Использование компьютерно-роботизированных систем (CAD/CAM) для конструирования и изготовления зубных протезов (Обзор литературы). Часть 2


Автор: Чиканов Сергей Васильевич, кандидат медицинских наук, директор стоматологического центра "Крисмас" (Санкт-Петербург, Россия)

Американская система DentiCAD, разработчики D. Rekow, Erdman (Университет, Минесота), производитель BEGO, Bremen (Германия), DentiCAD, Waltham (CША) (43, 44). Первая публикация в 1986 г. (45). Фирма BEGO, купившая лицензию на производство представила две конфигурации аппарата: одна - для лаборатории и работы на модели, другая - для клиники. Эти конфигурации связаны между собой через модем компьютера (46). Система предполагает снятие оптической информации с модели в лаборатории (47) или в клинике с помощью электронно-механического щупа(зонда). Получение трехмерной информации производят с помощью миниатюрного механического робота-дигитайзера, позволяющего снимать координаты формы зубных поверхностей как в полости рта, так и на традиционной модели. Обработка полученной информации заключается в создании всех недостающих поверхностей и происходит автоматически.Система использует полуавтоматизированную программу, разработанную фирмой Research Consortium и станок с цифровым управлением, разработанный Servo product (48). Он также полуавтоматический. Изготовление вкладок, коронок и, в перспективе, съемных протезов из керамики, композитов и металлов происходит с помощью автоматического фрезерного станка. (49)

    Шведская система Procera, разработчики M. Andersson, B. Bergman, C. Bessing, E. Ericson, P. Lundquist, H. Nilson, производитель Nobelpharma Inc., Goteborg (Швеция) (50, 51, 52, 53). Первая информация была опубликована в 1987 г. Основной принцип этой системы был описан М. Andersson в 1989 г. , после чего было изготовлено несколько различных версий прибора. Одна из версий предполагает получение трехмерной информации с отмоделированной вручную во рту пластмассовой заготовки или с гипсовой модели копировальной системой (пантограф) (Фиг. 10 ).
    Компьютерная обработка заключается только в обеспечении передачи полученной иинформации на автоматический фрезерный станок для изготовления электрода соответствующей формы с целью окончательного изготовления коронки из титана на электроэрозионной установке.(Фиг. 11). Сегодня Procera может изготавливать титановые имплантаты, а также коронки и мосты из керамики. (Фиг. 12)
    В качестве коммерческого образца Procera была представлена на шведском рынке в конце 1994 г. и в декабре 1996 завоевала уже 12%. На европейском рынке Procera появилась в конце 1996 г., а в 1997 г. - в США (54, 55).

Фиг. 10. Копирование формы заготовки коронки с помощью пантографа
Фиг. 11. Компьютерное моделирование будущей коронки
Фиг. 12. Готовые конструкции

The Microdenta System была представлена на Международной Стоматологической выставке в Cologne (Германия) в 1995 г. (56) Конструкции зубных протезов выпиливают из керамики и титана.(Фиг. 13).

Фиг. 13. Общий вид системы Microdenta

The Ceramatic automatic copy-milling system - интегрированная автоматическая копировально-фрезерная машина, способная обрабатывать все виды керамики, в том числе алюмооксидные материалы. В этой системе можно использовать также Cerec Vitablocs. Сканирование восковых или композитных заготовок вкладки производится автоматически. (63) (Фиг.14 )

Фиг. 14. Схема и этапы работы Ceramatic automatic copy-milling system

The Computer-Aided Prosthetic System (CAP) разрабатывалась группой Yoichi Uchiyama из Hokkaido University Dental School, Sapporo с 1988 г. Продолжение исследований проводилось в Osaka University Faculty of Dentistry, Department of Dental Technology.
    Модель вкладки вращается относительно неподвижно сканирующего ее лазерного устройства. Изготовление производися на станке фирмы HITACHI. (57) (Фиг. 15)

Фиг. 15. Общий вид Computer-Aided Prosthetic System (CAP)

