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口腔数字化将成为产业升级强劲动力,登士柏西诺德、丹纳赫、爱齐科技等巨头在如何布局?

高道龙 2018-08-06 08:00

数字化的发展正在进入口腔的核心领域。早期的数字化技术应用于口腔临床,主要是椅旁制作简单的修复体和种植导板的应用。近几年口腔修复、正畸和种植都在大量应用数字化技术。

 

当采用全数字化颌重建,全数字化种植技术,数字化正畸技术的时候,就是用软件来完成各种复杂的传统操作流程,使复杂的、费时的工序变得简单精准,在还没有开始临床操作时就已经看到了操作的结果,这就是数字化技术的本质。

 

从过去几十年的口腔技术发展史中,我们可以发现,世界上最先进的科技技术很多都是最先应用于口腔领域的,比如激光、3D打印、CAD/CAM、种植技术、三维设计和生物材料等。数字化技术融入牙科的工匠精神,把工匠技术流程变成数字化技术,那么口腔技术将会变成全新的数字化的高技术。

 

口腔产业的数字化,在医疗端,通常意义上就是指采用CAD/CAM技术、口扫(口内扫描仪)和CBCT(锥形束CT),为患者提供更全面的诊疗方案和更优化的诊疗过程,最终为患者带来更好的疗效,尤其在正畸和种植上的应用。动脉网(微信:vcbeat)试着梳理和介绍口腔数字化两大基础口扫、CBCT和典型企业,以及它们为诊所、医生、患者等带来的便利。


口扫在数字化中的应用


口内扫描仪颠覆了临床制取印模、翻制石膏模型的传统操作流程,省掉了大量繁琐的等待印模材料凝固和印模消毒、灌注模型等传统步骤,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。


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市面上主流的口扫设备


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医生端

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,“模型”数字化后,数字印模文件可以直接上传到云端,存储方便,可追溯,缩短矫正的时长。


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。大数据分析模拟的结果,允许多倍放大口内情况,这种功能可以实现更加全面直观的诊断和规划可能。

 

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,比如配合OraCheck和Cyfex等软件,利用三维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,建立全面数字化的正畸系统。


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患者端

在不久前,BMC Oral Health发表的一项研究中,3Shape TRIOS口内扫描仪在七款口内扫描仪的测试中被视为最佳扫描仪,测试将传统印模与数字印模的基牙边缘终止线的清晰度以及准确性进行了对比。


对于患者来说,他们将享受到高效、舒适、直观的精准治疗,相比传统取模,舒适、直观、安全、精准,大幅度减少张口时间,提高舒适度。但是相应的,也会付出较为高一些的价格。因此,某种程度上来说,数字化的产品更多面向的是中高端客户群。


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技工所端

在患者、医生、诊所和技工所的环节中,技工所也面临数字化的冲击。医生使用口内扫描仪获取数字印模后,云传输给技工所进行设计。技工专家完成设计后,将设计内容立刻传输回诊所进行加工以及切削。在患者仍然在诊所进行就诊的情况下,技工所承担了“设计服务”的工作。


随着新的修复材料地出现,医生将会更愿意选择技工所提供设计服务。牙医自己并不想成为技工专家,但是他们需要椅旁解决方案为患者带来更好的体验。对于技工所而言,这样的工作流程也依赖于一个重要因素:变得数字化。


美国最大的义齿加工厂Glidewell Dental Lab的技工师每年使用数字化技术生产的牙科修复体超过100万个,公司于2017年11月发布的Glidewell.io™数字化解决方案,就是为了缩短修复体的交付时间,这套方案就包含iTeroElement®口扫、fastdesign.io™软件以及finalstage.io™牙科陶瓷烤炉。


2018年2月,Glidewell 还与牙科3D打印解决方案提供商Structo合作,将Structo Velox 桌面3D打印机集成到glidewell.io™In- Office解决方案中,集成后,能为牙医提供包括口内扫描、椅旁研磨和椅旁3D打印等一体化解决方案。


