口腔内スキャナーは、高精度の光学技術を使用して、歯と歯肉の物理的表面を正確なデジタル 3D モデルに変換します。これらのシステムの背後にある中心原理を理解することは、パフォーマンス指標を評価し、臨床応用を拡張するために不可欠です。
現在主流の口腔内光学スキャニング (IOS) テクノロジーは次の 3 つです。共焦点イメージング, 構造化された光、 そしてアクティブステレオビジョン.
共焦点イメージング
共焦点イメージングでは、光学セクショニングを使用して、特定の焦点面からの光を選択的に照射して検出することで高解像度の画像を生成します。{0}スキャナは、鮮明に焦点を合わせた各レイヤー ポイントを-ポイントごと、またはラインごと-ごと-キャプチャし、これらの光学スライスを計算によって積み重ねて完全な 3D モデルを作成します。
仕組み: 焦点を合わせた光源 (通常はレーザーまたは正確にコリメートされた LED) が、歯の表面上の小さな点または線を照らします。正確な焦点面から反射された光は、ピンホール開口を通過して光検出器に到達します。 --焦点外の光は、位相がずれて到着し、大部分がブロックされるため、拒否されます。この選択的フィルタリングにより、焦点内のデータのみが測定されることが保証されます。-システムは、表面全体およびさまざまな深さで集束した光を高速にラスター スキャンします。-次に、ソフトウェアは、独立した焦点を合わせたデータポイントを 3D モデルに再構築します。{{10}よく「ポイントごとのステッチ」-または光学的セクショニング取得と呼ばれます。-
光源: レーザー (コヒーレント点光源) またはコリメート LED アレイ。
データ取得: 点-ごと-または線-ごと-のラスター パターン。強度測定値を対応する x、y、z 座標にリンクします。
深度解像度: 画像の歪みを最小限に抑えた優れた深度解像度と、優れた詳細な-細部のキャプチャ-は、準備マージンに特に役立ちます。
被写界深度 (DOF): 光学的セクショニングのため、本質的に浅い。これにより、焦点面内で高い精度が得られますが、深い溝や歯間領域をキャプチャする場合は、慎重なオペレータのテクニック（一貫した作動距離とスキャン ヘッドの角度）が必要です。-
ハードウェア特性: 可動光学部品の存在。内部のレンズ アセンブリは高速往復運動を実行し、スキャン中に独特の「シュー」またはブーンという音を発生します。
代表的な製品：3Shape TRIOSシリーズ、Align Technology iTero Elementシリーズ。
注目すべきイノベーション: 3Shape TRIOS 6 は、白色光、蛍光発光、近赤外線波長を投影するハイパースペクトル技術を統合しています。-これにより、高速取得中に現実的な色の忠実性と強化された幾何学的再構成が可能になります。- TRIOS 5と比較して色の精度が大幅に向上しました。
構造化された光
しわくちゃの紙に正確な直線のグレースケール ストライプ パターンを投影することを想像してください。ストライプは表面の地形に応じて曲がり、変形します。取得した変形パターンを分析することで、システムは三次元形状を計算します。-構造化光スキャナはこのプロセスを高速で実行し、コード化されたパターンのシーケンスを迅速に投影して詳細な 3D モデルを構築します。
仕組み: 構造化光投影機は、事前定義された光学パターン (平行ストライプ、グリッド配列、または複雑なコード化パターン) を対象物 (歯と歯肉) に投影します。-校正された角度と距離で配置されたカメラが、変形したパターンをキャプチャします。三角測量の原理と既知のプロジェクター カメラの幾何学形状を使用して、システムは測定されたパターン変形から表面点の 3D 座標 (X、Y、Z) を計算します。
カメラ: 1 つ以上のデジタル カメラ (通常は CMOS または CCD センサー)。解像度、フレームレート、光学品質は、全体的なパフォーマンスと測定精度に直接影響します。
スキャン速度: 高速-機能。各パターン投影と画像キャプチャ サイクルは広い表面積をカバーするため、迅速な完全なアーチ スキャンが可能になります。-
ハードウェア特性: 可動光学部品はありません。スマートフォンのスローモーション ビデオでは、複数のラインやグリッド パターンが投影されていることがよくあります。-一般的なシステムでは、デュアル レンズ構成--を使用します。1 つは投影専用、もう 1 つはイメージング専用です。
代表的なiOSブランド：アライドスター、シャイニング3D、メディット、デクシス、アイデント（AI-30シリーズ）。
構造化されたライトルートの主な強み-: 最新の実装では、適応照明を備えた場合、高密度の点群、優れた表面ディテール、反射歯の表面での強力なパフォーマンスを実現します。{0}
