Сегодня цифровое внутриротовое сканирование преподносится как альтернатива традиционной методике получения оттиска. В современных лабораториях активно используют новейшие технологии в области цифровой стоматологии. Появляется все больше фрезерных центров, использующих лабораторные и интраоральные сканеры для получения оптических оттисков и дальнейшего моделирования и изготовления по ним готовых непрямых реставраций. Но, несмотря на это, результаты моделирования в большинстве случаев все же оставляют желать лучшего [1]. Причина этого — погрешности, накапливающиеся на этапах получения традиционного оттиска и изготовления по нему гипсовой модели. Эти проблемы могут быть уменьшены в случае исключения указанных этапов из процесса изготовления непрямых реставраций и использования внутриротового цифрового сканирования [2]. Информация, собранная интраоральным сканером, напрямую поступает в цифровую CAD/CAM-цепочку производства непрямой реставрации [3]. Данный подход был впервые предложен системой CEREC более 25 лет назад; с тех пор этот процесс непрерывно совершенствуется [4—6].

Точность прилегания — очень важное условие обеспечения здорового пародонта и увеличения срока службы непрямой реставрации [7—9]. Во многих исследованиях продемонстрировано, что нарушение краевого прилегания реставраций, изготовленных методом CAD/CAM, ассоциировано с различными факторами, например, такими как вид границы препарирования, толщина слоя лака на гипсовой модели, тип материала для цементирования [10—13]. Более того, существуют разные мнения по поводу используемого программного обеспечения, точности фрезерования и их влияния на посадку CAD/CAM-реставрации [14—19]. Но нет достаточных данных о точности отображения границы препарирования при сканировании, влиянии на нее разных вариантов ретракции десны и расположения уступа по отношению к десне. Таким образом, целью данного исследования, проведенного invitro, было сравнить точность 3D-данных отображения границы препарирования и зоны под ней культи зуба, полученных с помощью интраоральных сканеров: 3D Progress (MHT S.P.A., Италия — MHT Optic Research AG, Швейцария); True Definition (3M ESPE, США); Trios (3Shape A/S, Дания); CEREC AC Bluecam, CEREC Omnicam (Sirona Dental System GmbH, Германия); Planscan (Planmeca, Финляндия).

На 2 исследуемых фантомных моделях верхней челюсти были отпрепарированы зубы 1.6 и 2.6. Глубина препарирования составила 1,2 мм, конусность — 11°, уступ формировали под углом 135°, уровень уступа располагали на 0,5 мм ниже уровня десны (рис. 1).

Для определения результатов отображения границы препарирования и зоны под ней в зависимости от расположения уступа по отношению к десне в зуботехнической лаборатории были изготовлены 2 металлические пластины, толщиной 0,5 и 1 мм, с помощью которых изменяли положение культи зуба 1.6 по отношению к уровню десневого края (рис. 2). Культя зуба 1.6 имела винтовое крепление к фантомной модели. При подкладывании металлических пластин под основание культи зуба 1.6 она меняла положение по отношению к десневому краю.

Для определения точности отображения границы препарирования и зоны под ней в зависимости от степени ретракции десны в лаборатории были изготовлены 3 десневые маски для фантомной модели верхней челюсти с отпрепарированным зубом 2.6, имитирующие разные варианты ретракции десны: ширина зубодесневой бороздки после ретракции составляла 0,1, 0,2 и 0,3 мм (рис. 3).

Отпрепарированные зубы 1.6 и 2.6 были отсканированы на приборе ATOS Core (GOM mbH, Германия), модель 45 SN:131173, и полученные данные приняли за эталонные (рис. 4, 5). Согласно сертификату и в соответствии с директивой 2634, ч. 3, VDI/VDE, касающейся оптических трехмерных измерительных систем, основанных на зональном сканировании, точность прибора ATOS Core составляет 5 мкм для одиночного зуба [20].

