SCANNER INTRAORALI: differenze e caratteristiche

GLI SCANNER INTRAORALI

Gli scanner intraorali permettono all’odontoiatra di rilevare un’impronta ottica, attraverso l’utilizzo di una fonte luminosa, e di ottenere modelli 3D del paziente senza dover impiegare cucchiai, paste (alginato, gesso, silicone o polietere) e cere di masticazione, normalmente usati nella tradizionale rilevazione fisica dell’impronta.

L’impronta tradizionale è certamente poco gradita ai pazienti, per i quali rappresenta un momento di disagio, e può rilevarsi complessa per il clinico. La possibilità di sostituire efficacemente la tradizionale rilevazione fisica dell’impronta rappresenta il principale vantaggio dell’impronta ottica, che si traduce in una riduzione della spesa per i materiali.

Ulteriori vantaggi sono rappresentati dalla verifica immediata della qualità dell’impronta, e dalla possibilità di ottenere modelli 3D facilmente inviabili al laboratorio per via elettronica, con risparmio di tempo e denaro; non ultimo, l’impronta ottica rappresenta oggi un potente strumento di marketing e promozione della propria attività con il paziente.

Gli scanner intraorali sono scanner 3D. La scansione 3D è un processo che, attraverso una serie di complesse operazioni, permette di partire da un oggetto fisico ed ottenere una rappresentazione tridimensionale dello stesso.

 

In sostanza, lo scanner 3D proietta sulla superficie dell’oggetto da analizzare una fonte luminosa (luce strutturata o laser); la deformazione che tale fonte luminosa subisce dall’oggetto viene catturata tramite una o più telecamere, e sfruttata per il calcolo delle coordinate tridimensionali attraverso un potente software di elaborazione, in grado di gestire nuvole di punti e generare mesh.

Nonostante la complessità di questi apparecchi, rilevare un’impronta ottica è piuttosto semplice: è sufficiente introdurre la punta dello scanner all’interno del cavo orale e muoverla progressivamente al di sopra ed intorno ai denti. Un ultimo passaggio a denti chiusi permetterà di rilevare la masticazione.

Grazie alla semplicità d’uso ed ai vantaggi che ne derivano, gli scanner intraorali cominciano a diffondersi negli studi odontoiatrici, e sempre più colleghi si interessano all’acquisto di tali macchinari; tuttavia, l’offerta è vasta, ed è bene che l’odontoiatra interessato all’acquisto disponga delle conoscenze di base per poter fare una scelta consapevole.

Quali sono i parametri che andrebbero presi in considerazione, prima di procedere all’acquisto di uno scanner intraorale? In altre parole, quali sono le caratteristiche ideali che uno scanner intraorale dovrebbe possedere?

 

Riteniamo che i parametri fondamentali da prendere in considerazione siano:

1. Accuratezza, precisione, risoluzione

2. Operatività clinica

– opacizzazione sì/no
– velocità di scansione
– dimensioni della punta – immagini a colori sì/no

3. Sistema aperto/chiuso

4. Costo di acquisto e gestione

Accuratezza, precisione, risoluzione

In primo luogo uno scanner intraorale dovrebbe poter rilevare un’impronta ottica accurata e precisa. I termini accuratezza e precisione non vanno intesi nella loro vaga accezione protesica, dove spesso vengono usati come sinonimi; sono termini matematici, indicano due cose diverse ed importanti, poiché insieme determinano la qualità di una scansione.

Per accuratezza si intende quanto la media delle nostre misurazioni si avvicini alla realtà: dal punto di vista matematico, infatti, una misura è tanto più accurata quanto più la media delle misure si approssima al valore vero della grandezza.

Uno scanner intraorale dovrebbe perciò essere il più possibile accurato, essere cioè in grado di rilevare ogni dettaglio dell’impronta e permettere l’elaborazione di un modello 3D virtuale il più possibile simile al reale, e che poco o nulla si discosti dalla realtà. Per poter misurare l’accuratezza, è necessario fare riferimento ad una misurazione certa, con margine di errore tendente a zero, quale può essere quella determinata da un potente strumento di rilevazione industriale (x es. tastatore industriale).

