فناوری اسکن سه بعدی در فرایند درمان ارتودنسی

یکی از چالش های ارائه درمان ارتودنسی، تصمیم گیری در مورد استفاده از فناوری است. ملاحظات شامل خرید و پشتیبانی از فناوری، آموزش، زمان روی صندلی دندانپزشکی و زمان مورد نیاز لابراتوار و پذیرش بیمار است. پزشکان با تجهیزات سرمایه ای، باید بپرسند که آیا این فناوری در یک دوره طولانی قابل دوام است و آیا بازگشت سرمایه ارزش هزینه کردن را دارد یا خیر. اسکن داخل دهانی برای مدل های ارتودنسی سه بعدی (۳D) تفاوتی ندارد، زیرا ارائه دهندگان باید تعهد زمان و منابع مورد نیاز برای اطمینان از ادغام موفق آن در فرایند ارتودنسی را بسنجند.

در سال ۱۹۸۴، طراحی به کمک کامپیوتر / تولید به کمک کامپیوتر (CAD/CAM) با ظهور ترمیم های سرامیک زیبایی یا CEREC وارد دنیای دندانپزشکی شد. استفاده از فناوری CAD/CAM عمدتاً در حوزه ترمیمی باقی ماند دندانپزشکی و تا قرن بیست و یکم تأثیر زیادی بر ارتودنسی نداشت. در سال ۲۰۰۱، این فناوری به متخصصان ارتودنسی معرفی شد که امکان تولید مدل های دیجیتال سه بعدی، تری های باندینگ غیر مستقیم و تنظیمات اکلوزال مجازی را فراهم می کرد. با این قابلیت اسکن سه بعدی اولیه، مدل های سنگی یا قالب های پلی وینیل سیلوکسان (PVS) به مرکز اسکن ارسال می شدند، جایی که مدل یا قالب اسکن می شد. داده ها در یک فایل دیجیتالی پردازش می شدند که در شبکه مطب ارتودنتیست بارگیری می شد. اولین سیستم قالب گیری دیجیتال در مطب که قادر به اسکن کامل قوس داخل دهانی بود در سال ۲۰۰۸ به صورت آنلاین عرضه شد. فناوری متعاقباً به گونه ای تکامل یافت که تا سال ۲۰۱۱، ارتودنتیست ها می توانستند اسکن های سه بعدی را به جای قالب های PVS برای ساخت الاینرها ارسال کنند. اندکی پس از این نقطه عطف، شرکت های دیگری شروع به ارائه برنامه هایی برای ساخت ابزارهای ارتودنسی ثابت کردند.

استفاده از اسکنر داخل دهانی در کلینیک ها برای ارتودنسی در سال های اخیر افزایش یافته است. این دستگاه اسکن می تواند تصاویر دقیقی از دندان ها و لثه های بیمار را در اختیار متخصص ارتودنسی یا دندانپزشک قرار دهد. یک اسکنر داخل دهانی با دقت بالا می تواند تصویر دقیقی از دندان ها ارائه دهد و به ارتودنتیست ها کمک کند تا بهترین تصمیمات درمانی را بگیرند.

در فرایند درمان ارتودنسی امروزی، اسکن های داخل دهانی سه بعدی برای ساخت مدل های مطالعه ارتودنسی، سیم های کمانی سفارشی، و ابزارهای ثابت سفارشی (در هر دو نسخه لبیال – جلوی دندانی و لینگوال – پشت دندانی)، و همچنین تری های باندینگ غیر مستقیم استفاده می شوند. علاوه بر این، فناوری دیجیتال برای تنظیمات تشخیصی، ساخت الاینرها و ابزارهای متحرک ارتودنسی و روش های تشخیصی، در درمان ترکیبی ارتودنسی و ارتودنسی – جراحی استفاده می شود.

بررسی اجمالی اسکن داخل دهانی

یکی از اشکالات اولیه اسکن سه بعدی داخل دهانی نیاز به استفاده از پودر دی اکسید تیتانیوم بر روی دندان ها قبل از اسکن بود تا اطمینان حاصل شود که نور اسکنر به طور یکنواخت و قابل پیش بینی به گره اسکنر منعکس می شود. پودر مورد اعتراض برخی از بیماران قرار می گرفت، که شباهت هایی به وجود مواد قالب گیری سنتی در داخل دهان داشت. تا زمانی که ساختارهایی که قرار است اسکن شوند نسبتاً تمیز و خشک باشند، بسیاری از اسکنرهای داخل دهانی فعلی دیگر به استفاده از پودر نیاز ندارند.

