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口内扫描仪产业梳理:辅助医生临床诊疗方案制定,国外企业占据绝对主流

高道龙 2017-09-20 08:00

口腔的数字化,通常意义上就是指口扫(口内扫描仪)和CBCT(锥形束CT)。其中,口内扫描仪也称电子印模扫描仪,直接扫描患者口腔内即可获取三维信息。据世界牙科技术杂志估计,2016年,约5%-10%的牙科医生使用口内扫描仪获取数字印模。


口腔数字印模技术可分为间接法和直接法两类。"间接法"即为牙颌石膏模型及印模扫描技术。近几年,口内数字印模技术,即"直接法"印模技术的兴起,为口腔医学临床诊疗模式带来了一次新的变革,其中关键环节是口内扫描仪。


临床上仍旧以传统的印模技术为主导,也就是使用印模托盘和印模材料取模。无可争议的是,数字印模为临床医生带来了模型分析、修复体制作、治疗设计的精度需求等众多优势,为未来口腔数字化诊疗的实现奠定基础。动脉网(微信:vcbeat)将对口扫技术的优势、原理和市面上主流设备和企业进行介绍和梳理。


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口内扫描是实现口腔数字化诊疗基础


口内扫描仪是应用小型探入式光学扫描头,直接在患者口腔内获取牙齿、牙龈、黏膜等软硬组织表面三维形貌及彩色纹理信息。


这种方式颠覆了临床制取印模、翻制石膏模型的传统操作流程,无需石膏模型和技工室辅助,省却了大量繁琐的传统步骤,如等待印模材料凝固和印模消毒、灌注模型,同时降低了材料和人工的消耗,可由临床医生直接获取数字牙模,简化了临床操作流程。


不同于传统模型,利用数字模型能够可视化地进行大量的口内变化分析,例如牙齿移动、牙齿倾斜、牙齿旋转、 退缩和磨耗。为此目的,还需要通过一个软件工具(例如OraCheck和Cyfex)对初始的临床检查与随后的口内扫描之间进行一个三维比较。

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医生正在进行口扫操作


很多口内扫描系统都可以生成逼真的彩色模型,因此能够更好地获取有些区域如牙齿结构和牙龈纹理的信息。这样就可以对例如牙齿和牙龈颜色的变化进行分析,这一过程在石膏模型上无法实现。有些系统还可以选择性地进行牙齿比色。


当然,在口内进行扫描时,也会受到头部移动和口腔环境,诸如唾液、舌等的影响,从而影响图像采集质量。


另外,口内狭小空间下的操作体验性、半透性和高反光牙齿表面的扫描精度、大范围牙列缺损或缺失情况下扫描数据拼接精度,以及严重错畸形牙列的扫描适合性等问题,在一定程度上也会影响图像间的拟合重建。


不得不提的是,口扫光学印模对于初学者而言并不是那么容易地进行操作,因为操作者要遵守复杂的扫描路径,才能实现一个正确的测量,需要前期培训。


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口内扫描原理和优势


目前,各种品牌的数字化口内扫描设备多是基于光学原理制造的,例如蓝色发光二极管技术、蓝色激光技术,将多个单一的图像拼接一起,然后持续地采集图像流。


口扫基本原理就是两种成像技术,一种是拍照,一种是拍视频,然后通过计算机程序合成,还原彩色高精度的口内情况。“拍照式”的精度会比“视频式”的要高得多,技术相对要求更高。当然,各种设备间区分因素也包括是否需要遮光粉来捕捉图像。


对于正畸患者来说,患者选择隐形矫治,治疗前的3D印模制取是治疗中的关键操作步骤。传统的硅橡胶印模由于存在患者体验差、制取时间长等缺点,不能满足当前治疗需要,而正畸口内扫描仪则可以避免上述问题。


扫描后的正畸3D模型数据可直接对接隐适美等常见的隐性矫治平台,不仅患者体验好,同时缩短了印模上传时间。

 

无论是患者还是医生,可以非常直观地查看数据,在屏幕上观察牙齿细节。口扫出来的数据,经过计算机加工后,得到的是包含临床端和技工端所需要的所有口内数据。


这些数据就相当于传统修复时要取的模型,毕竟模型在临床和技工端的重要性不言而喻。“模型”数字化后,可以直接上传到云端,存储方便,可追溯。

 

