W przeciwieństwie do współczesnych procedur typu „wskaż i kliknij”, technologia „3D-in-Motion” rejestruje trójwymiarowe filmy wideo. Zarejestrowane obrazy pozwalają na stworzenie cyfrowego wycisku, który jest potem wykorzystywany do wykonania precyzyjnych uzupełnień w technice tradycyjnej albo uzupełnień w technice Lava CAD/CAM, które są przygotowywane na drodze cyfrowego przepływu pracy.

Cyfrowy przepływ pracy to bardzo wydajny proces wykonywania uzupełnień metodą pośrednią, wykorzystywany przez lekarzy dentystów i przez pracownie protetyczne w celu zapewnienia komfortu pacjenta i wykonania wysokiej jakości uzupełnień. Przepływ pracy rozpoczyna pobranie przez lekarza dentystę cyfrowego wycisku. Następnie technik dentystyczny za pomocą oprogramowania Lava C.O.S. Laboratory Software zaznacza na obrazie cyfrowym granicę preparacji i przygotowuje wirtualnie przycięty model. Dodatkową funkcją jest nowy proces wykonywania modelu z wykorzystaniem technik stereolitografii. Do produkcji uzupełnień w technice CAD/CAM wykorzystuje się oprogramowanie Lava Design Software.



Korzyści wynikające ze stosowania urządzenia Lava™ Chairside Oral Scanner C.O.S. w ramach cyfrowego procesu pracy

1.    Precyzja

• Bardzo precyzyjne wyciski czynnościowe, które ułatwiają wykonanie doskonale dopasowanych uzupełnień
• Filmy wideo w czasie rzeczywistym zapewniają natychmiastowe szczegółowe informacje zwrotne

2.    Elastyczność

• Zamawianie uzupełnień z porcelany napalanej na metal albo wykonanych techniką CAD/CAM, w tym w systemie Lava™
• Współpraca z dotychczasową pracownią protetyczną

3.    Wydajność

• Czas potrzebny na osadzenie pojedynczej korony ulega skróceniu średnio o 41% w porównaniu do postępowania tradycyjnego*
• Dzięki cyfrowemu przepływowi danych konieczność powtarzania tych samych etapów pracy dotyczy tylko 0,5% przypadków
• Eliminacja wielu czasochłonnych etapów pracy i większości błędów związanych z wykonywaniem uzupełnień tradycyjnymi metodami

4.    Komfort pacjenta

• Pacjenci wolą cyfrowe wyciski Lava C.O.S. od wycisków tradycyjnych ze względu na brak konieczności stosowania tradycyjnych mas wyciskowych

Wskazania
Cyfrowy wycisk wykonany za pomocą Lava C.O.S. umożliwia wykonanie uzupełnienia techniką CAD/CAM w systemie Lava, jak również wykonanie tradycyjnego uzupełnienia pełnoceramicznego albo uzupełnienia z porcelany napalanej na metal przy użyciu modelu stereolitograficznego.

Opisywane i sprawdzone klinicznie wskazania obejmują: korony, licówki, wkłady, nakłady, kilka uzupełnień sąsiadujących ze sobą, mosty 3- lub 4-punktowe oraz łączniki do implantów.

Każdy rodzaj uzupełnień, który firma 3M ESPE wymienia jako możliwy do wykonania przy użyciu cyfrowego procesu pracy, został dokładnie sprawdzony. Lista wskazań będzie regularnie aktualizowana na podstawie dalszych badań klinicznych. W celu uzyskania informacji na temat dodanych nowych wskazań należy kontaktować się z miejscowym przedstawicielem firmy 3M ESPE.


Decydująca różnica: technologia „3D-in-Motion”

Wraz z systemem Lava Chairside Oral Scanner C.O.S. firma 3M ESPE wprowadza na rynek całkowicie nową jakość skanowania w stomatologii: technologię „3D-in-Motion”

Umożliwia ona rejestrację danych 3D w sekwencji wideo i modelowanie tych danych w czasie rzeczywistym, dzięki czemu użytkownik może cały czas kontrolować proces skanowania w trakcie przesuwania końcówki. Urządzenie Lava C.O.S. może zarejestrować około 20 trójwymiarowych obrazów na sekundę i niemal 2400 obrazy na jeden łuk zębowy, zapewniając dokładne i szybkie skanowanie.

