部分歯顎における重畳基準領域が口腔内スキャニング精度に及ぼす影響

Impact of the superimposition reference area on intraoral scanning accuracy in a partially dentate maxilla.

抄録

問題提起:

3次元（3D）ファイルのアライメントには、デジタルスキャンの重ね合わせ時にローカルベストフィットアライメントを実行する前に基準領域を選択することが含まれ、デジタルスキャンを比較するために不可欠である。スキャンの位置合わせは、参照領域の位置と位置合わせアルゴリズムの両方に依存する。しかし、異なる参照領域が口腔内スキャンの精度に与える影響に関するコンセンサスは得られていない。

STATEMENT OF PROBLEM: The alignment of 3-dimensional (3D) files involves selecting a reference area before performing a local best fit alignment during the digital scan superimposition and is essential for comparing digital scans. Scan alignment relies on both reference area location and the alignment algorithm. However, a consensus on the impact of different reference areas on intraoral scanning accuracy is lacking.

目的:

このin vitro研究の目的は、3つの重ね合わせ基準領域が3つの口腔内スキャナーの精度に及ぼす影響を評価することである。

PURPOSE: The purpose of this in vitro study was to assess the impact of 3 superimposition reference areas on the accuracy of 3 intraoral scanners for a partially dentate maxilla.

材料と方法:

3台の口腔内スキャナー（Primescan、TRIOS 3、Emerald）を用いてケネディクラスIIレジンキャストをスキャンし、30枚のデジタルスキャンを出力した（各スキャナーにつき10枚）。口腔内スキャナーからのテストスキャンを、精度が検証されたラボ用スキャナーで作成された参照用デジタル標準テッセレーション言語ファイルと比較した。ファイルは、3つの異なる重ね合わせ基準領域（関心領域全体、口蓋、全歯）を用いて、各口腔内スキャナーのベストフィットアライメントを用いて重ね合わせた。精度は、各スキャナーの3D解析プログラム（Geomagic Control X; 3D systems）を使用して、事前に選択した4つの領域で評価した。テストスキャンとリファレンススキャンの差はカラーマップで表示され、二乗平均平方根偏差で定量化された。差は、回帰分析を用いて、ポストホックステューデントt検定とボンフェローニ補正（α=.05）を用いて分析した。

MATERIAL AND METHODS: A Kennedy class II resin cast was scanned using 3 intraoral scanners (Primescan, TRIOS 3, and Emerald) outputting 30 digital scans (10 per scanner). Test scans from intraoral scanners were subsequently compared with a reference digital standard tessellation language file generated by a laboratory scanner with validated accuracy. The files were superimposed using best fit alignment for each intraoral scanner using 3 different superimposition reference areas (whole region of interest, palate, and all teeth). Accuracy was assessed by using a 3D analysis program (Geomagic Control X; 3D systems) for each scanner at 4 preselected areas. Test and reference scan differences were depicted on color maps and quantified via root mean square deviations. Differences were analyzed using regression analysis with the post hoc student t test and Bonferroni correction (α=.05).

結果:

TRIOS 3とEmeraldでは口蓋カラーマップに正の偏差が生じたが、Primescanでは重ね合わせの方法にかかわらず、より均一なカラーマップが得られた。Primescanは、重ね合わせの基準領域にかかわらず、口蓋側および境界無歯顎領域の両方で最高の精度（真度と精度）を示した。TRIOS 3は、重ね合わせ部位に関係なく、最も高い遠位部拡大真度（42.9±7.7µm～65±19.5µm）を記録し、Primescanは最も高い精度（28.5±9.8µm～48.9±16.9µm）を達成した。Emeraldは最も高い歯真度（31.6±6.8µm～69.6±11.5µm）を示し、Primescanは使用する基準部位に関係なく最も高い精度（17.9±6.1µm～30.7±9.2µm）を示した。

RESULTS: The TRIOS 3 and Emerald produced positive deviations in the palatal color maps, whereas Primescan produced more uniform color maps, regardless of the superimposition strategy used. Primescan exhibited the best accuracy (trueness and precision) in both palatal and bounded edentulous areas, regardless of the superimposition reference area. The TRIOS 3 recorded the highest distal extension trueness (ranging from 42.9±7.7 µm to 65 ±19.5 µm), and Primescan achieved the highest precision (ranging from 28.5 ±9.8 µm to 48.9 ±16.9 µm), regardless of the superimposition area. Emerald demonstrated the highest teeth trueness (ranging from 31.6 ±6.8 µm to 69.6 ±11.5 µm), while Primescan produced the highest precision (ranging from 17.9 ±6.1 µm to 30.7 ±9.2 µm), regardless of the reference area used.

結論:

ベストフィットアライメントのために選択された基準部位は、デジタルスキャンの精度に有意な影響を与えた（P<.001）。Primescanは口蓋と無歯顎領域の精度が最も高く、TRIOS 3は遠位伸展部の真正度が最も高かった。Emeraldは最も高い歯牙真度、Primescanは最も高い遠位伸展と歯牙精度を記録した。すべての結論は、使用した重ね合わせ戦略とは無関係であった。

CONCLUSIONS: The chosen reference area for best fit alignment significantly influenced digital scan accuracy (P<.001). Primescan displayed the highest palatal and bounded edentulous area accuracy, with TRIOS 3 recording the highest distal extension trueness. Emerald recorded the highest teeth trueness and Primescan recorded the highest distal extension and tooth precision. All conclusions were independent of the superimposition strategy used.