Применение системы СAD/CAM в стоматологии
История применения системы СAD/CAM в стоматологии
Этапы работы системы СAD/CAM для изготовления зубных протезов
Благодаря своей высокой точности, производительности и универсальности решаемых задач информационные технологии не могли не найти применения в медицине и, в частности, в стоматологии. Появились даже термины «стоматологическая информатика» и «компьютерная стоматология».
Цифровые технологии могут использоваться на всех этапах ортопедического лечения. Существуют системы автоматизированного заполнения и ведения различных форм медицинской документации, например Kodak EasyShare (Eastman Kodak, Rochester, N.Y.), Dental Base (ASE Group), ThumbsPlus (Cerious Software, Charlotte, N. C.), Частная практика стоматолога (DMG), Dental Explorer (Quintessence Publishing) и др. В этих программах помимо автоматизации работы с документами может присутствовать функция моделирования на экране конкретной клинической ситуации и предлагаемого плана лечения стоматологических пациентов. Уже существуют компьютерные программы, которые имеют возможность распознавания голоса врача. Впервые такая технология была применена в 1986 г. компанией ProDenTech (Batesville, Ark., USA) при создании автоматизированной системы ведения медицинской документации Simplesoft. Из таких систем наиболее востребована среди американских стоматологов Dentrix Dental Systems (American Fork, 2003).
Компьютерная обработка графической информации позволяет быстро и тщательно обследовать пациента и показать его результаты как самому пациенту, так и другим специалистам. Первые устройства для визуализации состояния полости рта представляли собой модифицированные эндоскопы и были дорогими. В настоящее время разработаны разнообразные внутриротовые цифровые фото- и видеокамеры (AcuCam Concept N (Gendex), ImageCAM USB 2.0 digital (Dentrix), SIROCAM (Sirona Dental Systems GmbH, Germany) и др.). Такие приборы легко подключаются к персональному компьютеру и просты в использовании. Для рентгенологического обследования все чаще используются компьютерные радиовизиографы: GX-S HDI USB sensor (Gendex, Des Plaines), ImageRAY (Dentrix), Dixi2 sensor (Planmeca, Finland) и др. Новые технологии позволяют минимизировать вредное воздействие рентгеновских лучей и получить более точную информацию. Созданы программы и устройства, анализирующие цветовые показатели тканей зубов, например системы Transcend (Chestnut Hill, USA), Shade Scan System (Cynovad, Canada), VITA Easyshade (VITA, Germany). Эти устройства помогают определить цвет будущей реставрации более объективно.
Есть компьютерные программы, позволяющие врачу изучить особенности артикуляционных движений и окклюзионных контактов пациента в анимированном объемном виде на экране монитора. Это так называемые виртуальные, или 3D-артикуляторы. Например, программы для функциональной диагностики и анализа особенностей окклюзионных контактов: MAYA, VIRA, ROSY, Dentcam, CEREC 3D, CAD (AX Compact). Для выбора оптимального метода лечения с учетом особенности клинической ситуации разработаны автоматизированные системы планирования лечения. Даже проведение анестезии может контролировать компьютер.
Технология автоматизированного проектирования и изготовления зубных протезов
Теоретические основы автоматизированного проектирования и производства различных объектов сформировались в 60-х-начале 70-х годов XX века.
Для обозначения систем автоматизированного проектирования во всем мире используется аббревиатура CAD (от англ. Computer-Aided Design), а для обозначения систем автоматизации производства — CAM (от англ. Computer-Aided Manufacturing). Таким образом, CAD определяет область геометрического моделирования разнообразных объектов с использованием компьютерных технологий. Термин CAM, соответственно, означает автоматизацию решения геометрических задач в технологии производства. В основном это расчет траектории движения инструмента. Поскольку эти процессы дополняют друг друга, в литературе часто встречается термин CAD/CAM. Интегрированные CAD/CAM-системы — это максимально наукоемкие продукты, постоянно развивающиеся и включающие в себя новейшие знания в области моделирования и обработки материалов. Затраты на их разработку составляют 400-2000 человеко-лет.
Первые теоретические исследования о возможности использования автоматизированных систем для восстановления разрушенных зубов были проведены Altschuler в 1973 г. и Swinson в 1975 г. Прототипы стоматологических CAD/CAM систем впервые были предложены в середине 1980-х годов несколькими независимыми группами ученых. Anderson R. W. (система РroCERA, 1983), Duret F. и Termoz C. (1985), Moermann W. H. и Brandestini M. (система CEREC, 1985), Rekow (система DentiCAD, 1987) считаются первооткрывателями в этой области. Сегодня в мире уже выпускается около трех десятков различных работоспособных стоматологических CAD/CAM-систем.
С самого начала технология развивалась в двух направлениях. Первое — индивидуальные (мини) CAD/CAM-системы, позволяющие изготовить реставрацию в пределах одного учреждения, иногда даже непосредственно в стоматологическом кабинете и в присутствии пациента (CEREC 3, Sirona Dental Systems GmbH, Germany). Основное преимущество таких систем — оперативность изготовления любой конструкции. Например, изготовление однослойной цельнокерамической коронки от начала препарирования зуба и до момента фиксации готовой коронки при использовании системы CEREC 3 занимает около 1-1,5 часа. Однако для полноценной работы необходим весь комплекс оборудования (дорогостоящего).
Второе направление развития CAD/CAM-технологии — это централизованные системы. Они предусматривают наличие одного производственного высокотехнологичного центра, изготавливающего на заказ большой ассортимент конструкций, и целой сети удаленных от него периферических рабочих станций (например, РroCERA, Nobel Biocare, Sweden). Централизация производственного процесса позволяет стоматологам не приобретать изготавливающий модуль. Основной недостаток таких систем — невозможность провести лечение пациента за одно посещение и финансовые затраты на доставку готовой конструкции врачу, поскольку производственный центр иногда может находиться даже в другой стране.
