چگونه می‌توان فایل‌های اسکن داخل دهانی را با پرینتر سه‌بعدی ترکیب کرد؟

یکی از جدیدترین روش‌های دندانپزشکی مدرن، ترکیب اسکن داخل دهانی با پرینتر سه‌بعدی است. در این روش از اسکنر داخل دهانی برای تصویربرداری از داخل دهانی بیمار (فک و دندان‌ها) استفاده می‌شود. سپس دندانپزشک یا دستیار او ‏ فایل ‏STL‏ دندانپزشکی را از طریق نرم‌افزار اسکنر داخل دهانی استخراج کرده و آن را برای چاپ مدل دندان به لابراتوار ارسال می‌کند. اما چطور فایل اسکن داخل دهانی با چاپگر سه بعدی ترکیب می‌شود و نتیجه کار چیست؟ در ادامه  مقاله ترکیب فایل اسکنر داخل دهانی با پرینتر سه‌بعدی با ما همراه باشید تا به این سوال شما پاسخ دهیم.

نحوه کار اسکنرهای داخل دهانی

قبل از اینکه به نحوه ترکیب فایل‌های اسکن داخل دهانی با پرینتر سه بعدی بپردازیم، بهتر است ابتدا به صورت مجزا در مورد هر یک از این دو دستگاه صحبت کنیم.

دندانپزشک برای تهیه فایل‌های اسکن‌شده از داخل دهان بیمار از یک دستگاه به نام اسکنر داخل دهانی استفاده می‌کند. در این روش سری نصب شده بر روی هندپیس در داخل دهان بیمار حرکت داده می‌شود تا تصاویری از دندان‌ها و بافت‌های اطراف آن به دست آید.

سری اسکنر از چندین قسمت تشکیل شده است تا بتواند از داخل دهان بیمار تصاویری را ثبت و اسکن کند. این اجزا عبارتند از:

• یک یا چند دوربین برای ثبت تصاویر
• لیزر، نور ساختار یافته یا منبع روشنایی دیگر
• لنزها، آینه‌ها و حسگرها برای اندازه‌گیری اعوجاج‌ها

این دستگاه از زوایای مختلف فک و دهان بیمار تصاویری را تهیه می‌کند که مزایای زیادی دارد:

• تهیه تصاویر کامل از فک: اسکنر با تصویربرداری چندنمایی تضمین می‌کند که تصاویری از تمام سطوح دندان‌ها و ساختارهای اطراف آن ثبت می‌شوند و در نتیجه می‌تواند یک قالب کامل را برای پرینتر سه‌بعدی تهیه کند.
• افزایش دقت: اسکنر داخل دهانی با گنجاندن اطلاعات از زوایای مختلف، می‌توانند دقت قالب‌گیری دیجیتال را بالا ببرد.
• کارایی بیشتر: ضبط همزمان تصویر و پردازش در همان لحظه باعث اسکن کارآمدتر می‌شود و زمان تهیه داده‌ها را کاهش می‌دهد.
• تجسم بهتر: اسکنر داخل دهانی با تهیه تصویر از زوایای مختلف فک و دهان بیمار به متخصص دندانپزشکی کمک می‌کند تا هرگونه مشکل احتمالی را در طول فرآیند اسکن شناسایی و برطرف کند.

تبدیل تصاویر به رندر سه بعدی توسط نرم‌افزار

قبل از ترکیب اسکن داخل دهانی با پرینتر سه‌بعدی ابتدا تصاویر توسط اسکنر تهیه می‌شود. نرم‌افزاری که روی نمایشگر نصب می‌شود، تصاویر دو بعدی را به رندر سه بعدی تبدیل می‌کند که به آن فرآیند بازسازی سه بعدی گفته می‌شود که به صورت زیر است:

