異なるスキャニング戦略によるデジタル印象の精度の評価：in vitro試験

Evaluation of the accuracy of digital impressions with different scanning strategies: An in vitro study.

抄録

目的:

4台の口腔内スキャナー（IOS）を用いて得られた光学印象の真度および精度に及ぼす3つの異なるスキャニング戦略の影響を評価すること。

OBJECTIVES: To evaluate the effects of three different scanning strategies on the trueness and precision of optical impressions obtained with four intraoral scanners (IOSs).

方法:

基準となる上顎歯列弓模型をTelio CADを用いて製作し、コンピュータ数値制御装置と光学スキャナー（E4, 3Shape, Copenhagen, Denmark）を用いて相対基準となるデジタルリファレンスキャストを得た。テストスキャンは、経験豊富なオペレーターが4種類のIOS（TRIOS3、MEDIT i700、CS 3600、iTero Element 5D）を使用し、3種類のスキャン戦略（S1：メーカー推奨、S2：過去の文献による最適、S3：実験的）で行った。各スキャンについてスキャン時間を記録した。精度は、Initial AlignmentおよびBest Fit Alignment機能を用いて基準キャストと比較するために、アライメントされたサーフェス間の絶対偏差／距離によって測定された。各IOSの真度、精度、スキャン時間のデータは、反復測定の分散分析とボンフェローニ・ポストホックテストを用いて統計的に比較した（p<.05）。

METHODS: The reference maxillary dental arch model was fabricated using Telio CAD, and the relative reference digital reference cast was obtained using a computer numerical control machine and an optical scanner (E4, 3Shape, Copenhagen, Denmark). Test scans were performed with four different IOSs (TRIOS3, MEDIT i700, CS 3600, and iTero Element 5D) by an experienced operator and three different scanning strategies (S1: manufacturer-recommended, S2: optimal per previous literature, and S3: experimental). The scan duration was recorded for each scan. All scans were converted to standard tessellation language format and imported into Geomagic Control X. The accuracy was measured by absolute deviation/distance between aligned surfaces. for comparison with the reference cast using Initial Alignment and Best Fit Alignment functions. Data of trueness and precision of each IOS and scan duration were statistically compared using analysis of variance for repeated measures and Bonferroni post-hoc test (p<.05).

結果:

MEDIT i700とCS 3600で得られたスキャンは、S3でより高いtruenessを示した（p<.05）。TRIOS 3、MEDIT i700、およびCS 3600で得られたスキャンは、S3でより高精度であったのに対し、iTero Element 5Dで得られたスキャンは、S2でより高精度であった（p<.05）。すべてのIOSにおいて、異なるスキャン戦略間でスキャン時間に統計学的に有意な差が認められた。

RESULTS: Scans obtained with MEDIT i700 and CS 3600 showed higher trueness with S3 (p<.05). Scans obtained with TRIOS 3, MEDIT i700, and CS 3600 were more precise with S3, whereas those with iTero Element 5D were more precise with S2 (p<.05). Statistically significant differences were found in scan duration between different scan strategies for all IOSs.

結果:

Trios 3とiTero Element 5D（S1:12.24μm、S2:11.53μm、S3:10.71μm、p= p=0.279）において、ストラテジー間（S1:9.98μm、S2:11.93μm、S3:8.84μm、p=0.388）の真偽度に有意差は認められなかった。MEDIT i700によるスキャン戦略S3は、S2（16.33µm、p<.05）よりも高い真値（7.33µm）を示したが、S1（10.44µm）とS3（p=0.291）の間には有意差は認められなかった。CS3600では、S2（24.05µm）およびS1（24.78µm、p<.001）と比較して、S3が最も高い真球度（16.28µm）を示し、S1とS2の間に差はなかった（p=0.457）。Trios 3では、S3（31.69μm、p<.05）よりもS2（22.46μm）の方が精度が高く、S1（25.67μm）とS2/S3（p>.05）の間には有意差はなかった。S3（29.52µm）を使用したMEDIT i700は、S1（39.52µm）およびS2（46.24µm）（p<.001）よりも高精度であり、最後の2つの間に差はなかった（p=0.302）。CS3600では、S3（61.81µm）およびS1（76.53µm）（p<.001）と比較して、S2の精度が最も高く（44.93µm）、S3の精度はS1よりも高かった（p<.001）。同様に、iTero Element 5Dでは、S2が最も高精度（30.19μm）で、S3（42.80μm）およびS1（44.45μm）（p<.05）と比較され、S1とS3の間には差はなかった（p=0.472）。スキャン時間は、Trios 3ではS3およびS1がS2より短く（p<.001）、MEDIT i700ではS3がS1およびS2より速かった（p<.001）。CS 3600では、S1の方がS2およびS3よりも短時間であった（p<.001）。iTero Element 5Dでは、S1とS3の間に有意差は認められなかったが（p=0.511）、S2は両者よりも遅かった（p<.001）。

RESULTS: No significant differences in trueness were found among strategies (S1: 9.98 µm, S2: 11.93 µm, S3: 8.84 µm; p=0.388) in Trios 3 and iTero Element 5D (S1: 12.24µm, S2: 11.53µm, S3: 10.71µm; p= p=0.279). Scanning strategy S3 with MEDIT i700 achieved greater trueness (7.33 µm) than S2 (16.33 µm, p<.05), while no significant difference was noted between S1 (10.44 µm) and S3 (p=0.291). S3 showed the highest trueness (16.28 µm) compared to S2 (24.05 µm) and S1 (24.78 µm, p<.001) for CS 3600, with no difference between S1 and S2 (p=0.457). Trios 3 had higher precision with S2 (22.46 µm) than S3 (31.69 µm, p<.05), and no significant differences between S1 (25.67 µm) and S2/S3 (p>.05). MEDIT i700 with S3 (29.52 µm) was more precise than both S1 (39.52 µm) and S2 (46.24 µm) (p<.001) with no difference between the last two (p=0.302). S2 yielded the highest precision (44.93 µm) compared to S3 (61.81 µm) and S1 (76.53 µm) (p<.001) for CS 3600, with S3 more precise than S1 (p<.001). Similarly, iTero Element 5D showed S2 as the most precise (30.19 µm) compared to S3 (42.80 µm) and S1 (44.45 µm) (p<.05), with no difference between S1 and S3 (p=0.472). Scan durations were shorter for S3 and S1 compared to S2 in Trios 3 (p<.001), and S3 was faster than S1 and S2 for MEDIT i700 (p<.001). CS 3600 scans with S1 were quicker than S2 and S3 (p<.001). For iTero Element 5D, no significant differences were found between S1 and S3 (p=0.511), but S2 was slower than both (p<.001).

結論:

スキャニング戦略は、光学印象の精度とスキャン時間に大きく影響する。全体として、S3で得られたスキャンは、MEDIT i700で真度、精度、スキャン時間の最高の組み合わせを示した。具体的には、S3はMEDIT i700とCS 3600の両方で最高の真正性を示し、S2戦略はほとんどのスキャナーで最高の精度を示した。全体として、S1とS3はS2よりも高速であった。

CONCLUSIONS: Scanning strategies significantly affect the accuracy and scan duration of optical impressions. Overall, scans obtained with S3 showed the best combination of trueness, precision, and scan duration with MEDIT i700. Specifically, S3 provided the best trueness with both the MEDIT i700 and the CS 3600 while the S2 strategy demonstrated the highest precision for most scanners. Overall, the S1 and S3 strategies resulted faster than S2 among the devices evaluated.

臨床的意義:

本研究の結果は、実験的スキャン戦略が臨床における口腔内スキャナーの使用を最適化し、より正確で時間効率の高い歯科印象につながる可能性があることを示唆している。

CLINICAL SIGNIFICANCE: The study's results suggest that the experimental scan strategy may optimize the use of intraoral scanners in clinical practice, potentially leading to more accurate and time-efficient dental impressions.