受到保險制度、技工費用、距離、醫療文化的影響，數位牙科在各國的發展模式不盡相同。有些國家人力成本較高、地幅廣闊，醫師習慣自己包辦較多技師的工作 ( 例如美國 )；反之，有些國家則是通通交由技師處理 ( 例如中國 )。在這次 IDS 2017，很明顯的能感受到設計軟體正在往 lab-side、chairside 兩個方向各自發展，兩者間需求的差異，使設計軟體的定位日趨明顯。
因應市場需求， Dental Wings、3Shape 和 exocad 也都推出 chairside 的軟體，表示除了技工所之外，臨床端當天完成的需求開始被廠商重視。而設計軟體使用上的流暢度、整合是否完整都將接受使用者考驗。
本系列將探討 chairside 及 lab-side 的設計軟體在 IDS 2017 中的發展，本篇就讓我們先從 chairside 開始。
註：由於軟體更新頻繁且時程不定，本文以 2017.07 前的軟體版本為主。
診間端設計軟體 (Chairside CAD software)
最早發展 chairside 使用端的是 Sirona 的 CEREC ，包辦了口掃、設計、研磨，不需要額外的傳輸；而技師端的設計軟體 inLab CAD 則需要從外部匯入 3D 模型檔或使用模掃機來進行設計、研磨。在 IDS 2017，以往偏向 lab-side 的 Dental Wings 、 3Shape 以及 exocad 也各自推出了 chairside 的版本，簡化了設計流程，更容易完成診間內的製作。而本來就有兩套軟體的 Sirona，則是推出新版本 CEREC 4.5，優化了軟體運算過程，加速了掃描及設計。
數位設計流程簡介
- 建檔：輸入患者的基本資料、欲製作的牙位及其適應症，有些系統也會在此階段選擇欲使用的材料、輸出的研磨機。
圖一、建檔，輸入病人的資料、選取牙位、適應症、材料。 - 掃描或匯入口掃檔案： 有些 chairside 設計軟體本身就整合了口掃功能，其他軟體則是接收口掃機輸出的 STL 檔。
- 設計：
- 修整模型：此時是調整模型的最後機會，可以裁切模型、移除干擾，類似傳統灌模時的 trim 模、挑氣泡。
- 擺放模型位置：將模型擺在適當的位置以及軸向，有可能需要告訴電腦贋復體的位置及模型上對應的牙位，使軟體計算贋復體時可以參考其他牙齒。有點類似把模型 mounting 到咬合器上。
圖二、擺放模型位置，通常會有數個不同角度的視窗，將模型擺在理想的角度與位置，可能影響軟體運算以及研磨。 - 繪製 margin ：此步驟將決定贋復體的密合度，prepare、排齦與止血固然重要，但不同的軟體辨識 margin 的難易度也不同。當 margin 不好找時，除了可以放大數十倍，還可以翻到背面，兩相對照往往能更精準地標出 margin ，這也是數位牙科的優勢。
圖三、畫 margin。Dental Wings、exocad 等軟體每一點都可以拖曳，還會顯示該點的剖面圖。 - 設定置入徑：軟體會自動計算出最少 undercut 的置入徑，因此常常不用調整，許多軟體可以跳過此步驟（但仍然保留自行調整的選項）。
圖四、設定置入徑，以箭頭顯示目前設定的置入徑，並以顏色提醒 undercut 的區域。 - 贋復體計算及編輯：比較複雜的步驟。包括參數設定、定位、編輯贋復體。參數包含了設定贋復體的最小厚度、 cement space 、咬合強度、 contact 強度等；定位則是調整贋復體的大小、軸向與位置。
電腦經過計算後，會生長出贋復體，也就是提供一個 proposal 給使用者做調整。編輯贋復體指的是用筆刷工具做修型，可以做一些個性化的調整，例如調整 ridge、line angle 的豐隆度；大部分的軟體也可以依解剖型態做調整，例如將整個頰側往外或內拉，而不影響到設計好的型態。
圖五、定位，可將牙齒縮放、旋轉、平移。 從定位、依解剖型態調整、用筆刷微調 (可跳到 2:48 處開始看)。 Source: https://youtu.be/3uZYkFXOMsk?t
- 贋復體計算及編輯：比較複雜的步驟。包括參數設定、定位、編輯贋復體。參數包含了設定贋復體的最小厚度、 cement space 、咬合強度、 contact 強度等；定位則是調整贋復體的大小、軸向與位置。
- 研磨：在研磨預覽的畫面中，調整贋復體在瓷塊中的位置與角度，可以讓鑄道遠離重要的區域。許多漸層的瓷塊，或是以透明度分層的瓷塊，可以藉由此階段將贋復體調至理想的位置，達到預期的效果。詳情請見 Case report: 11 crown with Triluxe Forte 。
圖六、研磨預覽畫面，可調整鑄道與漸層的方向。
exocad ChairsideCAD
exocad 的 chairside 設計軟體「 exocad ChairsideCAD 」，可以做 inlay、onlay、crown、veneer、bridge。和 lab-side 的軟體相比，簡化了許多步驟和複雜的參數，強調簡單的步驟就能做出符合美觀與功能的贋復體。
從起始畫面就可以發現選單簡潔許多，當然可以製作的贋復體項目也比較少。
exocad 在畫 margin 的時候，每一個點都可以拉動，並且會顯示該點的剖面圖，可幫助找尋 margin 。畫完 margin 之後，先將贋復體的位置與大小大致定位好，確認之後軟體計算贋復體的型態，再就著 proposal 做調整。
exocad ChairsideCAD 有 splint 以及 provisional 的 add-on module，可選擇是否加購。
TRIOS Design Studio
