計算機輔助設計自制種植手術導板臨床精度評價

(菏澤醫(yī)學?？茖W校，山東菏澤274000)

計算機輔助設計自制種植手術導板臨床精度評價

呂繼忠

(菏澤醫(yī)學?？茖W校，山東菏澤274000)

目的探討利用計算機輔助設計和自制種植手術導板以確定種植體的植入位置，對其臨床精度進行評價。方法種植修復牙列缺損10例，制取缺牙區(qū)牙列模型，對缺牙模型排牙后制作初導板。戴入初導板進行CBCT掃描，數(shù)據(jù)采集后利用牙種植設計軟件進行分析。通過方型觀測臺將種植體在軟件中的植入位置轉移至模型上，制作最終手術導板。在導板的引導下完成種植手術，再次進行CBCT掃描，比較種植體術前模擬位置與實際位置的偏差。結果通過比較測量的數(shù)據(jù)，種植體植入后肩部偏離值（1.03±0.49）mm，根部偏離值（1.50±0.58）mm，角度偏離值（5.80±3.62）ο。結論利用計算機輔助設計自制種植手術導板制作簡便，經(jīng)濟實用，可避免種植方向的盲目性，提高種植手術精度，減少術后并發(fā)癥，值得臨床應用推廣。

種植牙；計算機輔助設計；自制種植手術導板；精度

目前，種植義齒已成為一種比較普遍的口腔修復方式，因其具有不損傷臨牙、固位效果好、咀嚼效率高、舒適、美觀等其他傳統(tǒng)修復義齒不可比擬的優(yōu)點，使越來越多的患者做為缺牙后的首選治療方案。但是，受限于上下頜骨及其周圍的特殊解剖結構，在種植體植入時，要精確把握種植體植入位點、深度以及三維方向，避免周圍重要解剖結構的損傷，同時減少后期上部結構修復的困難。因此，周密的術前設計就成為影響種植牙成功的關鍵因素。近年來，計算機導航技術廣泛應用于臨床種植中，通過該技術制造種植外科導板，對種植位點及深度進行精確定位，減少手術損傷，并滿足后期上部結構功能修復及美學的需要。但始終受限于其昂貴的價格及較長的制作周期，并未在國內(nèi)很好的普及。傳統(tǒng)模型法種植導板雖然制作較簡便，價格低廉，但無法把術者的手術設計思想精準的轉移至種植手術中，實際操作中還必須依賴醫(yī)生的臨床經(jīng)驗進行調整，并不能真正準確地按照術前的設計方案引導手術［1-3］。為此，我們自2015年9月—2016年11月對牙列缺損采用計算機輔助設計自制種植手術導板進行種植。精度滿意，現(xiàn)報道如下。

1 材料與方法

1.1 一般資料牙列缺損患者10例，其中男性4例，女性6例，患者年齡21～74歲。納入標準：（1）患者知情同意。（2）口腔衛(wèi)生情況良好，無種植手術禁忌證。（3）種植區(qū)牙槽骨無明顯缺損，能基本滿足種植需求，無需植骨。

1.2 材料及主要設備硅橡膠印模材料（滬鴿，中國）、壓膜機（DREVE，德國）、2 mm厚壓膜片（臺灣塑業(yè)集團公司）、導向環(huán)（森田公司，日本）、萬向觀測臺（蒲登，中國）、角度儀（Niigata Seiki，Niigata，日本）、定位柱、DIO種植體（DIO公司，韓國釜山）、六維齒科牙種植設計軟件。

1.3 方法

1.3.1 術前初導板制作常規(guī)硅橡膠取模、翻制硬石膏模型、填塞天然牙倒凹區(qū)，完成義齒排牙后把石膏模型固定在萬向觀測臺的底座上使其與水平面平行，根據(jù)對頜牙咬合關系，在缺牙區(qū)牙槽嵴頂處確定植入點，在植入點沿垂直于水平面方向裂鉆打孔，安插定位柱。利用壓膜技術完成初導板制作。