L’accuratezza da sola non è però sufficiente: essa deve essere accompagnata dalla precisione. Per precisione si intende la capacità dello scanner di garantire un risultato ripetibile quando impiegato in diverse misurazioni dello stesso oggetto. La costante ripetibilità del risultato è di fondamentale importanza: diverse misurazioni dello stesso oggetto devono necessariamente essere sovrapponibili, e discostarsi tra loro in maniera minima. Per poter misurare la precisione di uno scanner intraorale non è necessario avere una misurazione di riferimento ottenuta con strumento industriale di potenza superiore: è sufficiente ripetere più volte la misurazione dello stesso oggetto.

E’ facile intuire come accuratezza e precisione rappresentino, insieme, le principali caratteristiche che uno scanner intraorale debba possedere. Teoricamente, uno scanner potrebbe essere molto accurato e poco preciso, oppure molto preciso ma poco accurato: in entrambi i casi, questo andrebbe ad influire negativamente sulla qualità dell’impronta ottica, con conseguenze sull’intero flusso di lavoro, soprattutto in protesi dove la qualità della chiusura marginale rappresenta un obiettivo fondamentale per il clinico.

Purtroppo, pochissimi studi in letteratura hanno comparato l’accuratezza e la precisione dei diversi scanner intraorali presenti nel mercato [1-5], e le informazioni che abbiamo a disposizione sono ridotte.

L’accuratezza e la precisione di uno scanner dipendono in buona parte dal software di elaborazione in dotazione allo stesso, che svolge il compito più difficile, “costruendo” il modello virtuale. Anche la risoluzione di acquisizione, cioè la minima differenza che uno strumento è in grado di misurare (sensibilità dello strumento) riveste una certa importanza; essa dipende tuttavia dalle telecamere in dotazione agli scanner, che sono generalmente molto potenti.

 

Operatività clinica

I parametri fondamentali da prendere in esame sono la necessità o meno di trattamento con polveri/spray opacizzanti, la velocità di scansione, le dimensioni della punta e la capacità o meno di rilevare impronte a colori.

La necessità di ricorrere ad opacizzazione è tipica degli scanner intraorali di prima generazione e più datati; gli scanner introdotti più recentemente permettono infatti di rilevare un’impronta ottica senza bisogno di opacizzare. Tecnicamente, uno scanner che permette di lavorare senza opacizzazione è da preferire: infatti l’impiego di spray ed opacizzanti può rappresentare un disagio per il paziente. Inoltre, stendere uno strato uniforme di polvere è complesso: una tecnica di opacizzazione non corretta può risultare in strati di polvere di diverso spessore in vari punti del dente, con il rischio di introdurre errori che possono ridurre la qualità della scansione [6].

La velocità di scansione è certamente un aspetto di grande rilievo per uno scanner intraorale. Lo scanner deve essere efficiente e non deve fermarsi durante la scansione, che ne risulterebbe eccessivamente rallentata, specie laddove vi sia la necessità di scansionare un’intera arcata. Alcuni studi hanno evidenziato come l’impronta ottica sia più veloce dell’impronta tradizionale [7,8]: da notare come questi lavori facessero riferimento spesso a scanner di prima generazione, più lenti e macchinosi di quelli oggi disponibili. Esistono probabilmente delle differenze nella velocità d’uso dei diversi scanner oggi disponibili: tuttavia, la letteratura non ha chiarito quale macchina possa essere più efficiente [9,10], e la velocità di esecuzione della scansione dipende in gran parte dall’esperienza del clinico, e dalla curva di apprendimento.

Le dimensioni della punta giocano un ruolo importante, soprattutto laddove si debbano scansionare i secondi ed i terzi molari. Uno scanner con una punta di dimensioni limitate sarebbe preferibile per il comfort del paziente durante la scansione; tuttavia, anche scanner con punte più voluminose permettono la scansione nelle aree posteriori [9,10].