• تصویربرداری: تصاویر اولیه که زوایای مختلف گرفته می‌شوند، به عنوان داده‌های ورودی هستند و در سه فرمت ‏STL PLY‏ و ‏OBJ‏ تهیه می‌شوند.
• پردازش تصاویر: در این مرحله اصلاح رنگ، تنظیم کنتراست و حذف آرتیفکت‌ها برای افزایش کیفیت بصری تصویر یا مدل انجام می‌شود.
• خروجی کار: در بیشتر لابراتورها فایل ‏STL‏ دندانپزشکی برای تبدیل به مدل سه بعدی استفاده می‌شود. در این مرحله پرینتر، تصاویر سه بعدی را که به شکل تصاویر پانورما هستند، به ابزارهای دندانپزشکی (روکش، بریج، پروتز، تاج ایمپلنت و ….) تبدیل می‌کند.

تکنیک تبدیل تصاویر به مدل سه بعدی، براساس ویژگی‌های تصاویر ورودی و فرمت خروجی انجام می‌شود.

بیشتر بخوانید : مشاهده مشخصات و اطلاعات اسکنر داخل دهانی OVO3

نحوه عملکرد پرینتر سه بعدی

چاپگرهای سه بعدی در دندانپزشکی دیجیتال اولین بار در سال ۱۹۷۱ ظهور کردند. در دندانپزشکی دیجیتال، ارائه ‏‏دهندگان خدمات دندانپزشکی از سی‌تی‌اسکن و سایر روش‌های تجزیه و تحلیل‌های مبتنی بر رایانه برای تشخیص بیماری و کمک به جراحی ‏‏استفاده می‌کنند. البته تا سال ۱۹۹۹، چاپ سه‌بعدی، آن طور که امروزه می‌بینیم، در دندانپزشکی جایگاه خود را پیدا نکرد. در آن ‏‏زمان، اولین کاربرد پرینتر سه بعدی برای ساخت ایمپلنت‌های سفارشی بود. امروزه، با پیشرفت‌های روز افزون در چاپ سه‌بعدی، شاهد ترکیب آن با فایل اسکن داخل دهانی هستیم.

البته اجازه دهید قبل از پرداختن به ترکیب اسکن داخل دهانی با پرینتر سه‌بعدی ‏به نحوه چاپ مدل دندان با این دستگاه بپردازیم.

همه چیز درباره چاپ سه بعدی در دندانپزشکی

چاپ سه بعدی یا تولید افزایشی (AM)، به یک روش بسیار کاربردی در کلینیک‌های دندانپزشکی در سراسر جهان تبدیل شده است. به طوری که دندانپزشکان از چاپگرهای سه بعدی برای ساخت قطعات و ابزارهای درمان استفاده می‌کنند. این قطعات از مدل‌های دندان (پروتز) گرفته تا روکش و بریج را شامل می‌شود.

در چند دهه گذشته، کلینیک‌های دندانپزشکی از اسکن، رادیولوژی و قالب‌های دندان برای به دست آوردن تصاویر دقیق از دندان‌های بیماران استفاده می‌کردند. سپس از این تصاویر برای ساخت قطعات و سفارشی برای بیماران استفاده می‌شد. اما حالا، با وجود فناوری چاپ سه بعدی، ارائه دهندگان خدمات دندانپزشکی می‌توانند هم ایمپلنت‌های تخصصی‌تری ایجاد و هم بیماران را سریع‌تر درمان کنند.

در روش چاپ سه بعدی دندانپزشکی از انواع فناوری AM، از جمله پردازش نور دیجیتال (DLP)، ذوب لیزری انتخابی (SLM)، استریولیتوگرافی (SLA) و پخت لیزری انتخابی (SLS) استفاده می‌شود. چاپ سه‌بعدی نه تنها فعالیت را برای دندانپزشکان و پروتزیست‌ها آسان‌تر می‌کند، بلکه مزایای قابل توجهی را نیز برای بیماران به ارمغان می‌آورد. به طوری که باعث ارزان‌تر شدن درمان دندانپزشکی نیز شده است.

