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#SCAN! Gli scanners intraorali- Caratteristiche fondamentali per l’integrazione nel flusso di lavoro

Ritratto di francescomangano1_61980
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26 Marzo 2019

#SCAN! Gli scanners intraorali- Caratteristiche fondamentali per l’integrazione nel flusso di lavoro

Quali sono le caratteristiche fondamentali che uno scanner intraorale dovrebbe possedere, per poter soddisfare pienamente le esigenze del Dentista Digitale? Leggendo i vari posts sui social network, dove l’argomento è molto dibattuto, troviamo al primo posto desiderabili proprietà come la velocità, e la possibilità di catturare un’impronta a colori, senza utilizzare polvere [1]. Inoltre, i colleghi tendono a preferire scanners con punte sottili, meno ingombranti per il paziente, e che non presentino costi di gestione [1]. Alcuni scanners infatti presentano dei costi aggiuntivi, oltre a quello di acquisto, legati alla gestione (aggiornamenti obbligatori o sblocco di files proprietari/estrazione di .STL); con i files proprietari possono infatti sorgere problemi di compatibilità, laddove l’odontotecnico non disponga del software CAD della stessa azienda.

Tuttavia, benchè tutte queste caratteristiche rivestano una certa importanza, non bisogna dimenticare che la cosa fondamentale è sempre la qualità delle scansioni generate dalla macchina. In altre parole, la qualità delle matematica [2,3].

La matematica di una scansione intraorale è determinata dall’accuratezza e dalla risoluzione di acquisizione. Che cosa significa?

E’ molto semplice: per accuratezza, si intende la somma di veridicità (in inglese, trueness) e precisione (precision) [2,3]. La veridicità è la capacità dello scanner e del suo software di elaborazione, di catturare e ricostruire una superficie che poco o nulla si discosti da quella reale, ovvero quella dell’oggetto scandito [2,3]. Non devono esserci errori, e la ricostruzione 3D della superficie deve essere la più fedele possibile, senza deviazioni. Inoltre, qualora si scandisca più volte lo stesso oggetto, i risultati devono essere riproducibili e consistenti: in altre parole, lo scanner deve essere preciso [3]. La precisione, quando si parla di scanners intraorali e più in generale di strumenti di misurazione 3D, è appunto questo: la capacità di dare risultati ripetibili e consistenti [3]. Tale definizione nulla ha a che vedere con il concetto di precisione clinica, fondamentale in protesi, ovvero la qualità della chiusura del restauro sul margine protesico. E’ bene pertanto non confondere la precisione di una misurazione, che dipende unicamente dallo scanner, con la precisione clinica di un restauro, che dipende dalla scansione, ma anche dall’elaborazione del progetto CAD, e dalla fabbricazione in CAM.   

Come è intuitivo, è oggi possibile misurare in vivo cioè in bocca al paziente, la precisione di uno scanner intraorale: è sufficiente catturare diverse scansioni della stessa bocca, una dopo l’altra, salvare i modelli 3D generati dallo scanner e, all’interno di un software di reverse engineering, sovrapporli tra loro. Minori saranno le deviazioni spaziali tra i diversi modelli, maggiore sarà la precisione dello scanner. Più problematico risulta essere il calcolo della veridicità di uno scanner in vivo. Per poter calcolare, grazie ad un software di reverse engineering, la veridicità di uno scanner intraorale, ci occorre infatti poter disporre di un modello di riferimento, al quale sovrapporre le nostre scansioni intraorali [3]. Ad oggi, gli strumenti di misurazione utilizzati per catturare modelli di riferimento sono tastatori, macchine che sondano fisicamente la superficie dell’oggetto per trarne dettagliate informazioni 3D, oppure potenti scanners ottici industriali o desktop [3]. Dal momento che non è possibile staccare le arcate dentarie del paziente e porle all’interno di un tastatore o di uno scanner industriale, e poter così acquisire un modello riferimento, è di fatto impossibile misurare la veridicità di uno scanner intraorale in vivo, cioè in bocca al paziente. E dato che la veridicità e la precisione concorrono insieme nel determinare l’accuratezza, ne deriva che è impossibile trarre dirette conclusioni sull’accuratezza di uno scanner intraorale in vivo. In verità, in uno studio pubblicato l’anno scorso, Albdour e colleghi hanno provato a superare questo problema, eseguendo delle scansioni intraorali di denti parodontalmente compromessi; tali denti erano poi estratti e scanditi con scanner industriale [4]. Era così possibile sovrapporre in un reverse engineering le scansioni intraorali su quella ottenuta con scanner industriale, e valutare attentamente le deviazioni esistenti [4]. Tuttavia, tali dati si riferivano unicamente all’anatomia occlusale di singoli elementi, non essendo possibile trasferire esattamente la reciproca posizione di più denti dalla bocca allo scanner industriale [4]. Per poter determinare l’accuratezza degli scanners intraorali disponiamo però di diversi studi in vitro, realizzati su modelli in gesso [2,3]. Tali studi sono in grado di darci informazioni utili sul grado di accuratezza di diversi scanners, in differenti contesti clinici [2,3]. In particolare, un nostro recente lavoro in vitro, in via di pubblicazione, ha evidenziato come esistano differenze statisticamente significative nell’accuratezza tra diversi scanners intraorali, e come oggi l’errore dato dalla scansione possa essere compreso tra 15-45 μm, nel caso di impronte per corone singole supportate da impianto [5]. Se però il numero degli impianti e quindi l’area da scandire aumenta, l’errore cresce, ed è compreso tra 25-50 μm nel caso di protesi fissa parziale supportata da 3 impianti, fino ad arrivare a 45-90 μm nel caso di impronta per la fabbricazione di full-arch su 6 impianti [5]. Di fatto, vi è in questo studio una differenza significativa nella qualità della matematica nelle diverse applicazioni; ciò in accordo con la letteratura che non supporta, ad oggi, l’uso degli scanners intraorali per l’impronta del paziente completamente edentulo [1,6].