由于得到了患者口腔内的完整数据,一组数字化的数据集可以连接到其它数据集上,如面部扫描或者三维X线图像。这种功能可以实现更加全面的诊断和规划可能,方便后期提供数字化的配套服务。


这些数据就可以利用计算机辅助诊疗修复和制定治疗计划,比以往医生全凭经验来的结果更稳定,效果更好,这是口扫在临床应用的核心价值。


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主流的口扫企业


在口腔数字化概念下,口扫是作为入口的作用。口内数字化采集系统允许牙医在三维空间内捕捉已预备牙体的表面,这使得几乎完全数字化的工作流程成为可能。


一个不可回避的难题是扫描费和系统封闭和兼容性。有些系统需要用户支付扫描费(scanning fees),也就是每次扫描的费用。


大多数情况下,先将扫描数据以加密的文件格式上传至扫描仪公司自己的“云”存储系统内,该系统是封闭的。然后从平台导出一个开放的STL格式文件,这种格式的数据可以在任何一个CAD软件内做后续的处理。近年来,越来越多的制造商推出了开放式系统,即口腔扫描仪允许直接导出STL数据。


目前来说,口内扫描系统仍然很昂贵,几十万的投入是少不了。对于许多个体诊所来说,价格水平尚不能完全接受,不过在营销上和增加盈利点上大有裨益。预计在不久的将来,随着越来越多的口扫制造商加入市场,扫描仪的价格会降下来。


国内口腔医疗机构使用的口内扫描仪以进口为主,不过国外企业在中国销售口内扫描仪需要获得注册证,比如Sirona早在2006年就获得注册证,具备相关资质通过公开渠道销售产品。


国内也有企业在进行布局,比如朗呈,而综合医院及口腔专科医院等用户采购口内扫描仪通常采取招标渠道,可向授权的渠道购买扫描仪和数据支持服务套餐。下面将对市面上优秀的口扫企业进行介绍。


1
Sirona

德国西诺德(Sirona)于1987年推出了CEREC系统,投入时间非常早。西诺德前身为西门子牙科,具有一百三十多年历史,现总部设于德国奔茨海姆市,致力于研发、提供世界领先的数字化口腔解决方案,包括用于椅旁 ( CEREC ) 和技工所( inLab ) 的 CAD/CAM 全瓷修复系统、口腔综合治疗台、数字化口腔X线诊断系统以及牙科治疗器械和灭菌设备。


2016年2月份,西诺德与美国牙科耗材市场领导者登士柏对等合并后,成为全球最大、最多元化的专业牙科产品和技术制造商之一。


2012年8月,西诺德首次推出的口内扫描仪CEREC Omnicam经过一个由32位高水平国际专家组成的评审团评审,符合人体工程学设计,获得了2013 iF产品设计奖。它支持视频流,可捕捉移动图像并以自然色彩还原颌骨的结构,相机还有防抖功能。


CEREC Omnicam口内扫描仪能够帮助牙医获取口内牙齿的数字印模,而且不需要用粉末或者喷雾来处理扫描区域。在扫描时患者口腔的图像以自然色呈现在屏幕上,通过这些高度精确的数字化数据,牙医可以设计高精度的全瓷修复体。


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2
3Shape

3Shape公司由两位研究生在丹麦哥本哈根建立,产品应用于100多个国家的诊所和实验室。2005年,公司推出了D200扫描仪,在牙科领域崭露头角。2011年,3Shape TRIOS口腔内扫描仪正式发布。目前,TRIOS有三种型号,从顶级的TRIOS 3 Wireless到更实惠的TRIOS 3 Mono,都可以实时拍摄数字影像,免喷雾、无粉扫描,而且可以升级颜色模型。


3Shape TRIOS的精度、扫描速度和易用性已经被业内认可。开放式STL+DCM模型,以及与第三方正畸解决方案和种植体制造商的广泛集成,TRIOS为牙医和患者提供更好的体验。另外,TRIOS还提供连续的软件更新和丰富的牙科治疗模块。