در اینجا به توضیح مختصری از فناوری های اسکن دندان می پردازیم:

• مثلث سازی: مثلث سازی نوری فواصل تا اجسام را بدون لمس فیزیکی اندازه می گیرد. این در بدست آوردن داده ها در عرض چند میکرون از مواد ظریف، مرطوب یا نرم، همانطور که در حفره دهان یافت می شود، مفید است. فناوری لیزر برای محاسبه فاصله سنسور گره اسکنر تا جسم با استفاده از اصول هندسی فیثاغورث استفاده می شود.
• نمونه برداری از جبهه امواج رادیویی فعال: این سیستم از تکنیک سه بعدی در حرکت استفاده می کند. این داده های سه بعدی را در یک توالی ویدیویی می گیرد و داده ها را در زمان واقعی مدل می کند. از آنجا که به لیزر و تکنیک های مثلث سازی متکی نیست، بنابراین سریع تر است و جنبه های منفی تحریف و توهم نوری را از بین می برد. می تواند تقریباً بلافاصله یک مدل مجازی روی صفحه ایجاد کند.
• تصویربرداری کانفوکال موازی: با استفاده از یک سیستم بازسازی “نقطه و بخیه”، نور لیزری که از سطح هدف منعکس شده است به حسگر منعکس می شود. داده های بدست آمده برای ساخت هزاران برش توموگرافی که در تصویری از شی مورد نظر مونتاژ می شوند، استفاده می شود.
• تداخل سنجی حاشیه ای آکاردئونی: این سیستم از دو پرتو نور لیزر استفاده می کند که سه الگوی برجسته را ایجاد می کند – به نام الگوهای حاشیه ای – که به سطح هدف برخورد می کند و الگوهای حاشیه جدیدی به خود می گیرد. تحریف در الگوی اصلی توسط یک دوربین فیلمبرداری با کیفیت بالا شناسایی می شود که تصویر سه بعدی را تشکیل می دهد.

تمام اسکنرهای فعلی دندان دقت قابل قبولی برای استفاده از پروتز و ارتودنسی ارائه می دهند. اکثر آنها داده های خود را در فایل های استریولیتوگرافی (STL) ثبت می کنند، که توسط اکثر لابراتوار ها پذیرفته شده است.

بررسی اجمالی اسکن داخل دهانی

اسکن در ارتودنسی

پزشکان قبل از انطباق با هر فناوری، باید در نظر بگیرند که آیا نسبت به روش های موجود مزایایی دارد یا خیر. یکی از معیارها پذیرش بیمار، و مخصوص ارتودنسی، پذیرش و تحمل این فناوری در بیماران جوانتر است. در مطالعه ای ۳۸ فرد بین ۱۰ تا ۱۷ سال هم قالب های آلژینات معمولی و هم اسکن داخل دهانی برای مدل های ارتودنسی تشخیصی داشتند. این مطالعه نشان داد که ۲۹% از افراد قالب های آلژینات را ترجیح می دهند، ۵۱% اسکن داخل دهانی را ترجیح می دهند، و ۲۰% اظهار داشتند که هیچ ترجیحی ندارند. دلایل ترجیح دادن اسکنر داخل دهانی به قالب های معمولی شامل رفلکس گگ، بی حالی، مشکل در تنفس، تنفس ناخوشایند و اضطراب با روش معمولی بود. واکنش های منفی به اسکن بر اساس درک زمان های اسکن بود. به طور مشابه، مطالعه دیگر نشان داد که ۷۵ درصد از افراد با مقایسه قالب های معمولی و اسکن داخل دهانی، اسکن را ترجیح می دهند.

در یک مطالعه در سال ۲۰۱۴ که دقت، زمان و پذیرش بیمار را ارزیابی کرد، نویسندگان دریافتند که ۷۳ درصد از یک گروه ۱۵ نفره از افراد در محدوده سنی ۱۲ تا ۵۲، قالب های سنتی را به داخل دهانی ترجیح می دهند. در رابطه با مسائل ناراحتی، نظر افراد درباره اسکن کردن این بود که، ۳۳% از گروه قالب گیری سنتی گزارش کردند که “تا حدودی ناراحت کننده” هستند. این در مقایسه با ۴۰% از گروه اسکنرها است که این روش را “تا حدودی ناراحت کننده” توصیف کردند. با این حال، باید توجه داشت که تمام اسکن های داخل دهانی مورد استفاده برای تعیین این نتایج، به استفاده از تکنیک پودر داخل دهانی نیاز دارند – که ممکن است بر درک بیمار تأثیر بگذارد.

