1問1答 論文 保存修復

全顎印象、口腔内スキャナーはシリコンに並んだのか——UCLが5回ずつ測り直した

1問1答 論文 補綴

上顎全顎の基準模型を用いて、従来のシリコン印象と2機種の口腔内スキャナーの精密度・真度を比較したin vitro研究(Malik 2018・Int J Prosthodont)

単冠なら従来法と同等以上の適合が得られる——そう報告する研究はすでにいくつもあります。では全顎は。範囲が広がれば誤差は積み重なり、しかも新機種は独立検証が追いつかないまま世代交代していく。ロンドン大学のグループが、銀メッキの基準模型を3つの方法で5回ずつ採得し、精密度と真度をμm単位で測り分けました。差は出ました。ただし、その差の読み方こそがこの論文の価値です。

論文
Comparison of Accuracy Between a Conventional and Two Digital Intraoral Impression Techniques
著者
Malik J, Rodriguez J, Weisbloom M, Petridis H
掲載
The International Journal of Prosthodontics 2018;31:107-113(doi:10.11607/ijp.5643)
種類
in vitro 実験研究(上顎全顎の銀メッキ基準模型・3手法×各5回)
PMID
29518805

全顎スキャン、シリコン印象に並んだのか

口腔内スキャナーの導入を検討したことがある方なら、たいていぶつかる問いがあります。「単冠なら大丈夫らしいけれど、全顎はどうなのか」。

スキャナーの利点ははっきりしています。患者と術者の満足度が高く、時間が短く、データを保存・呼び出しできる。印象材のえずきも、石膏注入の手間もない。ただし著者らは「これらの潜在的な利点が、すべての機種で普遍的に得られるわけではない」という最近のランダム化研究にも触れています。

そして短いスパンの補綴では、すでに答えが出つつあります。複数の研究が、口腔内スキャンで作った少数歯の補綴物は、従来法と同等かそれ以上の適合を示すと報告しています。

問題は、そこから先です。範囲が広がったとき、誤差は積み重なる。そして新機種は次々に出るのに、独立した第三者による精度の検証は追いついていない——メーカーは「大幅に改善した」と言うけれど、それを確かめた研究は少ない。ロンドン大学(UCL Eastman)のグループが、そこを測りにいきました。

銀メッキの基準模型を、3つの方法で5回ずつ

研究の骨格: 上顎全顎の銀メッキ基準模型(7歯+基準点5点。光の反射でスキャンが乱れないようガラスビーズ処理を施し、天然歯に近い粗さにしてある)を用意。①従来法=付加型シリコン印象材(アクアシル ウルトラ)の2粘稠度ワンステップ法+個人トレー(3mmの均一なスペース)→ 超硬質石膏(type IV)で模型を作り、参照スキャナで読み取る。②3Shape Trios 3。③CEREC オムニカム(メーカー推奨どおりパウダーなし)。各群5回ずつ採得し、模型は毎回外して置き直した。参照スキャナは接触式ラボスキャナ(Renishaw Incise・ステップ50μm)。Geomagic Control で10万点のベストフィット重ね合わせを行い、精密度(precision)=5回の相互重ね合わせ10組のばらつきと、真度(trueness)=参照スキャンとの近さを μm で算出した。

用語を1行で整理しておきます。精密度=同じことを繰り返したときの再現性。真度=本物にどれだけ近いか。この2つを合わせて「精度(accuracy)」と呼びます。どちらもこの研究では「ずれの大きさ」で表すので、数字が小さいほど良いことになります。

実験の質を担保する工夫も丁寧です。参照スキャナ自体の精密度は4.8μmと確認されていて、測定の物差しとして十分に細かい。そして全部の実験が終わったあとにもう一度基準模型をスキャンし、最初のスキャンとの差が6.2μm——模型が実験中に変形していないことも証明しています。

