數(shù)字化印模技術(shù)重建牙頜模型精度的研究

王明臻 宋春平

[摘要]目的：評價(jià)數(shù)字化印模技術(shù)重建牙頜模型的精度，為數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用于口腔修復(fù)提供參考。方法：以2017年1月-2018年1月在筆者醫(yī)院進(jìn)行口腔修復(fù)的45例患者為研究對象，采用直接法進(jìn)行口內(nèi)數(shù)字化掃描及三維重建，間接法制取硅橡膠印模，翻制石膏模型后掃描模型并三維重建，應(yīng)用軟件測量數(shù)字化模型的L0、L1、L2、L3、L4，同時(shí)使用電子游標(biāo)卡尺對石膏模型上相同位點(diǎn)進(jìn)行測量，評價(jià)數(shù)字化重建印模的精確度。結(jié)果：直接法數(shù)字化模型的L0、L1、L2、L3、L4分別為（26.72±1.75）mm、（34.40±2.15）mm、（48.78±3.70）mm、（48.78±3.70）mm、（48.78±3.70）mm，間接法數(shù)字化模型的L0、L1、L2、L3、L4分別為（26.76±1.69）mm、（35.27±2.19）mm、（48.55±3.74）mm、（36.77±3.05）mm、（36.77±3.05）mm，石膏模型的L0、L1、L2、L3、L4分別為（26.71±1.73）mm、（34.61±2.12）mm、（47.76±3.75）mm、（36.49±3.10）mm、（35.42±3.15）mm，三種模型比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。結(jié)論：數(shù)字化印模技術(shù)重建牙頜模型的精度較高，均與傳統(tǒng)石膏模型接近，可用于口腔修復(fù)體的制作。

[關(guān)鍵詞]口腔修復(fù)；數(shù)字化印模技術(shù)；牙頜模型；三維重建；精度

[中圖分類號]R783.4 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號]1008-6455（2018）09-0107-03

Study on the Precision of Dental Model Reconstructed by Digital Printing Technology

WANG Ming-zhen， SONG Chun-ping

（Department of Prosthodontics， the Stomatological Hospital of Qingdao， Qingdao 266003， Shandong， China）

Abstract： Objective To evaluate the precisionof dental model reconstructed by digital printing technology， in order to provide reference for the application of digital technology in prosthodontics. Methods 45 cases of patients were taken as research object which was carried out dental restoration in our hospital during 2017.1-2018.1.The intraoral digital scanning and three-dimensional reconstruction was carried out by direct method.The model scanning and three-dimensional reconstruction was carried out after silicone rubber impression was obtained by indirect method and the plaster model was reconstructed. The L0， L1， L2， L3， L4 of digital model was measured by software and the same site of plaster model was measured by electronic vernier caliper at the same time. The precisionof digital reconstructedimpression was evaluated. Results The L0， L1， L2， L3， L4 of direct method digital model was （26.72±1.75）mm， （34.40±2.15）mm， （48.78±3.70）mm， （48.78±3.70）mm， （48.78±3.70）mm， respectively. The L0， L1， L2， L3， L4 of indirect method digital model was （26.76±1.69）mm， （35.27±2.19）mm， （48.55±3.74）mm， （36.77±3.05）mm， （36.77±3.05）mm， respectively. The L0， L1， L2， L3， L4 of plaster model was （26.71±1.73）mm， （34.61±2.12）mm， （47.76±3.75）mm， （36.49±3.10）mm， （35.42±3.15）mm， respectively. There was no statistical significance between three model（P>0.05）.Conclusion Digital printing technology had high precision in the reconstruction of dental model， it was close to the traditional plaster model and it could be used in the production of dental prostheses.

Key words： prosthodontics； digital printing technology； dental model； three-dimensional reconstruction； precision

隨著數(shù)字化技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)字化口腔修復(fù)技術(shù)在臨床上得到了廣泛應(yīng)用[1-2]。數(shù)字化印模分為直接法與間接法，直接法是在口腔內(nèi)直接掃描進(jìn)行數(shù)字化模型重建，具有模型制作步驟少、操作人員及材料影響小、材料及時(shí)間消耗低等優(yōu)點(diǎn)[3-4]；間接法首先制作石膏模型，再采用掃描系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字化模型重建，因?yàn)殚g接法在制取印模的過程中存在盲區(qū)，導(dǎo)致精度的測量受到一定限制，從而產(chǎn)生微小誤差會對數(shù)字化模型精度產(chǎn)生一定的影響[5-6]。本研究通過直接法口內(nèi)掃描及間接法數(shù)字化掃描印模，分析數(shù)字化印模在口腔修復(fù)中的精密度，通過與傳統(tǒng)聚醚橡膠取模后獲取的石膏模型的精密度進(jìn)行比較，從而得出相關(guān)結(jié)論，為臨床提供一定的數(shù)據(jù)支持。

1 資料和方法

1.1 一般資料：選擇2017年1月-2018年1月擬在筆者醫(yī)院進(jìn)行口腔修復(fù)的45例患者為研究對象，其中男15例，女30例，年齡18～45歲，平均年齡（33.64±6.20）歲，其中固定修復(fù)6例，活動修復(fù)9例，種植固定修復(fù)18例，種植覆蓋義齒修復(fù)12例。

