Приложение на компютърни технологии в денталната медицина - централната стоматологична клиника

Поради високата си точност, производителност и гъвкавост на информационните технологии задачи не може да намери приложение в медицината и по-специално в стоматологията. Имаше дори термини "Стоматологични Информатика" и "Компютърни Стоматологията" [3, 21-23].

Технология компютърно проектиране и производство на зъбни протези

Теоретичните основи на компютърно проектиране и производство на различни предмети, образувани през 1960 - началото на 70-те години.

Първият теоретично проучване на възможността за използване на автоматизирани системи за възстановяване на повредени зъби са проведени Altschuler през 1973 г. и Swinson през 1975 [15]. Прототипи стоматологични CAD / CAM системи за първи път са предложени в средата на 1980 от няколко независими групи от учени. Андерсън R.W. (Система RroCERA 1983), Duret Е. и Termoz С (1985), Moermann W.H. и Brandestini M. (CEREC система 1985), Rekow (DentiCAD система 1987) се считат пионери в тази област. Днес светът вече произвежда около тридесет различни здравите зъбни CAD / CAM системи [24].

От самото начало, технологията се разви по два начина [3]. Първият - индивидуални (малки) CAD / CAM системи, ни позволява да произвеждаме възстановяване в рамките на една институция, а понякога дори директно в кабинета, и в присъствието на пациента (на CEREC 3, Сирона Стоматологични Systems GmbH, Германия). Основното предимство на такива системи - ефективността на производство на всякакъв дизайн. Например, производството на еднослоен керамична корона от началото на подготовката на зъба и преди определянето на крайния короната използване CEREC система 3 отнема около 1-1.5 часа. Въпреки това, за да завърши работата, необходими за целия набор от оборудване (скъпи).

Втората посока на развитие на CAD / CAM технология - централизирана система. Те включват присъствието на център за производство на високите технологии, по поръчка голям асортимент от дизайн и цялата мрежа за дистанционно далеч периферни работни станции (например, RroCERA, Nobel Biocare, Швеция). Централизирането на производствения процес позволява зъболекари за придобиване на произведения единица. Основният недостатък на тези системи - невъзможността за извършване на лечение на пациента в едно посещение, а финансовите разходи за доставката на готовия проект лекар, като център за производство понякога може дори да бъде в друга страна [26].

Въпреки това многообразие, като основният принцип на всички съвременни стоматологични CAD / CAM системи, е останала непроменена от 1980 г. и се състои от следните етапи:

1. Събиране на данни за топографията на повърхността на протеза устройството и специална информация за реализациите легло получи в цифров формат, подходящ за компютърна обработка.

2. Изграждане на виртуален модел на бъдещия вид на протезата с компютър и с желанията на лекар (стъпка CAD) на.

3. директно производство на зъбна протеза въз основа на данните, получени от устройство с цифрово управление на строителни материали (етап CAM).

Различни зъбни CAD / CAM системи са само технологични решения, използвани за извършване на три стъпки [24].

събиране на данни

CAD / CAM системи се различават значително в етапа на събиране. Четене на информация за топологията на повърхността и транслацията в цифров формат се извършва чрез оптични или механично-цифрови преобразуватели (скенери). Терминът "оптично впечатление", за да опише оптично четене на информация от протеза леглото беше въведен от френския зъболекар Франк Dureta (Francois Duret) през 1985 г. Основната разлика между оптичното впечатление за производство на плоско цифрови снимки на обекта е, че е триизмерен, т.е. , всяка точка повърхност има ясна позиция в три взаимно перпендикулярни равнини, [7]. Устройство за получаване на оптично впечатление, обикновено се състои от източник на светлина и фотосензора, който превръща отразената светлина от обекта в електрически импулси поток. Последно дигитализирани, т.е. са кодирани като поредица от цифри 0 и 1, и се предава към компютъра за обработка. Повечето системи оптични сканиращи са изключително чувствителни към различни фактори. По този начин, леко движение на пациента по време на информация за събиране на данни води до изкривяване и намалява качеството на възстановяването. В допълнение, точността на метода на оптично сканиране съществено да повлияе на отразяващи свойства на материала по проучване и естеството на повърхността (гладка или грапава) [6].