The University of Showa/Nissan CAD/CAM System. Основные разработки этой системы были проведены в Showa University School of Dentistry и Nissan Systems Development и были представлены на Токийской Стоматологической выставке в 1995 г. В основе системы получения трехмерной информации находится лазерный сканер из четырех источников. Станок выпиливает стоматологические изделия из титана и glass ceramic (Olympus) (58) (Фиг. 16)

Фиг. 16. Общий вид Showa/Nissan CAD/CAM System

The Precident DCS System работает как механический дигитайзер, сканирующий plaster model. Для обработки полученной информации используется программный пакет AUTOCAD. С его помощью конструируется титановая основа мостовидного протеза, которую впоследствии подгоняют вручную и в дальнейшем напекают керамическую облицивку по традиционной технологии.(59) (Фиг. 17.)

Фиг. 17. Общий вид Precident DCS System

Швейцарская система Celay, производитель Mikrona Technologie, Spreitenbach (Швейцария) (60). Впервые представлена в 1990 г. в Мюнхене (61). Получение трехмерной информации производят с помощью механического контактного дигитайзера-копира, подобного пантографу, с пластмассовой заготовки, изготовленной в полости рта. Компьютерная обработка также заключается только в обеспечении передачи полученной информации на автоматический четырехосный фрезерный станок, изготавливающий вкладки из керамики, включая окклюзионную поверхность. По сути дела - это копировальный станок.(62) (Фиг. 18)

Фиг. 18. Общий вид системы Celay

Швейцарская система DUX Titan, разработчики Graber de Bale, Schlegel, Tavor, Zaborsky (Унивеситет, Цюрих), производитель DCS Dental, Allschwill (Швейцария)(64, 65). Получение трехмерной информации производят с помощью миниатюрного контактного дигитайзера, получающего координаты требуемых поверхностей с гипсовой модели. Компьютерная обработка заключается в воссоздании недостающих поверхностей, кроме окклюзионной. Конструкции изготавливаются из титана с помощью автоматического фрезерного станка.

Голланская система Elephant (CICERO), разработчик Davidson (Faculty of Dentistry of Amsterdam and the Free University), первоначальный производитель Elephant Dental BV. Впоследствие производство системы стала осуществлять дочерняя компания CICERO Dental Systems BV, которая была впервые представлена на IDS 99 (13-17 April) в Cologne (Germany). Получение трехмерной информации производят посредством оптического сканера по 400 000 точкам на гипсовой модели.(Фиг. 19). Изготовление конструкций из керамики с помощью микрофрезерного автоматического станка. (Фиг. 20)

Фиг. 19. Компьютерное моделирование коронки
Фиг. 20. Готовые изделия

Dental 3D-Measurement/3D-Curving System CADIM была впервые представлена 30 сентября 1997 г. японской фирмой Advance Co. Ltd. (Фиг. 21, 22)

Фиг. 21. Общий вид системы CADIM
Фиг. 22. Этапы конструирования и изготовления различных конструкций зубных протезов

Система CAD/CAM предложена доктором Don A. Kinney из School of Dental Medicine of University of Pittsburgh, правда кроме изображения на сайте больше никакой информации нет (75) (Фиг. 23)

Фиг. 23. Общий вид

В литературе также упоминаются японские системы Japonais (разработчик Sadami Tsutsumi, Osaka), Osaka, Hyogo, Kyoto (66, 67, 68), в том числе установка САММ-3, позволяющая сканировать гипсовую модель лазерным лучом (69).
    Новым именем стала команда исследователей под руководством Aoki из Японии и Reggie Caudill из Университета в Алабаме.
    Достаточно интенсивно развиваются CAD/CAM системы, позволяющие изготавливать съемные зубные протезы с естественной формой зубов и окклюзионной поверхностью (70, 71).
    Использованию систем CAD/CAM в стоматологии уделяют большое внимание и в нашей стране. Так, в Центральном НИИ стоматологии (ЦНИИС) под руководством проф. А.А. Прохончукова была предложена целевая программа разработки компьютерных и лазерных систем нового поколения (72).
    Первый технологический этап всех систем CAD/CAM предусматривает получение трехмерной геометрической информации протезного поля полости рта пациента. В этой связи методы, используемые в системах можно разделить на две группы: получение информации непосредственно из полости рта пациента и получение информации с изготовленной предварительно гипсовой модели.
    Первую группу представляют системы Duret, Cerec, DentiCAD.
   
