(A) novel method to analyze three-dimensional accuracy of complete-arch dental impression

Abstract

Different methods were used to evaluate the accuracy of the dental impression, but each method had some limitations. The purpose of the current study was to present a new method to evaluate the three-dimensional accuracy of different impression techniques including intraoral digital scanning. Additionally, the accuracies of conventional impression and digital impression using intraoral scanner were compared by using this method. The master model was fabricated using fourteen milled polyetheretherketone cylinders (Diameter: 5mm, Length: 15mm) and maxillary acrylic model. Each cylinder was positioned and named as the corresponding tooth number. Twenty-five definitive casts were fabricated using conventional impressions of the master model. Also, twenty-five intraoral digital scans of the master model were performed to reconstruct twenty-five digital models. Two different methods were used to calculate the three-dimensional coordinate of each cylinder’s centroid. For the master model and the definitive casts, a computed coordinate measuring machine (Micura, Zeiss, Germany) was used to probe the centroid of each cylinder. An inspection software (Geomagic Control X, 3D systems, USA) was used to probe the centroids of digital models. A three-dimensional part coordinate system was defined to evaluate the amount of three-dimensional displacement of each centroid coordinates. The ∆D value, represented by the amount of overall three-dimensional displacement was evaluated. Trueness and precision were evaluated and analyzed. For trueness, in most of the tooth positions showed that conventional impression method was significantly more accurate than digital impression using an intraoral scanner (p <0.05). Linear mixed models showed that conventional impression method was significantly more accurate than digital impression using an intraoral scanner (p <0.05) in x,y,z and ∆D variables. For precision, the conventional impression method showed consistently lower values than digital impression using an intraoral scanner at every tooth position. In the current study, a new method was presented and used to evaluate the accuracy of full-arch impressions. By using this new method, a three-dimensional evaluation of full-arch impression accuracy was possible. Both trueness and precision, conventional impression method was more accurate than digital impression using an intraoral scanner.

인상 채득 시 정확도를 평가하는 몇가지 방법들이 있지만 각각의 방법들에 있어 몇가지 한계점들이 존재한다. 이번 연구의 목적은 구강 스캐너를 이용하여 채득 된 디지털인상을 포함한 서로 다른 인상 채득 기법의 3차원적인 정확도를 평가하는 새로운 방법을 제시하는 것이다. 추가적으로 이러한 방법을 이용하여 전통적인 인상채득법과 구강 스캐너를 이용한 디지털인상의 정확도를 비교해 보았다. Polyetheretherketone재질로 제작된 직경 5mm, 길이 15mm의 맞춤형 원기둥 14개와 상악 환자 모형으로 기준 모델 제작을 제작하였다. 각각의 원기둥들은 환자 모형의 각각의 치아 위치에 위치 및 고정되었고 대응되는 치아를 원기둥이 대신하였다. 기준 모형을 전통적인 인상 채득 방법을 이용해 복제하여 25개의 석고 모형이 제작되었다. 또한, 기준 모형을 구강 스캐너를 이용하여 스캔을 시행, 25개의 디지털 모형을 제작하였다. 원기둥 장축의 중심 좌표 (Centroid)를 구하기 위해 2가지 각기 다른 방법이 이용되었다. 물리적 모형이 존재하는 기준 모형과 석고 모형은 3차원 측정기 (CMM)을 이용하여 원기둥 장축의 중심 좌표를 구하였고, 가상 모형의 경우 별도의 소프트웨어 (Geomagic Control X, 3D systems, USA)를 이용하여 원기둥 장축의 중심 좌표를 구하였다. 각각의 원기둥 장축의 중심 좌표들의 변위를 구하기 위해 3차원적인 좌표계를 도입하여 설정하였다. 또한 각각의 치아 위치에서 기준 모형과의 석고 모형 및 가상 모형 원기둥 중심좌표간의 거리 값인 ∆D를 구하였다. 이를 통해 정확도(trueness, precision)를 구하고 분석하였다. Trueness값의 경우 대부분 치아 위치의 결과값에서 전통적인 인상 채득 방법이 구강스캐너를 이용한 디지털 인상 채득 방법에 비해 유의하게 더 정확한 값을 나타내었다. 선형 혼합 모델 분석에서도 각각의 좌표 및 ∆D 에서 전통적인 인상 채득 방법이 구강스캐너를 이용한 디지털 인상 채득 방법에 비해 유의하게 더 정확한 값을 나타내었다 (p <0.05). Precision의 경우도 마찬가지로 전통적인 인상 채득 방법이 구강스캐너를 이용한 디지털 인상 채득 방법에 비해 유의하게 더 정확한 값을 나타내었다. 이번 연구에서 전악 인상 채득시의 정확도를 평가할 수 있는 새로운 방법을 제시하였고 사용할 수 있었다. 이러한 방법을 이용하여 전악 인상 채득시 3차원적인 분석이 가능하였다. Trueness 및 precision 모두에서 전통적인 인상채득방법이 구강 스캐너를 이용한 디지털 인상보다 정확함을 알 수 있었다.