Механична система сканиране да чете информация облекчение контакт проба, която се придвижва стъпка по стъпка над повърхността по предварително определена траектория. Докосването на повърхността, устройството поставя на специална карта пространствени координати на всички звена за контакт и да ги дигитализира. За да се осигури точност в процеса на сканиране от началото до края неприемливо малкото отклонение на сканирания обект по отношение на първоначалното си положение [1, 17].

От сорта на наличните CAD / CAM системи, които досега само две възможности прецизност интраорална сканиране. Тази система CEREC 3 (Сирона Dental Systems GmbH, Германия) и Evolution 4D (D4D Technologies, USA). Всички други CAD / CAM системи са оборудвани с прецизни оптични или механични устройства за сканиране, размер или функции, от които не позволяват събирането на данни за облекчаване директно в устата на пациента. За експлоатацията на такива системи се изисква предварително приготвяне на традиционни отпечатъци впечатление материал и мазилка модел производство.

Компютърно моделиране на конструкцията на протеза

Може би в бъдеще ще има използване на технологии в статии, които не изискват предварително прецизно геометрично описание на обекта се създава, но все още не.

Развитието на компютърен дизайн за всички производители на стоматологична CAD / CAM система е насочена към опростяване и постигане на максимална яснота на процеса. Съвременните системи, получени от скенер дигитализирани информация за релефа на повърхността на протеза леглото, започват да се изгради имиджа си на екрана. След това специален софтуер предлага лекарят най-подходящата версия на възстановяване на зъб. Някои от най-съвременните компютърни програми може да проектира протези, които не са по-ниско в своите параметри на опитни зъботехници [24]. Степента на намеса изисква от CAD / CAM системата на оператора за проектиране възстановяването може да варира от минимални персонализации на значителни промени в дизайна. Дори и в най-автоматизирани системи, потребителят обикновено има способността да се промени автоматично прожектираното възстановяване в зависимост от вашите предпочитания. Обширният развитието на триизмерен анимационен симулация на бъдещото строителство. Това значително опростява и ускорява процеса на създаване на виртуален модел на протезата, което го прави по-видими. Лекарят може да видите на екрана на структурата на монитор от всички страни, при различни увеличения и да направят изменения.

възстановяване производство

Когато симулация на окончателното възстановяване завърши, CAD софтуер преобразува виртуален модел на определен набор от команди. Те, от своя страна, предава към производството на CAM модул, който произвежда Инженерно реставрация. Има се получава набор от команди, се преобразува в поредица от електрически импулси, които контролират движенията са направени с точност инструмент.

Рано автоматични системи се получават чрез изрязване на възстановяване на зъбите от крайния блок с помощта на въртящи диамантени или борери карбид и дискове. Този подход, в който излишък структурен материал отстранява, за да се създаде предварително определената форма на протезата, наречен "изваждащото метод" (Engl. Изваждащото) [9]. "Консумирането на" производството да се създаде пълна форма на сложна конфигурация е много точен, но голяма част от материала се губи. Приблизително 90% от крайния блок се отстранява при създаването типичен възстановяването на зъби. Като алтернатива на "добавяне" (инж. Добавка) производствени методи започват да намерят приложение в автоматизирани системи. Понякога по-долу методи за производството на свободна образуване твърдо вещество (Engl. Solid свободна форма производство). Първите такива методи са били използвани в микроелектрониката с бързото прототипи на части.

Селективно лазерно синтероване - един от технологии, които се използват за производство на керамични или метални зъбни възстановявания. Един пример е зъбна система Medifacturing (Bego Medical AG, Германия) и DigiDent (Съвет-ELS, Германия). С този метод, компютърът изчислява пътя на инструмента, както и в други съществуващи CAD / CAM-системи. Въпреки това, системата не се смила на разстояние, и лазерния лъч агломерира материал слой се движат по предварително определен път вътре в контейнера, който е изпълнен от слоеве от керамични или метални прахове. Всеки следващ слой е заварена към предишната. Тази технология позволява да се произвеждат сложна форма структура без загуба на материал.