    Cложились и правила подготовки препарированного зуба перед получением так называемого оптического слепка:
- перед обработкой зуба необходимо получить оптический слепок с необработанного зуба, пусть даже разрушенного, т.к. часть естественной поверхности наверняка у него сохранена. и ее можно использовать для компьютерного создания новой, в том числе в качестве реперных точек.
- зона должна быть освобождена от продуктов обработки зуба - крови, слюны. воды и т.д.
- ретракция десны должна проводится, если уровень уступа на 1 мм ниже уровня десневого края.
- на сухую поверхность обработанного зуба должен быть нанесен аэрозольно тонким слоем белый нетоксичный порошок для получения качественного изображения. Свет, который попадает на непокрытые порошком зубы, частично отражается, а частично проникает в ткань зуба, таким образом, значительно снижается качество трехмерного изображения. Для борьбы с этим используются специальные скобы, для взаимной ориентации получаемых проекций. Получение изображения включает чаще всего несколько проекций: щечную, язычную, две проксимальных и одну проекцию окклюзионных поверхностей зубов-антогонистов. Для получения этих изображений врач двигает оптический приемник вокруг обработанного зуба, осуществляя контроль его позиции по монитору. Несколько проекций делается и в различных состояниях окклюзии. что позволяет реконструировать динамику окклюзионных взаимоотношений.
   
    Система Duret использует электронно-оптический метод для получения оптического слепка. Этот метод комбинирует голографию и муаровый метод: свет собирает объемную информацию, которая регистрируется камерой и передается в компьютер. Устройство включает в себя лазерный диод, который через первый эндоскоп проецирует свет на зону обзора. Второй эндоскоп, расположенный рядом с первым, соединен с камерой и воспринимает изображение.
    Видеокамера системы Cerec делает моментальный снимок, используя принцип триангуляции, окклюзионную же поверхность формируют вручную.
    При получении видеоинформации от врача компьютер проводит немедленный контроль качества препарирования опорных зубов:
- возможность введения протеза (отсутствие конвергенции боковых стенок обработанных зубов),
- величина конвергенции стенок (риск расцементировки),
- достаточность обработки зубов по прикусу с учетом облицовочного материала. Рекомендуя укоротить обрабатываемые зубы по прикусу система рекомендует и изменить угол взаимного наклона боковых стенок зубов в сторону их большей параллельности для лучшей фиксации коронок на зубах.
   
    Таким образом, если системы Duret и Cerec получают геометрическую информацию из полости рта оптическими методами, то система DentiCAD использует для этой цели и механическое устройство.
    Интерактивные методы компьютерного конструирования зубных протезов используются в системах Cerec, Duret, Osaka, Hyogo, Kyoto, автоматические методы - у DentiCAD и Dux. Система Procera работает с восковой моделью, а система Celay - с пластмассовой.
    Компьютерное конструирование несъемного зубного протеза включает прежде всего дизайн коронки:
- дизайн внутренней поверхности, подразумевающий создание места для цемента, а также создание маргинального края коронки, что является серьезной проблемой;
- дизайн боковых и окклюзионной поверхностей создается на основании заготовленных в компьютерном банке данных теоретических форм зубов, с последующей корректировкой в зависимости от конкретных клинических условий.
   
    Заключительный этап выполняется на различного рода станках с четырехосным движением режущего инструмента (Duret, Celay) в том числе во взаимодействии с пантографом и электроэрозионной системой (Procera).
    Материалами, используемыми для изготовления зубных протезов в системах CAD/CAM, могут быть различные виды керамики, металлических сплавов и композитов.
    Заслуживает особого внимания мысль, высказанная доктором F. Duret о том, что централизованные зуботехнические лаборатории, оснащенные системами автоматического конструирования и изготовления зубных протезов могут получать оптическую трехмерную информацию от нескольких врачей-стоматологов или стоматологических поликлиник, имеющих только приемники для получения оптических слепков и передачи этой информации в лабораторию по телефонному кабелю (73). Оператор в центральной лаборатории может командовать голосом по телефонной линии движениями оптической головки, которую перемещает врач, контролируя по дисплею компьютера, какую еще проекцию необходимо получить для полного трехмерного восстановления изображения. Таким образом, в стоматологических клиниках может находится только часть системы CAD/CAM, т.е. только приемник трехмерного изображения, которое по телефону (с использованием, конечно, модема компьютера клиники) может передаваться в центральную лабораторию для изготовления заказанного протеза.
    Но это уже тема другой статьи.

