В стоматологической практике хорошо известен постулат о том, что чем меньше погрешностей на каждом клинико-лабораторном этапе изготовления зубопротезных конструкций, тем выше точность и качество ортопедического лечения. Вероятные причины погрешностей, возникающих при традиционных технологиях, хорошо изучены. Того же нельзя сказать о цифровых технологиях, активно вытесняющих традиционные. Принято считать, что цифровые технологии обладают заведомо высокой точностью и тем самым обеспечивают высокое качество лечения. Однако нужно признать, что вероятные причины погрешности на этапах цифрового проектирования и изготовления протезных конструкций изучены недостаточно.
Довольно подробно изучены погрешности цифрового сканирования разными способами и устройствами, точность фрезерования и точность прототипирования, а также точность прилегания готовых несъемных конструкций [1—5]. Проведено достаточно исследований, посвященных сравнению аналоговых и цифровых методов сопоставления моделей верхней и нижней челюсти и их влияния на окклюзионное соотношение [6, 7]. При этом очень мало исследований, в которых сравниваются цифровые методы совмещения моделей между собой [8, 9].
Цель исследования — оценка и сравнение характера окклюзионных контактов при совмещении зубных рядов верхней и нижней челюсти в положении привычной окклюзии при лабораторном и внутриротовом сканированиях.
Материал и методы
При лабораторном сканировании 13 пар моделей зубных рядов использовали сканер Imetric 4D (Imetric, Швейцария). Модели зубных рядов верхней и нижней челюстей из супергипса мануально складывали в единственно возможном положении максимального множественного контакта зубных рядов, закрепляли между собой, сканировали вестибулярную поверхность сложенных вместе моделей (рис. 1, а), а затем раздельно сканировали каждую из моделей (рис. 1, б, в). На основании полученного первым вестибулярного скана виртуально совмещали модели зубных рядов между собой, используя программу сканера.
Рис. 1. Лабораторные сканы.
а — вестибулярная поверхность сложенных в привычной окклюзии гипсовых моделей; б — зубной ряд нижней челюсти; в — зубной ряд верхней челюсти.
При внутриротовом сканировании 11 зубных рядов использовали сканер Trios 3POD (3Shape, Дания). Проводили раздельное сканирование верхнего и нижнего зубных рядов (рис. 2, а, б), затем при сомкнутых зубных рядах в положении максимально множественного контакта получали сканы вестибулярной поверхности зубных рядов справа и слева (рис. 2, в), по которым виртуальные зубные ряды совмещались в автоматическом режиме.
Рис. 2. Внутриротовые сканы.
а — зубной ряд верхней челюсти; б— зубной ряд нижней челюсти; в — вестибулярные регистраты зубных рядов в привычной окклюзии.
Анализ площади и плотности зубных контактов проводили в компьютерной программе Авантис 3D (Россия). Программа анализировала площадь проникающих контактов (супраконтактов) на каждом зубе в диапазоне от –100 до (–50) мкм, от –50 мкм до 0 и околоконтактные зоны в диапазоне от 0 до 50 мкм, от 50 до 100 мкм, от 100 до 150 мкм, от 150 до 200 мкм, от 200 до 300 мкм перед включением и после него режима автоматической виртуальной оптимизации контактов (рис. 3 на цв. вклейке). Смысл этой функции программы состоял в том, что в автоматическом режиме, не меняя относительное положение моделей в горизонтальной плоскости, производили коррекцию положения нижнего зубного ряда до образования «нулевых» контактов по всему периметру зубного ряда.
Рис. 3. 3D-окклюзионный анализ виртуальных моделей зубных рядов: до оптимизации (а) и после автоматической оптимизации (б).
Кроме того, подсчитывали число проникающих контактов на каждом зубе до и после коррекции, а также измеряли площадь окклюзионной поверхности и суммарную для всех боковых зубов в ряду.
Результаты
Суммарная площадь проникающих контактов при лабораторном сканировании оказалась в разы больше, чем при внутриротовом сканировании (табл. 1). Площадь этих контактов на верхних и нижних зубах была одинаковой, что вполне логично, хотя сама площадь окклюзионной поверхности верхних боковых зубов оказалась заметно больше, чем у нижних.
Таблица 1. Площадь проникающих контактов до и после оптимизации при лабораторном и внутриротовом сканированиях
| Вид сканирования (зубной ряд) | Общая площадь проникающих контактов в привычной окклюзии, мм2 | Общая площадь всех контактов после оптимизации, мм2 | Общая площадь окклюзионной поверхности боковых зубов, мм2 | ||
| до | после | до | после | ||
| Лабораторное | |||||
| верх | 3,6±1,77 | 0,01±0,024 | 190,4±41,24 | 167,5±41,27 | 920,1±69,51 |
| низ | 3,7±1,81 | 0,002±0,005 | 189,4±40,92 | 166,5±41,0 | 792,4±88,0 |
| Внутриротовое | |||||
| верх | 0,5±0,34 | 0,002±0,003 | 120,2±51,77 | 108,1±47,65 | 839,1±99,2 |
| низ | 0,5±0,42 | 0,003±0,004 | 118,8±50,78 | 107,3±46,54 | 700,3±86,81 |
Глубина проникающих контактов при внутриротовом и лабораторном сканировании оказалась в диапазоне от —50 мкм до 0. Только в 2 случаях из 13 при лабораторном сканировании глубина единичных проникающих контактов оказалась в диапазоне от –100 до –50 мкм, а их суммарная площадь — от 0,01до 0,02 мм2.
