Присоединяйтесь к Клубу стоматологов в Telegram

Основа цифровой стоматологии: интраоральные сканеры

13.05.25 13 мая 2025 0

Интраоральные сканеры (ИОС) преобразили цифровую стоматологию, позволив получать детальные интраоральные оптические оттиски, в результате чего получаются высокоточные виртуальные модели. В этой статье представлен обзор технологических достижений и новых областей применения ИОС в различных стоматологических специальностях.

Основа цифровой стоматологии: интраоральные сканеры

Последние инновации повысили скорость, разрешение и функциональность ИОС, устранив необходимость в порошковом сканировании и обеспечив бесшовную интеграцию с другими цифровыми инструментами. ИОС широко используются в реставрационной стоматологии для автоматизированного проектирования и компьютерного производства зубных протезов, обеспечивая точность, сравнимую с традиционными методами. Кроме того, ИОС играют важную роль в протезировании зубов, ортодонтии, челюстно-лицевой хирургии. Автоматизированная сегментация зубов и ортодонтическая разметка стали более эффективными благодаря достижениям в области машинного обучения. Однако, несмотря на то, что ИОС обладают высокой точностью при выполнении большинства стоматологических процедур, они имеют ограничения при работе в области беззубых участков и при снятии оттисков с имплантатов на всей поверхности зубной дуги.

В настоящее время предпринимаются усилия по расширению их диагностических возможностей, таких как выявление кариеса и мониторинг уровня мягких тканей и износа зубов, чему способствуют достижения в области технологий визуализации. По мере продолжения исследований будущие разработки технологии ИОС, включая более тесную интеграцию с другими цифровыми инструментами и приложениями для телестоматологии, должны еще больше повысить ее полезность в стоматологии. В данной статье подчеркивается основополагающая роль ИОС в современной стоматологии и одновременно признаются существующие проблемы.

Интраоральные сканеры (ИОС) играют основополагающую роль в развитии цифровой стоматологии. ИОС позволяют снимать подробные интраоральные оптические оттиски (ИОО), которые отображаются в виде виртуальных моделей высокой точности. Эта технология позволила повысить эффективность стоматологических процессов и улучшить общее впечатление пациентов, предлагая более комфортную альтернативу традиционным методам получения оттисков.

Однако значение ИОС не ограничивается заменой обычных оттисков. Хотя в клинической практике они чаще всего используются для создания однокомпонентных реставраций с помощью автоматизированного проектирования/компьютерного производства (CAD/CAM), ИОС теперь интегрируются с рядом современных диагностических инструментов, таких как конусно-лучевая компьютерная томография (КЛКТ) и трехмерное (3D) сканирование лица. Такая интеграция повышает точность и индивидуальность планов лечения.

За последние годы возможности ИОС значительно расширились. Учитывая быстрый темп развития технологических инноваций в этой области, данная статья ставит своей целью дать краткое представление о существующих и новых способах применения ИОС в современной стоматологии.

Достижения в области функциональности, удобства использования

Последние технологические достижения повысили функциональность и удобство использования ИОС. Современные ИОС обладают более быстрыми возможностями сканирования, исключают необходимость использования порошка и позволяют получать цветные изображения с высоким разрешением. Эти усовершенствования не только оптимизируют рабочий процесс, но и улучшают визуальную оценку во время стоматологических процедур. Теперь ИОС оснащены сложными программными алгоритмами для плавного объединения изображений, что улучшает процесс сканирования и повышает его точность.

Развитие аппаратных средств также заслуживает внимания: многие ИОС перешли к эргономичным беспроводным конструкциям, которые обеспечивают большую мобильность и простоту использования. Однако эти достижения связаны с такими проблемами, как зависимость от времени автономной работы и потенциальные проблемы с подключением.

Что касается программного обеспечения, то системы ИОС претерпели значительные изменения, расширив свою функциональность за пределы простого получения ИОО. Современное программное обеспечение превращает ИОС в комплексные платформы, обеспечивающие диагностику, планирование лечения, коммуникацию с пациентами и обучение. Кроме того, многие производители ИОС перешли на открытые интерфейсы данных, которые улучшают взаимодействие с широким спектром цифровых платформ. Эти открытые интерфейсы позволяют экспортировать данные в один или несколько стандартных форматов визуализации, обеспечивая практикующим стоматологам большую гибкость и широкие возможности настройки.