Несмотря на такое многообразие, основной принцип работы всех современных стоматологических CAD/CAM-систем остался неизменным с 1980-х годов и состоит из следующих этапов:
1. Сбор данных о рельефе поверхности протезного ложа специальным устройством и преобразование полученной информации в цифровой формат, приемлемый для компьютерной обработки.
2. Построение виртуальной модели будущей конструкции протеза с помощью компьютера и с учетом пожеланий врача (этап CAD).
3. Непосредственное изготовление самого зубного протеза на основе полученных данных с помощью устройства с числовым программным управлением из конструкционных материалов (этап CAM).
Различные стоматологические CAD/CAM-системы отличаются лишь технологическими решениями, используемыми для выполнения этих трех этапов.
Сбор данных
Системы CAD/CAM-значительно отличаются между собой на этапе сбора данных. Считывание информации о рельефе поверхности и перевод ее в цифровой формат осуществляется оптическими или механическими цифровыми преобразователями (дигитайзерами). Термин «оптический слепок» для описания процесса оптического считывания информации с протезного ложа был введен французским стоматологом Франком Дуретом (Francois Duret) в 1985 г. Основное отличие оптического слепка от обычной плоской цифровой фотографии объекта состоит в том, что он является трехмерным, т.е. каждая точка поверхности имеет свои четкие координаты в трех взаимно перпендикулярных плоскостях. Устройство для получения оптического слепка, как правило, состоит из источника света и фотодатчика, преобразующего отраженный от объекта свет в поток электрических импульсов. Последние оцифровываются, т.е. кодируются в виде последовательности цифр 0 и 1, и передаются в компьютер для обработки. Большинство оптических сканирующих систем исключительно чувствительно к различным факторам. Так, небольшое движение пациента в процессе получения и накопления данных приводит к искажению информации и ухудшает качество реставрации. Кроме того, на точность оптического способа сканирования существенно влияют отражающие свойства материала и характер изучаемой поверхности (гладкая она или шероховатая).
Механические сканирующие системы считывают информацию с рельефа контактным зондом, который шаг за шагом передвигается по поверхности согласно заданной траектории. Прикасаясь к поверхности, устройство наносит на специальную карту пространственные координаты всех точек контакта и оцифровывает их. Для обеспечения максимальной точности в процессе сканирования от начала и до конца недопустимо малейшее отклонение сканируемого объекта относительно его первоначального положения.Из всего многообразия доступных CAD/CAM-комплексов пока только два обладают возможностью проведения высокоточного внутриротового сканирования. Это системы CEREC 3 (Sirona Dental Systems GmbH, Germany) и Evolution 4D (D4D Technologies, USA). Все остальные CAD/CAM-системы оснащены точными оптическими или механическими сканирующими устройствами, размеры или особенности работы которых не позволяют проводить сбор данных о рельефе непосредственно в полости рта пациента. Для работы таких систем требуется предварительное получение традиционных оттисков слепочными материалами и изготовление гипсовых моделей.
Компьютерное моделирование конструкции протеза
Возможно, в будущем появятся технологии изготовления предметов, не требующие предварительного точного геометрического описания создаваемого объекта, но пока это невозможно.
В первых стоматологических автоматизированных системах проектирование будущих конструкций было наиболее трудоемким этапом, требующим от врача серьезных навыков в области черчения и геометрии. Необходимо было вручную вводить координаты всех ключевых точек, в которых изменялось направление движения шлифовального устройства. Некоторые из автоматических систем и по сей день требуют предварительного изготовления вручную прототипа реставрации из воска или пластмассы (так называемой промежуточной модели), с последующим ее механическим копированием в соотношении 1:1 (система CELAY, Mikrona Technologic, Sweden).
Развитие автоматизированного проектирования у всех производителей стоматологических CAD/CAM-систем было направлено на упрощение и максимальную визуальную ясность данного процесса. Современные системы, получив со сканера оцифрованную информацию о рельефе поверхности протезного ложа, приступают к построению его изображения на экране монитора. После этого специальное программное обеспечение предлагает врачу наиболее приемлемый вариант реставрации зуба. Некоторые из современных компьютерных программ могут спроектировать протезы, не уступающие по своим параметрам работам опытных зубных техников. Степень вмешательства, необходимого от оператора системы CAD/CAM для того, чтобы спроектировать реставрацию, может меняться в пределах от минимальных пользовательских настроек до существенного изменения конструкции. Даже в наиболее автоматизированных системах пользователь обычно имеет возможность изменить автоматически спроектированную реставрацию согласно своим предпочтениям. Широкое развитие получило трехмерное анимированное моделирование будущей конструкции. Оно в значительной мере упрощает и ускоряет процесс создания виртуальной модели протеза, делает его более наглядным. Врач может рассмотреть на экране монитора конструкцию со всех сторон, при различном увеличении и внести свои поправки.
Изготовление реставрации
Когда моделирование будущей реставрации завершено, программное обеспечение CAD преобразовывает виртуальную модель в определенный набор команд. Они, в свою очередь, передаются на производственный модуль CAM, который изготавливает спроектированную реставрацию. Там полученный набор команд преобразуется в последовательность электрических импульсов, управляющих высокоточными движениями изготавливающего инструмента.
Ранние автоматизированные системы изготавливали зубную реставрацию путем вырезания из готового блока с использованием вращающихся алмазных или твердосплавных боров и дисков. Этот подход, при котором излишки конструкционного материала удаляются, чтобы создать заданную форму протеза, получил название «отнимающий метод» (англ. subtractive). «Отнимающее» изготовление позволяет создать законченную форму сложной конфигурации очень точно, но значительная часть материала расходуется впустую. Приблизительно 90% готового блока удаляется при создании типичных реставрациий зубов. Как альтернатива «добавляющие» (англ. additive) методы производства начинают находить применение в автоматизированных системах. Иногда их называют методами изготовления твердого тела свободной формовкой (англ. solid free-form fabrication). Впервые такие методы были использованы в микроэлектронике при быстром прототипировании деталей.