ترکیب فایل اسکنر داخل دهانی با پرینتر سه‌بعدی ‏

چاپ سه‌بعدی دندانپزشکی به معنای استفاده از تولید افزایشی برای ایجاد قطعات دندانپزشکی مانند ترازکننده‌ها، دندان مصنوعی و روکش است. برای ایجاد قطعات سفارشی که با آناتومی یا همان قالب تهیه شده از فک بیمار مطابقت دارند، دندانپزشکان از ابزاری به نام اسکنر داخل دهانی استفاده می‌کنند که بالاتر در رابطه با نحوه عملکرد این دستگاه صحبت کردیم.

دندانپزشکان فایل‌های CAD یا فایل ‏STL‏ دندانپزشکی را از طریق نرم‌افزاری که بر روی نمایشگر نصب شده است، تهیه و سپس آن‌ها را برای لابراتوار ارسال می‌کنند.

اگر در گذشته تهیه ابزار و قطعات دندانپزشکی با کمک قالب‌های آنالوگ بسیار دشوار و دست و پاگیر بود، اما حالا اسکنر داخل دهانی این مرحله را بسیار آسان کرده است. از سوی دیگر وقتی قالب‌های دیجیتال با چاپ سه بعدی ترکیب می‌شود، کار درمان بیماران را به طور قابل توجهی ساده کرده است.

پرینترهای سه بعدی دستگاه‌های کوچکی هستند که می‌توانند قطعات پلاستیکی را با هزینه بسیار کم تهیه (چاپ) کنند. این همان چیزی بود که شاید کسی روزی انتظار آن را نداشت. اما حالا که اسکنرها تصاویر سه بعدی تهیه می‌کنند، این چاپگرها نیز قادرند این تصاویر را به قطعاتی تبدیل کنند که برای درمان‌های دندانپزشکی کاربرد داشته باشند.

بیشتر بخوانید : ادغام اسکنر داخل دهانی با نرم‌افزارهای CAD/CAM

شاید تعجب کنید اما بسیاری از اقلام و لوازمی که در خانه دارید، حاصل کار با این چاپگرهای سه بعدی است. برای مثال بسیاری از اسباب بازی‌ها، مجسمه‌ها و سایر وسایل تزئینی با چاپگرهای سه بعدی تهیه می‌شوند. ساخت این قطعات در دنیای دندانپزشکی هم به همین صورت است و چاپگر به تصاویر سه بعدی نیاز دارد تا بتواند آن را به شکل قطعات واقعی درآورد.

پرینترهای سه بعدی دندانپزشکی از طریق یک برنامه نرم‌افزاری کار می‌کنند که اپراتور در پشت آن بتواند یک مدل را با استفاده از فایل‌ها تهیه کند. جالب است بدانید در این روش، اپراتور دستگاه می‌تواند چندین نمونه از یک تصویر را تهیه کند. برای مثال اگر قرار باشد از یک قالب فک بیمار چندین قطعه دندانپزشکی تهیه شود، چاپگر سه بعدی آن را در طی زمان کوتاه انجام می‌دهد.

این در حالی است که در گذشته لابراتوار برای تهیه اقلام و لوازم دندانپزشکی که از قالب‌های آنالوگ استفاده می‌شد، به چند روز زمان نیاز داشت. همین عامل باعث می‌شد تا خدمات دندانپزشکی بسیار گران و زمان‌بر شود.

کاربرد چاپ سه‌بعدی در دندانپزشکی

بسیاری از اقلام و قطعاتی که در درمان دندانپزشکی کاربرد دارند، با استفاده از چاپگرهای سه بعدی تهیه می‌شوند. در ادامه می‌توانید با کاربردهای متعدد این دستگاه برای درمان‌های مختلف دندانپزشکی آشنا شوید.

الاینرها یا نگهدارنده‌های چاپ سه‌بعدی

یک الاینر یا ارتودنسی متحرک یک محصول دندانپزشکی است که ساخت آن ساده به نظر می‌رسد. این ابزار به عنوان یک نگهدارنده برای فک بالا و پایین کاربرد دارد. الاینرها برخلاف براکت‌ها ثابت نیستند و بیمار می‌تواند آن‌ها را بعد از صرف غذا از دهان خود خارج کند.