Для измерения истинности и прецизионности использовали метод наложения, реализуемый в компьютерной программе Geomagic Verify (3D Systems, США). Для выделения области уступа и зоны, находящейся на 0,3 мм под краем границы препарирования, были виртуально нанесены точки сравнения. На эталоне в программе Geomagic Verify были отмечены 8 точек сравнения по краю границы препарирования и 8 точек на 0,3 мм ниже уступа культи зуба (рис. 6, 7 и далее).

После этого сканировали участки фантомных моделей верхней челюсти с отпрепарированными зубами 1.6 и 2.6 на интраоральных сканерах: 3DProgress (MHTS.P.A., Италия — MHTOpticResearchAG, Швейцария); True Definition (3MESPE, США); Trios («3ShapeA/S», Дания); CERECACBluecam, CERECOmnicam («SironaDentalSystemGmbH», Германия); Planscan («Planmeca», Финляндия). При сканировании на системах TrueDefinition и CERECBluecam использовали антибликовый порошок. На каждом сканере было выполнено по 10 сканирований соответственно расположению уступа культи зуба 1.6 по отношению к уровню десневого края: а) уступ расположен на 0,5 мм ниже десневого края; б) на уровне десневого края; в) на 0,5 мм выше уровня десневого края (рис. 8, а, б, в) и по 10 сканирований участка зубного ряда с отпрепарированным зубом 2.6 с разными вариантами десневой маски: а) ширина зубодесневой бороздки после ретракции — 0,1 мм; б) 0,2 мм; в) 0,3 мм (рис. 9, а, б, в).

Каждая из 3D-моделей участка зубного ряда с отпрепарированным зубом 1.6 и 2.6 виртуально накладывалась на эталонную модель. В каждом случае было выполнено 10 наложений (n=10). Произведен расчет отклонений между каждой точкой на исходной и наложенной моделях. Выведены средние показатели.

3D-модели внутри группы с помощью 3D-сопостав-ления накладывались друг на друга в компьютерной программе Geomagic Verify («3D Systems», США); в каждой группе число наложений составило 45. Определяли отклонения между точками сравнения на цифровых моделях.

Статистические данные рассчитывали в программе ЕXCEL («Microsoft», США). Показатели истинности и прецизионности внутри каждой исследуемой группы были статистически достоверны при p≤0,05.

Отклонения между наложенными 3D-моделями и эталонной моделью (показатели истинности), полученные при сканировании на интраоральных сканерах участка зубного ряда фантомной модели верхней челюсти с отпрепарированным зубом 1.6, при разных вариантах расположения уступа по отношению к уровню десневого края приведены в табл. 1.

Наименьшие отклонения между наложенными 3D-моделями и эталонной моделью (показатели истинности) в области границы препарирования и в области на 0,3 мм ниже края границы препарирования при расположении уступа на 0,5 мм выше уровня десны продемонстрировал сканер TrueDefinition (3MESPE, США). При расположении уступа на уровне десневого края лучшие результаты показал сканер Trios («3ShapeA/S», Дания). При расположении уступа на 0,5 мм ниже уровня десневого края все исследуемые сканеры продемострировали отрицательные результаты в визуализации зоны на 0,3 мм ниже края границы препарирования. Результаты отображения самой границы препарирования при данном расположении были получены с минимальными отклонениями от эталона сканером Trios («3ShapeA/S», Дания). У каждой из исследуемых систем было выявлено также увеличение погрешности при расположении уступа над десневым краем по сравнению с таковой при поддесневом расположении и расположении на одном уровне с десной. Это объясняется погрешностями сглаживания в процессе триангуляции (построение сетки) при заданном размере граней сетки, что ведет к искажению рельефа уступа на 3D-цифровом оттиске и увеличению отклонений от эталона.

При вычислении прецизионности (отклонения между 3D-моделями внутри каждой из исследуемых групп для одного сканера) точки сравнения выставлялись на 3D-цифровых моделях только в тех местах, которые четко визуализировались. Зачастую в аппроксимальных областях сканируемого зуба на цифровой модели у большинства сканеров проставить точки сравнения было невозможно из-за препятствий в виде тканей десны. Поэтому число точек сравнения варьирует от 8 до 16: 8 точек по границе препарирования и 8 — в зоне на 0,3 мм ниже уступа.