Литература:

1. Н.А. Астахов, Е.М. Гофунг, А.Я. Катц. Ортопедическая стоматология, Медгиз, 1940, Л.-М., 136-139 с.
2. Чиканов С.В. Использование современных технологий и материалов в стоматологической практике - СПб: "Крисмас+" , 1997, 55 с.
3. Сакира М.В., Санчес А.С., Басков В.И. Использование компьютерных систем при проектировании и изготовлении ортопедических конструкций. Обзор литературы. МРЖ, Раздел 12, 1989, 11, 20-21
4. Duret F., Blouin J.L., Duret B. CAD/CAM in dentistry. JADA, 1988, 117, Nov., 715-720
5. Caudill R. Computer integrated dentistry.New Harbor, Academy of Dentistry, 1988.
6. Duret F., et all. Demonstration pratique de l^empreinte optique. Entretiens de Granciere. Paris, 21 September, 1983.
7. Kimura H., Sohmura T., Watanabe T. Three-dimensional measurement of teeth. Part 3: on the measurement by the newly developed laser displacement meter with double sensors. J. Osaka Univ. Dent 1990, 2, 295-300
8. Duret F. Computer-aided design (CAD) and manufacture (CAM) of dental prostheses. Spirit of Enterprise The 1987 Rolex Awards
9. Altschuler B. Holodontography: an introduction to dental laser holography. School of Aerospace Medicine AD-758. 191:1-29, 1973.
10. Garnich J., McGivern R. Error in the photogrammetric determination of volume of small object. J. Dent. Res., 2(53):495, 1974.
11. Schmidt R., and others. Automated crown replication using solid photography. US Army Contract no. DAMD 17.77.C-7041. 1977.
12. Swinson J. Dental fitting process. US Pat. 3861044, 1973
13. Heitlinder P., Rodder F. Verfahren zur Herstellung von Zahnersaltz und Vorrichtung zur Durchfuhrung des Verfahrens / DE Patent No. 25911. - 1979.
14. Mormann W.H., Brandestini M. Verfahren zur Herstellung medizinischer und zahntechnischer alloplastischer, endo- und exoprothetischer Passkorper. ЕР (ЕПВ) 0054785, 1985
15. Rekow D. Dental CAD/CAM systems. What is the state of the art. JADA, Vol. 122, Dec., 1991, 43-48.
16. D. Rekow Computer-aided design and manufacturing in dentistry: A review of the state of art.
17. Duret F., Preston J.D. CAD/CAM imaging in dentistry. Current Opinion in Dentistry., 1991, 1, 150-154
18. Freedman G. CAD/CAM and Beyond: An interview with Dr. Francois Duret.
19. CEREC Siemens Aktiengesellschaft Medical Engineering Group Dental Sector Fabrikstrasse 31, D-6140 Bensheim Dentistry Today, p. 31-33, 37,38.
20. Gonzalez-Caberz J. Das CEREC-system: Wege und Grunde zur Zusammenarbeit swischen Zahnarzt und Zahntechniker (1) Quintessenz Zahntech., 1990, 16: 1377-1382
21. Hickel R., Kunzelmann K.H. Der Einflus der Kavitatenpraparation auf die Randspaltbreite bei CEREC-Inlays. Dtsch. Zahnarztl. Z., 45, 675-677, 1990, 10
22. Nash R.W. Cerec CAD/CAM Inlays: Aesthetics and Durability in a Single Appointment//Dentistry Today.- 1990. - Vol. 9, No. 8. - P. 20-22.
23. Morman W.H., Brandestini M., Lutz F., Barbakow F., Gotsch Th. CAD/CAM ceramics inlays and onlays: a case report after 3 years in place. JADA, Vol. 120, May 1990, 517-520
24. Stachniss V., Stoll R. Computer technologies in dentistry computerized restorations: CEREC and other methods. In Mormann ed. Proceedings, International Symposium on Computer Restorations, Quintessence, 1991, p. 33-49