Клиническое применение и универсальность интраоральных сканеров

ИОС нашли широкое применение в различных стоматологических специальностях. В реставрационной стоматологии они в основном используются для изготовления зубных протезов с помощью рабочих процессов CAD/CAM, что, безусловно, является наиболее распространенным способом их применения (фото 1 - фото 5). Точность ИОС позволяет стоматологам изготавливать реставрации с точностью, не уступающей традиционным методам. Помимо реставрационной стоматологии, ИОС используются для различных целей в ортопедической стоматологии, ортодонтии, судебной стоматологии, челюстно-лицевой хирургии.

Фото 1. Подготовка вкладок с учетом морфологии.

Фото 2. Регистрация прикуса в ИОС с помощью визуализации щечных поверхностей зубов.

Фото 3. Край препарирования, определенный по оттиску ИОС.

Фото 4. Дизайн вкладки на платформе ИОС с учетом анатомии соседних зубов.

Фото 5. Вкладка с бондом, изготовленная из полимерного композита по технологии CAD/CAM.

В челюстно-лицевой хирургии преимущества и универсальность ИОС являются особенно заметными. ИОС играют важную роль в лечении таких заболеваний, как расщелина губы и неба, которые часто требуют снятия оттисков у маленьких детей, включая новорожденных, как в сознании, так и под общей анестезией. Использование ИОС в этих процедурах снижает риск асфиксии. Кроме того, ИОС неоценимы для диагностических целей, например, для оценки рубцов и симметрии верхней губы, а также для планирования лечения и изготовления ортопедических пластин. Внедрение технологии ИОС оптимизирует рабочие процессы и облегчает внедрение других цифровых инструментов, что еще больше повышает их клиническую пользу.

Современные технологии планирования лечения

Использование ИОС в сочетании с другими методами визуализации, такими как КЛКТ и 3D-сканирование лица, играет решающую роль в продвижении планирования лечения в современной стоматологии. Такая связь позволяет создавать так называемых «цифровых двойников», то есть 3D-модели, точно передающие анатомические особенности и их пространственное соотношение. Эти цифровые двойники повышают точность различных стоматологических вмешательств. Когда данные ИОО и данные сканирования лица объединяются, это позволяет упростить такие методики, как цифровой дизайн улыбки. Кроме того, цифровые двойники, созданные в результате интеграции ИОО и КЛКТ, позволяют использовать статические и динамические методы навигации. Этот подход находит все большее применение в различных клинических ситуациях, включая установку зубных имплантатов, ортодонтическую установку мини-имплантатов и подготовку эндодонтического доступа (фото 6 - фото 9).

Фото 6. КЛКТ-снимок бокового резца верхней челюсти, требующего лечения корневого канала.

Фото 7. Объединение данных КЛКТ (показаны пурпурным цветом) с ИОО (показаны голубым цветом).

Фото 8. Виртуальное планирование эндодонтического доступа для этого сложного случая, включающего обызвествленный корневой канал в боковом резце, служащем также опорным зубом для несъемного зубного протеза.

Фото 9. Виртуальный дизайн индивидуального шаблона, оснащенного системой втулок для направления бора, с контрольными окнами для обеспечения точного позиционирования и стабильности шаблона на зубной дуге.

Автоматизированная сегментация зубов и ортодонтическая разметка

Точная сегментация отдельных зубов по данным ИОО необходима для эффективной диагностики и планирования лечения в ортодонтии. Однако автоматизированное определение границы между зубами и десной остается сложной задачей. Подходы на основе глубоких нейронных сетей в настоящее время дают многообещающие результаты, предлагая более эффективную и надежную сегментацию зубов.

Ручное нанесение ориентиров на стоматологические модели, крайне важное для диагностики и оценки результатов, трудоемко и чревато неточностями. Недавно разработанное программное обеспечение использует комбинацию машинного обучения и линейного программирования для автоматического распознавания и маркировки каждого зуба и его ориентиров, что способствует быстрой и точной идентификации. Хотя верификация со стороны человека по-прежнему необходима, эта технология является шагом вперед на пути к автоматизации рутинных ортодонтических обследований.