Избирательное лазерное спекание — одна из технологий, которые используются для изготовления керамических или металлических зубных реставраций. Примером могут служить стоматологические системы Medifacturing (Bego Medical AG, Germany) и DigiDent (Hint-ELs, Germany). При этом методе компьютер просчитывает траекторию движения инструмента, как и в других существующих CAD/CAM-системах. Однако система не сошлифовывает, а спекает лучом лазера слой материала, двигаясь по заданной траектории внутри емкости, заполняемой послойно керамическим или металлическим порошком. Каждый последующий слой спаивается с предыдущим. Такая технология позволяет изготовить конструкции сложной формы без потерь материала.
Некоторые системы CAD/CAM комбинируют «добавляющие» и «отнимающие» подходы. Например в системе Procera (Nobel Biocare, Sweden) сначала фрезеруется увеличенная металлическая копия культи опорного зуба («отнимающий» метод). Это увеличение рассчитывается компьютером, чтобы компенсировать усадку во время окончательного спекания реставрации. Затем порошок прессуется под давлением на металлический штампик-матрицу, создавая увеличенную реставрацию («добавляющий» метод). После этого блок фрезеруется снаружи (снова «отнимающий» метод), чтобы создать точные внешние контуры реставрации. В заключение увеличенная конструкция снимается с металлического штампика и спекается для достижения материалом окончательной твердости и размера.
Другой вариант сочетания «добавляющего» и «отнимающего» подходов использован в системе Wol-Ceram (Germany). На первом этапе создается колпачок «добавляющим» способом. Суть процесса заключается в осаждении кристаллов оксида алюминия из суспензии на поверхность культи методом электрофоретической дисперсии. Оператор вручную срезает излишки материала, выступающие за края уступа. Внешняя поверхность реставрации формируется шлифованием («отнимающий» подход). Затем оператор снимает колпачок со штампика-матрицы, пропитывает его стеклом и спекает.
Интересный пример «добавляющей» технологии — изготовление моделей протезов методом трехмерной печати. CAM-устройство WaxPro printer (система Pro 50, Cynovad, Canada) действует, как струйный принтер, только вместо чернил он выстреливает микроскопические порции расплавленного воска. Так, слой за слоем и получается восковая модель каркаса или искусственной коронки. В дальнейшем по восковой репродукции протез отливается из металла или прессуется из керамики. Усовершенствованный вариант печатающего модуля системы Cynovad способен создавать конструкции не только из воска, но и из композиционных материалов. Это существенно расширяет возможности данной системы и позволяет, к примеру, использовать ее для изготовления челюстно-лицевых протезов.
Стремительное развитие стоматологических систем автоматизированного проектирования и производства протезов привело к появлению нового сегмента в материаловедении — материалы для CAD/CAM-технологии.
Область применения стоматологических CAD/CAM-систем не ограничивается одним только изготовлением зубных протезов. Так, разработано несколько CAD/CAM-систем для применения в хирургической практике. Например, система SurgiGuide (Materialise, Belgium) используется для изготовления индивидуальных хирургических шаблонов, облегчающих правильное расположение зубных имплантов во время операции. CAD/CAM-система Nobel Guide software (Nobel Biocare, Sweden) позволяет изготовить реставрацию непосредственно после установки имплантата. Обе системы используют данные, полученные методом компьютерной томографии, специальное программное обеспечение CAD, чтобы определить идеальное размещение реставрации, и технологии CAM для производства шаблонов или рабочих моделей.
Таблица. Компьютерные технологии, применяемые в стоматологии
Система SL-Perfactory (Envisiontec GmbH, Germany) использует стереолитографию («добавляющий» процесс) для изготовления окклюзионных шин и им подобных аппаратов. Суть процесса заключается в послойном избирательном отверждении светом жидкого фоточувствительного акрилового мономера.
Созданы автоматизированные системы для использования в процессе обучения студентов-стоматологов и зубных техников — так называемые стоматологические симуляторы. Такие комплексы значительно ускоряют приобретение студентами навыков по препарированию и восстановлению разрушенных зубов.
Компьютерные технологии могут применяться на всех этапах оказания стоматологической помощи. Своевременная подготовка специалистов, в полной мере владеющих такими технологиями, является важным условием широкого внедрения современных информационных технологий во все сферы стоматологии. Компьютерные технологии уже изменили нашу жизнь. Вопрос в том, до какой степени они смогут изменить стоматологию.
Лекция № 2.
«Применение светоотверждаемых композитных материалов в стоматологии.
poznayka.org
12.02.2015
Прогресс метода КТ стал важной предпосылкой внедрения методов автоматизированного проектирования в клиническую практику.
Эти методы являются основой современного производства в машино- и приборостроении, аэрокосмической области, энергетике, ювелирной промышленности и т.д. и основываются на применении так называемых CAD / CAM / CAE-систем.
Аббревиатуру CAD (Computer-Aided Design) используют для обозначения автоматизированных систем проектирования с использованием компьютерных технологий. Как правило, CAD-системы применяют для двух- или трехмерного геометрического моделирования и дизайна инженерных изделий, а также оформления проектной документации в программной среде.
САМ (Computer-Aided Manufacturing) — обозначает системы автоматизации производства с помощью компьютера. CAM-системы реализуют автоматизацию решения геометрических задач в технологических процессах, передаче информации и управления оборудыванием и приборами, необходимыми для изготовления детали.
CAE (Computer Aided Engineering) — системы инженерного анализа для проведения численных расчетов с помощью компьютерной техники, что, как правило, основывается на использовании метода конечных элементов.
