Accuracy on scanned images of full arch model surfaces with orthodontic brackets by various intraoral scanners in the presence of artificial saliva

Abstract

Aim: This study aims to evaluate the accuracy of scanned images of 4 clinically used intraoral scanners(CS 3600, i500, TRIOS 3, OMNICAM) when scanning the surface of full arch models with various kinds of orthodontic brackets in the presence of artificial saliva. Materials and methods: 4 study models were prepared; bonded with ceramic, metal and resin brackets respectively and without brackets. Reference images were taken by scanning the models with an industrial scanner. Study models were then applied with an artificial saliva and scanned with the above 4 intraoral scanners 10 times. All images were converted to STL file format and analyzed with 3D analysis software. By superimposing with the reference images, mean maximum discrepancy values and mean discrepancy values were collected and compared. For statistical analysis, two-way ANOVA was used. Results: Omnicam(1.247±0.255) showed higher mean maximum discrepancy values. CS3600(0.758±0.170), Trios3(0.854±0.166) and i500(0.975±0.172) performed relatively favourably. Resin(1.119±0.255) and metal(1.086±0.132) brackets showed higher mean maximum discrepancy values. Non-bracket(0.776±0.250) and ceramic bracket(0.853±0.269) models generally showed lower mean maximum discrepancy values in studied scanners. In mean discrepancy values, the difference between scanners was not statistically significant whereas among brackets, resin bracketed models(0.093±0.142) showed the highest value. Conclusion: Intraoral scanners and brackets had statistically significant influences on the scanned images with application of artificial saliva on the study models. It may be expected to have similar outcomes in an intraoral environment. However, some data showed the discrepancy values up to about 1.5mm that more caution would be required in using intraoral scanners for production of detailed appliances and records. ;본 연구의 목적은 상악 치열궁 모델에 교정 임상의 조건을 조성하고 구강 내 조건(타액)을 부여하여 디지털 구강 스캐너로 스캔하였을 때 치열궁 영상에 미치는 영향을 알아보는 것이다. 부여된 조건으로는 브라켓 부재, 세가지 종류의 브라켓(세라믹, 메탈, 레진)과 CS3600, i500, Trios3, Omnicam의 네 구강 스캐너를 선택하였다. 대조군 영상 데이터는 산업용 스캐너인 stereoSCAN R8 S-075(오차범위 ±10um)를 사용하여 채득하였다. 구강 환경 요소 부여를 위해 인공 타액을 각 모델 표면에 도포하였고 각 항목(모델, 스캐너)당 10회씩 스캔하여 3D 분석 프로그램인 Geomagic VerifyTM로 중첩 분석하였다. 통계 분석에는 two-way ANOVA를 사용하였다. 도포된 인공타액은 스캐너(p<0.05)와 브라켓(p<0.05) 모델에 따라 통계적으로 유의한 영향을 미쳤다. 스캐너와 브라켓 사이에도 통계적으로 유의한 차(p<0.05)가 있었다. Omnicam의 data(1.247±0.255)에서 가장 높은 최대 평균 오차(Mean Maximum Discrepancy Values)가 관찰되었다. CS3600(0.758±0.170), Trios3(0.854±0.166), i500(0.975±0.172)의 결과는 비교적 낮은 오차 값을 보였다. 레진(1.119±0.255)과 메탈 브라켓(1.086±0.132)에서 높은 오차 값들이 관찰되었고, 브라켓을 부착하지 않은 모델(0.776±0.250)과 세라믹 모델(0.853±0.269)은 비교적 낮은 최대 오차 평균값을 보였다. 인공타액을 연구모델에 도포하였을 때 구강 스캐너와 브라켓은 스캔 이미지에 대하여 통계적으로 유의한 영향을 미쳤으며 대부분의 경우 타액 오염이 동반되는 구강 내 스캔의 경우에도 유사할 것으로 보인다. 약 1.5mm의 오차 값을 보인 모델들도 있었으므로 세밀한 디자인의 장치나 기록이 필요할 때는 주의가 필요하겠다.