این نگهدارنده‌ها با استفاده از محلول‌های پلاستیکی ایمن و مورد تأیید سازمان FDA ساخته می‌شوند که چاپگر سه بعدی آن‌ها را به راحتی به قطعات مورد نیاز برای درمان‌های دندانپزشکی تبدیل می‌کند. در گذشته وقتی لابراتوار می‌خواست قالب را به الاینر ارتودنسی تبدیل کند، باید هر بار این مواد پلاستیکی را داخل قالب می‌ریختند و بعد از سفت شدن مواد، آن را از قالب جدا می‌کردند.

اما امروزه دیگر نیازی به ریخته‌گری نیست و با کمک چاپگر سه بعدی می‌توان داده‌های کلینیک دندانپزشکی را خیلی سریع به الاینر نظر تبدیل کرد. این روش به کاهش زمان درمان و راحتی بیماران نیز کمک زیادی کرده است. الاینرهایی که با این روش تهیه می‌شوند، قیمت کمتری نیز دارند.

تهیه تاج ایمپلنت‌ با پرینتر سه بعدی

یکی دیگر از کاربردهای ترکیب اسکن داخل دهانی با پرینتر سه‌بعدی ‏تهیه تاج ایمپلنت است. در گذشته این روش درمان هم درست مثل سایر روش‌ها به ریخته‌گری و قالب‌گیری نیاز داشت و بعد از اتمام کار، باید یک فرد متخصص در لابراتوار با کمک مته روی تاج شیارهایی را ایجاد می‌کرد. اما امروزه استفاده از چاپگرهای سه بعدی ساخت این قطعات را بسیار آسان و دقیق کرده است.

بنابراین دیگر بیماران هفته‌ها یا ماه‌ها منتظر آماده شدن ایمپلنت‌های خود نمی‌مانند. اپراتور می‌تواند ایمپلنت دندان را ظرف چند روز یا حتی چند ساعت بعد از دریافت فایل ‏STL‏ دندانپزشکی آماده کنید.

کاربرد پرینتر 3D برای روکش‌های دندانی

یکی دیگر از مواردی که از پرینتر سه بعدی استفاده می‌شود، ساخت روکش دندان است. تهیه این روکش‌ها یکی از دشوارترین کارهایی است که در لابراتوار انجام می‌شود. ناگفته نماند مرحله قالب‌گیری دندان‌ها برای روکش نیز دشواری‌های خاص خودش را دارد.

اما حالا با وجود اسکنر داخل دهانی و پرینتر سه بعدی هر دو مرحله بسیار آسان شده‌اند. به طوری که اسکنر از دندان‌ها تصاویر سه بعدی دقیق را ثبت و سپس نرم‌افزار آن‌ها را پردازش می‌کند تا قالب دقیق‌تری به دست آورد. دندانپزشک این داده‌ها را برای لابراتوار ارسال می‌کند تا پرسنل این مرکز نیز با کمک چاپگر سه بعدی، فایل داده‌های سه بعدی را به روکش‌های واقعی تبدیل کنند.

در این روش چاپگر سه بعدی می‌تواند روکش‌ها را تنها در چند دقیقه تهیه کند. در گذشته و یا در لابراتوارهایی که هنوز با روش‌های آنالوگ روکش‌های دندانی را تهیه می‌کنند، این مرحله بیش از چند روز طول می‌کشد. ضمن اینکه بیمار نیز باید چندین جلسه به کلینیک مراجعه کند. اما اکنون دندانپزشک به لطف یک پرینتر سه بعدی می‌تواند روکش‌ها را خیلی سریع از لابراتوار تحویل بگیرد و روی دندان‌های بیمار نصب کند.