در عمل ارتودنسی، پزشکان باید نگرش ها و ادراکات کمک های دندانپزشکی را نیز در نظر بگیرند که بخش عمده ای از قالب گیری ها را برای مدل های تشخیصی تشکیل می دهند. اگرچه تحقیقات کمی در مورد ترجیح دستیاران برای قالب گیری های سنتی یا اسکن دیجیتال وجود دارد، تحقیقاتی در مورد نگرش دانشجویان و اساتید دندانپزشکی در مورد این موضوع وجود دارد. آیا دانشجویان، که بسیاری از آنها در دسته هزاره قرار می گیرند، برای اسکن داخل دهانی در مقایسه با قالب های معمولی برای مدل های کار روکش و بریج ترجیحی دارند؟ مطالعه ای روی دانشجویان و پزشکان دندانپزشکی نشان داد که هر دو گروه احساس می کردند که قالب های دیجیتال به همان درجه سختی تکنیک های معمولی هستند. با این حال، ۷۷ درصد از دانشجویان اظهار داشتند که در اسکن دیجیتال مؤثرتر از استفاده از تکنیک های قالب گیری معمولی برای مدل های ایمپلنت هستند. لازم به ذکر است که اگرچه از نظر تکنیک مشابه هستند، اما اسکن ایمپلنت – که موضوع این مطالعه بود – با اسکن برای قالب گیری قوس دندانی کامل متفاوت است.

یکی دیگر از ملاحظات قبل از اتخاذ یک تکنیک یا فناوری جدید این است که آیا نتایج نهایی با تکنیک جدید به همان اندازه دقیق هستند یا دقیق تر هستند. این موضوع در تعدادی از مطالعات در حوزه ارتودنسی و همچنین پروتزهای دندانی و جراحی دهان حل شده است. به خوبی مستند شده است که مدل های پرینت سه بعدی از قالب ها به اندازه مدل های گچی تولید شده از همان قالب ها دقیق هستند. دقت مدل های دیجیتالی ساخته شده از اسکن های داخل دهانی دیگر مورد سؤال نیست، زیرا نشان داده شده است که آنها به اندازه مدل های گچی ساخته شده از تکنیک های قالب گیری سنتی دقیق هستند- بنابراین، چنین مدل هایی برای اهداف تشخیصی ارتودنسی قابل قبول هستند. همانطور که توسط یک بررسی سیستماتیک نشان داده شده است. برخی از نویسندگان حتی پیشنهاد کرده اند که مدل های دیجیتال از اسکن های داخل دهانی، به دلیل دقت و سایر مزایای درک شده – مانند هزینه، زمان و ملاحظات ذخیره سازی، استاندارد طلایی جدید در ارتودنسی هستند. علت این است که ذخیره سازی مدل های معمولی می تواند چالش برانگیز باشد. به طور متوسط، جعبه های مدل به ۹۵ تا ۱۱۵ اینچ مکعب فضا نیاز دارند. در یک مطب ارتودنسی بزرگ، که در آن هزاران بیمار در یک دوره نسبتاً کوتاه درمان می شوند، ذخیره سازی مدل سخت و مشکل ساز می شود. مدل های دیجیتال بار را به فضای ذخیره سازی مجازی منتقل می کنند.

طراحی درمان

یکی دیگر از ملاحظات مهم در هنگام پذیرش فناوری جدید این است که آیا بر تصمیمات طراحی درمان تأثیر می گذارد یا خیر. ارتودنتیست ها باید سوگیری های احتمالی را در نظر بگیرند که ممکن است تحت تأثیر استفاده از مدل های گچ دستی، مدل های پرینت سه بعدی دستی یا مدل های سه بعدی مجازی قرار گیرند. در حال حاضر، مشخص نیست که آیا این یک عامل مهم است یا خیر. بررسی سیستماتیک تصمیم گیری نشان داد که طراحی درمانی برای مراقبت های ارتوگناتیک / ارتودنتیک در ۱۳ تا ۲۲ درصد موارد بر اساس ارائه سوابق به صورت دیجیتال یا گچ تغییر کرده است. در مراقبت فقط ارتودنتیک، طراحی درمان در ۶ درصد موارد بررسی شده، بسته به نوع مدل دندانی مورد استفاده (دیجیتال در مقابل گچ) تغییر کرد.