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3
Align Technology

美国上市公司Align Technology是大名鼎鼎的隐适美(Invisalign)矫治器、iTero口内扫描仪生产商,iTero口内扫描仪在业内也被贴上了“高大上”的标签。2011年,Align Technology完成了对Cadent公司的收购,iTero口内扫描仪成为市面上当时唯一兼容隐适美矫治器的产品,解决了传统硅橡胶印模的诸多问题。


iTero系统由主机、扫描手柄、显示屏、无线脚踏板等部件组成,基于激光平行共聚焦扫描技术,扫描无需布粉,采集聚焦范围内的全部数据图像,扫描过程中显示屏实时呈现可任意调整角度的图像。扫描结束后快速长传数字牙颌模型至服务器,患者完善资料后,可获得ClinCheck方案,大大缩短等待的时间。


iTero口内扫描仪实现了从口内牙列到数字化牙颌模型的转化,避免硅橡胶印模在制取、邮寄和数字化过程中产生的误差,而且口内扫描数据精确,矫治器补贴问题降低7倍。熟练的操作者可以在15分钟之内完成扫描。另外,iTero还是一个开放式的系统,具有多种配套的CAD/CAM功能及临床解决方案。

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4
Carestream

锐珂医疗(Carestream)成立于2007,是位于加拿大多伦多的Onex Corporation公司收购伊士曼柯达公司医疗集团后组成的,已经成为世界上顶尖的医疗成像和信息技术公司。


2017年4月份,锐珂与其母公司Onex Corporation合作,并签订协议,同意将自己的牙科数字业务出售给Clayton、Dubilier & Rice(CD&R)和高瓴资本/松柏投资管理有限公司管理的基金。此次签署的协议并不包括牙科X光片和麻醉剂,锐珂医疗将保留此部分业务。


锐珂的产品是CS3500和CS3600口内扫描仪,无需传统的印模、无需喷粉或传统的印模材料,用户即可创建高度准确的3D数字印模,扫描完成后,高分辨率的真彩二维和三维影像可帮助用户清楚地分辨牙齿结构、软组织和修复体,从而为患者提供量身定制的修复方案。CS3600已被验证用于Ormco InsigniaTM、IncognitoTM、Clear CorrectTM和HarmonyTM系统。


另外,口内扫描仪主要应用于锐珂睿CS解决方案中的扫描环节。睿CS解决方案是一整套集成式系统及一系列开放式系统解决方案,用户可以根据自己的工作流程和诊室布局在多种解决方案中灵活地进行选择。


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5
Planmeca

普兰梅卡(Planmeca)公司总部位于芬兰赫尔辛基市,是口腔设备制造业中顶级的私营家族企业。产品种类包括数字口腔综合治疗台、2D与3D影像设备、开放式 CAD/CAM解决方案、以及软件套装解决方案。


Planmeca PlanScan口内扫描仪可与任一款普兰梅卡数字口腔综合治疗台进行直接连接使用。数字治疗台的全高清平板设备确保了整个牙科团队可实时查看同步化扫描数据,便于牙医们能更好的专注于治疗过程。扫描仪拥有3 款可互换使用的取像头,单适应症到全牙弓的扫描结果非常精确。


为了提供更加顺畅的工作流程,扫描操作还可通过治疗台的无线脚控进行控制。此项特殊功能实现了免手动扫描操作,令用户始终专注于患者治疗。另外,用户还可通过脚控进行功能间的切换操作,例如备牙、对牙扫描、颊面视图、以及模型生成与摄像头开闭。


即插即用式扫描仪还可方便地安装在其他诊室的数字综合治疗台上, 搭配Planmeca Romexis软件,实现了不同的CAD/CAM工作步骤(扫描、设计、制作)可通过不同的用户进行同步完成。

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6
3M ESPE

3M是一家以科技为本的公司,截止2016年底,3M全球的年销售收入达301亿美元,全球拥有近9万名雇员,与世界各地的客户开展业务。2000年收购3M ESPE。


3M的齿科部门于2012年推出扫描仪,该数字牙模采集系统采用了一个基于开放式安全云的平台,可为牙医和义齿加工中心提供多重选择方案。


3M TrueDefinition笔式口内扫描仪采用了3D视频技术,新一代数位取模采集系统高效精确。正畸医师可使用3D动态摄影技术,进行详细的全口扫描,即时展示电子印模,用于分析和拟定治疗计划,其基于云技术的储存功能可无限量地储存病患扫描件,并可接入开放的STL文档中。