После автоматической оптимизации окклюзионных контактов проникающие контакты устранялись в обеих группах, а общая площадь всех контактов уменьшалась (при лабораторном сканировании на 12%, при внутриротовом на 10%).
Согласно полученным нами данным на боковых зубах проникающие контакты обнаруживались чаще, чем на передних как при лабораторном сканировании, так и при внутриротовом (табл. 2). При этом число супраконтактов при лабораторном сканировании оказалось заметно больше, чем при внутриротовом.
Таблица 2. Частота выявления супраконтактов на зубах после совмещения сканов нижней и верхней челюстей в привычной окклюзии при лабораторном и внутриротовом сканированиях, %
| Сканирование | Номер зуба | |||||||||||||
| 17 47 | 16 46 | 15 45 | 14 44 | 13 43 | 12 42 | 11 41 | 21 31 | 22 32 | 23 33 | 24 34 | 25 35 | 26 36 | 27 37 | |
| Лабораторное | 61,5 | 11,5 | 26,9 | 26,9 | 3,9 | 11,5 | 19,2 | 15,4 | 11,5 | 23,1 | 38,5 | 42,3 | 38,5 | 65,4 |
| Внутриротовое | 36,4 | 15,4 | 15,4 | 4,6 | 4,6 | 4,6 | 9,1 | 4,6 | 0 | 0 | 23,1 | 9,1 | 13,6 | 13,6 |
Площадь супраконтактов на боковых зубах также оказалась больше, чем на передних, для обоих типов сканирования и совмещения, и в значительной степени больше при лабораторном сканировании, чем при внутриротовом (рис. 4).
Рис. 4. Площадь зарегистрированных супраконтактов после совмещения сканов в привычной окклюзии программой лабораторного и внутриротового сканеров.
а — на зубах верхней челюсти; б — на зубах нижней челюсти.
Обсуждение и заключение
Окклюзионные погрешности в виде супраконтактов или избыточного разобщения виртуальных моделей, не соответствующих характеру смыкания естественных зубных рядов у пациента, могут приводить к критическим последствиям ввиду переноса этих погрешностей на готовые зубопротезные конструкции при их проектировании и изготовлении. В связи с этим необходимо уделять большое внимание точности переноса соотношения зубных рядов в виртуальную сцену.
Полученные нами результаты показали наличие проникающих супраконтактов на виртуальных моделях, полученных как при лабораторном, так и при внутриротовом сканированиях. Эти супраконтакты возникают вследствие накапливающейся погрешности на этапе сканирования зубных рядов (верхнего и нижнего), на этапе сканирования вестибулярных регистратов, на этапе совмещения виртуальных зубных рядов с помощью этих регистратов. Возникает вопрос: почему наше исследование выявило более высокую точность переноса соотношений натуральных зубных рядов в виртуальную сцену при внутриротовом сканировании по сравнению с лабораторным? Это тем более удивительно, что хорошо известна и доказана многочисленными исследованиями более высокая точность лабораторных сканеров над внутриротовыми [1, 10]. В нашем исследовании были задействованы лучшие из изученных нами ранее [1] лабораторных и внутриротовых сканеров, причем характеристики лабораторного сканера Imetric имели преимущества перед внутриротовым сканером 3Shape. Это значит, что накапливающаяся погрешность при внутриротовом сканировании должна быть выше. То, что в погрешности совмещения моделей «виновна» только точность сканирования, доказывает тот факт, что при лабораторном сканировании гипсовые модели зубных рядов складывались между собой до «нулевых» контактов, поскольку не могли «проникать» друг в друга. Исключается также возможное истирание поверхности гипса в местах окклюзионных контактов при повторных итерациях сопоставления моделей, поскольку регистрат прикуса сканировался в первую очередь, а уже за ним сканировались модели зубных рядов.
Единственным возможным объяснением полученных нами данных является предположение, что неточность внутриротового сканирования компенсируется программным способом путем оптимизации окклюзионных контактов программой управления и обработки данных внутриротового сканера.
Эффективность такого решения показана нами при использовании соответствующей функции программы Авантис 3D, которая при точном сохранении локализации контактов, не меняя саму форму окклюзионной поверхности, устраняет проникающие контакты и нормализует виртуальную окклюзию. В настоящем исследовании применялся режим нормализации окклюзии до получения «нулевых контактов». Мы считаем допустимым с учетом известной погрешности современных сканирующих устройств применять режим нормализации в диапазоне от –25 мкм до 0, т.е. с разрешенными проникающими контактами на 25 мкм. Такая погрешность в случае возникновения будет легко компенсирована податливостью периодонта зубов. Результаты настоящего исследования могут быть рекомендацией производителям лабораторных сканеров включать в свое программное обеспечение дополнительные функции контроля и нормализации окклюзии после совмещения сканов зубных рядов, а пользователям контролировать исходное наличие супраконтактов в виртуальной сцене и корректировать их по необходимости, поскольку полученные нами данные характеризуют возможности только исследуемой модели сканера и его программного обеспечения. Другие внутриротовые сканеры могут показывать совсем другие результаты, что подчеркивает важность самостоятельного контроля выявленной погрешности.
Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.
The author declare no conflict of interests.