مطمئناً ملاحظات دیگری هنگام تصمیم گیری بین قالب قالب دیجیتال و سنتی وجود دارد. تجزیه و تحلیل هزینه باید شامل خرید اولیه یک اسکنر، مجوز نرم افزار، زمان و آموزش پرسنل، ذخیره سازی داده ها و نگهداری تجهیزات باشد. هزینه اسکنرهای داخل دهانی امروزی از حدود ۱۶۵۰۰ تا ۴۹۰۰۰ دلار متغیر است. هزینه های صدور مجوز نیز باید در نظر گرفته شود. برخی از شرکت ها در ابتدا خدمات رایگان ارائه می دهند، برخی به ازای هر کلیک هزینه دریافت می کنند، و برخی دیگر هزینه ماهانه مشخصی برای نرم افزار دارند که از ۱۲۰۰ دلار در سال برای دو سال اول تا ۳۶۰۰ دلار در سال پس از دو سال متغیر است.

یک مزیت کلیدی فناوری دیجیتال این است که نیاز به ارسال قالب ها یا مدل های ریخته شده به لابراتوار از طریق پست یا پیک را از بین می برد یا به حداقل می رساند. پس از آپلود فایل STL، می توان آن را با یک کلیک برای ساخت مدل یا ابزار به لابراتوار ارسال کرد. تعویض نگهدارنده کار آسانی است (به شرطی که حرکت دندان قابل توجهی نداشته باشد)، زیرا فایل دیجیتالی به صورت محلی، در فضای ابری یا در لابراتوار برای بازیابی ساده ذخیره می شود.

دو عامل، اسکن دیجیتال را به یک انتخاب آسان برای مطب های ارتودنسی بزرگ تبدیل کرده اند. یکی با آلودگی های احتمالی سروکار دارد و دیگری شامل هزینه ها است. استفاده از مدل های فیزیکی سؤالاتی را در مورد آسپسیس، هم در کلینیک با تری، کاسه مخلوط کن و بسته بندی و هم در لابراتوار ایجاد می کند. در صورتی که چرخه ضد عفونی / عفونی کردن خراب شود، پزشکان ممکن است در مورد آلودگی بالقوه ابزارها یا دستگاه های اصلاح کننده مدل، یا احتمال ساخت مدل ها از قالب های ضد عفونی نشده، ابهام داشته باشند.

یکی دیگر از مسائلی که در فعالیت های بزرگ با آن مواجه هستند، این سؤال است که چقدر هزینه لابراتوار و یا زمان و تلاش پرسنل باید برای ساخت مدل ها صرف شود. اکنون که دیگر نیاز به ارائه موارد درمان شده برای معاینه بالینی بخش سوم ارتودنسی وجود ندارد، فشار پزشکان برای تولید مدل های ارتودنسی زیبا و بسیار صیقلی کاهش یافته است. قبل از تغییر در فرآیند معاینه، مدل های تولید شده به صورت دیجیتالی برای ارسال قابل قبول بودند – به شرطی که الزامات خاصی را در رابطه با جزئیات، رنگ، ترکیب و پایه داشته باشند.

طراحی درمان

اشکالات اسکن داخل دهانی و مدل های دیجیتال

مدل های عمل ارتودنسی

بر اساس سک تحقیق، اسکن سه بعدی نه به طور جهانی مورد استقبال بیماران قرار می گیرد و نه همیشه باعث صرفه جویی قابل توجهی در زمان یا هزینه ها می شود. اگر مدل های فیزیکی (به هر دلیلی) بر خلاف مدل های مجازی نیاز باشد، هزینه لابراتوار برای مدل های با کیفیت ارائه تقریباً یکسان است. کلینیک بسته به تعداد اسکن های مورد نیاز برای هر دوره معین، می تواند در زمان انتظار برای در دسترس قرار گرفتن اسکنر و انجام مراحل آسپسیس بین بیماران، تأخیرهای قابل توجهی در زمان مورد نیاز بیمار روی صندلی ایجاد شود. داشتن تعداد کافی تری قالب گیری و مواد قالب گیری بسیار آسان تر از داشتن تعداد قابل توجهی اسکنر است.