Все эти процессы дополняют друг друга и, как правило, реализуются в интегрированных CAD / CAM или СAD / САМ / САЕ-системах, которые являются инновационными, максимально наукоемкими продуктами, которые используются во многих научных дисциплинах, в частности в медицине.
Применение CAD / CAM / CAE-систем позволяет сократить затраты времени и средств на проектирование, планирование и изготовление сложных инженерных деталей, повышает качество и технический уровень результатов проектирования, уменьшает затраты на натурное моделирование и испытания.
CAD / CAM / CAE-система предполагает наличие ряда компонентов, в частности технического обеспечения (электронно-вычислительная техника, системы телекоммуникаций, оборудования для изготовления детали с числовым программным управлением – 3D-принтеры, фрезерные станки и т.п.), программного обеспечения (комплекс программ, которые дают возможность проводить геометрическое моделирование и инженерные расчеты, сохранять и передавать информацию на устройства, обеспечивающие изготовление деталей), определенных классов задач) и др.
В медицине CAD-системы используют в целях:
CAM-системы применяют для изготовления:
Рисунок 1. Анатомическая модель опухоли в челюсти, созданная методом 3D печати.
Рисунок 2. Отфрезерованный каркас из титана на 5-ти осевом фрезерном станке.
CAE-системы позволяют изучать механическое поведение биологических систем в различных условиях нагрузки, в частности прогнозировать функциональные последствия хирургических вмешательств, в том числе при установлении различных имплантатов, протезов, лечебных устройств.
Рисунок 3. Анализ напряжений методом конечных элементов при вкручивании импланта в кость.
Теоретические основы автоматизированного проектирования и производства были заложены в 60-70-х годах XX в. В стоматологии применение CAD / CAM-систем началось в 80-х годах XX в. в области ортопедической стоматологии (С.И. Вольвач, 2002; С.В. Чиканов, 2002). В основе первых стоматологических CAD / CAM-систем лежала технология производства каркасов зубных протезов с помощью компьютерного моделирования и фрезерования на станках с числовым программным обеспечением. Впервые такие системы были предложены независимыми группами американских и швейцарских ученых. R.W. Anderson в 1983 разработал систему ProCERA. W.H. Moermann и М. Brandestini в 1985 году. в университете Цюриха разработали систему CEREC, в 1987 было представлено систему DentiCAD.
Суть предложенных методик состояла в том, что изготовление протеза или его частей осуществлялось автоматически при помощи фрезерных станков с числовым программным управлением на основе предварительно созданной виртуальной компьютерной модели. Процесс моделирования в свою очередь происходил на основе данных о геометрии протезного ложа и окклюзионной поверхности зубов-антагонистов, полученных в процессе трехмерного сканирования поверхности.
Дальнейшее развитие и совершенствование CAD / CAM-технологий в области производства зубных протезов способствовали появлению большого количества программных продуктов и технологических средств. На сегодняшний день количество CAD / CAM-систем, применяемых в стоматологии, преувеличивает 70. Среди них Hint-Els (Hint-Els, GmbH), Organical (R + K CAD / CAM), Katana (Noritake), Procera (Nobel Biocare), Zeno TEC (Wieland dental), CEREC inLab (Sirona), ARTIKON (Dental design group), KaVo Everest (KaVo), Lava (ЗМ) и др. Одни из них позволяют изготовлять протезную конструкцию в пределах одной клиники, иногда даже непосредственно в стоматологическом кабинете в присутствии пациента (CEREC 3, Sirona Dental Systems GmbH, Germany), а другие предполагают наличие одного высокотехнологического центра, способного изготовить большой ассортимент конструкций для целой сети удаленных от него стоматологических клиник (ProCERA, Nobel Biocare, Sweden). Вся необходимая информация передается от клинициста в производственный центр с помощью информационных и телекоммуникационных систем.
При помощи CAD / CAM-систем на сегодняшний день можно изготавливать вкладки, единичные коронки, мостовидные протезы различных размеров, телескопические коронки, индивидуальные абатменты для дентальных имплантатов, временные коронки, каркасы съемных протезов и т.д.
CAD / CAM-технологии по сравнению с традиционными методами изготовления зубных протезов имеет ряд преимуществ, основным из которых является высокая точность, которая обеспечивает максимальное соответствие протетической конструкции и поверхности протезного ложа и зубов-антагонистов. Фрезерования на станках с числовым программным управлением проводиться из фабричных заготовок, изготовленных серийно из высококачественного материала, что обеспечивает необходимую прочность и твердость протеза во всех случаях, а высокое качество полировки поверхности при этом создает совершенную эстетику. СAD / CAM-технологии обеспечивают значительную экономию времени зубного техника (более чем в 5 раз) при высоком уровне автоматизации труда и увеличения работоспособности. Их применение стало предпосылкой широкого внедрения протезов из оксида циркония, поскольку традиционные зуботехнические методики для обработки этого материала непригодны.
При внедрении СAD / CAM-технологии меняется философия взаимоотношений в системе пациент-ортопед-стоматолог-зубной техник. Возрастает роль информационных и телекоммуникационных технологий, в частности сети Интернет в процессе обмена информацией между лабораторией (фрезерным центром) и клиникой, которые могут быть территориально удаленными друг от друга, располагаясь в разных городах или даже странах. Пациент получает возможность увидеть виртуальную модель своего протеза еще на этапе планирования. Благодаря этому он лучше понимает план лечения и его ожидаемые результаты, может принимать активное участие в процессе принятия клинических решений.
Все это позволяет утверждать, что стоматологические системы CAD / CAM со снижением их стоимости и увеличением доступности будут иметь неоспоримые клинические и экономические преимущества перед традиционными системами.
