CN108802074A - 氧化锆双层全瓷修复体饰瓷内部缺陷的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及牙科技术领域，公开了一种氧化锆双层全瓷修复体饰瓷内部缺陷的检测方法，包括以下步骤：(1)micro‑CT扫描：将氧化锆双层全瓷修复体进行micro‑CT扫描，得到扫描后的二维图像，并将二维图像转换为dicom数据；(2)三维建模：将步骤(1)中的dicom数据导入到处理软件中进行三维建模并分析，得到氧化锆双层全瓷修复体饰瓷内气孔缺陷的三维形貌，获得氧化锆双层全瓷修复体饰瓷内气孔缺陷的数据。本发明能够在不损坏氧化锆双层全瓷修复体的情况下，检测到氧化锆双层全瓷修复体饰瓷内的气孔缺陷，在修复体崩瓷的临床研究中起到了至关重要的作用。

Description

氧化锆双层全瓷修复体饰瓷内部缺陷的检测方法

技术领域

本发明涉及牙科技术领域，具体涉及了一种氧化锆双层全瓷修复体饰瓷内部缺陷的检测方法。

背景技术

氧化锆双层全瓷修复体饰瓷内部存在的制作缺陷(fabrication defects)是其临床高崩瓷率的重要原因，然而，陶瓷材料中并非所有的缺陷均会导致修复体崩瓷失效(chipping failure)。因此，明确氧化锆双层全瓷修复体饰瓷内的气孔特征与探究其中易导致修复体崩瓷失效的缺陷特点，极具临床意义。

现有技术中关于氧化锆双层全瓷修复体失效行为的研究，多通过对失效修复体的断口形貌进行分析(fractography)和理论公式计算来说明引起饰瓷崩瓷的缺陷特征。常用的分析方法多采用扫描电子显微镜观察断裂面形状，但此方法存在一些不足之处：1、只能观察到断裂面的二维形态，即使利用理论计算，也只能对断裂面进行二维定性分析，而断裂面上的缺陷与其实际的三维形貌存在有较大差异，导致分析结果与实际情况不相符合，不利于进行准确的临床研究；2、此方法存在一定的使用局限性，即在氧化锆双层全瓷修复体未受损的情况下，无法观察修复体饰瓷内的全部气孔缺陷，限制了对修复体各项性能的进一步研究。

发明内容

本发明的目的是提供一种氧化锆双层全瓷修复体饰瓷内部缺陷的检测方法，以解决现有技术中在氧化锆双层全瓷修复体未受损的情况下无法检测修复体饰瓷内部缺陷的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

氧化锆双层全瓷修复体饰瓷内部缺陷的检测方法，包括以下步骤：

(1)micro-CT扫描：将氧化锆双层全瓷修复体进行micro-CT扫描，得到扫描后的二维图像，并将二维图像转换为dicom数据；

(2)三维建模：将步骤(1)中的dicom数据导入到处理软件中进行三维建模并分析，得到氧化锆双层全瓷修复体饰瓷内气孔缺陷的三维形貌，获得氧化锆双层全瓷修复体饰瓷内气孔缺陷的数据。

本发明的原理：通过对氧化锆双层全瓷修复体进行micro-CT扫描，可在不损坏氧化锆双层全瓷修复体的情况下，观察其内部结构，由于micro-CT扫描具有微米级的分辨率，因此可清晰地分辨氧化锆双层全瓷修复体的不同密度层面，并得到氧化锆双层全瓷修复体的二维图像，并将该二维图像转换为dicom数据，便于后续进行三维分析及三维建模。利用处理软件对dicom数据进行三维建模并分析，得到氧化锆双层全瓷修复体饰瓷内气孔缺陷的三维形貌，获得氧化锆双层全瓷修复体饰瓷内气孔缺陷的数据。

与现有技术相比，本发明的有益效果：采用micro-CT对氧化锆双层全瓷修复体进行扫描，利用micro-CT具有微米级分辨率的特性，提高了扫描后二维图像的清晰度，有利于观察氧化锆双层全瓷修复体饰瓷内的缺陷；采用三维建模，利用处理软件对dicom数据进行分析，可获得氧化锆双层全瓷修复体饰瓷内气孔缺陷的数据，建立气孔缺陷的三维模型，有利于临床对氧化锆双层全瓷修复体崩瓷的进一步研究；采用本方法在不损坏氧化锆双层全瓷修复体的情况下，就能够检测到氧化锆双层全瓷修复体饰瓷内的气孔缺陷，在修复体崩瓷的临床研究中起到了至关重要的作用，同时扩大了本方法的使用范围。

进一步，所述步骤(2)中气孔缺陷的数据包括气孔缺陷的尺寸、圆整度、孔隙率及三维分布。尺寸即为气孔的体积；圆整度定义为气孔表面积与等体积球体表面积之比值，以此反映气孔缺陷三维形态复杂程度；孔隙率定义为制作缺陷总体积占饰瓷体积与缺陷总体积之和的比例。通过尺寸、圆整度、孔隙率三个特性即可反应出气孔缺陷的三维形貌，便于后续进行三维建模。

