На главную Написать письмо редактору сайта Поиск по сайту
 
 
информационный стоматологический сайт
 
Главная
Новости
Новинки
Статьи
 Ортопедическая
 Терапевтическая
 Зуботехническая
 Имплантология
 Менеджмент
Фотогалерея
Форумы
Конкурс
База
Гостевая
Статистика
Вакансии
Резюме
Запись на прием
СтоматТоп
Справочник
Юмор
Рекламодателям
Поиск по сайту
Контакты
Эксперимент
ДентаВики
Каталог книг
Меценатам
Карта



Новая возможность
- чтобы быть в курсе последних обновлений, Вы можете подписаться на новости нашего сайта.
Подписаться:
E-mail:
 


Рейтинг@Mail.ru





[ 1 ] [ 2 ] [ к списку статей ]

Методика автоматического препарирования зуба: предварительное исследование.

Авторы:
Fusong Yuan, Yong Wang, Yaopeng Zhang, Yuchun Sun, Dangxiao Wang и Peijun Lyu

Источник - http://www.nature.com/articles/srep25281


Перевод:

Уханов М.М.- младший научный сотрудник отделения современных технологий протезирования ЦНИИС и ЧЛХ МЗ РФ.
E-mail: uhanov1@yandex.ru

Препарирование зуба, которое является базовым аспектом лечения заболеваний твердых тканей зубов, - это процесс, используемый для количественного препарирования и формирования твердых тканей на больных зубах пациента. В настоящее время препарирование зуба обычно выполняется высокоскоростным турбинным стоматологическим наконечником. Однако, этот метод имеет множество недостатков. Во-первых, эта процедура зависит от четкости зрения человека и движений в узком пространстве ротовой полости (обычно длина открытия полости рта 2,5 – 5,0 см). Стоматологам необходимо избегать повреждения мышц и мягких тканей языка, губ и щек, потому что во время процесса препарирования могут происходить случайные движения челюсти. Достижение высоких стандартов препарирования зуба, таких как точный угол конвергенции и небольшой объем окклюзионной и аксиальной редукции, - это сложная задача для ручной работы. В результате зубы часто избыточно или недостаточно отпрепарированы, что влияет на качество реставрации и даже может быть причиной ятрогенного поражения. Излишнее удаление тканей зуба может сделать зуб слишком конусным или излишне коротким, и таким образом, станет причиной недостаточной ретенции и резистентности. Повышенная температурная чувствительность, воспаление пульпы и некроз могут быть результатом слишком близкого подхода к пульпе. Недостаточное препарирование может привести к нехватке пространства для реставрации, что в результате будет способствовать созданию избыточного контура в десневой трети коронки, что в свою очередь может привести к повреждению мягких тканей. Во-вторых, используемый стоматологический наконечник генерирует оглушительные шумы и вибрации, которые вызывают дискомфорт и у пациента, и у стоматолога [1-3].

Препарирование твердых тканей зуба лазером считается более безопасным и комфортабельным, по сравнению с применением традиционного наконечника, потому что оно вызывает меньше боли и уменьшенный шум и вибрации [4]. В настоящее время в реставрационную стоматологию внедрены ультракороткие пульсирующие лазеры для того, чтобы преодолеть недостатки традиционных методов лечения. Так называемый ультракороткий пульсирующий лазер (USPL) имеет ширину пульса в пикосекунду (1 пикосенкунда= 10 -13 секунды) и фемтосекунду (1 фемтосекунда= 10 -15 секунды) [5,6]. Такие лазерные импульсы, которые распространяются с энергиями свыше миллиджоулей [7] и фокусируются на поверхности материала, позволяют удалять тонкие слои с высокой точностью и воспроизводимостью, что в результате приводит к значительно меньшему коллатеральному повреждению соседних тканей по сравнению с применением других термических, химических или механических процессов [8,9]. Kruger и др. стали первыми, кто исследовал применение фемтосекундного лазера в реставрационной стоматологии [10]. Daskalova и др. продемонстрировали, что, выбирая подходящие параметры, можно достигнуть эффективного препарирования поверхности дентина без очевидного термического повреждения, т.е. с минимизированными термически пораженными зонами и уменьшенным коллатеральным повреждением [11]. Такие достоинства могут сделать USPL технологию хорошим кандидатом для лечения твердых тканей зубов с точными границами препарирования и отсутствием термического повреждения вокруг отпрепарированных полостей. Однако, если USPL контролируется рукой при выполнении процесса препарирования зуба, то достичь требуемой точности будет все еще трудно.