Вместе с тем следует отметить, что в историческом аспекте развитие CAD / CAM-технологий в рамках ортопедической стоматологии не имели существенного влияния на другие стоматологические области, хирургическую стоматологию и челюстно-лицевую хирургию. Достижения стоматологических систем автоматизированного проектирования находили ограниченное применение в сфере зубного протезирования и не могли быть использованы для решения других клинических задач. Это было связано с тем, что в качестве входных данных все предложенные системы использовали оптическое или механическое сканирование поверхности объекта исследования. Оптические или механические сканеры за небольшим исключением не позволяли проводить сканирование поверхности в полости рта пациента и были ориентированы на исследование жестко-закрепленных гипсовых моделей. Такой подход оказался непригодным для хирургической практики. Существенный прогресс в этой области был связан с усовершенствованием томографических методов, обеспечив возможность получения информации, необходимой для трехмерного моделирования внутренних структур организма и методов лазерной стериолитографии (техники быстрого прототипирования «Rapid prototyping», 3D-принтеры и т.д.).
Был создан ряд программных продуктов, которые обеспечили внедрение CAD / САМ / САЕ-технологий в практику челюстно-лицевой хирургии ортопедии и травматологии, кардиохирургии, нейрохирургии и т.д.
tomograf.ua
Cad/Cam-технологии в стоматологии для 3d-моделирования зубов – новый проект автоматизации и автономизации лаборатории зубной техники. Применяя его на практике, вы добьетесь повышения качества изделий, их усовершенствования и сократите сроки производства.
В переводе с английского языка Computer-Aided Design/Computer-Aided Manufacture – системы автоматизированного проектирования/изготовления, сокращенно – САПР. Они появились еще в 1980-х годах и встречались совершенно в другой сфере, а именно в промышленности по изготовлению металлорежущих станков для высокоточной обработки деталей и производству автомобилей. В последние десятилетия эта ниша развивалась и внедрялась в разных областях, в том числе и зуботехнической. Сейчас компьютерные программы и техника помогают на всех этапах – начиная с разработки и заканчивая выполнением готовых деталей. Поэтому ни одна область медицины не остается без помощи инновационных электронных технологий.
Технологии и системы Cad/Cam (Кад/Кам) в стоматологии вместе с материалами, не содержащими металл, применяются практикующими докторами и крупнейшими лабораториями для выпуска:
В программе можно воссоздать объемную анатомическую форму для заготовок пресс-керамики, которая наносится на каркас, в полный профиль спроектировать временные коронки и визуализировать другие литьевые модели.
С течением временем компьютерные технологии и материалы подверглись совершенствованию и преобразованию. Cad/Cam стоматология предполагает методы компьютерной проектировки и разработки продукции, которые применяются в качестве альтернативы ручному способу черчения. Объект просматривается под любым углом, а его проекцию можно рассмотреть в определенном освещении. Также могут пересматриваться, меняться любые его части. Конструкция элемента может быть полностью перестроена заново. После уточнения и одобрения проекта специалистами детализированные чертежи с числовыми обозначениями размеров распечатываются и передаются для производства.
С такими возможностями современная медицина предлагает реставрации высокого качества, используемые в практике зубных специалистов и дантистов в протезировании. Те модели, что изготовлены по новым технологиям, характеризуются лучшими свойствами прилегания, биосовместимости, повышенной прочностью и эстетичным внешним видом.
Во многих зуботехнических лабораториях применяют САПР, благодаря чему техники занимаются проектированием с помощью специализированного ПО:
Базовый набор инструментов для трехмерного проектирования поверхностных и твердотельных объектов, изделий из листового металла, построения двухмерных чертежей и сечений
Полный набор необходимых инструментов для трехмерного проектирования поверхностных и твердотельных объектов
Трехмерное проектирование поверхностных и твердотельных объектов, построение двухмерных чертежей и сечений, гибридное моделирование
Просмотрщик 3D-моделей различных форматов c функциями редактирования и добавления комментариев
Программа для врачей-стоматологов по 3д моделированию зубов зарекомендовала себя с очень хорошей стороны – она не только ускоряет процесс создания, но также делает результат более точным и улучшенным по характеристикам. Если сравнить ее с традиционным изготовлением, выясняется, что компьютерная технология не нуждается в большой площади, не загрязняет помещение так, как метод литья. Мастер может в одиночку обслуживать систему, что экономит временные и финансовые затраты.
Такая система не заменит профессионализм, талант, опыт докторов и зубных техников. Достаточная квалификация специалистов в области начальной подготовки слепка, точность во время создания цифрового оттиска и объемного образа реставрации – обязательные условия успешной работы. От этого зависит предотвращение скорого повреждения элемента и длительность его использования. Плохие коронки могут иметь зазоры между здоровыми зубами и установленной реставрацией, что повышает риск занесения инфекции.
Стандартная система изготовления зубных реставраций основана на технологии литья. Протезы держатся на каркасе, выполненном из литого металла с керамическим покрытием. Сейчас набирают популярность временные коронки из оксида и диоксида циркония. По существу это одна из разновидностей керамики. Преимуществами таких изделий считается их безупречный внешний вид и высокая прочность. Без металлического основания модель выглядит более естественно. Оксид циркония инертен. Проявление аллергии или отторжение материалов практически невозможно, что не исключено в случае использования других материалов.
Такую основу нельзя получить при помощи литья. В необработанном виде брусок диоксида циркония – податливый материал, отдаленно напоминающий мел. После обжига при 1350 градусах он становится прочным и твердым, как керамика. При термическом воздействии деталь «усаживается» и коронка уменьшается в размере. Именно поэтому ручное изготовление подобных реставраций нежелательно.
Использование и производство таких протезов состоялось только благодаря внедрению инновационных компьютерных технологий Cad/Cam.
Существует много САПР для 3D-проектирования зубов с целью их последующего изготовления. Самые популярные:
Но технический прогресс положительно влияет на разработку и внедрение нового ПО, а потому AutoCAD, ZWCAD и другие программы для проектирования и визуализаторы совершенствуются, развиваются и становятся надежными помощниками дантистов и зубных техников.