1.2 方法

1.2.1 牙頜印模的重建：①直接法重建數(shù)字化牙頜印模：牙齒修復(fù)者采取正確坐姿于口腔治療椅，調(diào)整好燈光，采用口內(nèi)掃描系統(tǒng)（普蘭梅卡Planmeca PlanScan）直接獲取上頜與下頜的牙列模型數(shù)據(jù)，輸出后以三角面片（STL）格式進(jìn)行保存，見圖1；②間接法重建數(shù)字化牙頜印模：采用聚醚橡膠對牙齒修復(fù)者取印后制作的石膏模型，采用3shape口外掃描儀對石膏模型進(jìn)行掃描獲取數(shù)字化模型數(shù)據(jù)，輸出后以三角面片（STL）格式進(jìn)行保存，見圖2；③傳統(tǒng)石膏模型：采用聚醚橡膠對牙齒修復(fù)者取印后制作的石膏模型，見圖3。

1.2.2 牙頜模型精度的測算：在保證系統(tǒng)可靠性及可重復(fù)性良好的前提下，在上頜數(shù)字化印模上直接使用3Shape dental design軟件上提供的測量工具對四個(gè)上切牙牙冠寬度總和（L0）、牙弓前段寬度（L1）、牙弓后段寬度（L2）、牙弓前段長度（L3）、牙弓后段長度（L4）進(jìn)行測量，每個(gè)測量項(xiàng)目測量5次，直接法口內(nèi)掃描模型組作為直接法數(shù)字化模型組；間接法數(shù)字化掃描印模作為間接法數(shù)字化模型組；再由其用精確度為0.01mm的電子游標(biāo)卡尺分別對石膏模型進(jìn)行L0、L1、L2、L3、L4的測量，每個(gè)測量項(xiàng)目測量5次，作為石膏模型組。統(tǒng)計(jì)學(xué)分析三種模型的測量結(jié)果，驗(yàn)證數(shù)字化印模技術(shù)的精確程度。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法：采用SPSS17.0軟件進(jìn)行分析。計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x?±s）表示，三組之間的比較采用F檢驗(yàn)，兩兩比較采用t檢驗(yàn)；以P<0.05表示差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

三組的L0、L1、L2、L3、L4比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。直接法數(shù)字化模型組與石膏模型組的L0、L1、L2、L3、L4比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），間接法數(shù)字化模型組與石膏模型組的L0、L1、L2、L3、L4比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），直接法數(shù)字化模型組與間接法數(shù)字化模型組的L0、L1、L2、L3、L4比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），見表1。

3 討論

傳統(tǒng)石膏模型具有可視化不好，物理存儲空間要求大及影響因素較多等不足[7]。隨著信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，具有較多優(yōu)點(diǎn)的數(shù)字化印模技術(shù)可能成為一種比較理想的牙頜模型重建方法[8-9]。保證修復(fù)體制作質(zhì)量的首要條件是印模精度，目前，臨床上進(jìn)行模型制取主要使用彈性印模材料，雖然印模材料得到不斷的改良，但在實(shí)際的操作中印模的質(zhì)量仍會受到影響[10-11]。數(shù)字化印模技術(shù)重建牙頜模型是精度的一個(gè)整體體現(xiàn)，包括測量設(shè)備的精度及軟件的精度[12]。由于數(shù)字化印模技術(shù)在牙頜模型重建的過程中會受到測量方法、數(shù)據(jù)處理曲線及曲面擬合等的影響，使得數(shù)字化模型在各個(gè)環(huán)節(jié)均會發(fā)生相應(yīng)的誤差[13]。數(shù)字化印模技術(shù)重建牙頜模型，能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)石膏模型的不足，能夠采用數(shù)字化技術(shù)對修復(fù)體加工過程進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，臨床醫(yī)師可能通過計(jì)算機(jī)按照自己的意愿及要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，而且測量的結(jié)果精度比較高，可視化效果比較好[14-15]。

口腔數(shù)字化印模技術(shù)重建口腔三維模型反映的是一個(gè)整體精度，即設(shè)備測量精度和軟件重構(gòu)精度。因此，數(shù)字化模型的精度并不是只和三維測量設(shè)備的測量精度有關(guān)，還與計(jì)算機(jī)軟件的處理運(yùn)算方法有關(guān)。由于數(shù)字化模型重建過程中受到測量方法、數(shù)據(jù)處理曲線、曲面擬合過程的影響，在重建牙頜數(shù)字化模型的過程中，各個(gè)部分均會產(chǎn)生相應(yīng)的誤差，最終所獲得的數(shù)字化模型的誤差為各部分誤差的總和。數(shù)字化模型是由曲面代替點(diǎn)云數(shù)據(jù)來反映模型的表面特征，無論點(diǎn)云密度多么的高，都不可能完全反映出曲面的所有特征，誤差在應(yīng)用允許的范圍內(nèi)，曲面只能無限接近點(diǎn)云數(shù)據(jù)。本研究對于數(shù)字化印模技術(shù)的可靠性、可重復(fù)性和精度做了綜合的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析和評價(jià)，研究結(jié)果顯示數(shù)字化印模技術(shù)具有較高的精度，符合制作修復(fù)體對模型數(shù)據(jù)的快速采集和數(shù)字化重建的需求。

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[收稿日期]2018-05-29 [修回日期]2018-07-12

編輯/李陽利