結果——シリコン印象が勝った。両方に。

0 20 40 60 精密度のずれ(μm・小さいほど良い) 4.8 21.7 36.5 49.9 参照スキャナ シリコン印象(PVS) CERECオムニカム 3ShapeTrios 3 精密度=同じ対象を5回採得して互いに重ね合わせたときのばらつき(全10組の平均絶対偏差・SDは順に0.7/5.4/11.2/18.3)。シリコン印象が2つのスキャナより有意に良かった(p<0.006)。スキャナ同士に有意差はなし(p=0.153)。参照スキャナは比較対象ではなく測定の物差しで、ANOVAには含まれない
精密度(同じ対象を繰り返し採得したときのばらつき)。Table 1より

精密度は、シリコン印象 21.7μm、オムニカム 36.5μm、Trios 3 が 49.9μm。シリコン印象が2つのスキャナより有意に良好でした(p < 0.006)。

ただし平均値だけを見ると印象が強すぎます。Trios 3 のばらつきは大きく(SD 18.3、範囲 21.5〜83.3μm)、従来法の範囲 15.8〜30.2μm と重なる個体もありました。「どの1回を取っても従来法が上」という結果ではありません。

0 33.3 66.7 100 真度のずれ(μm・小さいほど良い) 24.3 80.3 87.1 シリコン印象(PVS) CERECオムニカム 3ShapeTrios 3 真度=基準模型の参照スキャンにどれだけ近いか(SDは順に5.7/12.1/7.9)。シリコン印象が2つのスキャナより有意に良かった(p<0.001)。スキャナ同士に有意差はなし(p=0.757)。ただし全群で平均・最大とも100μm未満だった
真度(基準模型にどれだけ近いか)。Table 2より

真度は差がさらに開きます。シリコン印象 24.3μm に対し、オムニカム 80.3μm、Trios 3 が 87.1μm(p < 0.001)。約3.3〜3.6倍のずれです(本文の数値から計算)。

一方で、2つのスキャナ同士には有意差がありませんでした(精密度 p = 0.153、真度 p = 0.757)。どちらが優れているかという議論には、この研究は答えを出していません。

ずれの出方も、色分けした3Dマップで調べられています。

オムニカム:スキャン間で約90μmの全体的な歪み。臼歯の口蓋側と前歯の切縁に正の偏位が出て、一部の切縁には負の偏位もあり、スキャン全体に波打つような歪みが示唆されました。

Trios 3:歪みは臼歯部に集中。口蓋側で負(100μm未満)、咬合面に近づくと正(60μm)に転じるパターンでした。

シリコン印象:スキャン間の大きな歪みはなし。ただし臼歯の裂溝に300μmを超える孤立した正の偏位が見られました。ここは重要なので、次の節で扱います。

300μmの正体は「気泡」だった

シリコン印象群にだけ出た300μm超のずれ。調べてみると、印象面の小さな気泡(air blow)が、石膏模型では突起(nodule)として再現されていたものでした。

ここで著者らは、あえて処置をしていません。「作業用模型を扱うなら当然メスで削り取る突起だが、それが最終精度にどう影響するかを見るために、あえて手を加えなかった」と明記しています。そして「これらを事前に修正していれば、従来法の定性的な精度評価はもっと良くなっていただろう」と。

つまり従来法の弱点は「原理的な不正確さ」ではなく「気泡という運用上のミス」だった、ということです。技工に出す前にひと目見る、という日常の所作の意味が、数字で裏づけられた形になります。

もうひとつの視点: 逆にスキャナのずれは、湾曲や複雑な形態を読むときの原理的な限界に由来すると考えられている。臼歯口蓋側や前歯切縁——曲率の大きい場所に集中したのはそのためだろう、と著者らは推測している。こちらは、手技の注意で消える種類の誤差ではないかもしれない——ただし著者らも「湾曲や複雑な形態が原因かもしれない」と推測形で書いている。

明日の臨床へ——「100μm未満」をどう読むか

ここが、この論文でいちばん誠実な部分です。著者らは統計的な有意差を報告したうえで、こう続けます。

「有意差はあるが、すべての方法で精密度・真度の平均値も最大値も100μm未満だった」。

そして「臨床的に許容できる精度の閾値は存在しない」と前置きしたうえで、こう結論します。「短いスパンや分割された補綴物のほとんどの場面では、おそらく臨床的に許容できる。しかし、誤差が積み重なる長いワンピースの補綴では慎重であるべきだ」。