1.3.2 口腔及初導板的CBCT掃描將制作好的初導板戴入患者口內(nèi)，并打開咬合關系，上下頜骨進行CBCT掃描（電流：4 mA；電壓：100 kV；時間：10 s；層厚：0.25 mm），數(shù)據(jù)保存為DICOM格式。

1.3.3 軟件分析將DICOM格式圖像資料，導入“六維齒科牙種植設計軟件”并對患者的數(shù)據(jù)進行圖像處理，分別生成橫斷面圖、矢狀面圖、冠狀面圖及三維重建圖，對上下頜骨解剖結構進行標示，特別注意下牙槽神經(jīng)管、鄰牙牙根和上頜竇底等重要解剖位置，在患者缺牙區(qū)模擬植入種植體，并調整圖像縱軸線，使縱軸線與定位柱長軸方向一致。測量虛擬種植體中軸線與定位柱阻射影像中心線在頰舌方向和近遠中方向的夾角，并記錄好偏離方向。并測量出虛擬種植體長軸與缺牙區(qū)鄰牙鄰面外形高點之間的水平距離。

1.3.4 最終導板制作將石膏模型固定于萬向觀測臺上，使其與水平面平行。將方向與水平面垂直的鉆頭固定于缺牙區(qū)植入點之上。根據(jù)軟件測量數(shù)據(jù)，通過轉動觀測臺的底座，調整模型頰舌向及近遠中向夾角。將虛擬種植體與初導板的石膏模型之間的相對關系確定下來，通過鉆頭打孔，真空壓膜制作最終種植導板。

1.3.5 導板輔助下植入種植體將種植導板戴入患者口內(nèi)完全就位后，檢查其穩(wěn)定情況，然后消毒備用。種植手術由同一名外科醫(yī)生完成，先鋒鉆嚴格按照種植導板套管位置方向鉆入，取下導板后擴孔鉆逐級備孔，并完成種植體的植入。

1.3.6 術后種植體植入精度評價種植體植入后，再次行頜骨CBCT掃描，將數(shù)據(jù)三維重建。將虛擬種植體和實際種植體導入六維齒科牙種植設計軟件中，測量種植體肩部和根部的偏差值及角度偏離值。所有數(shù)據(jù)測量由同一個人記錄完成，每個項目測量3次，取其平均值作為記錄結果。

1.4 統(tǒng)計學處理應用SPSS19.0軟件，所獲數(shù)據(jù)采用方差分析和t檢驗。

2 結果

10例患者共15顆種植體在自制導板的輔助下順利完成手術，術中及術后均未有頜骨側穿，神經(jīng)損傷和上頜竇底黏膜穿孔等手術并發(fā)癥發(fā)生。將實際種植體與虛擬種植體進行配準，測得自制導板的精度為：肩部偏離值為（1.03±0.49）mm，根部偏離值為（1.50±0.58）mm，角度偏離值為（5.80±3.62）ο。見表1。

表1 術前設計與術后實際種植體測量值比較結果（mm）

3 討論

傳統(tǒng)石膏模型法種植導板制作是通過在模型缺牙區(qū)制作診斷蠟型，并根據(jù)X線影像信息，通過簡單的測量估算來確定種植體的植入方向。此類導板制作簡便快捷，不需要專門的快速成型設備，醫(yī)生或技師均可獨立完成，但實際臨床操作中還必須依賴醫(yī)生根據(jù)缺牙區(qū)頜骨的情況進行適當?shù)恼{整。因此，傳統(tǒng)石膏模型法種植導板并不能真正準確無誤地按照術前的設計方案進行手術引導，即便是在種植手術過程中，醫(yī)生結合自己的臨床經(jīng)驗進行相應的術式調整，但仍具有一定的“盲目性”［4］。本研究是將國內(nèi)六維齒科牙種植設計軟件、CBCT三維成像技術與自制導板技術相結合，縮短了導板的制作周期，降低了制作成本。通過對10例患者的術前設計與術后測量數(shù)據(jù)比較結果顯示，種植體的肩部、根部以及角度的偏差均值分別為1.03 mm、1.50 mm和5.80ο。雖然術后種植體與術前模擬植入體之間存在角度上的偏差，但偏差的角度均控制在10ο之內(nèi)，可以通過角度或鑄造基臺進行調整以適應對頜牙的咬合關系。