Мониторинг качества показывает, что нынешние реставрации прочнее и лучше, чем протезы, изготовленные без участия систем автономного проектирования.
ZWSOFT реализует САПР нового поколения. ZWCAD 2018 становится все более популярной среди пользователей. Продукт востребован по ряду причин:
Версия 2018 имеет обновленный стиль пользовательского интерфейса, а также включает большие возможности настройки панели инструментов. Приятное дополнение в виде встроенного калькулятора в боковой панели и возможность быстрого создания уточнений и шапок чертежа облегчает выполнение задач и экономит временные затраты. Лицензионная политика всех продуктов ZWCAD дает возможность самостоятельно выбрать нужный по набору функций, подходящий вариант для выполнения задач любого уровня сложности и не переплачивать за опции, которые не нужны клиенту.
Большим преимуществом оснащения клиник и лабораторий нужным оборудованием и программным обеспечением является возможность предложения пациентам восстановление зуба всего за одно посещение. Cad/Cam Cerec системы в стоматологии используются для того, чтобы за один визит поставить клиенту коронки, вкладки или виниры. Положительным моментов является тот факт, что местная анестезия проводится тоже единожды в момент подготовки к процедуре.
Цельнокерамический мост таким образом поставить невозможно, так как его производство занимает больше времени и выполняется в условиях лаборатории.
Каждая программа отличается набором возможностей, но все обладают высокой эффективностью показателей. В целом это ПО – аналог ACAD. Софт доступен по цене, а потому подойдет как для полноценных лабораторий зубной техники, так и для вновь открытого учреждения. По поводу стоимости на обновление ПО рекомендуем проконсультироваться с менеджером компании, так как существуют версии с платным и бесплатным вариантами апгрейда.
Рассмотрим основные инструменты для стоматолога, подходящие для 3d-моделирования.
Набор функций позволяет просматривать и редактировать свойства выбранного объекта через палитру свойств, а также включает:
Покупатель может протестировать не демо, а полную версию, убедившись в преимуществах ПО до совершения покупки. Для создания зубных реставраций рекомендуется выбирать более усовершенствованное программное обеспечение.
Этот софт включает все возможности предыдущей версии, а также имеет дополнительные:
Снабжен наименьшим количеством возможностей. Поддерживает 2D/3D, обладает интуитивно понятным интерфейсом и базовым набором для проектирования. На ней легче учиться работе с аналогичным ПО. Этот вариант тоже можно протестировать до покупки, но обновления больше не поддерживаются.
ПО в медицине сегодня стало неотъемлемой частью на разных этапах – от диагностики до оперативного вмешательства.
Его достоинства для зуботехнических лабораторий:
Приобретая продукцию нашей компании, вы получаете качественную компьютерную программу для стоматологов-техников за невысокую цену. За аналог ZWCAD 2018 – ПО от Autodesk – вы заплатите значительно дороже. Правильный софт облегчит выполнение задач любого уровня сложности. Современная клиника должна обеспечивать должный подход к своим клиентам. Качественное оборудование и современные технологии помогают упростить процесс и сократить временные и финансовые расходы. Мы предлагаем клиентам приобрести инструменты для своей специальности – простые в управлении и эффективные в работе.
www.zwsoft.ru
Актуальность. Актуальность данной работы обусловлена тем, что система CAD-CAM это уникальная и современная технология в ортопедической стоматологии. На сегодняшний день с помощью системы CAD-CAM изготовить вкладку, индивидуальный абатмент, мостовидный протез или каркасы коронок возможно в одно посещение. Потребность населения в изготовлении стоматологических ортопедических конструкций для восстановления дефекта разрушения коронковой части зуба составляет 60-85% взрослого населения [2, 4].
Цель: обзор данных литературы, статей по исследованию различных CAD-CAM систем в ортопедической стоматологии.
Задачи:1. Выявить преимущества CAD-CAM системы в сравнении с классическим методом.
2. Определить, у каких фирм производства CAD-CAM системы лучшее отображение деталей при исследовании.
Материалы и методы. Был проведен анализ статей, учебных пособий и диссертаций по исследованию различных CAD-CAM систем для изготовления несъёмных каркасов зубных протезов.
Результаты и обсуждение. Само значение CAD-CAM расшифровывается как «Computer Assisted Design-Computer Aided Manufacturing», что в переводе на русский язык означает «дизайн под управлением компьютера» [1,10]. Материалы для использования в CAD-CAM системах: диоксид циркония, титан, сплав (КХС), пластмасса, воск [3]. Система CAD-CAM включает в себя следующие оборудования: 1. Сканер - благодаря сканеру создаётся виртуальная 3-d модель зубов пациента. 2. Компьютер с необходимым программным обеспечением. 3. Фрезерный станок - на этом этапе с помощью фрезерного станка автоматически вытачивается и сглаживается реставрация [7,9].
Преимущества CAD-CAM систем в сравнении с классическим методом:
1. Высочайшая точность работы (отклонение 5-9мкм).
2. Не требуется высокая квалификация и опыт работы оператора системы.
3. Систему может обслуживать один человек.
4. Максимальная экономия рабочего времени, и места.
5. Чистота работы.
6. Избавляет пациента от прохождения процедуры получения оттисков, при использовании CAD-CAM системы врач использует внутриротовой сканер, что особенно актуально для пациентов с выраженным рвотным рефлексом. Большой интерес стоматологов к данной системе привел к тому, что все мировые производители стоматологического оборудования создают свою CAD-CAM систему. На рынке стоматологического оборудования уже представлены более 70 систем, из них 13 уже широко представлены в России.