目前来说,口内扫描系统仍然昂贵,贵的需要几十万元,无形中也增加了诊所和医院的成本,但是在营销和增加盈利上,是大势所趋。资料显示,美国50% 的医生正在考虑购置口内扫描仪。无论是否购置椅旁系统,都将会有越来越多的医生采用口内扫描并传输数字印模文件。国内口腔医疗机构使用的口内扫描仪以进口为主。


国外企业在中国销售口内扫描仪需要获得注册证,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、菲森、频泰、美亚光电 ,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。


随着医疗器械注册管理法规体系逐步完善,预计不久的将来,会有越来越多的口扫制造商加入中国市场,扫描仪的价格会降下来。


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典型企业


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3Shape


3Shape公司由Tais Clausen和Nikolaj Deichmann在15年前在丹麦哥本哈根建立,他们在推动公司快速成长并成为全球领先者方面起到了重要作用。


3shape Trios口扫产品应用于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Trios3 Mono,数字印模解决方案在业内广泛使用,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推出了一个数字化患者监控工具软件,可以让医生比较患者随着时间推移的口内扫描情况。这个软件让医生可以追踪以及量化龈缘收缩,磨牙和牙齿移动。数字化软件例如患者监护,正畸治疗模拟器,患者动态以及数字阴影测量给予牙医和患者的诊疗开辟了一个新的世界。


数字化技术另外一个重要的方面是无缝对接。无论诊所是否有椅旁系统,仍然可以使用多类型的治疗方案。3Shape有数以百计的正畸解决方案,支架数据库,种植体数据库例如Straumann的种植桥和种植杆,甚至还有ProSomnus的睡眠疗法。


拥有一个开放的椅旁解决方案的好处是,可以让牙医做到仅仅是“单次治疗”。假如牙医有一个椅旁解决系统,但是他们不想在内部工作流程中执行任何步骤。他们只需点击并且立即与技工所或解决方案提供商共享该文件让他们完成剩下来的工作。牙医拥有数字化思维,这意味着他们会从另一个角度看待软组织以及可以提供的治疗方案,这将是一个全新的世界。


另外,美国的无牙颌全数字化种植技术已经把3Shape Trios口扫应用于临床扫描,欧洲的全数字化种植技术和韩国的全数字化种植技术都采用了3Shape  Trios口扫技术。

 

无牙颌种植全数字化技术的关键在于口扫的应用,各种无牙颌种植全数字化的技术都不同,但共同点是都用到了口扫,无牙颌种植前,可以用 Trios口扫扫描上下无牙颌,导板软件与CBCT数据对齐,这样可以省去印模和石膏模型的误差。

 

美国的无牙颌种植全数字化技术,现在可以在术前设计削骨导板,外科种植导板,即刻义齿导板,最终修复义齿导板,美国的技术是比较成熟的一个策略,最终修复义齿是用高强度的树脂切削的。特点是,导板都是在术前设计好的,手术后直接使用,患者不用等待。

 

欧洲的无牙颌种植全数字化技术,现在可以在术前设计外科种植导板,即刻义齿和最终修复义齿都是在术后,口腔内放置扫描杆,用口扫直接扫描,然后设计即刻义齿或最终义齿,通过切削技术完成即刻义齿,最终修复义齿可以通过传统的数字技术完成。韩国的无牙颌种植全数字化技术,与欧洲的技术类似。

 

中国自主开发的无牙颌种植全数字化技术,采用无牙颌口扫,然后做无牙颌的三维DSD设计,试戴DSD义齿,放射义齿,削骨导板,外科种植导板,即刻义齿导板,过渡义齿导板,最终修复义齿导板,都采用软件设计,并由3D打印或CAD/CAM切削完成,可以做到完全无模型修复,这个技术目前是比较领先的。


在中国市场,3Shape Trios第三代产品还没有进入,值得注意的是,5月18日,3Shape与时代天使签署战略合作协议,精准的口内数据采集是隐形矫治器个性化定制的重要前提,此次时代天使携手3Shape,让用户口内数据资料与时代天使数字化正畸平台实现快速无缝对接,将有力推动数字化口腔的创新。


