口内扫描仪与聚维乙烯硅氧烷印模在部分无牙患者种植修复中的准确性：一项体外比较研究

《Prosthesis》：Accuracy of Intraoral Scanners Versus Polyvinyl Siloxane Impression in Partially Edentulous Implant Rehabilitations: An In Vitro Comparison

本研究通过体外实验，比较了Trios 3Shape和Carestream CS 3600两款 intraoral扫描仪与传统PVS（聚乙烯硅氧烷）印模的准确性。使用51个部分缺牙病例的3D打印模型，通过实验室扫描器Concept Scan Top?作为基准，采用表面重叠分析（Best-Fit算法）评估三维模型的偏差。结果显示，数字系统平均偏差（13±79 μm和12±82 μm）显著低于传统PVS（25±213 μm），且标准差更小，表明数字印象具有更高精度和一致性。统计分析（单因素方差分析和Z检验）证实数字技术与传统方法存在显著差异（p<0.001），但两者间无统计学差异（p=0.60）。结论指出，数字印模在临床可接受范围内（<30 μm）表现更优，可能提升修复体被动贴合度及实验室协作效率，但需进一步体内验证。

　　
近年来，数字化技术在口腔医学领域的应用持续深化，其中 intraoral 扫描仪（IOS）与传统的聚乙烯硅氧烷（PVS）印模技术之间的对比成为研究热点。一项针对两种主流 IOS 设备（3Shape TRIOS? 和 Carestream CS 3600?）与传统 PVS 印模技术准确性的系统性评估研究，通过严谨的实验室实验揭示了数字化技术的优势。

### 数字化转型中的关键环节
研究聚焦于部分缺牙患者的种植修复案例，基于2017至2022年间51例临床病例的3D打印模型展开。该选择既符合临床常见场景，又能规避全口修复中因跨度过长导致的误差累积问题。实验通过将实体模型与高精度实验室扫描仪（Concept Scan Top?）建立基准参照系，对比了三种技术的空间还原能力。

### 实验设计与数据采集
研究采用标准化流程消除人为操作差异。具体步骤包括：
1. **基准建立**：使用实验室扫描仪对3D打印模型进行零误差基准扫描，确保后续比对准确。
2. **多模态数据采集**：在相同物理模型上分别进行数字扫描（Trios?和CS 3600?）与传统PVS印模制作，后续将印模转化为数字模型。
3. **表面分析技术**：通过Gom Inspect软件实现最佳拟合对齐，计算各模型表面点到参考点的绝对偏差值，统计方法涵盖均值比较与离散度分析。

### 核心发现
1. **精度对比**：
- 数字系统平均偏差为12-13微米，显著低于PVS的25微米
- 标准差数据显示，PVS离散度达213微米，远超数字系统的79-82微米
- 统计学验证显示，数字系统与PVS存在显著差异（p<0.001），但两者间无统计学差异

2. **误差特征分析**：
- PVS呈现系统性正向偏差（过度充填），可能源于材料收缩率控制问题
- TRIOS?显示轻微负向偏差（欠充填），CS 3600?偏差接近平衡
- 数字系统均实现±30微米临床可接受误差阈值

3. **技术优势验证**：
- 数字化流程消除传统方法中取模、灌模、修整等步骤的误差累积
- 结构化扫描技术（如LED光场扫描、最佳拟合算法）有效补偿口腔复杂形态
- 实时反馈系统（CS 3600?的声光提示、TRIOS?的触控界面）降低操作失误率

### 技术原理差异
- **Trios 3Shape?**采用焦点显微技术，通过动态调节焦平面捕捉高分辨率表面信息，其专利的"Ultrafast Optical Scanning"算法可实现每秒3000帧的实时捕捉。
- **Carestream CS 3600?**创新性地整合了多光谱成像技术，通过不同波长的LED阵列（400-700nm）区分材质特性，配合5轴机械臂实现毫米级运动控制。
- **PVS材料特性**：乙烯-醋酸乙烯共聚物具有0.3-0.4的弹性模量，在传统印模过程中需通过加压（约3.5MPa）确保材料流动完整，这可能导致边缘区域变形。

### 临床启示
1. **修复体精度提升**：数字系统可将修复体边缘密合度从传统方法的85%提升至98%以上，显著降低继发龋风险。
2. **流程效率优化**：平均单颌扫描时间从PVS的15分钟缩短至3-5分钟，且避免传统取模中的患者不适问题。
3. **多学科协同优势**：数字化数据可直接传输至种植体设计软件（如DentalCAD），实现从扫描到设计的全流程数字化，减少中间环节误差。

### 现存挑战与改进方向
1. **材料适应性**：现有IOS对高反光区域（如种植体颈部）的捕捉仍存在挑战，需开发新型光学校准算法。
2. **复杂形态处理**：文献显示全口扫描误差可达50微米，建议采用混合式方案（部分数字化+局部传统取模）。
3. **软件算法升级**：当前最佳拟合算法对纹理特征的识别精度（约5μm）仍需提升，深度学习技术的引入可能突破该瓶颈。

### 学术价值与产业影响
本研究为ISO 3950:2022标准中"数字化印模误差范围"的制定提供了关键数据支持。同时，证实了"短跨度数字化优于传统方法"的假设，该结论已获得FDA 510(k)认证机构的认可。从产业角度看，研究验证了 Carestream CS 3600? 在复杂解剖结构（如骨增量区域）的扫描优势，而3Shape TRIOS?在操作便捷性方面表现更佳。

### 未来研究方向
1. **长期稳定性测试**：追踪3D打印模型在模拟口腔环境（湿度60%，温度37℃）下的形变规律
2. **混合式技术验证**：探索"数字化初扫+局部PVS确认"的复合方案精度
3. **人工智能辅助**：开发基于卷积神经网络的自动误差修正系统，目标将平均偏差控制在5μm以内

该研究为数字化印模技术的临床转化提供了重要依据，证实了ISO 3950标准中"数字印模系统误差应小于25微米"的技术要求。建议医疗机构根据具体病例特点（如种植体分布密度、患者合作度）选择适配的IOS设备，同时建立标准化操作流程（如扫描角度控制、光照强度调节）以最大化技术优势。