計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及制作技術(shù)在全口義齒設(shè)計(jì)制作中應(yīng)用

李巖峰，郝文君，韓衛(wèi)麗，胡品，張穎，郭曉倩，曹靜，張?jiān)?解放軍總醫(yī)院第一附屬醫(yī)院，北京0008;解放軍醫(yī)學(xué)院;豐臺(tái)區(qū)社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心; 遼寧醫(yī)學(xué)院解放軍總醫(yī)院第一附屬醫(yī)院;寧夏醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院)

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及制作技術(shù)在全口義齒設(shè)計(jì)制作中應(yīng)用

李巖峰1，郝文君2，韓衛(wèi)麗3，胡品1，張穎4，郭曉倩5，曹靜1，張?jiān)?
(1解放軍總醫(yī)院第一附屬醫(yī)院，北京100048;2解放軍醫(yī)學(xué)院;3豐臺(tái)區(qū)社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心; 4遼寧醫(yī)學(xué)院解放軍總醫(yī)院第一附屬醫(yī)院;5寧夏醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院)

摘要:目的觀察計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助制作(CAD/CAM)技術(shù)在全口義齒設(shè)計(jì)、制作中應(yīng)用效果。方法將之前通過(guò)掃描上下頜及托獲得的三維數(shù)據(jù)分別憑借3 Shapedental System 2013和WIELAND ZENOTEC T1完成全口義齒的CAD和CAM。結(jié)果按照上述步驟，并在各先進(jìn)軟件、設(shè)備、材料的支持以及患者的配合下，最終獲得了個(gè)性化CAD/CAM全口義齒。結(jié)論CAD/CAM技術(shù)在全口義齒設(shè)計(jì)、制作中有良好的應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞:全口義齒;計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì);計(jì)算機(jī)輔助制作

上世紀(jì)80年代始，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助制作(CAD/CAM)技術(shù)廣泛應(yīng)用于口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，尤其是口腔固定修復(fù)和種植領(lǐng)域，近年用于可摘局部義齒方面也逐漸增多，但關(guān)于CAD/CAM技術(shù)在全口義齒方面的應(yīng)用報(bào)道極

少。目前，全口義齒CAD研究多復(fù)制原有舊義齒或基于某種工業(yè)軟件探索全口義齒CAD技術(shù)路線，成熟商用全口義齒專業(yè)CAD軟件或模塊相對(duì)缺乏。全口義齒CAM采用的方法也多樣，但大多無(wú)法擺脫材料所限。本研究將CAD/CAM技術(shù)應(yīng)用于全口義齒設(shè)計(jì)、制作中，取得了良好效果?，F(xiàn)報(bào)告如下。

1　材料與方法

1.1材料計(jì)算機(jī)軟硬件CAD電腦:處理器Intel Core 2 i7，CPU 2.67 GHz，內(nèi)存RAM 4 G，顯存512mB，win7 64位操作系統(tǒng); CAD軟件: 3 Shapedental System 2013CAM電腦，DELL Precision T1600，處理器i3，內(nèi)存8 G，操作系統(tǒng)windows7; CAM軟件: WIELAND V2.0.049。數(shù)控切削儀器: WIELAND ZENOTEC T1(威蘭德公司，德國(guó))，精確度為10 μm。丙烯酸復(fù)合樹(shù)脂盤(pán):直徑98mm、厚25mm的樹(shù)脂盤(pán)2塊，直徑98mm、厚16mm的樹(shù)脂盤(pán)1塊(威蘭德公司，德國(guó))。

1.2全口義齒設(shè)計(jì)、制作方法在數(shù)字化三維數(shù)據(jù)上進(jìn)行全口義齒CAD:確定平面(根據(jù)右側(cè)磨牙區(qū)點(diǎn)、正中接觸點(diǎn)、左側(cè)磨牙區(qū)點(diǎn)3點(diǎn)確定);確定特征點(diǎn)(上、下頜牙弓的中心點(diǎn)及兩側(cè)尖牙區(qū)、兩側(cè)上頜結(jié)節(jié)、兩側(cè)磨牙后墊);確定上下頜基托的邊緣線;全口義齒排牙(從矢狀、水平、冠狀面三維移動(dòng)牙齒);基托細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)(緩沖區(qū)及后堤區(qū)的處理);虛擬架調(diào)節(jié)咬合關(guān)系;修改基托的磨光面和牙齦;完成全口義齒的設(shè)計(jì)。完成設(shè)計(jì)后，數(shù)據(jù)傳入CAM電腦，設(shè)置連接體;利用數(shù)控切削儀切削樹(shù)脂盤(pán)，分別獲得全口義齒的基托和牙列，打磨拋光，將二者拼插粘結(jié)，最終獲得個(gè)性化的CAD/CAM全口義齒。

2　結(jié)果

2.2全口義齒CAM結(jié)果完成設(shè)計(jì)后，數(shù)據(jù)傳入裝有WIELAND V2.0.049軟件的CAM電腦，設(shè)置連接體。利用WIELAND ZENOTEC T1數(shù)控切削儀切削樹(shù)脂盤(pán)(圖1)，上下基托使用2塊厚樹(shù)脂盤(pán)，上下牙列使用1塊薄樹(shù)脂盤(pán)，該過(guò)程大約需要15 h。通過(guò)切削分別獲得全口義齒的基托和牙列，將二者打磨拋光。將基托和牙列進(jìn)行拼插粘接，最終形成上、下頜CAD/CAM全口義齒(圖2)。