С помощью системы CAD-CAM изготавливают несъёмные мостовидные протезы, каркасы коронок, вкладки, индивидуальные абатменты. В системе различают несколько этапов. Первым этапом является сканирование, одной из главных задач в котором является точность измерения виртуальной модели к размерам натуральной. При изготовлении вкладок с помощью системы CAD-CAM целесообразно и необходимо сканировать глубинные участки, так как при препарировании под вкладку создаётся полость. В другом случае с помощью системы CAD-CAM при использовании метода протезирования на имплантатах необходимо сканирование абатментов. У стоматологов возникают осложнения в том случае, если происходит выпадение изображения края абатмента. Одним из основных показателей точности изготовления конструкции является качество краевого прилегания. Если при краевом прилегании будет наблюдаться большой зазор, то в этот зазор будет проникать слюна, жидкость, что приведёт за собой к постепенному растворению цемента и последующему расcцементированию конструкции [3,4].
Компания «RENISHAW» (Великобритания) установила свои индексы о размерах краевого прилегания:
0-19 мкм – отличное краевое прилегание.
20-39 мкм – хорошее краевое прилегание.
40-79 мкм – удовлетворительное.
80-119 мкм - приемлемое.
120 и более мкм – максимальное ограничение для надёжного функционирования конструкции [6, 14-17].
Особенности сканирования деталей поверхности в различных CAD/САМ – системах.
1. Система CEREC IN LAB фирма (SIRONA):ряд распознанных насечек-3, порог распознавания 100мкм.
2. Система PRECIDENT фирма (DCS):ряд распознанных насечек – 3, порог распознавания 100мкм.
3. Система HINT ELS фирма (HINT ELS GmbH):ряд распознанных насечек – 1, порог распознавания 150мкм.
4. Система EVEREST фирма (KAVO): ряд распознанных насечек – не распознан, порог распознавания свыше 150мкм [9].
Сканирование моделей с отверстиями различной глубины и диаметра, результаты их делились на 3 категории по чёткости данного изображения.
1. Совершенно чёткое изображение на всём протяжении.
2. Частичное изображение дна полости не на всём протяжении.
3. Дно полости совершенно не определяется.
При сканировании полостей в четырёх CAD/САМ – системах(EVEREST (KAVO EVEREST SCAN), HINT ELS (hiScanμ), CEREC IN LAB (CEREC Scan 3), PRECIDENT)наиболее полное изображение дна полости возможно получить системой CEREC IN LAB [9].
Выводы:
1) Преимущества CAD-CAM систем: точность работы, экономия временных затрат и трудовых ресурсов, не требуется получение оттисков.
2) Лучшим порогом распознавания обладают следующие системы: PRECIDENT, CEREC IN LAB. Это говорит о том, что при наличии микротрещин и острых граней другие сканеры не способны это отобразить, в результате чего виртуальная модель будет отличаться от реальной.
medconfer.com
CAD/CAM — это сокращение слов Computer-Aided Design (проектирование с использованием компьютерной технологии) и Computer-Aided Manufacture (изготовление с использованием компьютерной технологии). В течение многих лет системы CAD/CAM находили себе применение в различных отраслях промышленности, особенно в автомобильной. Компьютеры облегчают все стадии автомобильного производства, начиная с исходной концепции проекта и вплоть до конечного производства составляющих машину деталей. Ныне такие технологии находят себе множество разнообразных применений в медицине и стоматологии.
Проектирование с использованием компьютерной технологии — это использование компьютерных систем для проектирования и разработки продукта. Компьютер применяется в качестве высокоусовершенствованного заменителя чертежной доски, позволяющего выполнить трехмерное моделирование и проектирование, не прибегая к ручке и туши. Модель, созданная в такой системе, может быть показана под любым углом, а также может быть смоделирована так, чтобы рассмотреть ее проекцию в определенном освещении. Отдельные элементы чертежа могут быть пересмотрены, заменены, а вся модель в целом — перестроена заново. После того, как проект доведен до окончательного уточнения, детализированные и снабженные размерами чертежи, могут быть распечатаны с целью использования в процессе производства. Или же, с другой стороны, они могут быть переданы далее, и информация относительно формы детали может быть превращена в производственные инструкции, которые будут переданы непосредственно машинам, изготовляющим данную деталь.
В особенно прогрессивных системах, возможно, принимать в расчет также и структурные свойства материалов. Математическое моделирование конструкции с использованием этих величин дает возможность получить оценку определенных моментов ее поведения еще до того, как она покинет кульман. Эта технология известна под названием «анализ конечного элемента». Можно оценить последствия тех или иных изменений в проекте в отношении поведения детали, еще прежде чем она будет изготовлена хотя бы в виде физической модели.
Изготовление с использованием компьютерной технологии — это использование компьютерных систем для управления механизированными инструментами. Это позволяет придавать материалам определенную форму с тем, чтобы создавать из них конструкции и приспособления. Компьютеры, контролирующие механизированные инструменты, могут действовать в соответствии с инструкциями, полученными от системы проектирования с использованием компьютерной технологии. Таким образом, возникает полная интегрированная система. Объект, который необходимо изготовить, конструируется на экране компьютера, после чего проект воплощается в жизнь компьютером же, передающим свои инструкции непосредственно механизированным инструментам.
В отношении постановки пломб стоматология была всегда ограничена определенным ассортиментом доступных технологий изготовления. Пломбирование зубов в одно посещение всегда было ограничено использованием амальгамы для зубной пломбы, кислотно-основными смесями или же полимеризацией смол. Пломбы, изготовляемые в лабораторных условиях, ограничивались выплавляемым модельным литьем, агломерированием фарфоровых пломб и полимеризацией смол. Это очень жестко ограничивало диапазон материалов, которые могли быть использованы. Давая нам новую методику контроля формы объекта, CAD/CAM системы в стоматологии открывают доступ к целым системам новых материалов.
Технология CAD/CAM в стоматологии делает возможным использование керамических материалов с очень хорошими характеристиками и композитных материалов на основе стеклянного вяжущего вещества, которые были произведены в оптимальных фабричных условиях, при соблюдении необходимых технологических характеристик. Такие материалы имеют огромные преимущества перед теми, что используются здесь традиционно.