Dla porównania tradycyjna metoda skanowania typu „wskaż i kliknij” wymaga najpierw nieruchomego ustawienia końcówki. Dopiero wtedy użytkownik wyzwala rejestrację jednego obrazu lub skanowanie jest automatycznie inicjowane przez system. Dzięki technologii „3D-in-Motion” użytkownik może prowadzić skanowanie przesuwając końcówkę, jednocześnie cały czas kontrolując efekt na dotykowym ekranie.

Za technologią „3D-in-Motion” kryją się trzy istotne składowe:

1. Aktywne (optyczne) próbkowanie czoła fali

2. Nowatorskie algorytmy obróbki obrazu

3. Rekonstrukcja modelu w czasie rzeczywistym

Aktywne (optyczne) próbkowanie czoła fali oznacza pozyskiwanie danych na temat trójwymiarowego obrazu z właściwego, jednosoczewkowego systemu obrazowania urządzenia Lava™ C.O.S. poprzez pomiar głębokości na podstawie stopnia nieostrości w podstawowym systemie optycznym.

Co to znaczy? W klasycznej fotografii dany punkt obiektu jest widziany jako ostry, jeżeli mieści się w zakresie ogniskowej aparatu. Zmiana przysłony zmienia zakres ogniskowej: mały otwór przysłony powoduje zwiększenie zakresu ogniskowej; jeśli natomiast otwór przysłony jest duży, uzyskujemy ostrość przede wszystkim w płaszczyźnie ogniskowej, natomiast wszystkie pozostałe punkty stają się nieostre. Przedmiot jest ostry dzięki małemu otworowi przysłony. Kiedy przysłona zostanie otwarta, fotografowany obiekt rozmywa się co niesie w sobie informację o odległości obiektu od płaszczyzny ogniskowej. Jeśli użyjemy dwóch szerokich przysłon, każdy punkt będzie odzwierciedlany jako dwa obrazy, kodujące w sobie informację na temat odległości obiektu w postaci różnicy pomiędzy tymi obrazami. Różnica między obrazami wprowadza do systemu wartość Z, na podstawie której obliczane są dane obrazu trójwymiarowego.

1. Urządzenie Lava Chairside Oral Scanner C.O.S. wyposażone jest w trzy czujniki CMOS, które rejestrują sytuację kliniczną z różnych perspektyw. Na podstawie tych trzech rejestrowanych jednocześnie obrazów i informacji na temat ostrości lub jej braku generowany jest trójwymiarowy obraz powierzchni w trybie wideo. Dla zapewnienia niezawodnego i precyzyjnego skanowania urządzenie Lava C.O.S. wykorzystuje spektrum światła odpowiadające barwie niebieskiej.

2. Specjalnie opracowane, nowatorskie algorytmy obróbki obrazu pozwalają na ciągłe generowanie przez system informacji zwrotnej w postaci zmontowanych obrazów dwuwymiarowych i trójwymiarowych rekonstrukcji powierzchni, poddanych globalnej optymalizacji.

3. Rekonstrukcja modelu w czasie rzeczywistym oznacza bardzo szybkie przechwytywanie danych dotyczących obrazu trójwymiarowego i wkomponowywanie ich w model 3D, widoczny na ekranie. System umożliwia dowolne manewrowanie końcówką w obrębie jamy ustnej i ocenę rejestrowanego obrazu w czasie rzeczywistym.

Obrazowane lub rejestrowane okolice jamy ustnej są widoczne w czasie rzeczywistym, dzięki czemu użytkownik może stwierdzić, których części modelu brakuje. W ten sposób system Lava C.O.S. umożliwia powrót do tych okolic i wypełnienie brakujących fragmentów faktycznym obrazem budowy anatomicznej zębów pacjenta. Bardzo dokładny model trójwymiarowy jest poddawany obróbce i wysyłany do pracowni protetycznej w celu zaplanowania uzupełnienia.

Precyzja urządzenia Lava™ C.O.S. i cyfrowy przepływ pracy

Urządzenie Lava Chairside Oral Scanner C.O.S. pozwala rejestrować w czasie jednej sekundy 20 trójwymiarowych obrazów, z których każdy składa się z ponad 10 000 punktów danych. W zależności od czasu skanowania przy zastosowaniu właściwego tempa uzyskujemy ponad 2400 trójwymiarowych obrazów i ponad 24 miliony punktów danych dla każdego łuku, zarejestrowanych w czasie około 2 minut. Znaczna nadmiarowość danych zapewnia wyjątkową dokładność obrazu.