然而，此導板在任何一個診斷和治療步驟中都會存在不準確性，產(chǎn)生偏差，經(jīng)回顧分析主要原因如下：（1）在翻制石膏模型的過程中，由于收縮、膨脹等原因，未能將口內(nèi)實際解剖情況精確地反映在石膏陽模上。（2）在軟件中模擬植入種植體時，為了過于遷就種植體周圍的骨量，從而忽視了上部結構的修復情況，造成后期対頜牙咬合關系不佳等情況［5］。（3）在制作終導板的過程中，通過調節(jié)觀測臺底座來進行角度的調整，在調整底座的角度時會出現(xiàn)測量誤差，從而會造成種植體頰舌向及近遠中向角度的偏差。（4）在游離缺失達2顆或以上的牙齒種植時，由于種植導板厚度較薄，強度不足，導致導板受力變形并出現(xiàn)擺動，產(chǎn)生頰舌向及近遠中向角度偏差［6］。（5）由于此導板的導向環(huán)只有1種直徑，導致先鋒鉆擴孔后其余擴孔鉆缺少引導，未能按原有的方向進入，產(chǎn)生種植體植入方向和深度的偏差。（6）患者牙槽嵴頂寬度不佳或形態(tài)不規(guī)則，導致先鋒鉆定位困難或出現(xiàn)滑偏。（7）牙槽嵴骨密度不均勻，后續(xù)成形骨鉆進入時各方向阻力不均，也會引起植入方向逐漸偏斜［7］。

偏差改進措施：（1）選用精確印模材制取陰模并及時灌注石膏模型。（2）在軟件中設計虛擬種植體植入時，應以修復為中心，嚴格按照対頜牙咬合關系，考慮種植體周圍骨量條件，如采用較大角度的角度基臺進行調整，不太符合生物力學原則。（3）在進行種植導板的制作時，盡量選用加厚的樹脂膜材料，在后牙游離端缺失種植時，要在缺牙區(qū)近中向多選幾個基牙以加強導板的穩(wěn)定性。（4）設計制作不同直徑和長度的導向環(huán)，這樣在擴孔時不同直徑的鉆都可以按同一方向鉆入，減少偏斜現(xiàn)象發(fā)生［8］。

［1］Grander U,Graces S,Capelin M.Influence of the 3-D bone-to implant relationship on esthetics［J］.Int J Periodontics Restor-ative Dent,2005,25（2）：113-119.

［2］Hieu LC,Bohez E,Sloten JV,et al.Design for medical rapid pro-totyping of cranioplasty implants［J］.Rapid Prototyping J,2003,9（3）：175-186.

［3］時光輝,任春富,楊中銳,等.數(shù)字化快速成型種植導板在上前牙區(qū)種植的臨床應用研究［J］.中國實用口腔科雜志,2013,6（9）：534-534．

［4］石磊,屈志國,阿南,等.計算機導航+自制外科導板在種植牙中的應用偏差分析［J］.中口腔種植學雜志,2008,13(4)：171-174．

［5］丁明會,賈占濤,夏蕊,等.應用以修復為中心的簡易種植模板種植牙159例臨床回顧［J］.臨床和實驗醫(yī)學雜志,2014,(13)：818-820．

［6］宋光保,李群英,黃建生,等.后牙區(qū)牙種植手術導板準確性的初步研究［J］.中國口腔頜面外科雜志,2004,2(3)：185-186．

［7］Pettersson A,Komiyama A,Hultin M,et al.Accuracy of virtual-ly planned and template guided implant surgery on edentate pa-tients［J］.Clin Implant Dent Relat Res,2012,14（4）：527-537.

［8］郭秋云,白石柱,董瑜,等.結合三維激光掃描的CAD/CAM牙種植導板的臨床精度評價［J］.臨床口腔醫(yī)學雜志,2014,30（1）：3-5.

R782.12

：A

：1008-4118（2017）02-0038-03

10.3969/j.issn.1008-4118.2017.02.014

2017-05-10