进一步，所述步骤(2)中氧化锆双层全瓷修复体饰瓷内气孔的平面直径大于8.0μm。临床研究表明，平面直径在8.0μm以下的饰瓷内气孔对修复体的力学功能基本不会产生影响，因此研究平面直径大于8.0μm的饰瓷内气孔才更具临床价值。

进一步，所述步骤(2)中的处理软件为VGStudio Max。VGStudio Max可对多孔结构进行精确的定量分析，可对氧化锆双层全瓷修复体饰瓷内气孔缺陷进行更加准确地分析，有利于后期对修复体的临床研究。

进一步，所述步骤(1)中，使用超高分辨率micro-CT进行扫描。超高分辨率micro-CT 具有更高的分辨率，可扫描得到更清晰的二维图像，便于观察分析。

进一步，所述步骤(1)中氧化锆双层全瓷修复体的制备包括氧化锆核瓷的制备、氧化锆饰瓷的制备以及对氧化锆双层全瓷修复体进行清洗、打磨、抛光，清洗的过程中需要使用一种清洗装置。通过氧化锆核瓷的制备，在核瓷上堆砌饰瓷，得到氧化锆双层全瓷修复体，然后对修复体表面进行打磨、抛光，使修复体更好成形，再对修复体进行清洗，以除去制备过程中修复体表面的灰尘和杂质，便于后续对修复体进行扫描，防止杂质对扫描产生影响。

附图说明

图1为本发明实施例中micro-CT扫描后氧化锆双层全瓷修复体的二维图；

图2为本发明实施例中micro-CT扫描后氧化锆双层全瓷修复体饰瓷内部制作缺陷的示意图；

图3为本发明实施例中三维重建的氧化锆双层全瓷修复体的透视主视图；

图4为本发明实施例中三维重建的氧化锆双层全瓷修复体的透视俯视图；

图5为本发明实施例中三维重建的双层全瓷修复体饰瓷内气孔缺陷的三维形貌图；

图6为本发明实施例中清洗装置的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：机架1、清洗台2、清洗板3、气缸4、空腔5、通孔6、活塞缸7、水箱8、风箱9、第一导管10、第二导管11、三通阀12、单向阀13、压力阀14、活塞15、齿条16、齿轮17、第一锥齿轮18、第二锥齿轮19。

实施例基本如附图1至图6所示：

氧化锆双层全瓷修复体饰瓷内部缺陷的检测方法，包括以下步骤：

(1)micro-CT扫描：将氧化锆双层全瓷修复体固定于超高分辨率micro-CT(skyscan 1172，Bruker，USA)匹配的扫描试管中，在修复体周围填入专用非显影泡沫进行固定，以避免修复体在扫描的过程中发生晃动而影响扫描的效果。扫描参数初步设定为100kV电压、0.10mA电流、1μm层距，1500ms曝光时间并放置0.5mm铝箔，过滤弱能量射线以减少束状伪影(bean artifact)；每一旋转角度扫描两张以减少环状伪影(ring artifact)。扫描后，获得平面分辨率为1024×1024的二维图像(如图1所示)，平面及轴向像素边长均为1024 ×1024mm。原始数据经三维重建后转换为16位灰度dicom图像(如图2所示)，实际扫描体像数尺寸(voxel size)为8.0μm，并转换为dicom文件，得到为dicom数据。

(2)三维建模：将步骤(1)中的dicom数据导入到处理软件VGStudio Max 2.2中进行缺陷分析，通过阈值分割、提取并重建气孔缺陷(如图3、4所示)，得到氧化锆双层全瓷修复体饰瓷内气孔缺陷的三维形貌(如图5所示)，获得氧化锆双层全瓷修复体饰瓷内所有平面直径大于8.0μm的气孔缺陷的尺寸、圆整度、孔隙率及三维分布的数据。

此外，步骤(1)中氧化锆双层全瓷修复体的制备包括氧化锆核瓷的制备、氧化锆饰瓷的制备以及对氧化锆双层全瓷修复体进行清洗、打磨、抛光。先根据技工操作手册进行氧化锆核瓷的制备，在核瓷上堆砌饰瓷，得到氧化锆双层全瓷修复体，然后对修复体表面进行打磨、抛光，使修复体更好成形，最后对修复体进行清洗，以除去制备过程中修复体表面的灰尘和杂质，便于后续对修复体进行扫描，防止杂质对扫描产生影响。