Улучшение опыта пациентов и пользователей

Внедрение ИОС в стоматологическую практику повысило комфорт пациентов, особенно при снятии оттисков. Пациенты ценят более быстрые и комфортные процедуры по сравнению с традиционными методами, а стоматологи выигрывают от эффективности, которую обеспечивают ИОС. Несмотря на эти преимущества, темпы внедрения технологии ИОС в крупных стоматологических учреждениях были относительно медленными. Среди проблем – совместимость с существующими системами медицинской документации, управление хранением данных и первоначальные затраты на внедрение.

Точность и надежность интраоральных сканеров

ИОС должны обладать высокой надежностью и точностью, чтобы быть эффективными в клинических условиях. Хотя ИОС достигают клинически приемлемого уровня точности при сканировании всей зубной дуги, они сталкиваются с проблемами в беззубых областях, где традиционные методы все еще часто превосходят их по детализации. Сложность для ИОС заключается в точной передаче движений мягких тканей и элементов, которые необходимы для изготовления полных протезов (фото 10 и фото 11). В случаях, когда поддерживающие протез гребни прочны и опираются на слизистую оболочку, ИОС могут достигать точности, сходной с обычными оттисками. Однако, когда подвижность мягких тканей или их перемещение являются фактором, например, в случае полного протезирования, ИОС часто не могут обеспечить необходимый уровень детализации.

Фото 10. ИОС изображение полного протеза верхней челюсти, как самостоятельно, так и in situ, позволяет провести окклюзионную регистрацию, предварительную оценку вертикальных размеров и, при необходимости, изготовить индивидуальные оттискные ложки или хирургический шаблон для установки имплантата.

Фото 11. Объединенные ИОО, совмещающие снимки, сделанные со съемными протезами и без них, создают точную цифровую основу для планирования лечения и изготовления окончательного протеза.

Для дентальных имплантатов ИОС, как правило, отвечают высоким стандартам точности, особенно для реставраций с одним или несколькими имплантатами. Однако, когда речь идет о фиксации положения имплантатов в случаях с полной адентией, все еще требуется повышение надежности ИОС. Традиционные методы часто обеспечивают более высокую точность при изготовлении таких сложных реставраций. Современные исследования исследуют инновации, такие как переход от вертикально позиционированных сканирующих тел к горизонтально расположенным сканирующим калибрам. Эти калибры помогают минимизировать позиционные ошибки за счет сокращения необходимости объединения изображений при сканировании, что повышает точность. Несмотря на перспективность этих разработок, восстановление всего зубного ряда на имплантатах все еще подчеркивает ограничения современной технологии ИОС.

Исследования, сравнивающие ИОС и обычные оттиски, показывают сопоставимую точность краевого прилегания коронок и отсутствие значительных различий в клинических результатах при использовании несъемных зубных протезов. Хотя точность ИОС со временем в целом улучшилась, недавний систематический обзор показал, что не все новые модели обеспечивают более высокую точность, чем их предшественники. Стоит также отметить, что между различными системами ИОС сохраняются значительные различия в характеристиках.

Расширение диагностических возможностей

Помимо использования в CAD/CAM, ИОС получают все большее признание благодаря своим диагностическим возможностям. Используя инструменты наложения, основанные на наилучшем выравнивании, ИОС могут эффективно помочь в оценке размеров мягких тканей и мониторинге износа зубов с течением времени.

ИОС становятся эффективными инструментами для точной оценки и мониторинга износа зубов. Оценка износа зубов с помощью внутриротовых сканеров имеет порог дискриминации в диапазоне от 70 мкм до 80 мкм. Измерения за этим порогом точно отражают истинный износ зуба. Таким образом, программные решения ИОС могут сыграть важную роль в обнаружении износа зубов и отслеживании его прогрессирования с течением времени. Периодические оценки с помощью ИОС предоставляют врачам-стоматологам важную информацию об уровне износа зубов, помогая им принимать обоснованные решения о соответствующих стратегиях лечения.