25. Crawford P.R. CAD/CAM in the dental office: does it work? Can. Dent. Journal, 1991, 57(2), 121-123
26. Gonzalez-Caberz J. Das CEREC-system: Wege und Grunde zur Zusammenarbeit swischen Zahnarzt und Zahntechniker (2) Quintessenz Zahntech., 1990, 16: 1511-1523.
27. Williams A.G. The Switzerland and Minnesota developments in CAD/CAM J. Dent. Pract. Adm. 1987, 4, 50-54
28. Heymann H.O. CAD/CAM exploring the Cerec system Dentistry Today, 1990, 9, 6-54
29. F. Duret Vers une prothese informatisee Tonus, 1985, Nov., № 73, р. 55-57
30. F. Duret Quand l^ordinateur se fait prothesiste Tonus, 1983, Feb., № 16, p. 13-15
31. F. Duret Vers un nouveau symbolisme pour la realisation de nos pieces prothetiques Les Cahiers de Prothese, Juin, 1985, No. 50, p. 65-71
32. F. Duret, B. Duret La saisie des formes et ses consequences implantaires Implantologie Orale, 1984, № 14, 2e trimestre, p. 6-14
33. F. Duret, J-L. Blouin, L. Nahmani Principes de fonctionnement et applications techniques de L'empreinte optique dans l^exercice de cabinet Les Cahiers de Prothese, Juin, 1985, No. 50, p. 73-110
34. F. Duret L'Empreinte optique ou la cybernetique odontologique Dentist News, 40, 01-02, 1984, p. 32-40
35. F. Duret, J.-L. Blouin De L^empreinte optique a la conception et la fabrication assistees par ordinateur d^une couronne dentaire Journal dentaire du Quebec, Vol. XXIII, Avril 1986, p. 177-180
36. Duret F., Michallet E., Termoz Ch. Dispositif de prise d^empreinte par des moyens optiques, notamment en vue de la realisation automatique de protheses EP (EПВ) 0091876, 1988
37. Дюре Ф., Дюре Б., Блуэн Ж.Л. Производство зубных протезов, их разработка и изготовление с помощью ЭВМ// Торговля и сотрудничество. - 1985. - май , № 118. - С. 40-44.
38. "Знание-сила", 1987, 10, с. 83
39. Duret F., Blouim J.L. Procede de prise d^empreinte medicale et dispositif pour sa mise en ocuvre ЕР (ЕПВ) 0278882, 1988
40. Williams A.G. Dentistry and CAD/CAM, another French revolution J. Dent. Pract. Adm. 1987, 4, 2-5
41. Crooks C. CAD/CAM comes to USC USC Dentistry 1990, Spring, 14-17 (194-198 About Hennsons system)
42. Dental Labor, 1999, Apr., p. 662 www.unizh.ch/szcrppk/overview/fundamental/4-2.htm
43. Denti CAD product literature// Foster-Miller, Inc., Waltham, Mass.
44. Erdman A.G., Rekow E.D., Riley D.R., Klamecki B., Zhy Y. Automated high-precision fabrication of objects of complex and unique geometry. US Pat., filed June 1989.
45. Rekow, D. Computer-aided design and manufacturing in dentistry: A review of the state of the art. J. Prosth. Dent. 58(4): 512-516, 1987
46. BEGO-GmbH. Bego licenses computer-aided dentistry system from US research consortium. Today announced its agreement. 1 (1): 1-2, jan 29tj, 1991)
47. Rekow, D. Minnesota's CAD/CAM System for dental Restorations-friend or foe? 8th international Symposium on Ceramics. 10 sept: 1989
48. Servo products company. Model 7730-inexpensive point-to-point drilling. Catalog- pasadena, California.:, 1-3, 1989
49. www.unizh.ch/szcrppk/overview/fundamental/4-3.htm
50. Andersson M., Bergman B., Bessing C., Ericson E., Lundquist P., Nilson H. Clinical results with titanium crowns fabricated using duplication and spark erosion. Acta Odontol. Scand., 1989, 47, 279-286.
