口腔内スキャナーの精度に関する定量的研究

[Quantitative study of intraoral scanners' accuracy].

抄録

口腔内スキャナー（IOS）のスキャン精度を評価する標準的な方法を確立し、6台のIOSのスキャン精度とスキャンスパンの違いによる関係を調査する。 7075アルミニウム合金を用いた高精度（5μm）ミリングマシンを用いて、5つの簡略化された6つのアバットメントフルアーチ模型を作製した。より精度の高い座標測定機（0.7μm）で検証した加工精度を基準精度とした。IOSのスキャニング精度試験では、加工精度が最も高いモデルをテストモデルとし、そのモデルのCAD（コンピュータ支援設計）データを基準データとした。6台のIOSがテストモデルを同じスキャン経路で10回スキャンし、60個のテストデータを得た。CADデータとテストデータはGeomagic Studio 2014に入力した。データのアバットメントのマージンより上の準備部分を分離し、単冠、3ユニットブリッジ、5ユニットブリッジ、フルアーチの4つの関心セグメントに分割した。次に、テストデータをCADデータまたは互いにベストフィットさせ、偏差分析を行った。そして、スキャニングの真度と精度を算出した。 単冠，3ユニットブリッジ，5ユニットブリッジ，フルアーチの6つのIOSのスキャニング真度および精度の中間値は，13.3～29.6μmおよび7.6～20.7μm、15.4～30.9μmと8.7～26.5μm、17.0～66.1μmと11.3～44.2μm、24.0～107.9μmと24.6～150.1μmであった。 ロングスパンのスキャニングは、程度の差はあれ、IOSの精度に影響を与える可能性がある。

To establish a standard method to evaluate the scanning accuracy of intraoral scanner (IOS) and to investigate six IOS's scanning accuracy and the relationship between different scan span. Five simplified six abutments full arch model were fabricated by high accuracy (5 μm) milling machine with 7075 aluminum alloy. The machining accuracy, which was verified by a coordinate measuring machine with higher accuracy (0.7 μm), was considered as the reference accuracy. The model with the highest machining accuracy was considered as the test model in IOS's scanning accuracy test, and computer-aided design (CAD) data of the model was used as the reference data. Six IOS scanned the test model 10 times with the same scanning path, obtained 60 test data. CAD data and test data were input into Geomagic Studio 2014. The preparation part above the margin of the abutments of the data was isolated and divided into 4 segments of interest: single crown, three-unit bridge, five-unit bridge, and full arch. The test data were then best-fit aligned to CAD data or each other followed by deviation analysis. Scanning trueness and precision were then calculated. The mid-value of scanning trueness and precision of six IOS in single crown, three-unit bridge, five-unit bridge and full arch were 13.3-29.6 μm and 7.6-20.7 μm, 15.4-30.9 μm and 8.7-26.5 μm, 17.0-66.1 μm and 11.3-44.2 μm, 24.0-107.9 μm and 24.6-150.1 μm respectively. Long-span scanning can affect the accuracy of IOS to a varying extent.

通过建立口内三维扫描仪扫描精度的定量评价方法，评价6种口内三维扫描仪的扫描精度，明确扫描范围与扫描精度之间的变化规律。 计算机辅助设计全牙列固定义齿。预备体简化模型，借助工正确度为5μm的数控机床，使用7075合金制作实体模型5个，用测量精度为0.7 μm的三标坐测量机检验加工偏差，选取5个模型。选取5个模型中加工偏差最小的模型作为后续口内三维扫描仪扫描精度定量评价的实体模型，导出模型设计数据作为扫描精度定量评价真值。6种口内三维扫描仪采用相同扫描路径扫描实体模型各10次，共获得60个数字模型。导入Geomagic Studio 2014软件中，提取数字模型肩台外缘线以上预备体，分为单冠组，三单位组，五单位组，全牙列组，分单位模型。全牙列组，分别与设计数据配准以及组内两两配准，进行三维偏差分析计算扫描精度（包括扫描正确度与精密度）、6种口内三维扫描仪单冠组、三单位组、五单位组和全牙列组的扫描正确度中位数范围分别为13.3~29.6、15.4~30.9、17.0~66.1和24.0~107.9 μm，扫描精密度中位数范围分别为7.6~20.7、8.7~26.5、11.3~44.2和24.6~150.1 μm. 随着扫描范围的增加，6种口内三维扫描画仪式的扫描精度可出现不同程度的下降。

通过建立口内三维扫描仪扫描精度的定量评价方法，评价6种口内三维扫描仪的扫描精度，明确扫描范围与扫描精度之间的变化规律。 计算机辅助设计全牙列固定义齿预备体简化模型，借助加工正确度为5 μm的数控机床，使用7075铝合金制作实体模型5个，用测量精度为0.7 μm的三坐标测量机检验加工偏差，选取5个模型中加工偏差最小的模型作为后续口内三维扫描仪扫描精度定量评价的实体模型，导出模型设计数据作为扫描精度定量评价真值。6种口内三维扫描仪采用相同扫描路径扫描实体模型各10次，共获得60个数字模型。导入Geomagic Studio 2014软件中，提取数字模型肩台外缘线以上预备体，分为单冠组、三单位组、五单位组、全牙列组，分别与设计数据配准以及组内两两配准，进行三维偏差分析，计算扫描精度（包括扫描正确度与精密度）。 6种口内三维扫描仪单冠组、三单位组、五单位组和全牙列组的扫描正确度中位数范围分别为13.3~29.6、15.4~30.9、17.0~66.1和24.0~107.9 μm，扫描精密度中位数范围分别为7.6~20.7、8.7~26.5、11.3~44.2和24.6~150.1 μm。 随着扫描范围的增加，6种口内三维扫描仪的扫描精度可出现不同程度的下降。.