è stato riscontrato nel sistema TRIOS, che aveva anche il più alto livello di distinzione del traguardo.
Tuttavia, lo scanner con il secondo conteggio dei triangoli più basso, CS3600, ha mostrato un grado simile di accuratezza del traguardo locale, paragonabile a TRIOS.
Pertanto, la risoluzione complessiva sembra non avere una relazione diretta con la nitidezza del traguardo e la precisione del traguardo, ma può dipendere dalla risoluzione localizzata del traguardo.
Questi risultati sono in accordo con studi precedenti.
L’effetto di bassa risoluzione era tuttavia visibile nell’area ritagliata del traguardo con un conseguente livello più alto di frastagliatura.
Non è chiaro in che modo il software proprietario e il diverso software CAD dentale trattano la frastagliatura attraverso la post-elaborazione e la possibile suddivisione del triangolo quando si traccia il bordo di chiusura.
Il sistema con il più alto livello di scorrevolezza era nuovamente TRIOS.
La tessellazione di qualsiasi mesh 3D deriva sia dalla specifica tecnologia di scansione sia dalle scelte ingegneristiche attive durante la progettazione di algoritmi software.
Sebbene 3M e DWIO presentassero maglie diverse, era presente un’uniformità più elevata nella tassellatura sul traguardo della linea di chiusura rispetto ad altri scanner intraorali o impronte classiche scansionate in laboratorio (Fig. 3 ).
Ciò potrebbe non avere un impatto negativo sulla maggiore accuratezza della superficie, ma può essere un punto negativo quando si valuta la distinzione del traguardo, che mantenedo una bassa risoluzione, manca della capacità di rappresentare chiaramente l’area di transizione ondulata.
Una scarsa rappresentazione della linea di chiusura può portare a un contorno sovradimensionato del restauro finale.
L’introduzione del colore tra i sistemi di scansione intraorale può migliorare il rilevamento del traguardo a grazie al contrasto visibile tra dente e tessuto ,molle come mostrato in Fig. 6 , rispetto ai rendering monocromatici.
TRIOS e OMNI, e in una certa misura CS3600 hanno mostrato una resa cromatica chiara e distinta.
Il PLAN che utilizza il laser per le misurazioni e il LED RGB per la mappatura dei colori, aveva una bassa congruenza con il bleeding del colore dal dente sulla superficie adiacente, non aumentando quindi l’identificazione della linea di arrivo.
Diversi fattori descritti possono influenzare la distinzione e l’identificazione della linea di chiusura.
Angolo di scansione, luce, possono influenzare un risultato finale.
Inoltre, strumenti presenti nel software proprietario o soluzioni CAD / CAM odontoiatriche di terze parti possono facilitare e automatizzare il riconoscimento del traguardo e utilizzare le istantanee di imaging 3D per migliorare l’identificazione manuale.
Tuttavia, questi strumenti migliorano solo le funzionalità esistenti della mesh 3D e non sostituiscono una scansione di alta qualità.
Ci sono molte limitazioni in questo studio.
In primo luogo, la necessità di rivestire il modello con biossido di titanio per consentire una scansione di riferimento.
Anche se lo spessore del materiale di rivestimento era minuto, poteva verificarsi un accumulo di materiale.
Per limitare questo impatto negativo, la scansione di riferimento è stata esternalizzata ad unazienda specializzata, con una vasta esperienza di scansione.
La tecnologia specifica dell’aerografo con aria compressa a regolazione fine è stata utilizzata per fornire il rivestimento sottile e costante.
Infine, il modello in vitro utilizzato non è in grado di simulare completamente l’interazione tra tessuti duri e tessuti molli ed esclude fattori avversi che influiscono negativamente sulla qualità delle impressioni.
Pertanto, la realtà clinica potrebbe rivelarsi più impegnativa delle condizioni in questo studio.
Da un punto di vista clinico, è essenziale che uno scanner intraorale possa funzionare bene in tutti gli scenari, con risultati simili o migliori rispetto alle impronte convenzionali.
Questo studio dimostra che alcuni scanner degli intraorali confrontati possono fornire una nitidezza e accuratezza del traguardo superiore ad una classica impronta.
Tuttavia, non tutti gli scanner intraorali funzionato altrettanto bene.
CONCLUSIONI
Questo studio mostra che ci sono variazioni considerevoli tra i diversi scanner intraorali IOS rispetto a un improta tradizionale scansionata in laboratorio (IMPR).
L’elevata nitidezza del traguardo era più correlata all’elevata risoluzione localizzata e alla tassellatura non uniforme, piuttosto che alla risoluzione globale.
Le variazioni della topografia erano generalmente basse.
L’output a colori di alcuni scanner può migliorare l’identificazione della linea di finitura grazie a dei colori contrastanti.
È fondamentale che i medici valutino criticamente l’impronta digitale, siano consapevoli delle limitazioni tecniche e delle variazioni specifiche dei diversi scanner intraorali, in particolare quando si applicano condizioni sottogengivali difficili.
Testi di Francesco Biaggini
Questo articolo non vuole essere una traduzione alla lettera ma una riscrittura semplificata dell’articolo originale.
Articolo originale in lingua inglese:
Finish line distinctness and accuracy in 7 intraoral scanners versus conventional impression: an in vitro descriptive comparison
Autori: Robert Nedelcu, Pontus Olsson, Ingela Nyström and Andreas Thor BMC Oral HealthBMC series Received: 12 September 2017Accepted: 14 February 2018Published: 23 February 2018
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