با استفاده از اسکن سه بعدی برای مدل های تشخیصی و مدل های پیشرفت (بویژه برای بیمارانی که تحت عمل جراحی ارتوگناتیک قرار می گیرند)، در تطبیق بایت از اکلوژن مرکز به رابطه مرکزی مشکل وجود دارد. مدل هایی که در رابطه مرکزی روی آرتیکیولاتور نیمه قابل تنظیم یا کاملاً قابل تنظیم با استفاده از بایت رابطه مرکزی و انتقال فیس بو نصب شده اند، مدت هاست که کار ارتودنتیست ها با بیمارانی بوده اند که رابطه مرکزی و اکلوژن مرکزی برای آنها تصادفی نیست. با مدل های مجازی، توانایی ساخت اسپلینت در مطب برای روش های تشخیصی یا درمانی بدون قابلیت چاپ سه بعدی از بین می رود. در این صورت فایل های STL باید برای ساخت پروتزها بدون مدل گچ و آرتیکیولاتور در لابراتوار ارسال شود. اغلب، آتل های میانی برای جراحی ارتوگناتیک در محلی دورتر از جراح دهان ساخته می شوند. یک سیستم متفاوت برنامه ریزی برای این محدودیت های تصویربرداری سه بعدی باید وجود داشته باشد تا تیم بالینی به موقع عمل کند.

نشان داده شده است که گشت و گذارهای دندانی تکرار شده در یک آرتیکیولاتور مجازی مشابه و به همان دقتی است که در یک آرتیکیولاتور فیزیکی انجام می شود. محققان تأکید داشتند که تماس های اکلوزال حاصل از مدل های سنگی روی یک آرتیکیولاتور به طور صادقانه بر روی مدل های سه بعدی نصب شده واقعی تکثیر می شوند. در مطالعه دیگر همین نتیجه حاصل شد که نشان می دهد، “آرتیکیولاتور مجازی ابزار دقیقی برای تجزیه و تحلیل کامل اکلوژن در یک بیمار واقعی است.” همین یافته ها با توجه به دقت مدل های مجازی بیان شده در مقابل سنگ برای برنامه ریزی جراحی ارتوگناتیک تأیید شده است.

از دیدگاه یک پزشک، زمان چرخش دستگاه ها باید در طراحی درمان در نظر گرفته شود، مگر اینکه در مطب ساخت در دسترس باشد یا یک مرکز لابراتوار در محل وجود داشته باشد که بتواند مدل ها را چاپ کند. در حالی که ابزارهای پرینت سه بعدی به اندازه ابزارهای دست ساز دقیق هستند، اغلب، نمی توان آنها را به سرعت در هنگام استفاده از یک لابراتوار محلی تولید کرد. در چنین مواردی، برنامه ریزی برای تحویل ابزار زمانی که از قبل برنامه ریزی نشده باشد، دشوار می شود.

اشکالات اسکن داخل دهانی و مدل های دیجیتال

خلاصه

زمانی که به طور عمده در مورد روش های ترمیمی فکر می شود، اسکن داخل دهانی به بخشی جدایی ناپذیر از ارتودنسی تبدیل شده است. در عمل امروزی، از اسکن سه بعدی داخل دهانی برای ساخت ابزارهای ثابت و مدل های مطالعه ارتودنسی و همچنین تری های باندینگ غیر مستقیم استفاده می شود. این فناوری همچنین در تنظیمات تشخیصی، ساخت الاینرها و ابزارهای ارتودنسی متحرک و روش های تشخیصی مفید است. در حالی که پزشکان باید با تکنیک های قالب گیری سنتی به خوبی آشنا باشند، نیاز به مهارت های دیجیتال احتمالاً نقش مهمی را در مراقبت های ارتودنسی مبتنی بر شواهد ایفا می کند.

نکات کلیدی

• از اسکن داخل دهانی می توان برای ساخت مدل های مطالعه ارتودنسی، الاینرها و سایر ابزارها و همچنین تری های باندینگ غیر مستقیم استفاده کرد.
• دقت مدل های دیجیتالی ساخته شده از اسکن های داخل دهانی به اندازه مدل های گچ ساخته شده با تکنیک های قالب گیری سنتی است؛ بنابراین مدل های دیجیتال برای روش های تشخیصی ارتودنسی قابل قبول هستند.
• یک مزیت کلیدی فناوری دیجیتال این است که نیاز به ارسال قالب ها یا مدل های ریخته شده به لابراتوار از طریق پست یا پیک را از بین می برد یا به حداقل می رساند. زمانی که فایل دیجیتال آپلود می شود، می توان آن را با یک کلیک برای ساخت مدل یا دستگاه به لابراتوار منتقل کرد.
• در حالی که پزشکان باید با تکنیک های قالب گیری سنتی به خوبی آشنا باشند، نیاز به مهارت های دیجیتال احتمالاً نقش مهمی را در درمان ارتودنسی ایفا می کند.