Infine, la possibilità di ottenere un’impronta a colori rappresenta una delle più recenti novità nel campo della scansione ottica. Ad oggi, soltanto pochi scanner intraorali permettono di rilevare un’impronta a colori. In verità, il colore è semplicemente aggiunto al modello tridimensionale che deriva dalla scansione, sovrapponendo allo stesso le informazioni ottenute scattando fotografie ad alta definizione. Le informazioni relative al colore hanno un significato soprattutto nella comunicazione con il paziente, e rivestono minor importanza clinica; in futuro, è possibile che all’interno degli scanner intraorali vengano inserite funzioni che sono oggi prerogativa dei colorimetri digitali.

Tipo di sistema (chiuso/aperto)

Uno scanner intraorale dovrebbe idealmente avere come output, oltre al file proprietario legalmente valido, un file STL (solid-to-layer), in grado cioè di essere immediatamente aperto ed utilizzato da qualunque sistema di computer assisted design (CAD) protesico. Alcuni scanner

prevedono questo tipo di impostazione “free”. Ciò permette la collaborazione con diversi laboratori, che non dovranno necessariamente dotarsi di un software di CAD specifico per quello scanner per poter lavorare; il restauro modellato in CAD potrà essere fresato da qualsiasi fresatore, senza alcuna limitazione. Si parla in questo caso di “sistema aperto”. Il vantaggio dei sistemi di questo tipo è senz’altro la versatilità, insieme ad un potenziale abbattimento dei costi (non vi è la necessità di comprare specifiche licenze CAD, né di sbloccare i files attraverso pagamento); tuttavia, un certo grado di esperienza può essere richiesto, soprattutto all’inizio, per poter interfacciare diversi software e macchinari.

Questo problema non si presenta nel caso di scanner intraorali inseriti all’interno di un “sistema chiuso”. Questi scanner hanno come output dei file proprietari dell’azienda di riferimento, che possono essere aperti e processati solamente dai CAD della stessa. L’impossibilità di disporre liberamente del file STL originario, o la necessità di dover ricorrere a pagamento di fee per farlo, rappresentano certamente dei limiti di questi scanner. Tuttavia, l’inserimento all’interno di un sistema integrato può favorire il flusso di lavoro, soprattutto nel caso di utenti meno esperti in materia digitale. Inoltre, alcuni sistemi offrono un flusso di lavoro completo, dalla scansione alla fresatura passando dalla progettazione CAD, e prevedono soluzioni chairside [9,10].

Costi

Gli scanner intraorali hanno un costo piuttosto elevato. L’odontoiatra deve essere cosciente del fatto che un investimento simile sarà ripagato soltanto se la macchina sarà inserita nell’uso quotidiano all’interno dello studio. Lo scanner intraorale oggi può essere impiegato con successo nella conservativa e nella protesi, per la rilevazione dell’impronta necessaria alla fabbricazione di tutta una serie di restauri CAD/CAM (intarsi inlay, onlay, corone singole e protesi fisse parziali su denti naturali ed impianti); è impiegato per la presa delle impronte in ortodonzia, e la progettazione e costruzione di tutta una serie di dispositivi ortodontici; infine, può essere utilizzato per la rilevazione dell’impronta propedeutica alla preparazione di dime per la chirurgia implantare, quando le informazioni su denti e gengiva residua vengono sovrapposte a quelle dell’anatomia ossea ottenute tramite cone beam computed tomography (CBCT). In futuro, la sovrapposizione delle informazioni dentali, gengivali, ossee e facciali (ottenute con scanner facciale) permetterà di creare un vero e proprio “modello virtuale” del paziente, utile alla progettazione di riabilitazioni estetiche complesse (“the virtual patient”). A ciò si aggiungeranno le informazioni di movimento, ottenute tramite arco facciale elettronico.