В сравнении с другими материалами для пломбирования керамические материалы отличаются целым рядом преимуществ. Они могут быть смешаны в такой пропорции, чтобы очень близко соответствовать цвету зуба. Они обладают очень высокой биосовместимостью и очень износостойки. Очень важно также и то, что посредством соответствующей обработки как самой керамики, так и поверхностей зуба, возможно, добиться создания прочной связи, так что пломба и сам зуб станут единым функциональным элементом. Данное преимущество означает то, что поврежденный зуб может быть укреплен, будучи связан с керамической пломбой. Хотя то же самое возможно осуществить также и с композитными материалами на полимерной основе, все-таки эти пломбы по их прочности не могут быть поставлены рядом с изготовленными механическим способом керамическими пломбами.
Диапазон структурных полимеров, которые могут быть использованы для создания основного тела композитных пломб, сравнительно невелик. Большинство этих композитных материалов основаны на BIS-GMA.
Улыбнитесь — всё будет хорошо!
dentaljazz.ru
-
CAD/CAM системы в стоматологии
Системы в стоматологии CAD / CAM - это сокращение слов Computer-Aided Design (проектирование с использованием компьютерной технологии) и Computer-Aided Manufacture (изготовление с использованием компьютерной технологии). В течение многих лет системы CAD / CAM используют в различных отраслях промышленности. Компьютеры облегчают все стадии производства, начиная с проекта и заканчивая готовой деталью . В настоящее время такие технологии используют и в медицине и в стоматологии.
CAD (Проектирование с использованием компьютерной технологии)
Проектирование с использованием компьютерной технологии - это использование компьютерных систем для проектирования и разработки продукта. Компьютер применяется как высоко-усовершенствованого заменителя чертежной доски, позволяет выполнить трехмерное моделирование и проектирование, не прибегая к ручке и туши. Модель, созданная в такой системе, может быть показана под любым углом, а также может быть смоделирована так, чтобы рассмотреть ее проекцию в определенном освещении. Отдельные элементы чертежа могут быть пересмотрены, заменены, а вся модель в целом - перестроена заново. После того, как проект доведен до окончательного уточнения, детализированные и обеспечены размерами чертежи, могут быть распечатаны с целью использования в процессе производства. Или, с другой стороны, они могут быть переданы дальше, и информация о форме детали может быть преобразована в производственные инструкции, которые будут переданы непосредственно машинам, производящих данную деталь. В особо прогрессивных системах, возможно, принимать во внимание также и структурные свойства материалов. Математическое моделированиизированными инструментами. Это позволяет предоставлять материалами определенную форму с тем, чтобы создавать из них конструкции и приспособления. Компьютеры, контролирующие механизированные инструменты, могут действовать в соответствии с инструкциями, полученными от системы проектирования с использованием компьютерной технологии.
Таким образом, возникает полная интегрированная система. Объект, который необходимо изготовить, конструируется на экране компьютера, после чего проект воплощается в жизнь компьютером же, передающим свои инструкции непосредственно механизированным инструментам.
Программа разработана специально для стоматологов и является совершенным инструментом для 3D дизайна реставраций различной сложности непосредственно в клинике. Программа позволяет легко и быстро моделировать различные реставрации - от одиночных коронок до мостов.
-Легкое моделирование вкладок, накладок, виниров, коронок и мостов
- Полностью автоматизированное моделирование благодаря анатомической библиотеке моделей зубов
•• Автоматическая адаптация контактной прочности, заданной пользователем
•• Верхушки, краевые кромки и другие анатомические формы добавляются в модель в зависимости от данных смежных зубов
•• Толщина наносимого материала минимальна для более долгосрочного результата
Моделирование до 16 зубов в одной сессии
-Изменение положения камеры для легкой маркировки модели
-Удобные и интуитивно понятные инструменты для изменения формы и внешнего вида модели
-Автоматическое сохранение для более гибкого использования
-Всего пять шагов от начала работы до фрезерования
Относительно постановки пломб стоматология всегда была ограничена определенным ассортиментом доступных технологий изготовления. Пломбирования зубов в одно посещение всегда было ограничено использованием амальгамы для зубной пломбы, кислотно-основными составами или полимеризациею смол. Пломбы, изготовленные в лабораторных условиях, ограничивались виплавлюючим модельным литьем, агломерирования фарфоровых пломб и полимеризации смол. Это очень жестко ограничивало диапазон материалов, которые могли быть использованы. Давая нам новую методику контроля формы объекта, CAD / CAM системы в стоматологии открывают доступ к целым системам новых материалов.
Технология CAD / CAM в стоматологии делает возможным использование керамических материалов с очень хорошими характеристиками и композитных материалов на основе стеклянного вяжущего вещества, которые были произведены в оптимальных фабричных условиях, при соблюдении необходимых технологических характеристик. Такие материалы имеют огромные преимущества перед теми, что используются здесь традиционно. По сравнению с другими материалами для пломбирования, керамические материалы отличаются целым рядом преимуществ. Они могут быть смешаны в таких пропорциях, чтобы очень близко соответствовать цвету зуба. Они имеют очень высокую биосовместимость и очень износостойкость. Очень важно также и то, что с помощью соответствующей обработки как самой керамики, так и поверхностей зуба, возможно, добиться создания прочной связи, так что печать и сам зуб станут единым функциональным элементом
Данное преимущество означает, что поврежденный зуб может быть укреплен, будучи связан с керамической пломбой. Хотя то же самое можно осуществить также и с композитными материалами на полимерной основе, все-таки эти пломбы по их прочности не могут быть поставлены рядом с изготовленными механическим способом керамическими пломбами.
Диапазон структурных полимеров, которые могут быть использованы для создания основного тела композитных пломб, сравнительно невелик. Большинство этих композитных материалов основаны на BIS-GMA
masterdent.kiev.ua