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Dentsply Sirona(登士柏西诺德)


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,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3月份,西诺德与美国牙科耗材市场领导者登士柏(Dentsply)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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Straumann(士卓曼)


Straumann(士卓曼 )推出的CARES综合的数字解决方案代表了一个完整的牙科解决方案,从数字化口内扫描到使用最先进的CAD/CAM处理,进行计算机化生产加工修复产品,每个步骤都与下一步无缝链接,专为高质量数字工作流程而设计。


该数字化解决方案匹配了口扫,用于数字化数据采集,如果诊所想切削修复体,那么可以通过士卓曼的设备自行切削临时冠、嵌体、高嵌体等;如果诊所决定与技工厂合作,士卓曼提供技工室的流程配合使用扫描仪来制作修复体。另外,士卓曼 还有一些基于CAD/CAM的技术,如果诊所不能椅旁扫描,将模型或数据传递至与我们合作的义齿加工厂进行制作。


CARES®综合的数字解决方案是一种在牙医、技工室以及切削服务中心之间交换传递数据的流程方案,是一项集成各个环节的完整方案。士卓曼最大的不同之处在于流程是开放的、可以选择的,而非封闭的。


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iTero(爱齐科技)


2011年,Align(爱齐科技 )完成了对Cadent公司的收购,iTero口扫成为市面上当时唯一兼容隐适美(Invisalign)矫治器矫治器的产品,解决了传统硅橡胶印模的诸多问题。


传统PVS取模取模时间长,舒适度差,异物感比较强,大概要30分钟左右,有些患者可能还会出现恶心呕吐的情况,后期邮寄模型到美国Align 公司又需要半个月左右的时间,最终看到3D治疗方案往往需要一个月左右的时间,而且因为模型寄送时间过长,中间有发生变化、影响精度产生误差的风险。


隐适美矫正方案第一步就是取模,iTero口内扫描仪器几分钟即可完成全口腔数字化扫描,可精准获取牙齿的数据,不仅时间快,而且扫描后即可获得ClinCheck方案,初步看到矫正效果,隐适美3D可视化方案最快可在48小时之内看到,大大缩短患者等待的时间,整个过程体验舒适。


扫描后即可初步预览矫正效果,出色的可视化效果,更方便与医生的沟通。因为无需传统模型寄送,直接网络上传牙齿数据,所以牙齿模型更精准。


iTero数字印模系统自2006年发布,经过12年的发展,已进行270万余次正畸扫描,在2018年4月份正式进入中国市场。


CBCT在数字化中的应用


口腔影像目前正全面向数字化发展,其中关键推动技术之一就是锥形束CT。上世纪90年代,第一台口腔专用CBCT机NewTom 9000问世,精确清晰面部三维影像,使医生能获得患者直观的面部体表三维图像。1996年该设备进入欧洲市场,2001年进入美国市场。


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市面上主流的CBCT厂家和产品


在传统的螺旋式CT基础上,锥形束CT(CBCT)在扫描和数据获取方式上进行了升级。两者最大区别是CBCT用三维锥形束X线扫描,获得近600个不同的图像,重建后直接得到三维图像,图像金属伪影较轻,而传统CT用二维扇形束扫描,重建后形成二维图像数据,伪影较重。CBCT应用比较广泛的领域有颌面外科、牙体牙髓、正畸治疗以及种植牙等。


CBCT的出现代表了医学影像学从两维进化到三维,CBCT把扫描的分辨率提高到螺旋式CT无法达到的高度,甚至出现了MicroCT。同时CBCT的放射剂量也降低到了一个新的水平。


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医生端

如果没有CBCT在口腔医学中的应用,口腔数字化正畸和种植就不能够像现在这样快速应用。CBCT把扫描的分辨率提高到螺旋式CT无法达到的高度,甚至出现了MicroCT。同时CBCT的放射剂量也降低到了一个新的水平。


