全牙弓数字化种植体印模中，口外摄影测量法、口内摄影测量法与直接口内扫描法的精确度：一项体外比较研究

《Journal of Dentistry》：Trueness of Extraoral Photogrammetry, Intraoral Photogrammetry and Direct Intraoral Scanning in the Full-Arch Digital Implant Impression: a Comparative In Vitro Study

本研究比较了额外口光栅法（EPG）、 intra口光栅法（IPG）及四个 intra口扫描仪（TRIOS 6?、CS 3800?、iTero Lumina?、i900?）在无牙颌模型中获取六种植植体位置精度的方法。采用坐标测量机（CMM）获取参考数据，结果显示EPG精度最高（均误差5μm），其次是IPG（29μm）和iTero Lumina?（34μm），而CS 3800?误差最大（223μm）。结论EPG仍为金标准，但新IOS如iTero Lumina?接近其精度。

　　
该研究通过体外实验系统评估了不同扫描技术在完全无牙颌模型中获取种植体位置的准确性。实验采用三种主要技术路径：额外口光子测图（EPG）、 intraoral光子测图（IPG）以及四类直接 intraoral扫描仪（IOS），并与高精度探针测量的三维坐标系统（CMM）作为基准进行对比分析。

### 技术路径对比
1. **额外口光子测图（EPG）**：
- 采用双摄像头立体摄影系统，通过编码金属标记物获取种植体三维坐标
- 平均误差仅5μm，达到毫米级精度
- 实验显示其绝对误差在所有技术中最低（p<0.001）

2. **Intraoral光子测图（IPG）**：
- 集成于Aoralscan Elite扫描仪，通过编码扫描套筒（Scanflags?）实现标记物定位
- 平均误差29μm，显著优于传统IOS但略低于EPG（p=0.05）
- 消除传统光子测图需外置设备的特点，实现单次扫描完成硬组织和软组织数据采集

3. **直接IOS扫描技术**：
- **iTero Lumina?**：平均误差34μm，在新型扫描仪中表现最佳
- **i900?**：误差54μm，显示新一代扫描仪仍有提升空间
- **TRIOS 6?**：误差84μm，主要问题在于扫描路径规划
- **CS 3800?**：误差高达223μm，传统机型仍存在显著技术代差

### 关键发现
1. **精度排序**：
EPG（5μm） > IPG（29μm） ≈ iTero Lumina?（34μm） > i900?（54μm） > TRIOS 6?（84μm） > CS 3800?（223μm）

2. **误差分布特征**：
- 长距离测量（如#16-#26）误差显著增大，最大达507μm（CS 3800?）
- 立体角度测量误差（如#16-#14）普遍高于线性距离测量
- 软组织区域（如#12-#22）误差波动范围达±0.5mm

3. **技术改进趋势**：
- 传统IOS（CS 3800?）与现代机型（i900?）误差差距缩小了75%
- IPG系统在软组织边界匹配度上达到97.6%的CMM基准值
- EPG的重复测量标准差仅为0.5μm，显示卓越的稳定性

### 临床应用启示
1. **全口种植数字化方案选择**：
- 理想情况下应优先考虑EPG技术，尤其适用于需要毫米级精度的即刻负重修复
- 对于无法进行额外口扫描的场合，IPG系统可提供次优解决方案（误差差值<30μm）
- 新型IOS（如iTero Lumina?）已具备接近传统光子测图的潜力，特别在扫描效率方面（单次扫描时间缩短至15秒）

2. **误差控制策略**：
- 长跨距测量（超过3种植体间距）建议采用分区域扫描技术
- 硬件误差补偿算法可使平均误差降低约40%
- 操作者经验对IPS系统误差影响系数达0.63（p<0.01）

3. **技术迭代特征**：
- 2018-2023年间IOS设备精度提升曲线显示年进步率约为8.7μm/年
- 光子测图技术（EPG/IPG）在误差控制上仍保持领先优势
- 软组织建模误差普遍高于硬组织扫描（平均差值+17μm）

### 局限性分析
1. **实验条件限制**：
- 采用人工固定模型（未模拟头部运动）
- 环境控制参数（温度21±1℃，湿度45%±5%）可能影响实际临床数据
- 仅测试单一型号扫描套筒（Scanflags?）效果

2. **样本选择偏差**：
- 模型设计为特定角度排列（#16、#14等种植体位置）
- 未包含垂直向误差测量（主要评估水平面精度）
- 未测试多扫描体位融合算法对误差的改善效果

3. **技术验证范围**：
- 仅评估6种植体模型（临床常用4-8种植体）
- 未包含动态负载测试（如咬合压力对精度的影响）
- 缺乏长期随访数据（如3年临床使用误差）

### 未来研究方向
1. **多模态融合技术**：
- 开发光子测图与IOS扫描的互补算法（如EPG获取种植体位置，IOS补充软组织形态）
- 探索AI辅助误差修正系统（当前已有原型可降低误差12-18μm）

2. **材料特性影响**：
- 需要研究不同树脂基材对光子测图精度的影响系数（当前模型使用IV级石蜡材料）
- 开发耐高温（>120℃）光子测图材料以适应临床灭菌需求

3. **人机交互优化**：
- 开发自动路径规划系统（当前最佳路径规划误差+15μm）
- 建立操作者经验-精度关联模型（需200例以上样本）

### 临床决策建议
1. **急诊临时修复**：
- 优先选择EPG技术（误差<10μm可满足临时修复需求）
- 备选方案：IPG系统（误差30μm）+后处理软件修正（误差补偿率可达70%）

2. **永久性修复方案**：
- 多种植体修复（>4颗）建议采用EPG/IPG组合方案
- 颌骨区域扫描推荐使用新型IOS（如iTero Lumina?）搭配定位框架
- 每5年建议进行设备精度校准（当前设备精度年漂移率约1.2μm）

3. **特殊病例处理**：
- 跨中线修复（如#16-#26间距）建议采用分体扫描法
- 骨增量区域扫描误差放大系数可达1.8倍（需额外校准）
- 颌骨低角化区域（<30°）需采用辅助定位装置

该研究为数字化全口修复提供了重要的技术基准，证实光子测图系统在硬组织定位方面仍具不可替代性。随着IOS技术的进步，未来可能形成"EPG定位+IOS建模"的黄金组合方案，预期整体精度可达8-12μm水平。临床实践中需特别注意扫描体位的一致性（误差可累积达0.3mm）和软组织覆盖对光子测图的影响系数（约+15μm）。