Отклонения между моделями при их сравнении (прецизионность цифровых оттисков) в области границы препарирования и на 0,3 мм под ней при разных вариантах расположения культи зуба 1.6 по отношению к десневому краю показаны в табл. 2.

При расположении границы препарирования культи зуба 1.6 ниже уровня десневого края визуализируются только точки сравнения, расположенные по уступу. Показатели прецизионности при этом варьируют от 6,5 до 41,0 мкм у исследуемых систем. Наиболее близкие друг к другу результаты повторных опытов (результаты прецизионности) продемонстрировал сканер True Definition (3M ESPE, США). Точки сравнения в зоне на 0,3 мм ниже уступа при поддесневом расположении границы препарирования не визуализируются у всех сканирующих систем.

При расположении границы препарирования на уровне десневого края показатели прецизионности в области уступа для 3D-цифровых оттисков у исследуемых систем расположились в диапазоне от 13,3 до 44,0 мкм, а в области на 0,3 мм ниже уступа — в диапазоне от 13,3 до 64,7 мкм. При этом следует учесть, что число визуализируемых точек сравнения при данном расположении границы препарирования у некоторых систем составляло менее половины обозначенного, поэтому в данном случае показатели прецизионности не могут быть корректно оценены. Что касается показателей прецизионности при расположении границы препарирования над десной, то все сканирующие системы продемонстрировали четкую визуализацию как самого уступа, так и зоны, расположенной под ним. Наилучшие результаты были у сканера Trios («3Shape», Дания).

Показатели истинности (отклонения от эталона) при обработке данных, полученных для решения задачи выявления оптимальной степени ретракции десны, представлены в табл. 3.

Отклонения от эталона показали, что только 2 из исследуемых интраоральных сканера способны визуализировать зону на 0,3 мм ниже края границы препарирования при ширине зазора между десной и уступом, равной 0,1 мм. Это сканеры компании «Sirona» — Cerec Omnicam и Bluecam. Все остальные сканеры некорректно отображают зону под уступом при ретракции десны на 0,1 мм от края уступа. Показатели истинности отображения самой зоны границы препарирования при ширине зазора 0,1 мм варьируют от 12,3 до 59,5 мкм с наилучшими результатами у сканера Trios («3Shape A/S», Дания).

В визуализации зоны под границей препарирования при ширине зазора 0,2 мм также лидируют сканеры Omnicam и Bluecam. Однако отклонения от эталонных значений в отображении непосредственно границы препарирования — наименьшие у сканера Trios.

На цифровых оттисках у всех исследуемых сканеров при ширине зазора 0,3 мм четко визуализируются граница препарирования и зона на 0,3 мм под ней. Наилучший результат в точности отображения границы препарирования и зоны под ней дал сканер Trios («3Shape A/S», Дания).

Отклонения между цифровыми моделями при применении исследуемых сканеров (показатель прецизионности) для решения задачи определения оптимальной ретракции десны приведены в табл. 4.

Из табл. 4 видно, что наименьшие отклонения моделей между собой при проведении повторных опытов показал сканерTrios («3Shape A/S», Дания) при всех условиях ретракции десны.

Главной задачей данного исследования было сравнить точность отображения границы препарирования и зоны, расположенной под ней, при сканировании на интраоральных сканерах. На фантомной модели можно четко оценить возможности сканирующих устройств. В данном случае выбор условий invitro не случаен. Во-первых, при любом определении точности сканирующего устройства в случае исследования непосредственно в полости рта пациента результат менее точен, чем при оценке invitro в лаборатории. Во-вторых, ситуация in vivo не может быть стандартизирована, и достаточно трудно найти пациентов, готовых участвовать в исследовании; ведь зачастую необходимо выполнить не менее 10 цифровых оттисков для каждого исследуемого. В-третьих, исследования, сфокусированные на определении максимально возможной точности, всегда выполняются в идеальных условиях, чтобы уйти от влияния таких клинических факторов, как подтекание крови, слюны, затрудненный доступ. Также при исследовании непосредственно самой точности интраоральных сканеров, а не точности готовых конструкций, полученных по цифровым оттискам, исключены погрешности, накапливающиеся на всех этапах изготовления непрямой реставрации.

