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Gli strumenti di acquisizione 3D a disposizione del dentista: cone beam computed tomography e scanner intraorali

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20 Aprile 2017

Gli strumenti di acquisizione 3D a disposizione del dentista: cone beam computed tomography e scanner intraorali

Dr. Francesco Mangano
Odontoiatra a Gravedona (Como)
Aree di Esperienza: scanner, protesi digitale, CBCT, chirurgia guidata, laser sintering
www.francescomangano.com

 

Negli ultimi anni, la nostra professione è stata investita da notevoli cambiamenti. Il più importante di questi è certamente rappresentato dall’affermarsi delle Tecnologie Digitali, che hanno oggi un notevole impatto sui flussi di lavoro, nello studio dentistico e nel laboratorio odontotecnico.

I laboratori odontotecnici sono stati i primi ad addentrarsi nel mondo del Digitale, con l’integrazione nel proprio flusso di scanner desktop, software di computer-assisted-design (CAD) per la modellazione protesica, software di computer-assisted manufacturing (CAM) e macchine utensili per la fresatura di tutta una serie di restauri protesici, dai più semplici ai più complessi. Grazie a questa esperienza, gli odontotecnici rappresentano la categoria che ha oggi, nel complesso, le maggiori conoscenze nel mondo del Digitale; per questo motivo il loro contributo nel mondo odontoiatrico è imprescindibile, e di grande valore.

La rivoluzione Digitale, però, investe oggi anche l’attività degli studi odontoiatrici, sino a trasformare radicalmente il quotidiano lavoro del dentista.  

Molti studi odontoiatrici si sono già dotati di cone beam computed tomography (CBCT). Strumento essenziale per la diagnosi radiologica 3D in varie discipline (tra le quali endodonzia, exodonzia, parodontologia), la CBCT permette di fornire nuovi servizi al paziente, per esempio attraverso l’acquisizione di immagini utili alla progettazione di interventi di chirurgia implantare; inoltre, i dati sull’anatomia ossea 3D del paziente acquisiti con CBCT possono essere utilizzati per la progettazione di innesti ossei ed impianti personalizzati (custom-made). Di fatto, la CBCT rappresenta una “porta di ingresso” al mondo dell’Odontoiatria Digitale, perché oltre ad essere uno strumento di diagnosi eccezionale, permette di “fare” tante cose. La CBCT permette appunto di progettare e realizzare un intervento di chirurgia implantare: dalla pianificazione di posizione, inclinazione e profondità delle fixtures - con l’ausilio di software dedicati sempre più performanti - sino al disegno della dima chirurgica ed alla realizzazione fisica della stessa, per arrivare all’intervento chirurgico. E’ noto come un approccio di tipo flapless possa ridurre il discomfort post-operatorio del paziente, ma è soprattutto la pianificazione degli impianti, in funzione del restauro protesico, a rappresentare il maggior vantaggio della chirurgia implantare guidata. Una opportuna pianificazione mette al riparo da possibili problemi nella fase protesica, ed al tempo stesso permette al professionista di tutelarsi a livello medico-legale. Oggi vi è poi la possibilità di progettare e fresare innesti ossei personalizzati, o blocchi “custom-made”, per facilitare il chirurgo nell’esecuzione di complessi intervesti di innesto osseo negli aumenti di cresta (tecniche onlay/inlay) e nel rialzo di seno mascellare. Inoltre, è possibile ottenere dispositivi custom-made come impianti personalizzati (impianti sottoperiostei, a lama, ecc) come pure dispositivi per la rigenerazione su misura (griglie in titanio, ecc) attraverso le moderne metodiche di laser sintering. Diverse Aziende si sono già attrezzate e forniscono simili innovativi servizi ai propri clienti.   

Naturalmente, la CBCT non è però l’unico strumento in grado di trasformare l’attività clinica dell’odontoiatra.