تهیه پروتزهای دندان با چاپگر سه بعدی

پروتزهای دندان که در بین ما ایرانی‌ها با عنوان دندان مصنوعی شناخته شده است، در گذشته ساختن دندان مصنوعی کار راحتی نبود و به مرحله مونتاژ نیاز داشت. برای مثال پروتزهای دندانی با استفاده از مواد مخصوصی همچون آکریل (رزین آکریلیک) و یا نایلون (پلی‌آمید) ساخته می‌شوند. قسمت لثه نیز با استفاده از ماده دیگری از جمله پلی‌متیل متاکریلات ساخته می‌شود.

سپس پرسنل لابراتوار باید هر دو قسمت را به یکدیگر متصل کنند. اما وقتی از روش ترکیب اسکن داخل دهانی با پرینتر سه‌بعدی ‏استفاده شود، دیگر به مرحله مونتاژ و متصل کردن این دو قسمت به همدیگر نیاز نیست. در روش دیجیتال قسمت لثه و دندان به عنوان یک واحد چاپ می‌شوند؛ بنابراین این فرآیند زمان ساخت پروتزهای دندان مصنوعی را به طرز عجیبی افزایش می‌دهد.

مزایای استفاده از پرینتر سه بعدی در دندانپزشکی

اسکنر داخل دهانی قالب‌گیری دندان و فک بیمار را با سرعت و دقت بسیار بالایی انجام می‌دهد و سپس نوبت به چاپ مدل دندان ‏می‌رسد که با کمک پرینتر سه بعدی انجام می‌شود. استفاده از این دستگاه برای تبدیل تصاویر به مدل واقعی مزایای زیر را به همراه دارد:

• افزایش دقت و ظرافت قطعات دندانپزشکی: پرینترهای سه‌بعدی با دقت میکرونی، تصاویر را چاپ می‌کنند. به همین دلیل امکان ساخت قالب‌ها، روکش‌ها و بریج‌هایی کاملاً منطبق با شکل دهان و دندان بیمار وجود دارد. در این روش خطای انسانی که در قالب‌گیری سنتی وجود دارد، تقریباً حذف می‌شود.
• سرعت بالا در ساخت: ساخت دندان مصنوعی، مدل فک، یا تاج ایمپلنت به‌جای چند روز، در چند ساعت ‏انجام می‌شود. بنابراین نیاز نیست بیمار چند روز منتظر دریافت خدمات درمانی بماند.
• کاهش هزینه‌های درمان: وقتی خطا در حین ساخت قطعات و ابزارهای دندانپزشکی کاهش یابد، مشخص است که به مواد اولیه کمتری نیاز است و این مواد به هدر نمی‌رود. از سوی دیگر چون به قالب‌گیری گچ یا موم سنتی نیاز نیست، درمان کم هزینه‌تر انجام می‌شود.
• درمان شخصی‌سازی‌شده برای هر بیمار: طراحی دیجیتالی که با کمک پرینترهای سه بعدی انجام می‌شود، بر اساس اسکن دهان بیمار صورت می‌گیرد. بنابراین دقیقاً مطابق با فک همان بیمار است و نتایج موثرتری به همراه دارد. راحتی و زیبایی یکی از مزایای استفاده از پرینتر سه بعدی در دندانپزشکی است.

در آخر

ترکیب اسکن داخل دهانی با پرینتر سه‌بعدی ‏به یکی از بهترین روش‌های درمان در کلینیک‌های دندانپزشکی تبدیل شده است. به طوری که این روزها شاهد دیجیتالی شدن کلینیک‌ها و لابراتوارهای دندانپزشکی هستیم. اسکنر داخل دهانی دستگاهی که برای تهیه فایل ‏STL‏ دندانپزشکی کاربرد دارد و سپس دندانپزشک این داده‌ها را برای لابراتوار ارسال می‌کند. پرسنل این مرکز نیز برای چاپ مدل دندان ‏و تبدیل داده‌ها به ابزارهای دندانپزشکی از پرینتر سه بعدی استفاده می‌کنند.