たとえば、Aident AI-30 は高度な構造化光技術を採用し、10 μm 以下のフルアーチ精度、パウダーフリーのトゥルーカラー スキャン、インテリジェントな曇り止め加熱、20 ～ 25 mm の超被写界深度、30 fps 以上のイメージングを実現しています。-わずか 156 ～ 198 g のハンドピースは入手可能なハンドピースの中で最も軽い部類に属し、オペレータの疲労を軽減しながら、主要な CAD ソフトウェアおよび Aident の歯科用 3D プリンタとシームレスに統合するオープン STL/PLY/OBJ ワークフローをサポートし、完全なスキャン → 設計 → 印刷ソリューションを実現します。
アクティブステレオビジョン
人間の両眼視機能は、それぞれの目からのわずかにずれたビューを組み合わせて奥行きを認識することによって機能します。アクティブ ステレオ ビジョン スキャナも同様に動作し、2 つ以上のカメラをデジタル「目」として使用します。エナメルなどの滑らかな表面の特徴検出を向上させるために、これらのシステムは通常、ランダムな光のテクスチャ (高密度のランダム ドットや微妙なグリッド パターン) を投影します。-人工テクスチャは、カメラが視野全体で照合できる独自の視覚マーカーを提供します。キャリブレーションされたカメラのジオメトリと三角測量により、-ミリメートル-未満の精度の 3D 再構成が生成されます。
仕組み: 校正されたステレオ設定に配置された 2 台以上の同期カメラが、オブジェクトのオフセット ビューをキャプチャします。アクティブ プロジェクターは、非構造化または半構造化パターン（自然の斑点、疑似ランダム ドット、または拡散パターン）を口腔表面に投影します。これは、天然エナメル質には信頼性の高い一致を実現するのに十分な質感が欠けていることが多いためです。-ソフトウェアは、投影されたテクスチャを利用してカメラ ビュー全体で相同な点を特定することで、対応問題を解決します。既知のカメラ パラメータを使用した三角測量により、密な 3D 表面座標が得られます。
カメラ: 高精度光学系を備えた 2 台以上の高忠実度 CMOS カメラ-。解像度、フレームレート、低歪みレンズによってデータの精度が決まります。-
投光器（アクティブイルミネーション）: 幾何学的データをエンコードするのではなく(構造化光とは異なり)、人工的な表面テクスチャを生成します。これにより、オブジェクトの自然なテクスチャへの依存が軽減されます。
動きの感度: 患者の動きやオペレータの手の震えに対してより敏感になる可能性がありますが、高いフレームレートとソフトウェア動き補償アルゴリズムにより影響が軽減されます。{0}}
テクスチャの処理: 滑らかで光沢のある表面、または歯のない隆起などの特徴のない表面に優れています。
計算需要:-リアルタイムのステレオ マッチングには、かなりの処理能力（オンボード モジュールまたは対応するホスト コンピュータ）が必要です。
ハードウェア特性: スローモーション ビデオでは、通常、投影フィールド内の光点の不規則な空間分布が表示されます。
代表的な製品: iTero Lumina、Langcheng DL 300。
注目すべきイノベーション: iTero Lumina の Multi-Direct Capture™ テクノロジーは、スキャン ヘッドの先端に 6 つのスキャン モジュールを配置し、より広い視野と最大 25 mm のスキャン距離を提供します。これにより、少ない手技で複雑な解剖学的構造（狭い/深い口蓋、無歯溝、部分的に生えている歯）を捉えることができます。一部のシステムでは、オペレーターの距離と動作の感度に依然として注意深いテクニックが必要です。他のアクティブなステレオ実装では、これらの変数の処理の改善に焦点を当てています。{4}
あなたの実践に適したテクノロジーを選択する
各テクノロジーには明確な強みがあります。
共焦点システムは、深さの解像度と微細なマージンの詳細に優れています。
構造化光システムは通常、補償光学やオープン エコシステムと組み合わせることで、高速、フレームあたりの広い範囲、および堅牢なパフォーマンスを提供します。
アクティブ ステレオ ビジョンは、テクスチャの低い表面とますます広い視野で優れた結果を提供します。{0}
完全なデジタル ワークフロー、オープン データ フォーマット、軽量人間工学、パウダーフリーのトゥルー カラー スキャン、デザインと 3D プリントとのシームレスな統合を優先する診療所や研究室にとって、Aident AI-30 などの構造化光ソリューションは、臨床パフォーマンスと総所有コストの実用的なバランスを実現します。{0}{1}
診療現場で最新の口腔内スキャンを体験してみませんか? https://www.aident3d.com/ で、Aident AI-30 と完全なスキャン → デザイン → 印刷ソリューションをご覧ください。今すぐ見積もりをリクエストするか、ライブデモを予約してください。
