口内和口外摄影测量系统的表面扫描及线性扫描精度：一项体外研究

《The Journal of Prosthetic Dentistry》：Surface and linear scan accuracy of intraoral and extraoral photogrammetry systems: An in vitro study

本研究通过体外实验比较了 intraoral (Aoralscan Elite) 和 extraoral (Icam4D, OxoFit) 光语法系统与传统硅橡胶印模（CNV）在 mandibular 完整种植体支撑修复体记录中的三维扫描准确性。结果显示，OX 的表面偏差最大，CNV 的线性偏差最小，IC 在精度上最优。所有方法的偏差均低于临床可接受阈值（表面偏差≤37.9μm，线性偏差≤94.2μm），表明光语法系统可作为传统印模的可靠替代方案。

　　
该研究由土耳其比鲁尼大学正畸学博士后研究人员塞维等人主导，旨在通过体外实验系统评估 intraoral（ intraoral photogrammetry）和 extraoral（extraoral photogrammetry）两种数字化扫描技术与传统硅橡胶印模（ conventional polyvinyl siloxane impression）在 mandibular（下颌）全牙列种植修复中的表面精度与线性精度差异。研究构建了一个标准化实验模型，采用具有6个骨结合种植体的下颌人工石模作为基准参照，通过工业级3D扫描仪建立参考标准STL文件，确保数据采集的基准一致性。

实验采用三阶段对比研究设计：
1. ** intraoral photogrammetry（Aoralscan Elite）**：使用专用定位扫描体固定种植体位置，通过多角度光学成像建立三维坐标。研究显示该技术表面精度达35.3±4.0微米，线性偏差中位数90.1微米，与常规印模存在统计学差异但临床可接受。
2. ** extraoral photogrammetry（Icam4D与OXO Fit）**：其中Icam4D系统表面精度37.9±0.4微米，显著优于OXO Fit系统（66.9±7.8微米），但后者线性偏差较低（77.3 vs 94.2微米）。研究指出设备硬件差异导致性能分化，例如OXO Fit的扫描体间距设计可能影响远端种植体定位精度。
3. **传统硅橡胶印模（CNV）**：作为对照组，其表面精度34.4±6.0微米，线性偏差中位数37.7微米，在统计学上与所有数字化方法存在显著差异（P<0.05），但实际偏差量级均未超过160微米（垂直方向）和150微米（水平方向）的临床安全阈值。

关键研究发现：
- **表面精度排序**：IC（Icam4D）> AE（Aoralscan Elite）> CNV > OX（OXO Fit）
- **线性精度排序**：CNV（37.7微米）> IC（94.2微米）> AE（90.1微米）> OX（77.3微米）
- **精度稳定性**：IC系统在重复扫描中表现出最佳精度一致性（标准差0.4微米），而OX系统离散性最大（标准差7.8微米）
- **临床适用性**：所有测试方法的最大偏差均控制在100微米以内，满足当前临床对垂直偏差≤1毫米、水平偏差≤345微米的生物安全标准

技术验证方法：
- 采用双盲随机化设计，由同一操作者完成所有扫描流程
- 扫描体固定采用骨水平连接体（Nobel Replace Conical Connection）
- 数据分析通过Geomagic Control X 2020.1执行，包含ICP（迭代最近点）最佳配准算法
- 精度评估双维度：表面精度采用均方根偏差（RMSD），线性精度通过欧氏距离计算
- 统计学处理采用非参数检验（Kruskal-Wallis）与参数检验（Welch ANOVA）结合方式

临床启示：
1. ** intraoral photogrammetry**已具备与常规印模相当的表面精度（P>0.05），特别在复杂下颌弓形结构重建中优势显著
2. ** extraoral photogrammetry**中Icam4D系统表现最佳，但需要结合临床情况评估扫描体固定难度与操作时间成本
3. ** OXO Fit系统**的表面精度偏差（66.9微米）虽在统计学显著范围内，但其离散性（标准差7.8微米）可能影响个性化修复体长期稳定性
4. 研究证实数字化记录技术可减少约30%的印模制作时间（传统印模需2-3小时，数字化扫描约15分钟）
5. 建议临床实践中采用IC系统进行下颌全牙列修复时，需注意扫描体间定位误差可能累积（每单位误差约0.2-0.5微米）

局限性分析：
- 实验环境为标准化石模，未模拟真实口腔环境中的唾液粘度、温度波动等因素
- 仅测试6种植体系统，未验证多植体数量（如8-10个）时的精度衰减规律
- 数字化系统依赖专用定位体，与传统印模的适应性（如适应轻度骨吸收或附着体变形）存在差异
- 未建立长期追踪数据库，无法评估精度偏差对修复体远期成功率的影响

未来研究方向：
1. 开发无标记点的光学生成技术，解决现有系统对专用定位体的依赖
2. 建立基于深度学习的动态补偿算法，修正扫描过程中因患者移动或张口度不足导致的误差
3. 比较数字化记录与传统方法在骨结合不佳或软组织厚度不均患者的适用性
4. 研究多模态数据融合技术，将光学生成数据与CBCT影像结合提升精度
5. 开展大规模临床研究（n>500），验证长期成功率与并发症发生率

该研究为数字化印模技术提供了重要的基准数据，证实新型光学生成系统在临床应用中的可行性。建议口腔修复科在处理下颌全牙列种植修复时，优先选择ICam4D系统（IC），次选Aoralscan Elite（AE），而OXO Fit（OX）需谨慎评估特定病例适用性。同时，建议医疗机构根据设备投资回报周期（数字化系统约2-3年回收成本）和临床需求（如病例复杂度、患者依从性）进行合理选型。