对于医师来说,匹配的软件操作相对简单,三维重建快捷丰富,经过培训后,普通技术人员都可操作。对于患者来说,检查费用相应较低,易于患者接受,比如搭配3shape和ExoCad等正畸软件,CBCT能够让医师在正畸过程中更关注唇舌侧骨板厚度、高度及功能性改建,这对于完成高质量的正畸病例和治疗后的长期稳定,牙周健康都十分重要。另外现在正畸医生都特别关注颞颌关节,CBCT在观察髁状突形态,关节间隙方面也发挥了重要作用。

 

数字化技术最早应用于口腔种植是从种植外科导板开始的,最早是从Simplant和Nobel开发的软件设计导板,经过十几年的临床应用和发展,越来越多的公司开发出新的导板设计软件,如3shape 、GuideMia、彩立方等软件。

 

外科种植导板软件设计导板的原理是通过CBCT数据和牙颌模型对齐后,通过软件模拟放置种植体的位置和方向,在牙颌模型上确定种植体的位置和方向,然后软件生成一个导板,导板可以通过3D打印或者CAM切削出来,基本市面上各种导板设计软件都是这样的设计的,对于无牙颌大多采用放射义齿结合CBCT数据进行导板设计。


外科种植导板的作用是用于微创全程或半程的种植,也可以用于翻瓣前的种植位置和方向的确定,都是用于种植体的位置和方向的确定和制备,全程导板技术十几年前就已经开始应用于临床了。


全数字化种植技术是近几年从美国开始的,全数字化种植技术不同于全程导板技术,有些人误以为全数字化种植技术就是全程导板技术。全数字化种植技术是削骨导板,外科种植导板,即刻义齿导板,过渡义齿导板,最终修复义齿导板的综合应用,而全程导板就只是一个外科种植导板,全数字化种植技术是一个综合各种导板技术的系统策略。


在牙齿种植上,手术实施前首先要评估患者颌骨的骨质、骨量,并掌握下颌神经管、鼻窦等重要组织的位置,然后据此确定种植手术的可行性以及种植体的类型、尺寸、植入位置、植入路径、植入深度等参数。


在一些种植软件如Simplant、Nobel clinician和3shape的帮助下,CBCT设备可以辅助种植手术的设计,制作种植导板,精确控制种植体的位置、方向、长度、直径等,确保手术及后期修复的成功,微创种植技术也成为最近的热门。


另外在阻生牙分析、牙体牙周病诊断和颞下颌关节病诊断上,灵敏度、速度和精度都得到了验证。口内扫描即刻取像后,牙医结合CBCT进行数字种植导板方案设计,高效便捷完成术前规划。CBCT是配套种植业务的,只要开展种植就必须配CBCT。


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诊所端

目前,稍微好一点的公立医院都必定配置CBCT,而且是集中采购,很少用螺旋式CT。医生、诊所、医院对CBCT以及配套软件已经普遍而且完全能够接受,CBCT提供的三维视角以及组织密度分析功能,让医生更方便且更有信心的获得诊断结果。


但是CBCT市场占比还不多,公立、私立所有加在一起5%不到,推广需要解决的难题一是购买资金,二是软件操作及影像诊疗技术的培训。未来无论是教学、诊疗、临床,都不大可能用螺旋式CT,因为螺旋式CT是大CT,需要专业人员操作,而且对口腔里主要成分软组织的分辨率很低,配套的牙科诊断软件还需要提升。


价格上,大视野CBCT在150万-350万之间,中视野价格在60万-150万之间,小视野价格在40万-60万之间。小型的牙科诊所会考虑到前期的投入成本,如果1-3年内收不回成本的话,购买意愿度很低。已经采购全景机的牙医,淘汰掉全景机,换成口腔CBCT意愿不大。


CBCT是配套种植业务的,只要开展种植就必须配CBCT,开展新业务会增加诊所和医院的赢利点,诊所肯定是接受的,只不过还要看品牌、质量、性价比和售后。另外,配套软件也是市场所需要的,现在做得不是很完善,或者做得好的非常贵。软件系统最终是要开放,肯定会出现一个强大的平台。

 