Dokładność modeli SLA

Po zaznaczeniu granicy preparacji i przyłożeniu płaszczyzny cięcia przez laboratorium stosujące oprogramowanie Lava C.O.S. firmy 3M ESPE, precyzyjny obraz zostaje cyfrowo ustawiony, podcięty, przycięty i ustawiony w zwarciu. Następnie dane są przesyłane do centralnej jednostki produkcyjnej, gdzie za pomocą techniki stereolitograficznej wykonywane są modele z żywicy epoksydowej.

W celu zapewnienia jak największej dokładności wymiarów modeli SLA stosuje się metody statystycznej kontroli procesu. W każdej serii generowany jest zestaw 117 wymiarów XYZ, które są ponownie przetwarzane przez system, dając dla danej serii wynik Pass lub Fail (Przyjęte lub Odrzucone), a także komendy kontroli parametrów, które są stosowane wobec kolejnej serii. Stały proces kalibracji zapewnia znacznie większą spójność pomiędzy seriami niż to można osiągnąć stosując konwencjonalne metody odlewania modelu z gipsu. Zaletą takiej techniki wykonywania modelu jest możliwość szybkiego uzyskania bardzo precyzyjnego, trwałego i poddanego całkowitej obróbce modelu zębów, na którym technik dentystyczny może natychmiast rozpocząć wykonywanie wysokiej jakości uzupełnienia. W trakcie wykonywania i przesyłania modelu w pracowni mogą rozpocząć się równolegle procesy projektowania, skrawania i wypalania podbudowy z materiału Lava Zirconia. Ta „równoległa praca” pozwala na zwiększenie wydajności pracowni protetycznej poprzez ograniczenie przestojów i poświęcenie zasobów na etapy zapewniające tworzenie wartości dodanej, takie jak warstwowe nakładanie porcelany i nadanie estetycznych szczegółów uzupełnieniom.

Zalety modeli SLA

• Mniejsza ścieralność
• Mniejsza podatność na odłamywanie
• Wysoka zgodność i powtarzalność dzięki standardowemu procesowi produkcji

Badania in vitro

Dokładność koron

Źródło: G. KUGEL, S. FERREIRA, R. PERRY, SHARMA, N. CHAIMATTAYOMPOL, J. TOWERS i P. STARK, Tufts University School of Dental Medicine, Boston, MA, USA  
AADR abstrakt nr 1119, kwiecień, 2008 r.

Prof. Kugel i wsp. z Tufts University w Bostonie mierzyli dokładność pojedynczych koron. Opracowany model powielono w trzydziestu kopiach, po czym podzielono uzyskane modele na dwie grupy. W pierwszej grupie wykonywano pojedyncze korony z materiału Lava™ Zirconia, pobierając tradycyjnie wycisk z masy poliwinylosiloksanowej i odlewając z gipsu modele, które następnie były skanowane przy użyciu systemu CAD/CAM. W drugiej grupie wykonywano uzupełnienia z materiału Lava wykorzystując bezpośrednio wycisk cyfrowy pobrany przy użyciu Lava Chairside Oral Scanner C.O.S. Uzupełnienia oceniał badacz nie znający przydziału do grup w powiększeniu 2,5-krotnym, używając nowego zgłębnika dla każdej czapeczki. Zarówno wyciski cyfrowe Lava C.O.S., jak i tradycyjne wyciski z masy poliwinylosiloksanowej pozwoliły osiągnąć doskonałe efekty. Szczelność brzeżna była większa w przypadku wycisków cyfrowych, różnica nie była jednak znamienna statystycznie ze względu na wielkość próby.

Źródło: J.A. SORENSEN, P.N. SORENSEN i K. MIZUNO, Pacific Dental Institute, Portland, OR, USA

IADR abstrakt nr 1599, 2009 r. i późniejsze pomiary

Zespół prof. Sorensena z Pacific Dental Institute w Portland mierzył szczelność brzeżną koron z materiału Lava na bazie tlenku cyrkonu. W jednej grupie stosowano tradycyjną metodę pobierania wycisku (z masy poliwinylosiloksanowej), w drugiej natomiast wycisk cyfrowy. Autorzy ci stwierdzili doskonałe przyleganie koron Lava wykonanych z użyciem cyfrowego przepływu pracy.

Ocena powtarzalności systemu

Źródło: S. BALAKRISHNAMA, K. W. WENZEL, J. BERGERON, C. RUEST, B. REUSCH, Brontes Technologies, 3M Company, Lexington, MA, USA oraz G. KUGEL, Boston Center for Oral Health, Boston, MA, USA

IADR abstrakt nr 2951, 2009 r.