Някои CAD / CAM системи съчетават подходите "Добавяне" и "отнема". Например в система Procera (Nobel Biocare, Швеция), първо се смила стомана увеличава копие опорна пън (метод "изваждащо"). Това увеличение се изчислява от компютъра, за да компенсира свиване по време на окончателното възстановяване синтероване. След това прахът се пресова при налягане на режещата метална матрица, създаване на повишено възстановяване ( "добавяне" метод). След това, смляното извън (отново "отнема" метод) за създаване на точни външните контури на възстановяването. В заключение, повишена метална конструкция се отделя от матрицата и синтерова за постигане на краен материал, твърдост и размер.

Друго изпълнение на комбинацията "добавяне" и "изваждане" подход, използван в Wol-Ceram система (Германия). В първия етап, капачка "добавяне" метод. Същността на метода се състои в утаяване на кристали алумина от суспензията на повърхността на пън от електрофоретичен дисперсия. Операторът ръчно отрязва излишния материал се простира извън ръба на перваза. Външната повърхност е оформена чрез смилане на възстановяването ( "изваждане" подход). Тогава операторът отстранява капачката от режещата матрица импрегнира си стъклени шлаки и [5].

Интересен пример за "Добавяне" технологии - производствени модели на протези с триизмерен печат. CAM устройство WaxPro принтер (Pro система 50, Cynovad, Канада) действа като мастилено-струен принтер, но вместо мастило, той записва микроскопични части на разтопен восък. Така, слой по слой и модела на восък се получава труп или изкуствен корона. В бъдеще, размножаване восък протеза е отлята или екструдиран от металокерамика. Подобрена версия на печат модул Cynovad система е в състояние да създаде не само дизайна на восъка, но също така и изработени от композитни материали. Това значително разширява възможностите на системата и позволява, например, използването му за производството на лицево-челюстната протеза [25].

Бързото развитие на зъбни системи, компютърно проектиране и производство на протези е довело до появата на нов сегмент в материали - материали за CAD / CAM технология.

Обхват зъбни CAD / CAM системи не се ограничава само до една производствени протези (маса). По този начин, разработени няколко CAD / CAM системи за използване при хирургически практика. Например, SurgiGuide система (материализира, Белгия) се използва за производство на отделните хирургически образци за да се улесни правилното позициониране на дентални импланти по време на операция [20]. CAD / CAM система Нобелова Guide софтуер (Nobel Biocare, Швеция) дава възможност да се направи възстановяване веднага след имплантирането [27]. И двете системи използват данни от компютърна томография, специален софтуер гама CAD на продукта, за да се определи идеалната поставянето на възстановяването и CAM технология за производство на шаблони или работещи модели.

Таблица. Компютърна технология, използвана в стоматологията

SL-Perfactory система (Envisiontec GmbH, Германия), използвайки стереолитография ( "добави" процес), за производство на оклузални шини и други подобни устройства. Същността на процеса се състои в стратифицирани избирателната течност фоточувствителна светлина втвърдяване акрил мономер.

Създаден автоматизирана система за използване в процеса на обучение на студентите - зъболекари и зъботехници - така наречените стоматологични симулатори. Такива комплекси значително ускоряват придобиването на студентите умения за дисекция и възстановяването на изгнили зъби [12, 16].

Компютърна технология може да се прилага на всички етапи на стоматологична помощ. Навременно обучение, изцяло притежава такива технологии е съществено условие за повсеместното въвеждане на съвременни информационни технологии във всички области на денталната медицина. Компютърна технология е променила живота ни. Въпросът е до каква степен те ще бъдат в състояние да промени стоматология.

Катедра Протетична стоматология BSMU