実務への翻訳はこうなります。

①単冠・少数歯・分割設計 → この誤差幅なら臨床的に許容できる可能性が高い(著者らの書き方も「おそらく臨床的に許容できるだろう」という推測形です)。患者の快適さと時間短縮の利益を取りにいける場面でしょう。

②全顎を1ピースで作る補綴(歯を支台にしたロングスパンブリッジなど) → 従来法がまだ基準(gold standard)。誤差が積み重なる設計では、この差が効いてきます。なおインプラント上部構造はこの研究では検証されていません——対象は天然歯形態の模型で、スキャンボディは扱われていないからです。

③シリコン印象を選ぶなら、気泡を潰す。この研究で従来法に出た最大の誤差は、材料の限界ではなく気泡でした。撤去後の点検と、模型の突起の除去。当たり前の手順が、そのまま精度になります。

そしてもう一つ、著者らが添えている一文を見落とせません。「光学スキャナはこの研究のような in vitro 環境ではよく働くように見えるが、in vivo では精度が落ちるようだ」。唾液・軟組織の動き・開口量——実際の口の中は、銀メッキの模型より難しい。この結果はスキャナにとって有利な条件で得られたものだと理解しておくのが公平です。

ここだけ、冷静に補助線

ここだけ、冷静に補助線。 in vitro研究で、各群5回の採得。しかも2018年の機種(Trios 3・CEREC オムニカム)での比較です。スキャナは世代交代が速く、著者ら自身が「研究が絶えず古くなっていく」と本文で嘆いています——この数字を最新機種にそのまま当てはめることはできません。測定側にも制約があります。参照スキャナは接触式なのでアンダーカットに入れません。そのためデータは歯の最大豊隆部より上に限られ、歯頸部側の歪みは調べられていません(マージンの適合を考えるうえでは、ここはむしろ知りたい場所です)。比較部位も前歯の口蓋側と切縁、第二大臼歯の咬合面1/3という4か所に限定されています。対象は銀メッキの金属模型で、ガラスビーズ処理をしたとはいえ天然歯そのものではありません。術者は1名で、その1名はスキャナの訓練とキャリブレーションを受けています。そして冒頭の「気泡」の扱い——従来法に不利な条件をあえて残した設計なので、実務どおりに突起を削っていれば「従来法の定性的な精度評価はもっと良くなっていただろう」と著者らが書いている点も、読み落とさないでおきたいところです(著者らが言っているのは定性評価についてであり、平均値の差が広がるとは書いていません)。それでも「全群で平均も最大も100μm未満」という事実は、対立を煽らない良い着地点だと思います。デジタルか従来法かではなく、補綴のスパンで使い分ける。この論文はそういう地に足のついた結論を出しています。

今日のひとこと

全顎印象では、従来のシリコン印象がまだ正確だった。精密度は21.7μm対36.5〜49.9μm、真度は24.3μm対80.3〜87.1μm——いずれもシリコン印象が有意に良く、2機種のスキャナ同士には有意差がなかった。ただし著者らは同じ本文で「全群とも平均・最大とも100μm未満」と書き添える。短いスパンや分割設計ならスキャナでもおそらく臨床的に許容でき、誤差が積み重なる全顎ワンピースの補綴では従来法がまだ基準。そしてシリコン印象に出た最大のずれ(300μm超)の正体は材料の限界ではなく気泡だった。

Malik J, Rodriguez J, Weisbloom M, Petridis H. Comparison of Accuracy Between a Conventional and Two Digital Intraoral Impression Techniques. Int J Prosthodont. 2018;31(2):107-113. doi:10.11607/ijp.5643 PMID: 29518805
本記事は論文の要点を医療従事者向けにまとめた解説です。臨床判断は原著と最新のエビデンスをご確認ください。