Значение человеческого фактора - двадцатилетний опыт работы с CAD/CAM технологиями

20 февраля 2017, 10:16 20.02.2017 0

Авторы:

Зубов Сергей Витальевич

Врач-стоматолог-ортопед высшей категории, доктор медицинских наук, профессор, заслуженный врач России. Заместитель главного врача ФГБУЗ 72 ЦП МЧС России (Москва).



CAD/CAM – это сокращение слов ComputerAidedDesign (проектирование с использованием компьютерной технологии), и Computer AidedManufacture (изготовление с использованием компьютерной технологии). В 1996 году в нашу клинику пришла первая система – CEREC.

Она дала возможность выполнять эстетическую цельно-керамическую реставрацию в присутствии пациента. Но окклюзивную поверхность врачу приходилось формировать вручную – при помощи бора и наконечника, поэтому в начале 1997 года мы освоили систему CEREC 2.

Рис. 1. CEREC 1; CEREC 2; CEREC 3

Значение человеческого фактора - двадцатилетний опыт работы с CAD/CAM технологиями

Врач получал уже двухмерный оптический слепок. Значительно улучшилось качество изготавливаемых реставраций и позволило фрезеровать коронки. Но двухмерное изображение по-прежнему не давало полной информации для вычисления высоты бугорков и фиссур реставраций. В марте 1997 года во время обучения на курсах по CAD/CAM в университете Цюриха познакомились с Мартином Цепфом (Martin Zepf), который пригласил посмотреть его лабораторию в Зайтинген – Оберфлахте Германия. И в 1998 году мы приступили к освоению трехосевой CAD/CAM digiDEND системы.

Рис. 2. Трехосевая CAD CAM digiDEND система (1998г.)

Большую и неоценимую помощь нам оказал коллектив компании GIRBACH. Именно в этот период становления CAD/CAM технологии в нашей клинике проявился человеческий фактор. Вся программа и все иконки на компьютере на немецком языке, зубного техника со знанием языка и компьютера не было. С теплотой мы вспоминаем сотрудников фрезерного центра GIRBACH, которые через Интернет доступ и видео конференции контролировали и обучали новым технологиям. В начале 2002 года, приобрели полуавтоматическую фрезерную машину hiCut dmsX 4DHint-Els.

Рис. 3. Полуавтоматическую фрезерную машину hiCut dmsX 4D Hint-Els (2002г.)

За двадцать прошедших лет прошли тестирование LAVA 3М, EVEREST KAVO, DCS и других. У каждой системы есть свои плюсы и минусы. По стоимости они приблизительно равноценны, отличия в программах, но и как двадцать лет назад основная роль отводится человеческому фактору.

Возрастает ответственность врача, как в выборе конструкции, а главное требуется совсем другое качество препаровки зубов.

Рис. 4 - 6. Фотографии работ 1998 - 2000гг.

Одним из важных моментов препарирования зуба считается создание минимально необходимого пространства для получения устойчивого к нагрузкам и эстетически удовлетворяющего восстановления зуба, а также соответствие геометрии подготовленного зуба стандартам технологии изготовления реставрации при помощи CAD/CAM. В любой технологии надо правильно выстроить цепочку пациент – клиника – пациент (Рис. 7).

Рис. 7. Построение использования инструментария, приборов (цепочка-кабинет-пациент-лаборатория)

Системы CAD/CAM значительно отличаются между собой на этапе сбора данных. Считывание информации о рельефе поверхности и перевод ее в цифровой формат осуществляется оптическими или механическими цифровыми преобразователями (дигитайзерами). Основное отличие оптического слепка от обычной плоской цифровой фотографии объекта состоит в том, что он является трехмерным, т.е. каждая точка поверхности имеет свои четкие координаты в трех взаимно перпендикулярных плоскостях Большинство оптических сканирующих систем исключительно чувствительно к различным факторам. На точность оптического способа сканирования существенно влияют отражающие свойства материала и характер изучаемой поверхности (Рис. 8).

Рис. 8. Моделировка с использованием вертуального артикулятора

Развитие автоматизированного проектирования стоматологических CAD/CAM систем направлено на упрощение и максимальную визуальную ясность данного процесса. Получив со сканера оцифрованную информацию о рельефе поверхности протезного ложа, приступают к построению его изображения на экране монитора. После этого специальное программное обеспечение предлагает врачу наиболее приемлемый вариант реставрации зуба (Рис. 9).

Рис. 9

Современные компьютерные программы могут спроектировать протезы, превосходящие по своим параметрам работам лучших зубных техников. Степень вмешательства, необходимого от оператора системы CAD/CAM, для того чтобы спроектировать реставрацию, может меняться в пределах от минимальных пользовательских настроек до существенного изменения конструкции (Рис. 10).