圖1　數(shù)控切削儀切削上下頜牙列

圖2　最終完成的上頜義齒和下頜義齒

3　討論

日本學(xué)者M(jìn)aeda等［1］1994年使用立體印刷技術(shù)復(fù)制出“仿全口義齒”，全口義齒進(jìn)入CAD/CAM時(shí)代; 1997年Kawahata等［2］使用數(shù)控加工設(shè)備加工全口義齒蠟型，進(jìn)行復(fù)制全口義齒的研究;國(guó)內(nèi)華先明等［3］2001年將CAD技術(shù)用于排列人工牙;呂培軍等［4～7］編制全口義齒排牙程序，驅(qū)動(dòng)機(jī)器手排列人工牙。孫玉春等［8］編制用于全口義齒的設(shè)計(jì)程序，利用快速成型技術(shù)(RP)完成全口義齒裝膠前陰模的設(shè)計(jì)和加工，通過(guò)手工將人工牙插入裝膠前陰模中，再利用傳統(tǒng)方法進(jìn)行包埋、充膠、拋光，完成制作。目前，全口義齒CAD研究多復(fù)制原有舊義齒或基于某種工業(yè)軟件探索全口義齒CAD技術(shù)路線，成熟商用全口義齒專業(yè)CAD軟件或模塊缺乏。全口義齒CAM采用的方法也多樣，但大多無(wú)法擺脫材料

所限，均分為基托和牙列兩部分。

本研究使用3 Shapedental System 2013軟件進(jìn)行全口義齒CAD，設(shè)計(jì)步驟可分為3大部分，即模型分析(確定平面、特征點(diǎn)、上下頜基托邊緣線)、全口義齒設(shè)計(jì)(排牙和設(shè)計(jì)基托)、利用雕刻工具精細(xì)修整全口義齒。相較于2012版新版軟件對(duì)許多問(wèn)題做了很大改善，但也發(fā)現(xiàn)了其不足，本軟件對(duì)后堤區(qū)還不具備精確降低模型高度和范圍的功能，后堤區(qū)的處理只能利用傳統(tǒng)的方法在石膏模型上制作，通過(guò)掃描將后堤區(qū)反映在全口義齒的三維數(shù)據(jù)中。因?yàn)檫@些只是軟件的新功能，難免存在不足之處，我們已將實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的軟件問(wèn)題反饋至軟件設(shè)計(jì)者處，以完善全口義齒CAD軟件。

口腔修復(fù)領(lǐng)域的CAM技術(shù)按其成形方法不同分為去除式和增量式兩大類，即傳統(tǒng)所說(shuō)的減法和加法兩種加工方式。去除式是目前應(yīng)用最多最為成熟的方法，該方法多用于固定義齒修復(fù)，其主要技術(shù)是數(shù)控切削技術(shù)。2011年日本學(xué)者Kanazawa等［9］應(yīng)用去除法制作了全口義齒的基托，但牙齒使用的是標(biāo)準(zhǔn)成品人工牙。增量式加工方法又以RP為代表。日本學(xué)者M(jìn)aeda等［1］、Kanazawa等［9］及國(guó)內(nèi)學(xué)者吳江等［10］均嘗試將RP應(yīng)用于全口義齒，但綜合其研究結(jié)果，發(fā)現(xiàn)增量法用于全口義齒的CAM仍有一定局限性，因此本實(shí)驗(yàn)采用去除法。

全口義齒CAD完成后經(jīng)過(guò)CAM軟件處理得到了所需加工材料的尺寸、加工時(shí)間等參數(shù)，由于目前尚無(wú)可用于全口義齒的分別制作基托和牙列的復(fù)合多層次樹(shù)脂，因此我們只能將基托和牙列分別切削，再粘結(jié)為一體。上下基托各用一塊25mm厚的樹(shù)脂塊，上下頜牙列共用一塊16mm厚的樹(shù)脂塊。牙列樹(shù)脂塊的顏色選擇常用的A3色，基托樹(shù)脂塊我們希望能夠使用牙齦色的，但受材料限制未能找到此顏色，我們擬通過(guò)后期染色的方法解決。另外，我們選擇的WIELAND ZENOTEC T1是一種5軸聯(lián)動(dòng)切削儀器，優(yōu)勢(shì)明顯，使用簡(jiǎn)單快捷，減少了人力勞動(dòng)。

基托和牙列的固位最終通過(guò)“拼插”粘結(jié)固位以及牙列和基托之間的機(jī)械固位。牙列的齦端是淺凸起狀，基托的牙槽嵴頂是與牙齒齦端相對(duì)應(yīng)的淺凹狀圓盤(pán)，但是在基托和牙列的對(duì)位過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)兩者不能直接完全就位，部分牙齒和基托之間存在縫隙，我們考慮有以下兩方面因素:一是存在倒凹;二是切削樹(shù)脂盤(pán)時(shí)切削儀器的誤差。我們通過(guò)磨除倒凹區(qū)，將基托和牙位對(duì)位后用樹(shù)脂進(jìn)行粘結(jié)，使用與樹(shù)脂盤(pán)同色的樹(shù)脂填補(bǔ)縫隙。至于最初的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和最終全口義齒成品之間的偏差，需要對(duì)全口義齒成品進(jìn)行三維激光掃描，并和原始的CAD設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)重疊，才能得出結(jié)論，這也是我們下一步的研究?jī)?nèi)容。

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收稿日期:( 2015-04-16)

通信作者:李巖峰

基金項(xiàng)目:解放軍總醫(yī)院臨床扶植基金(2014FC-SXYY-1003);首都衛(wèi)生發(fā)展科研專項(xiàng)(首發(fā)2014-4-5022)。

文章編號(hào):1002-266X(2015)35-0064-03

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B

中圖分類號(hào):R783.6

doi:10.3969/j.issn.1002-266X.2015.35.024