Negli ultimi anni l’attenzione dei clinici si è rivolta agli scanner intraorali, potenti dispositivi per la rilevazione dell’impronta ottica delle arcate dentarie dei pazienti. La possibilità di eliminare la tradizionale presa dell’impronta con cucchiai e materiali (alginati, siliconi, polieteri, ecc), che rappresenta da sempre un momento di disagio per il paziente, è certamente il principale vantaggio dell’impronta ottica. I pazienti sono felici perché la rilevazione dell’impronta, che avviene attraverso un fascio di luce, non è più un momento di stress o sofferenza. Utilizzando gli scanner intraorali, la rilevazione dell’impronta è più semplice anche per il professionista; inoltre, è possibile controllare immediatamente la qualità dell’impronta, prima di inviarla al laboratorio, e l’invio può avvenire per posta elettronica, senza costi di spedizione. Non ultimo, gli scanner intraorali rappresentano un potente strumento di marketing. Gli scanner intraorali trovano uso praticamente in tutte le branche dell’odontoiatria. In protesi, è oggi possibile rilevare impronte per ottenere modelli di studio, e per la modellazione e fresatura di tutta una serie di restauri protesici (intarsi tipo inlay/onlay, corone singole, protesi fisse parziali) su denti naturali e su impianti. La letteratura scientifica reperibile oggi sul tema degli scanner intraorali tende a limitarne l’impiego clinico alla presa di impronta per la fabbricazione di restauri sino a 4-6 elementi; in diversi studi, infatti, gli autori sconsigliano l’impiego degli scanner intraorali per la rilevazione di impronte per la fabbricazione di arcate complete. Tuttavia, bisogna considerare che i tempi della letteratura scientifica sono lunghi (da 6 mesi ad 1 anno per la pubblicazione di un lavoro scientifico internazionale) mentre praticamente ogni mese le aziende mettono sul mercato scanner più accurati e software di acquisizione più potenti: è perciò possibile che già oggi, le macchine più performanti permettano di rilevare impronte atte alla progettazione di arcata fisse complete.  Gli scanner intraorali non vengono impiegati soltanto in protesi: La scansione intraorale si inserisce infatti nel flusso di lavoro chirurgico, integrandosi nel workflow operativo della chirurgia implantare guidata, ed in quello ortodontico, per la fabbricazione di una serie di dispositivi (aligners, retainers, ecc). Qualora un clinico decidesse di acquistare uno scanner intraorale, dovrebbe prendere in considerazione i seguenti parametri, in ordine di importanza:

 

  1. Accuratezza delle Matematiche (Verità e Precisione)
  2. Velocità
  3. Necessità di Opacizzazione
  4. Colore
  5. Dimensioni della Punta
  6. Sistema Aperto/Chiuso
  7. Costi di Acquisto/Gestione

 

1. Accuratezza delle matematiche. L’accuratezza è il risultato finale della combinazione di due elementi: la verità (“trueness”) e la precisione (“precision”).

Per verità (“trueness”) si intende quanto la media delle nostre misurazioni si avvicini alla realtà: dal punto di vista matematico, infatti, una misura è tanto più vera quanto più la media delle misure si approssima al valore vero della grandezza. Uno scanner intraorale dovrebbe perciò essere in grado di rilevare ogni dettaglio dell’impronta e permettere l’elaborazione di un modello 3D virtuale il più possibile simile al reale. Per poter rilevare la verità di un modello 3D derivato da scansione intraorale, è necessario in ogni caso disporre di un modello di riferimento con errore tendente allo zero, ottenuto con potente scanner desktop certificato o con tastatore industriale. La sovrapposizione tramite specifici software dei modelli ottenuti da scansione intraorale al modello di riferimento (acquisito con macchina desktop o tastato) permette di valutare l’effettiva verità dello scanner intraorale. Dal momento che non è possibile ottenere una misura di riferimento con macchina desktop o tastatore clinicamente in vivo, i pochi studi disponibili in letteratura che comparano la verità dei diversi scanner intraorali in specifiche applicazioni cliniche sono tutti in vitro, su modello fisico.

Per precisione si intende la capacità dello scanner di garantire un risultato ripetibile, quando impiegato in diverse misurazioni dello stesso oggetto. Infatti, diverse misurazioni dello stesso oggetto devono essere sovrapponibili, e discostarsi tra loro in maniera minima. Per poter misurare la precisione di uno scanner intraorale, non occorre disporre di un modello di riferimento: è sufficiente sovrapporre le diverse scansioni intraorali tra loro, e valutare di quanto esse si discostino, grazie a software dedicati. Per questa ragione, una valutazione comparativa della precisione di diversi scanner è possibile in vivo, ed esistono alcuni lavori clinici sull’argomento.

Complessivamente, pochi studi scientifici hanno affrontato l’argomento dell’accuratezza dei diversi scanner intraorali disponibili sul mercato: tutti questi lavori hanno evidenziato, in ogni caso, differenze statisticamente significative tra le diverse macchine. Esistono tuttavia fattori che possono influire pesantemente sulla qualità della scansione, e che non dipendono dalla macchina utilizzata: tra di essi è importante ricordare la strategia di scansione e l’abilità dell’operatore. Quest’ultima in particolare sembra avere un peso determinante, e dipende dall’esperienza acquisita nella procedura, nel corso del tempo; esiste una curva di apprendimento che condiziona i risultati.

 

2. Velocità.  La velocità di scansione è oggi un aspetto di un certo rilievo.  Uno scanner intraorale deve essere efficiente e non deve fermarsi durante la scansione, che ne risulterebbe eccessivamente rallentata, specie laddove vi sia la necessità di scansionare un’intera arcata. Esistono delle differenze nella velocità d’uso dei diversi scanner intraorali oggi disponibili: tuttavia, la letteratura non ha chiarito quale macchina possa essere più efficiente, e la velocità di esecuzione della scansione dipende anche dall’esperienza del clinico.