Рис. 10

Даже в наиболее автоматизированных системах пользователь обычно имеет возможность изменить автоматически спроектированную реставрацию согласно своим предпочтениям. Широкое развитие получило трехмерное анимированное моделирование будущей конструкции. Оно в значительной мере упрощает и ускоряет процесс создания виртуальной модели протеза, делает его более наглядным. Врач может рассмотреть на экране монитора конструкцию со всех сторон, при различном увеличении и внести свои поправки (Рис. 11).

Рис. 11

Когда моделирование реставрации завершено, программное обеспечение CAD преобразовывает виртуальную модель в определенный набор команд. Они, в свою очередь, передаются на производственный модуль CAM, который изготавливает спроектированную реставрацию (Рис.12).

Рис. 12

Время не стоит на месте и следующим шагом стало применение избирательное лазерное спекание – одна из технологий, которые используются для изготовления керамических или металлических зубных реставраций. Примером могут служить стоматологические системы Medifacturing (Bego Medical AG, Germany) и DigiDent (Hint-ELs, Germany). При этом методе компьютер просчитывает траекторию движения инструмента, как и в других существующих CAD/CAM-системах. Однако система не сошлифовывает, а спекает лучом лазера слой материала, двигаясь по заданной траектории внутри емкости, заполняемой послойно керамическим или металлическим порошком. Каждый последующий слой спаивается с предыдущим. Такая технология позволяет изготовить конструкции сложной формы без потерь материала. Другой вариант использован в системе Wol-Ceram (Germany). На первом этапе создается колпачок. Суть процесса заключается в осаждении кристаллов оксида алюминия из суспензии на поверхность культи методом электрофоретической дисперсии. Оператор вручную срезает излишки материала, выступающие за края уступа. Внешняя поверхность реставрации формируется шлифованием. Затем оператор снимает колпачок со штампика-матрицы, пропитывает его стеклом и спекает. Интересная технология – изготовление моделей протезов методом трехмерной печати. CAM-устройство WaxPro printer действует, как струйный принтер, только вместо чернил он выстреливает микроскопические порции расплавленного воска. Так, слой за слоем и получается восковая модель каркаса или искусственной коронки. В дальнейшем по восковой репродукции протез отливается из металла или прессуется из керамики. Усовершенствованный вариант печатающего модуля способен создавать конструкции не только из воска, но и из композиционных материалов. Это существенно расширяет возможности данной системы и позволяет, к примеру, использовать ее для изготовления челюстно-лицевых протезов. Стремительное развитие стоматологических систем автоматизированного проектирования и производства протезов привело к появлению нового сегмента в материаловедении – материалы для CAD/CAM технологии (Рис. 13).

Рис. 13

Область применения стоматологических CAD/CAM-систем не ограничивается одним только изготовлением зубных протезов. Разработано несколько CAD/CAM-систем для применения в хирургической практике. Например, система SurgiGuide (Materialise, Belgium) используется для изготовления индивидуальных хирургических шаблонов, облегчающих правильное расположение зубных имплантов во время операции. CAD/CAM-система Nobel Guide software (Nobel Biocare, Sweden) позволяет изготовить реставрацию непосредственно после установки имплантата. Обе системы используют данные, полученные методом компьютерной томографии, специальное программное обеспечение CAD, чтобы определить идеальное размещение реставрации, и технологии CAM для производства шаблонов или рабочих моделей. Компьютерные технологии могут применяться на всех этапах оказания стоматологической помощи. Своевременная подготовка специалистов, в полной мере владеющих такими технологиями, является важным условием широкого внедрения современных информационных технологий во все сферы стоматологии. Компьютерные технологии уже изменили нашу жизнь. Целесообразно создать непрерывную цифровую производственную цепочку.

Традиционные слепки зубов уже исчерпали себя как единственная аналоговая альтернатива. Для получения проектных данных в формате STL подойдут интраоральные сканеры, с помощью которых стоматологи собирают первичную цифровую информацию. Такой подход улучшит посадку протезов и в значительной степени устранит ошибки сбора данных. Цепочка непрерывных цифровых процессов - от пациента к зубному протезу - повысит скорость и качество передачи информации. Лазерное плавление металлов - логичная реализация цифровых технологий на производстве, позволившая нам выйти на высочайшие стандарты качества. За технологиями лазерного плавления будущее, и этого уже не изменить. В долгосрочной перспективе других вариантов просто нет. Открытая, не привязанная к производителю передача информации приобретает все большее значение для контроля качества и ведения документации. В настоящее время, кроме фрезерования вырастет роль технологии лазерного плавления. Запросы по качеству и цене позволяют на это рассчитывать. Те зубные техники, которые не перейдут на цифровые решения, в перспективе столкнутся с серьезными проблемами. Нет никаких сомнений в том, что будущее стоматологии - за цифровыми технологиями (Рис. 14).

Рис. 14

0 комментариев