3Shape 除了很酷的無線口掃機之外，也推出了 chairside 設計軟體「 3Shape TRIOS Design Studio 」，可以做 inlay、onlay、crown、veneer、bridge、screw-retained crown 等，操作介面也和原本類似，但口掃完可以直接進入設計，不需要額外傳輸。
相較於 3Shape Dental system 的平面化設計模式，Chairside 版本比較類似 CEREC 的設計流程，不斷以「下一步」引導醫師操作，讓軟體操作經驗較少的醫師較容易上手。
Trios Design Studio 只要點一個點就會自動抓出一整圈 margin ，不會像 exocad 顯示出個別的點，但一樣可以點選正確的 margin 位置進行局部微調。畫完之後和 exocad 一樣，先告訴軟體牙齒大概要長在哪邊，接著軟體開始計算贋復體的 proposal ，使用者再做調整。
CS Restore
Carestream 的產品線以 chairside 為主，數年前就推出口掃機、設計軟體、研磨機 solution 。雖然 CS 3600 口掃機在 IDS 2017 可以說是進步楷模，但設計軟體 CS Restore 似乎沒有太多改變，功能仍然較為陽春，官方建議的適應症包含 crown、inlay、onlay。
Source: https://www.youtube.com/watch?v=0ecu4qLlje0
軟體有自動調整咬合、將厚度加到安全值的功能。
雖然口掃機可以輸出 .stl 的開放格式，不過 CS Restore 設計的贋復體只能由自家的研磨機輸出。
DWOS Chairside CAD
在台灣比較少受到重視但系統超完整的 Dental Wings，擁有自己的口掃、模掃機、設計軟體、各式研磨機，甚至推出了第一台牙科雷射研磨機。今年也出了 chairside 設計軟體「 DWOS Chairside CAD 」，直觀、流暢的操作與新潮的特效都令人驚艷！
畫 margin 時可以選擇用點狀模式，和 exocad 一樣拖曳每個點，或是線狀模式，需要修正的地方直接用畫的，還可以自動旋轉來檢視整圈 margin，頗有創意。畫完 margin 後不須先定位大致的牙齒位置，軟體會根據前後牙直接生成一顆牙齒，再進入編輯。
雖然一度找不到模型跑哪去了，但整體操作起來相當順暢，編輯贋復體的筆刷、塑形工具也算好用。
在畫 margin 時顯示剖面圖，可以輕易找出輪廓的最高點。目前許多設計軟體都有這項功能，但仍然需要有良好的 prepare 與排齦。若排齦不確實，在剖面圖中也無法分辨牙齒與牙齦，就只能勉強就顏色來判斷。
時尚、新穎的視覺設計與動畫特效，也讓小編一行人驚呼連連，就算在等待贋復體計算的時間也不無聊呢！
CEREC 4.5
本來就是 chairside 軟體的 CEREC 也做了不少改進，對於 CEREC user 來說應該很有感。
1. 首先是自動裁切臉頰、舌頭等干擾； 在 CEREC 4.4 之前如果掃到舌頭或臉頰，就必須把該區域裁切掉，以免影響到疊合以及軟體重建，這增加了操作口掃的難度，新版本預計將會大幅降低口掃的學習曲線。
2. 用過口掃機的人都知道，掃描完成後按下「下一步」，就會經歷一段較長的模型建立時間。 CEREC 4.5 針對這點做出了突破：在掃描的同時就在後台同步建立模型，等待時間從以前的三到五分鐘縮短到一分鐘以內。
3. 如果 margin 清楚， CEREC 偶爾會自動偵測出一整圈 margin，不過一般臨床情況，有時候還是會需要自己去抓 margin。畫完 margin 後和 Dental Wings 一樣，CEREC 會參考其他牙齒長出一個 大致的 proposal ，不須先擺放想要的牙齒位置。
4. 最後當然不能忘記 CEREC 4.5 投下的震撼彈：口掃後直接匯出「 .stl 」格式的檔案，使 CEREC 不再歸類為「 close system 」（編按：數位牙科發展至今已經不適合用 close system 和 open system 這種侷限的分類來區分，在此使用此名詞只是方便說明）。另外，3Shape 也在六月發布消息，未來也將提供免費匯出 .stl 檔案的功能。至此，所有的口掃機都能直接輸出 STL 了。
就是這個關鍵的畫面，可以直接輸出 .stl 檔案，使 CEREC 正式成為所謂的 “open system” 。
而 CEREC 的 chairside 軟體，由於從二十年前開始的設計方向就是針對完全診間製作，除了可以做 inlay、onlay、crown、veneer、bridge 之外，還可以做 screw-retained 或 cement-retained 的植牙贋復體，甚至是 telescopic crown，功能相當完整。
結論
文中提到五種 chairside CAD 軟體的適應症及功能比較，可以看出因為 CEREC 最早開始經營 chairside ，目前可完成的贋復體種類也較多，算是相當成熟。相信不久之後其他廠商也會將更多 lab-side 軟體有的適應症與功能整合進 chairside 軟體，供醫師自行選擇所需的功能。
不過目前基本的 inlay、onlay、crown、veneer、bridge，每一家 chairside 軟體都可以做了，也幾乎都能套用虛擬咬合器來調整咬合，已經足以擔任基本的臨床運用。
當然除了表格列出的功能外，表單設定的難易、複製 mock up 或牙齒原本的外型的能力、參考對側牙齒型態的能力、生成的 proposal 是否理想、研磨預覽畫面資訊是否完整、與前後端整合狀況等等，也是相當值得討論的議題。現階段並沒有一個設計軟體是完美的，都有各自的問題需要克服，因此選擇設計軟體前要先了解自己的需求並多方嘗試。
李萌 is a member of Sweet Space Dental Clinic and CEREC Asia Training Center.