W innym badaniu przez dwa tygodnie dokonywano wielokrotnych pomiarów jednej preparacji przy użyciu tej samej końcówki, aby ocenić powtarzalność oceny wymiarów w czasie. Wykonano 25 skanów jednego opracowanego zęba przedniego i jednego opracowanego zęba bocznego. Różnice w wymiarach mierzono przy pomocy oprogramowania Geomagic. Różnice w wymiarach były bardzo nieznaczne, co oznacza bardzo wysoką powtarzalność.

W tym badaniu dotyczącym powtarzalności dokładnego skanowania urządzenie Lava Chairside Oral Scanner C.O.S. wykazało się precyzją wynoszącą od 6 do 11 μm. Bardzo wysoka powtarzalność pomiarów wraz z wysoką dokładnością danych odpowiadają za wyjątkową niezawodność cyfrowego przepływu pracy.

Badanie in vivo

W badaniu w warunkach in vivo, przeprowadzonym w 12 gabinetach stomatologicznych, wykonywano uzupełnienia w systemie Lava™ na podstawie wycisku tradycyjnego i cyfrowego tego samego przypadku klinicznego. Lekarz otrzymywał do oceny oba uzupełnienia, bez ujawnienia, jaką metodą zostały wykonane.

W 64% przypadków lekarz uznał uzupełnienia wykonane na podstawie wycisku cyfrowego pobranego przy użyciu urządzenia Lava C.O.S. za lepsze od tych wykonanych na bazie wycisku z masy poliwinylosiloksanowej. Wynikało to głównie z mniejszej liczby koniecznych poprawek oraz doskonałego dopasowania i adaptacji brzeżnej.

W 64% przypadków dentyści wyżej oceniali uzupełnienia na bazie wycisku cyfrowego ze względu na ich wysoką dokładność.

Ocena pracy klinicznej z urządzeniem Lava™ Chairside Oral Scanner C.O.S.

Źródło: A. SYREK, G. REICH, J. BRODESSER, B. CERNY, D. RANFTL, C. KLEIN, 3M ESPE, Niemcy, w trakcie publikacji

W ramach badania klinicznego u każdego pacjenta wykonywano w systemie Lava™ dwie korony na ząb boczny – jedną na podstawie wycisku cyfrowego pobranego przy pomocy Lava™ C.O.S., drugą w oparciu o tradycyjny wycisk. Szczelność brzeżną oraz dopasowanie do zębów sąsiadujących i przeciwstawnych oceniało dwóch badaczy, którzy nie wiedzieli, jaką techniką zostały wykonane poszczególne korony. Szczelność brzeżną oceniano także dokonując pod mikroskopem pomiarów przy użyciu materiału Fit Checker.

Korony Lava™ wykonane w cyfrowym przepływie pracy wykazywały znacznie lepszą szczelność brzeżną.

Oceniano także komfort pacjenta i lekarza podczas procesu skanowania w porównaniu do pobierania tradycyjnego wycisku.

W 72% przypadków lekarze dentyści przedkładali skanowanie nad tradycyjne pobieranie wycisku. 68% pacjentów określiło, że podczas skanowania odczuwali wysoki i bardzo wysoki komfort.

Dane techniczne:

•    Pole widzenia ~10 mm × 13,5 mm na głębokości znamionowej
•    Głębokość robocza 5 – 15 mm od końcówki
•    Widok pod kątem 90° w stosunku do długiej osi końcówki
•    Emisja wąskopasmowego niebieskiego światła
•    Częstotliwość wideo 20 Hz
•    Ekran dotykowy o przekątnej 432 mm (17 cali)
•    Wysokość monitora, regulowana 94–107 cm (37–42 cale)
•    Kąt nachylenia monitora, regulowany +5° do – 30°
•    Moc wejściowa 120 V 60 Hz 400 W
•    Powierzchnia podstawy wózka (w obrysie) 64 × 74 cm (25 × 29 cali)

Masa:
•    Masa całkowita 40,4 kg (89 funtów)
•    Wózek 33 kg (73 funty)
•    Ekran dotykowy 7 kg (15 funtów)
•    Końcówka skanująca 390 g (14 uncji)
•    Przewód 250 g (9 uncji)

Wymiary końcówki:
•    Szerokość (na końcu końcówki) 14,7 mm
•    Wysokość (na końcu końcówki) 14 mm
•    Długość 33 cm (13 cali)
•    Obwód 17,8 cm (7 cali)
•    Średnica 5,7 cm (2,2 cala)
•    Długość przewodu 2,99 m (9 stóp i 10 cali)