CBCT的更新周期取决于关键部件X射线探测器的技术突破,平均在5年左右,配套软件则快一些,一般2年左右会有更新。成本是阻碍小的诊所采购数字化设备和软件的主要原因之一。不过,数字化设备与技术是诊所和医院的营销噱头和技术水平的展示和证明,大家在这方面投入愿意强。


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典型企业


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Carestream(锐珂)


Carestream (锐珂)为全球提供医疗和牙科成像系统以及IT解决方案,以及针对精密胶片和电子市场的高级材料。在全球150多个国家有分支机构,并且拥有600多项获得专利的医疗和牙科成像与信息技术,在医疗成像和医疗 IT 方面始终处于多种技术进步的领先地位。


锐珂医疗的前身是伊士曼柯达医疗集团,它秉承了柯达的创新历史,在医疗成像领域积累了多年的经验,公司拥有1000多项医疗和牙科影像与信息技术专利。


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,医生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。根据病例复杂程度的不同,医生可以选择在诊室进行扫描、设计和制造,也可以只在诊室进行扫描,而将数字印模发送到技工室进行处理,非常方便快捷,大幅缩短了病人治疗等待时间。


最新的产品CS 9300C Select以3D CBCT拍摄、CBCT数字印膜拍摄、全景拍摄、头颅测位拍摄等四大独特优势在CBCT中保持领先。


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Danaher(丹纳赫)


Danaher(丹纳赫)公司(NYSE:DHR)创立于1969年,前身是Diversified Mortgage Investors, Inc.,于1984年改为现用名,总部位于美国华盛顿,是一家全球领先的科学与技术创新产品与服务的设计商及制造商,业务由生命科学、诊断、牙科、环境及解决方案四个平台组成。


在丹纳赫的发展历程中,一个关键节点就是收购卡瓦公司。卡瓦公司创于1909年,是一家总部位于德国的牙科器械专业制造领域的领袖公司。其核心的CBCT产品包括i-CAT/KaVo 3D eXam等。


2004年,卡瓦被丹纳赫集团整体收购,成为丹纳赫牙科产品业务平台旗下企业。2006年,美国盛邦公司被丹纳赫集团收购,卡瓦盛邦成为全球领先的牙科设备和耗材制造商,在丹纳赫齿科业务中占比最大。


2017年丹纳赫牙科业务的收入为28.19亿美元,其中卡瓦盛邦的营收占大部分,在全球牙科领域排名第二,仅次于合并后的登士柏西诺德。


今年7月,丹纳赫将牙科业务独立拆分为DentalCo。DentalCo整合发展可以更有效,推动持续的利润率扩张,更加关注新投资机会,通过投资并购支持未来的盈利增长。


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美亚光电


经过六年多的发展,美亚光电开发了全系口腔CBCT,包括12x8中视野,15x9中大视野和23x18超大视野,充分满足各级口腔诊疗机构需求,同时还有配套的口内扫描仪、CAD、CAM设备等,全方位一体化解决用户的口腔问题,已形成中视野、中大视野、 超大视野等系列口腔X射线CT诊断机产品梯队,可满足客户的产品多样化需求。


其中超大视野CBCT一次扫描有效视野高达23*18cm,满足口腔颌面部全科临床诊疗需要。CBCT目前国内客户超过2000家,市场占有率超过40%,是国内CBCT头部品牌。


虽然数字化是趋势,但推动并没有像设想中的那么迅速,这有多方面的原因,比如牙医习惯、诊所采购成本、国外器械注册证获得时间长等,像隐适美iTero口扫,今年4月份正式进入中国市场,3Shape进入中国市场的目前还是二代产品。


另外一个大趋势就是国产设备在性能上越来越接近,价格上更具优势,国产替代的趋势正在逼近。目前我国约有8万家私立口腔医疗诊所,是CBCT主要的增长点。


参考资料:

江山——无牙颌种植的全数字化设计种植修复技术

揭秘口腔数字化的关键设备CBCT,它将成为全球牙科成像设备市场第三大产品类别

今日口腔


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