مقدمه: شش سیگما به عنوان رویکردی سیستماتیک در دستیابی به بهبود کیفیت خدمات درمانی که موجبات رضایت بیمار را فراهم می‌آورد، مورد توجه است. در پژوهش حاضر، از شش سیگما به منظور کاهش فرآیند درمان پروتز در مرکز تخصصی دندانپزشکی امام خمینی(ره)، جهت بهبود کارآیی مرکز و ارتقاء میزان رضایتمندی بیماران استفاده شده است. روش‌ پژوهش: در این مطالعه، مراحل بحرانی درمان پروتز دندان از طریق شناسائی متغیرهای تاثیرگذار مورد مطالعه قرار گرفت، تا با حفظ کیفیت، فرآیند زمان درمان کاهش یابد. برای این منظور، از طیف وسیعی از ابزارهای آماری نظیر تحلیل تلورانس، رگرسیون لجستیک، رگرسیون با داده‌های طبقه‌بندی شده، نمودارهای کنترلی به کمک نرم‌افزارهای آماری استفاده شده است. جامعه آماری، کلیه بیماران مربوط به بخش پروتز مرکز تخصصی مذکور در سال 1391 است. یافته‌ها: سهم پزشک متخصص در سطح معنی داری 5% اصلی‌ترین عامل تاثیرگذار در فرآیند درمان بیماران می‌باشد. پیشنهاد ارائه شده سبب کاهش 76 درصدی در میانگین و 72 درصدی در واریانس کل مدت درمان می‌شود. به کارگیری پیشنهاد سبب می‌شود سطح سیگمای فرآیند از 0.6 به 1.63 ارتقا یابد. نتیجه‌گیری: با بکارگیری رویکرد شش سیگما با در نظر گرفتن استاندارسازی عملکرد پزشک متخصص پروتز دندان، می‌توان طول زمان فرآیند درمان بیماران را کاهش داد. پرونده مقاله