这种基于平板电脑的移动式口腔扫描仪,开放式的设计可供正畸医师在椅旁、诊室或实验室中与任何设备一同灵活使用,而且支持与其它CAD/CAM系统建立多重连接。

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7
Condor

Condor总部位于比利时,其开发的口内扫描仪尺寸只有笔头大小,需配合笔记本电脑和软件使用,而且同样无需喷粉,这款口扫设备具有灵活的扫描策略和高效的文件共享协议。由于Condor不依赖于纹理或人工色彩,人工智能算法系统为彩色影像构建提供了新的标准。


另外为了支持其诊断能力,Condor开发了Condor Perspective基于云端的应用程序,可以将扫描结果用于牙医和患者之间的沟通。

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8
Dental Wings

Dental Wings是加拿大企业,成立于2007年,可提供创新的CAD/CAM解决方案,旨在提高牙科修复体的质量,提高牙科实验室和诊所的生产力,为数字牙科提供标准的开放平台。目前已经在30多个国家销售DWOS(Dental Wings开放软件)平台,并提供12种语言版本。


2011年,瑞士牙科巨头士卓曼(Straumann)购买Dental Wings少数股权,并与3M ESPE公司合作整合DWOS(Dental Wings开放软件)平台。


公司开发的口扫仪基于一种称为Multiscan Imaging的紧凑型3D捕获技术,允许牙医从多个方向查看牙齿和软组织,捕捉精准图像,专注于患者本身,使用时无需喷粉。尺寸上非常轻便,易操作。配合DWOS CAD套件的应用程序以及其他开放牙科CAD软件,能够直接导入扫描数据。


牙科诊所和实验室之间通过DWOS Connect的通信平台实现实现无缝连接,开放式的STL文件格式允许牙科医生立即访问扫描数据进行椅边操作,或者与实验室合作伙伴快速协作。

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9
Densys3D

以色列企业Densys3D是开发口腔内牙科影像系统的优秀代表,其扫描解决方案采用先进的牙科成像技术,方便牙医准确创建高精度的3D图像,而不使用昂贵和非常麻烦的油灰状材料。体积小巧,重量轻,符合人体工学,易于操作。


MIA3d系统是一个即插即用的系统,性价比非常高,包含扫描探头、扫描操作以及扫描喷雾器。喷雾剂易于使用,覆盖了具有非常薄的涂层以改善扫描的牙齿,果冻状形态可防止喷涂液粘到嘴唇和脸部。扫描仪采用开放的STL文件,方便后期制作矫正器。


购买时只需要一次付款。无月费,无点击费,无第三方实验费,无云服务费,无隐藏性收费。

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10
Launca

广东朗呈(Launca)医疗器械科技有限公司集研发、生产和销售于一体的高新技术企业,属于国内最早研发口扫的企业之一。


DL-100产品拥有多通道彩色三维重建技术,确保了口内三维数据采集的精确性,轻小的探头设计为医生提供了更大的操作空间。开放式的数据,可以让义齿制作方根据自身需要自由选择后续的相关设计加工流程。


设计上采用推车设计,可在诊所内随意移动,方便连接第三方设备。开放式的STL数据格式,可与各种类型的CAD/CAM设备对接。


口扫仪配合微量的喷粉使用,提高扫描速度和精确度,不过,不会影响到模型的真彩本色,也不会影响治疗过程中的生物安全性。在扫描过程中,医生可放大获取一些高清晰度照片进行病例记录保存分析,有助于患者认同治疗的必要性,并接受治疗计划。

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11
FUSSEN

Dentalink牙医管家旗下的菲森影像(FUSSEN)口内3D扫描成像系统,是一款配套义齿加工平台使用的口内扫描仪,其开放式数据与技工室无缝对接,实现牙医和技师之间即时沟通。


同时,无喷粉真彩扫描,提升患者就诊体验。内置加热防雾功能,轻松取像。大景深无死角扫描,可高精度快速成像。其插拔式扫描头设计,可高温高压消毒,扫描枪小巧,持笔式设计更是符合临床操作习惯。

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