Обозначенная в данном исследовании необходимость визуализировать зону, находящуюся непосредственно под границей препарирования, обусловлена многочисленными работами, освещающими вопрос о влиянии краевого прилегания непрямой реставрации на ее качество и долговечность. Поэтому сейчас основная задача интраоральных сканеров — получение 3D-цифровых оттисков с точным отображением глубинных участков, таких как зубодесневая бороздка.

В литературе в основном приводятся результаты изучения точности готовых конструкций, полученных по цифровым оттискам интраоральных сканеров. В 2010 г. А. Syrek и соавт. [3] опубликовали данные о точности краевого прилегания непрямой реставрации из оксида циркония, полученной по цифровому оттиску интраорального сканера Lava C.O.S. (предыдущая версия сканера компании 3M ESPE True Definition). Точность краевого прилегания непрямой реставрации составила 49 мкм против 71 мкм у конструкции, изготовленной стандартным путем, с помощью 2-этапного 2-слойного оттиска.

Имеется много данных и о точности краевого прилегания, достигнутой при использовании предшественников сканера CEREC Bluecam. А. Bindl и соавт. [21] сообщили о краевом зазоре 2 коронок, выполненных на системе CEREC, равном 59,9±5,6 мкм. K. Lee и соавт. [5] указали среднее несоответствие краевого прилегания коронок, изготовленных системой CEREC, — около 94,4±11,6 мкм. Эти данные несравнимы с современными, так как производители за последние годы значительно усовершенствовали свои системы.

В исследовании А.Н. Ряховского [24] выявлено увеличение краевого зазора у мостовидных протезов по сравнению с таковым у одиночных коронок, изготовленных методом CAD/CAM, что объясняется наличием у мостовидного протеза нескольких культей, не всегда идеально параллельных друг другу. В большинстве случаев необходима также ручная припасовка готовых непрямых реставраций.

Точности системы CEREC Bluecam посвящено небольшое число публикаций [2, 22, 23]. В одной из них А. Mehl и соавт. [2] предоставляют такие данные: 19 мкм для цифрового оттиска одиночного зуба и 35 мкм для цифрового оттиска квадранта.

К особенностям цифрового оттиска, полученного путем внутриротового сканирования, относятся выделение, повторное сканирование и добавление некорректно получившихся участков. Зачастую такие участки встречаются в области границы препарирования, особенно при поддесневом ее расположении. Поэтому главной задачей данного исследования было выявить точность отображения границы препарирования и влияние на нее таких факторов, как расположение уступа по отношению к десневому краю и правильность выбора необходимой степени ретракции десны. В литературе эти вопросы не освещены. Для лучшего понимания принципов работы сканирующих систем и их потенциальных возможностей необходимо дальнейшее изучение точности сканирования.

Результаты данного исследования invitro демонстрируют достаточную точность интраоральных сканеров. Некоторые из тестируемых устройств продемонстрировали высокую точность отображения границы препарирования при разном положении уступа культи зуба по отношению к уровню десневого края. Это очень важно для планирования конструкции будущей непрямой реставрации и оценки качества ее прилегания. Однако невозможно категорично утверждать, что зона, расположенная под уступом, отображается точно. Все исследованные сканеры не могут визуализировать эту зону при поддесневом расположении уступа и ширине зубодесневой бороздки менее 0,2 мм после ретракции (рис. 10). Помимо этого, для всех исследованных систем характерно закономерное увеличение погрешности при расположении уступа выше десневого края, чем при его поддесневом расположении и расположении на уровне десны. Это объясняется погрешностями сглаживания в процессе триангуляции (построение сетки) при заданном размере граней сетки, что ведет к искажению рельефа уступа на 3D-цифровом оттиске и увеличению отклонений от эталона. Подчеркиваем необходимость рассмотрения этой проблемы в условиях invivo для изучения влияния данных факторов в клинической практике.