L’accuratezza è, di fatto, il solo elemento rilevante nel caso di un’impronta su impianti: ciò perché noi registriamo un’impronta di posizione. Se per esempio scandiamo un modello parzialmente edentulo con due scanbodies implantari, è importante che lo scanner non commetta errori, e che catturi e ricostruisca tali dispositivi di trasferimento esattamente come sono, e dove sono. E’ altresì importante che i denti adiacenti vengano rappresentati correttamente, per poter permettere al tecnico di modellare i punti di contatto, e che il registro di occlusione venga catturato così com’è, senza distorsioni. In ogni caso, la risoluzione di acquisizione non è determinante.

Diverso è il caso in cui l’impronta sia su denti naturali: in questo contesto, infatti, oltre all’accuratezza, anche la risoluzione di acquisizione è fondamentale. Per risoluzione di acquisizione si intende il numero di triangoli dai quali è costituita la mesh, ovvero la ricostruzione della superficie dell’oggetto scandito. La maggior parte degli scanners intraorali proietta infatti una griglia di luce strutturata dalle dimensioni note sull’oggetto da scandire; quindi, potenti telecamere catturano la deformazione che tale griglia subisce, impattando con la superficie dell’oggetto. Il software di elaborazione riceve questi dati e genera una nuvola di punti, che viene triangolata. Si ottiene così la mesh. Ebbene, più densa è la nuvola di punti, maggiore è il numero di triangoli, e più elevata è la risoluzione di acquisizione dello scanner.

Ma perché la densità dei triangoli è importante per la cattura dell’impronta su dente naturale? La risposta è semplice: perché solo attraverso un’adeguato numero di triangoli è possibile visualizzare correttamente la linea di preparazione, ovvero il margine protesico di un elemento dentale. Ciò è stato dimostrato, in vitro, da un elegante studio di Nedelcu e colleghi, che hanno evidenziato come la densità della mesh sia un fattore discriminante, a parità di accuratezza, nel rendere possibile l’individuazione della linea di margine [7]. Tale studio ha anche confermato come diversi scanners diano risultati completamente differenti, e come la lettura di un margine subgengivale sia già in vitro (in assenza di fluido crevicolare o sanguinamento) piuttosto critica [7]. Vi sono però oggi valide soluzioni per questo problema. Nel prossimo numero presenteremo una tecnica che permette, attraverso un flusso di lavoro analogico-digitale, di leggere correttamente i margini subgengivali con scanner intraorale.

 

Bibliografia essenziale.

 

1. Mangano F, Gandolfi A, Luongo G, Logozzo S. Intraoral scanners in dentistry: a review of the current literature. BMC Oral Health. 2017;17(1):149.

2. Mangano FG, Veronesi G, Hauschild U, Mijiritsky E, Mangano C. Trueness and precision of four intraoral scanners in oral implantology: a comparative in vitro study. Plos One. 2016; 11 (9): e0163107. 

3. Imburgia M, Logozzo S, Hauschild U, Veronesi G, Mangano C, Mangano FG. Accuracy of four intraoral scanners in oral implantology: a comparative in vitro study. BMC Oral Health. 2017; 17 (1): 92.

4. Albdour EA, Shaheen E, Vranckx M, Mangano FG, Politis C, Jacobs R. A novel in vivo method to evaluate trueness of digital impressions. BMC Oral Health. 2018; 18 (1): 117.

5. Mangano FG, Hauschild H, Veronesi G, Imburgia M, Mangano C, Admakin O. Trueness and precision of 5 intraoral scanners in implantology: a comparative in vitro study. BMC Oral Health. 2019; in press.

6. Khraishi H, Duane B. Evidence for use of intraoral scanners under clinical conditions for obtaining full-arch digital impressions is insufficient. Evid Based Dent. 2017; 18 (1): 24-25.

7. Nedelcu R, Olsson P, Nyström I, Thor A. Finish line distinctness and accuracy in 7 intraoral scanners versus conventional impression: an in vitro descriptive comparison. BMC Oral Health. 2018; 18 (1): 27.