清洗的过程中需要使用一种清洗装置(如图6所示)，该清洗装置包括机架1，机架1上转动连接有清洗台2，清洗台2上固接有用于固定修复体的固定件(图中未示出)，本实施例中优选防水双面胶，既不会在固定的过程中在修复体表面留下痕迹，又不会在清洗时遇水失效；清洗台2上方滑动连接有倒“U”形的清洗板3，机架1上固接有用于驱动清洗板3 上、下移动的气缸4，清洗板3内开有空腔5，清洗板3的内侧上开有连通空腔5和外界的通孔6；机架1上固接有活塞缸7、水箱8以及风箱9，活塞缸7与水箱8之间连接有第一导管10，活塞缸7与空腔5之间连接有第二导管11，第一导管10上安装有三通阀12和向活塞缸7单向导通的单向阀13，风箱9与三通阀12连通，第二导管11上安装有压力阀14，当活塞缸7内压强增加至压力阀14的出气阈值时，压力阀14将自动打开，并连通活塞缸7 与空腔5；活塞缸7内滑动连接有与清洗板3固接的活塞15。机架1上滑动连接有与清洗板 3固接的齿条16，机架1上转动连接有与齿条16啮合的齿轮17，齿轮17同轴连接有第一锥齿轮18，清洗台2同轴连接有与第一锥齿轮18啮合的第二锥齿轮19。

清洗时，通过防水双面胶将氧化锆双层全瓷修复体固定在清洗台2上，调节三通阀12 连通水箱8和活塞缸7，再启动气缸4驱动清洗板3进行上、下往复移动；当清洗板3向上移动时，将带动活塞15向上滑动，活塞缸7内压强将减小，水箱8中的水将经第一导管10 进入到活塞缸7内，即通过活塞15上滑进行蓄水；当清洗板3下移时，将带动活塞15下滑，由于单向阀13为向活塞缸7内单向导通，因此活塞缸7内的水不会回流到水箱8中，活塞缸7内压强将逐渐增大，当压强增大至压力阀14的出气阈值时，压力阀14将自动打开，活塞15将活塞缸7内的水压入到空腔5中，该水最后将经通孔6喷向氧化锆双层全瓷修复体，对氧化锆双层全瓷修复体表面的杂质进行冲洗；由于清洗板3呈倒“U”形，且将氧化锆双层全瓷修复体包围，因此可对氧化锆双层全瓷修复体各个面进行充分清洗，尤其是氧化锆双层全瓷修复体上表面存在沟壑，通过带有一定压力的水进行喷洗，能够使清洗更彻底；在清洗板3上移的过程中，还将带动齿条16上移，齿条16将带动齿轮17转动，齿轮17将带动第一锥齿轮18转动，第一锥齿轮18将带动第二锥齿轮19转动，第二锥齿轮19将带动清洗台2转动，从而使氧化锆双层全瓷修复体转动；氧化锆双层全瓷修复体转动时可将其表面的水甩出，达到及时将杂质去除的效果。在清洗板3下移的过程中，清洗板3将通过齿条16、齿轮17、第一锥齿轮18、第二锥齿轮19、清洗台2带动氧化锆双层全瓷修复体反向转动，使清洗板3能够对氧化锆双层全瓷修复体的各个面进行均匀喷洗。

清洗完成后，调节三通阀12连通风箱9和活塞缸7，与上述清洗过程相似，空腔5内将间歇性地有风从通孔6吹向氧化锆双层全瓷修复体，对氧化锆双层全瓷修复体进行及时干燥，过程中氧化锆双层全瓷修复体进行往复转动，既能够通过离心力将其表面的水甩出，加快干燥的速度，又能够让风对其各个面进行风干，达到均匀、充分干燥的效果。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进。这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (6)

1.氧化锆双层全瓷修复体饰瓷内部缺陷的检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)micro-CT扫描：将氧化锆双层全瓷修复体进行micro-CT扫描，得到扫描后的二维图像，并将二维图像转换为dicom数据；

(2)三维建模：将步骤(1)中的dicom数据导入到处理软件中进行三维建模并分析，得到氧化锆双层全瓷修复体饰瓷内气孔缺陷的三维形貌，获得氧化锆双层全瓷修复体饰瓷内气孔缺陷的数据。

2.根据权利要求1所述的氧化锆双层全瓷修复体饰瓷内部缺陷的检测方法，其特征在于：所述步骤(2)中气孔缺陷的数据包括气孔缺陷的尺寸、圆整度、孔隙率及三维分布。

3.根据权利要求2所述的氧化锆双层全瓷修复体饰瓷内部缺陷的检测方法，其特征在于：所述步骤(2)中氧化锆双层全瓷修复体饰瓷内气孔的平面直径大于8.0μm。

4.根据权利要求3所述的氧化锆双层全瓷修复体饰瓷内部缺陷的检测方法，其特征在于：所述步骤(2)中的处理软件为VGStudio Max。

5.根据权利要求4所述的氧化锆双层全瓷修复体饰瓷内部缺陷的检测方法，其特征在于：所述步骤(1)中，使用超高分辨率micro-CT进行扫描。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的氧化锆双层全瓷修复体饰瓷内部缺陷的检测方法，其特征在于：所述步骤(1)中氧化锆双层全瓷修复体的制备包括氧化锆核瓷的制备、氧化锆饰瓷的制备以及对氧化锆双层全瓷修复体进行清洗、打磨、抛光，清洗的过程中需要使用一种清洗装置。