 

3. Necessità di opacizzazione. La necessità di ricorrere ad opacizzazione è tipica degli scanner di prima generazione; gli scanner introdotti più recentemente permettono infatti di rilevare un’impronta ottica senza bisogno di opacizzare. Clinicamente, uno scanner che permette di lavorare senza opacizzazione sarebbe da preferire: infatti l’impiego di spray ed opacizzanti può rappresentare un disagio per il paziente. Dal punto di vista tecnico, inoltre, stendere uno strato uniforme di polvere è complesso: una tecnica di opacizzazione non corretta può risultare in strati di polvere di diverso spessore in vari punti del dente, con il rischio di introdurre errori che possono ridurre la qualità della scansione. In alcuni casi, tuttavia (ad esempio nel caso di restauri metallici) l’opacizzazione può essere utile, per ridurre l’errore derivante dalla presenza di superfici riflettenti.

 

4. Colore.  La possibilità di acquisire modelli a colori rappresenta certamente un vantaggio per il clinico, per due distinte ragioni. In primo luogo, la presenza del colore può aiutare  clinicamente (per esempio, in protesi fissa su denti naturali, nell’individuazione di una linea di margine difficile da delineare); in secondo luogo, perché il colore rappresenta un valido strumento di comunicazione (e quindi di marketing) con il paziente. E’ importante ricordare che l’informazione del colore è legata al file proprietario derivato dalla scansione intraorale, mentre i file .STL sui quali lavorano i principali software di CAD protesico non hanno l’informazione relativa al colore.

 

5. Dimensioni della punta. Le diverse case produttrici si sfidano oggi nella fabbricazione di scanner sempre più sottili. Questo può certamente ridurre il disagio legato alla scansione dei settori posteriori (x es. secondi e terzi molari). Diversi scanner danno la possibilità al clinico di scegliere tra diverse punte interscambiabili, utilizzabili in diversi contesti clinici. Questo è un aspetto di grande rilievo ed un vantaggio, perché facilita la disinfezione e la sterilizzazione.

 

6. Sistema aperto/chiuso. Uno scanner intraorale dovrebbe idealmente avere come output, oltre al file proprietario legalmente valido, un file .STL in grado di essere immediatamente aperto ed utilizzato da qualunque software di CAD. Alcuni scanner prevedono questo tipo di impostazione “aperta”. Ciò permette la collaborazione con diversi laboratori, che non dovranno necessariamente dotarsi di un software di CAD specifico per poter lavorare; il modellato in CAD potrà essere fresato da qualsiasi fresatore, senza alcuna limitazione. Il vantaggio dei sistemi di questo tipo è senz’altro la versatilità, insieme ad un potenziale abbattimento dei costi (non vi è la necessità di comprare specifiche licenze CAD, né di sbloccare i files attraverso pagamento); tuttavia, un certo grado di esperienza può essere richiesto, soprattutto all’inizio, per poter interfacciare diversi software e macchinari. Questo problema non si presenta nel caso di scanner intraorali inseriti all’interno di un sistema “chiuso”. Questi scanner hanno come unico output dei file proprietari dell’azienda, che possono essere aperti e processati solamente dai CAD della stessa. L’impossibilità di disporre liberamente del file STL originario, o la necessità di dover ricorrere a pagamento di fee per farlo, rappresentano certamente dei limiti di questi scanner. Tuttavia, l’inserimento all’interno di un sistema integrato può favorire il flusso di lavoro, soprattutto per gli utenti meno esperti. Inoltre, alcuni sistemi offrono un flusso di lavoro completo, dalla scansione alla fresatura passando dalla progettazione CAD, e prevedono soluzioni chairside integrate. Un sistema integrato permette di utilizzare, in tutte le fasi del workflow, il file proprietario certificato con tutte le informazioni aggiuntive (per esempio, il colore). Recentemente, alcuni dei più diffusi sistemi “chiusi” presenti sul mercato stanno trasformandosi in sistemi “semi-aperti”, e permettono di ottenere il file .STL libero dal file proprietario, attraverso il pagamento di una fee (mensile o annuale) o l’acquisto di un modulo aggiuntivo nel software di acquisizione.

 

7. Costi di acquisto/gestione. I costi di acquisto delle diverse macchine disponibili sul mercato sono generalmente compresi tra i 15.000 ed i 35.000 euro. Si tratta di costi consistenti, ma che possono essere giustificati dall’ampio uso clinico degli scanner nelle diverse specialità dell’odontoiatria. Inoltre, le politiche di ammortamento sugli acquisti promosse dai governi negli ultimi anni possono rappresentare un ulteriore incentivo all’acquisto di tali macchinari. Prima di acquistare uno scanner, tuttavia, è opportuno informarsi bene sui costi di gestione annuale. Alcune aziende richiedono infatti il pagamento obbligatorio di fees per l’aggiornamento delle licenze e dei software di acquisizione, e queste spese possono incidere pesantemente nel computo globale. E’ importante che il clinico sia correttamente informato anche su tali condizioni economiche e contrattuali, prima di acquistare uno scanner intraorale.