Для выявления кариеса некоторые ИОС оснащены технологиями флуоресценции или визуализации в ближней инфракрасной области. Эти изделия продемонстрировали потенциал в выявлении проксимальных, окклюзионных или обоих типов кариозных поражений. Однако последние данные свидетельствуют о том, что выявление кариеса с помощью ИОС имеет более низкую диагностическую точность по сравнению с обычным визуальным осмотром. Это ограничение вызывает опасения по поводу возможности упущения в диагностике ранних кариозных поражений и недооценки тяжести поражения. Несмотря на сохраняющиеся проблемы с точностью диагностики, эти функции могут облегчить выявление кариозных поражений в ближайшем будущем, потенциально снижая зависимость от рентгенографических снимков.

Некоторые ИОС с функцией цветовоспроизведения используются для определения оттенка зубов. Хотя ИОС могут обеспечить точность, сравнимую с визуальным подбором оттенка, систематический обзор показал, что они часто не соответствуют по точности подбора оттенка спектрофотометрам. Это несоответствие возникает из-за неспособности ИОС поддерживать оптимальные углы считывания и равномерное освещение. Это приводит к рекомендации использовать современные ИОС только в качестве дополнительных инструментов для определения оттенка зубов.

Будущие направления в технологии ИОС

В будущем ожидается, что потенциал ИОС будет продолжать расширяться по мере развития технологий. Исследования направлены на улучшение интеграции ИОС с другими цифровыми инструментами, такими как КЛКТ и 3D-сканирование лица. Такая интеграция, вероятно, будет способствовать более тщательному и индивидуализированному планированию лечения.

Особенно многообещающей представляется новая роль ИОС в телестоматологии. В телестоматологии ИОО с высоким разрешением и приближенным к истинному цвету могут передаваться стоматологам в режиме реального времени или сохраняться для последующего просмотра, что позволяет проводить оценку на расстоянии. Эти ИОО в сочетании с дополнительными данными, такими как рентгенограммы, позволяют отслеживать изменения с течением времени, выявлять потенциальные проблемы и помогать в планировании лечения. В настоящее время телестоматологические исследования с использованием ИОО демонстрируют эффективность в выявлении различных стоматологических заболеваний, однако их точность в оценке состояния пародонта остается недостаточной для клинических целей. Ожидается, что достижения в области цифровой визуализации и анализа расширят возможности телестоматологии, позволяя врачам ставить предварительные диагнозы и давать рекомендации без необходимости личного посещения. Такой прогресс может расширить доступ к стоматологической помощи, особенно для людей, проживающих в малообслуживаемых или отдаленных районах.

Кроме того, ИОС демонстрируют свой потенциал в судебной стоматологии, где они могут помочь в идентификации человека путем детального захвата морфологии зубов и неба.

Постоянные инновации в области программного обеспечения, многие из которых используют машинное обучение, еще больше расширяют возможности ИОС, повышая эффективность их использования для компьютерной диагностики, коммуникации с пациентами и планирования лечения. Эти достижения превращают ИОС в многофункциональные платформы, которые поддерживают широкий спектр клинических применений.

Резюме

Интраоральные сканеры находятся в авангарде цифровой стоматологии. Внедрение технологии ИОС в стоматологическую практику позволило изменить различные процедуры, начиная от реставраций CAD/CAM и заканчивая сложными ортодонтическими и хирургическими вмешательствами. Тем не менее, остаются проблемы, связанные с внедрением технологии, стоимостью и точностью, необходимой в сложных стоматологических ситуациях. Постоянное совершенствование аппаратного и программного обеспечения решает эти проблемы и расширяет возможности ИОС. Инновации в ИОС со встроенными диагностическими инструментами и цифровыми платформами планирования лечения утверждают ИОС в качестве краеугольного камня современной стоматологической помощи. По мере развития цифровой стоматологии ИОС будут играть все более важную роль как в обычном стоматологическом обслуживании, так и в специализированных процедурах.

Авторы:
Florin Eggmann, Dr. med. dent.
Markus B. Blatz, DMD, PhD

Статьи от брендов

0 комментариев