51. Bergman B., Bessing C., Ericson G., Lundquist P., Nilson H., Andersson M. A 2-year follow-up study of titanium crowns. Acta Odontol. Scand., 1990, 48, 113-117
52. Procera system product literature. Nobelpharma, Nobel Industries, Sweden
53. Walter M., Reppel P.D., Boning K. Frastechnik und Funkenerosion eine Aternative zum Titanguss. Dental Labor., 1991, 13: 501-504
54. www.nobelbiocare.se/dir/procera.htm
55. www.unizh.ch/szcrppk/overview/fundamental/4-4.htm
56. www.unizh.ch/szcrppk/overview/fundamental/4-6.htm
57. www.unizh.ch/szcrppk/overview/fundamental/4-9.htm
58. www.unizh.ch/szcrppk/overview/fundamental/4-10.htm
59. www.unizh.ch/szcrppk/overview/fundamental/4-5.htm
60. Duncan J., Law K. Computer-Aided Sculpture. Cambridge ed. Cambridge University Press, 1989, p. 162
61. Duret F. La CFAO Dentaire. Six ans apres la premiere presentation au congres de L'ADF de 1985. Article pour les AOS (france), 7/5/1991,
62. www.unizh.ch/szcrppk/overview/fundamental/4-8.htm
63. www.unizh.ch/szcrppk/overview/fundamental/4-7.htm
64. Unser DSC Titan system catalog: DSC Dental, 1990, p. 2
65. DUX system product literature/GIM-Alldent,Germany.
66. Takanashi J., Kawanaka M., Wananabe T., Kimura H. To the development of CAD/CAM system using FGP method. The Quintessence, 1991, 10(8), 115-121.
67. Kawanaka M. Dental crown made with the CAD/CAM system. The Quintessence, 1991, 10(9), 155-160
68. Tstutsumi S., Umino K., Kaneko T., Kasuga T., Matsushita T., Do K., Emura I., Okada M., Maeda Y., Okuno Y. A development of dental CAD/CAM system. The Quintessence, 1991, 10(11), 135-142.
69. Kimura H., Sohmura T., Watanabe T. J. Osaka Univ. dent. Sch., 1988, 28, 45-51
70. Fujita T., and others. Preliminary report of constrution of prosthetic restorations by means of computer aided design (CAD) and numerically controlled (NC) machine tools // Bull. Kenagowa Dent. Coll. - 1984. - No. 12. - P. 79-80.
71. Kawahata N. Application of CAD/CAM of removable denture: Arrangement of artificial posterior teeth and duplicating of occlusal surface //. The Quintessence, 1991, 10(10), 115-121.
72. Компьютеры и лазеры в стоматологии // Информационный бюллетень, М. - 1992. - вып. 1. - С. 10-14.
73. Pinkham J. Inventor^s CAD/CAM may transform dentistry. Dentist, 1990, p. 1, 39, vol. 68, No. 7.
74. Компьютерная технология реставрации зубов "CEREC"-еще один шаг в XXI век, Стоматология для всех, 1998, № 3, с. 6-7
75. www.pitt.edu/`dak10/research/cad_cam.htm



>

Источник: www.dentoday.ru

  • 1 международный симпозиум vdw
  • Эстетические реставрации композитными материалами
  • Долгий путь к полносъемным зубным протезам
  • Перспективы и проблемы развития имплантологии
  • Высокое качество по лучшей цене!
  • В современной стоматологии. . .  
  • Интервью с президентом Российской ассоциации стоматологической имплантологии д. М. Н. , проф. М. З. Миргазизовым в связи с 20-летием Приказа МЗ СССР № 310 «О мерах по внедрению в практику метода ортопедического лечения с использованием имплантатов»
  • РОССИЙСКАЯ СИСТЕМА СТОМАТОЛОГИЧЕСКИХ ИМПЛАНТАТОВ «ЛИКо»
  • Оценка титановых имплантатов с шейкой из оксида циркония in vivo
  • Профилактические меры не разорительны для семейного кошелька
  Яндекс.Метрика