За последние 20 лет технология медицинских роботов широко изучалась с целью преодоления ограничений ручного манипулирования и улучшения точности и стабильности хирургических операций [12-17]. По сравнению с ручным выполнением роботизированные действия могут обеспечить потенциальные преимущества, включая спланированное движение на основе трехмерных (3D) цифровых моделей для достижения повышенной точности, стабильность, чтобы избежать дрожания человеческой руки и эффективность для уменьшения времени операции. Более того, роботизированная манипуляция может облегчить страх и дискомфорт, связанные с консервативным стоматологическим лечением [18], и может обеспечить высокоточное выполнение за счет тщательно сконструированных сенсоров и систем силовых приводов в различных хирургических операциях [19]. Однако, согласно публикациям в научной литературе, не существует опубликованного исследования, которое комбинирует лазерную технологию и медицинских роботов для клинических операций 3D препарирования зуба.

В этом исследовании была разработана автоматическая система препарирования зуба, для того, чтобы преодолеть недостатки современных ручных методик препарирования зуба. Эта система стремится точно контролировать луч USPL во время препарирования твердых тканей зуба и, таким образом, традиционное механическое шлифовальное оборудование. Предварительные экспериментальные результаты препарирования 15 первых моляров в голове фантома подтвердили точность, эффективность и безопасность разработанной системы.

Материалы и методы

Компоненты роботизированной системы.

В соответствии с идеями и принципами проекта исследования (рис. 1а) система была разработана со следующими компонентами оборудования: 1) интраоральный 3D сканер (TRIOS, 3Shape A/S, Copenhagen, Denmark) для получения 3D данных запланированного зуба пациента, соседних зубов, противоположных зубов и арматуры зубов; 2) компьютерное программное обеспечение CAD/CAM (рис. 2a,b,c) для проектирования заданной формы препарирования и создания 3D пути движения лазера; 3) эффективный низко-температурный USPL генератор для обеспечения USPL лучей, которые подходят для препарирования твердых тканей; 4) имеющий 6 ступеней свободы, светопроводящий рукав, который может легко направлять лазерный луч к роботизированному устройству, приводя в результате к улучшенной коллимации и гибкости проводимости лазера (если пациент слегка сдвигается, устройство может синхронно двигаться вместе с системой, что обеспечивает подвижность системы); 5) роботизированная система (т.е. интраоральное автоматическое, контролирующее лазер, устройство для микропрепарирования) (рис. 1b), которая включает в себя два высокоскоростных гальванометра и одну фокусирующую линзу, которая спроектирована в соответствии с дентальной эргономикой и моделью распределения лазерного луча по Гауссу (рис. 3) (система создает высокую скорость (1900 мм/с), высокую точность (шаг точности 1 µm) и фокальную длину линзы (175 мм); путь трансмиссии лазерного луча показан на рис. 1е); и 6) арматура зуба, которая не только соединяет роботизированное устройство с требуемым зубом, но также защищает соседние зубы от повреждения лазером (арматура зуба была спроектирована, используя программное обеспечение Solidworks (Dassault Systemes SOLIDWORKS Corporation, Waltham, MA, USA) и было изготовлено при помощи метода 3D печати с точностью в 20 µm (рис. 1с)). Целостная система, за счет интеграции 6 компонентов, описанных выше, отвечает требованиям интраорального автоматического препарирования зуба (рис. 1d).

Рис. 1. Компоненты системы автоматического препарирования под полную коронку. (а) Концептуальная схематическая диаграмма системы автоматического препарирования под полную коронку. (b) Физический прототип роботизированного устройства, который использовался для выполнения препарирования зуба. (с) Физический прототип арматуры зуба и соединений между устройством, арматурой зуба и препарируемым зубом. (d) Дизайн интраоральной автоматической системы препарирования зуба. (е) Диаграмма рабочего принципа системы.

Рис. 2. Препарирование зуба автоматическим методом. (а) Компьютерный дизайн (CAD) зуба, отпрепарированного под полную коронку и трехмерные данные (3D) для зубных тканей, требующих удаления. (b) Схематическая диаграмма метода послойного препарирования зуба. (c) Программа цифрового контроля и дизайна пути для сканируемым лазером однослойным препарированием.

Рис. 3. Математическая модель распределения лазерного луча по Гауссу, используемое при разработке автоматического, с контролируемым лазером, микропрепарирующего устройства, в котором w(z) – это радиус в секции случайном луче по Гауссу, которое связано с дистанцией распространения светового луча; ? – это длина волны светового луча; f – это фокальная длина линз; w0 – сужение радиуса, появляющегося светового луча; а ZR – это половина длины сужения появляющихся световых лучей, которая являются эффективной рабочей длиной для лазерного препарирования.



Далее: [ 1 ] [ 2 ] [ к списку статей ]

Copyright by Dental-revue © 2001