數(shù)字化3D導(dǎo)板用于下頜all-on-four種植修復(fù)的三維精度分析

高巖 徐淑蘭 張祥成

1南方醫(yī)科大學(xué)口腔醫(yī)院（廣東省口腔醫(yī)院）種植中心（廣州510280）；2吐魯番第二人民醫(yī)院口腔科（新疆吐魯番838000）

口腔種植修復(fù)已經(jīng)成為臨床上牙列缺損、牙列缺失的常見修復(fù)手段［1］。但對于上頜竇及下后牙區(qū)骨量嚴(yán)重不足的無牙頜患者，恢復(fù)其咀嚼功能和美觀問題面臨巨大挑戰(zhàn)。無牙頜患者往往存在嚴(yán)重頜骨缺損萎縮，傳統(tǒng)種植修復(fù)往往通過相關(guān)骨增量或下牙槽神經(jīng)游離等復(fù)雜手術(shù)方法在相應(yīng)位點(diǎn)行種植植入術(shù)，手術(shù)創(chuàng)傷大，周期長，而且容易造成患者不良的心理反應(yīng)及花費(fèi)大量的金錢［2-3］。有學(xué)者［4-6］提出all-on-four 新型種植修復(fù)技術(shù)，即在無牙頜患者上頜或下頜單頜植入4 顆種植體，其中2 顆植體在前牙區(qū)按照軸向垂直植入，另外2 顆植體則采用角度傾斜植入較長的植體，最后采取固定修復(fù)即刻負(fù)重。這一技術(shù)的提出給無牙頜患者減輕痛苦并大大減輕經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。然而，傳統(tǒng)種植手術(shù)在植體植入過程中完全依賴于術(shù)者的經(jīng)驗并按照既定的位點(diǎn)植入，有可能損傷頜骨的重要解剖結(jié)構(gòu)或者造成植入位點(diǎn)角度不佳。隨著數(shù)字化及大數(shù)據(jù)時代的到來，計算機(jī)輔助設(shè)計和計算機(jī)輔助制造開始運(yùn)用于臨床［7-9］，利用該技術(shù)可以制作數(shù)字化種植外科手術(shù)導(dǎo)板，從而可以精確地按照預(yù)定種植方案植入植體，并且可以避開重要解剖結(jié)構(gòu)滿足骨量及后期修復(fù)的要求。

數(shù)字化外科導(dǎo)板輔助下行無牙頜all-on-four種植修復(fù)設(shè)計已有少量臨床報道并獲得較高成功率，這些臨床報道的重點(diǎn)在于統(tǒng)計分析種植體周圍邊緣骨吸收情況及后期存在的并發(fā)癥，對于數(shù)字化導(dǎo)板用于下頜all-on-four 種植修復(fù)的三維精度分析的研究報道甚少，其精確度尚待進(jìn)一步研究和臨床驗證［10-11］。另外，上頜和下頜解剖結(jié)構(gòu)的不同，這種特殊的all-on-four 種植修復(fù)設(shè)計模式更應(yīng)該分開進(jìn)行相應(yīng)研究。本種植中心自2014年開始開展數(shù)字化外科導(dǎo)板輔助下all-on-four 種植修復(fù)，隨訪期3年，存留率為100%，獲得良好臨床效果。現(xiàn)對傳統(tǒng)自由手和數(shù)字化導(dǎo)板下all-on-four種植修復(fù)設(shè)計植入植體三維方向上的精確度進(jìn)行對比分析。

1 資料與方法

1.1 病例來源及納入排除標(biāo)準(zhǔn)2014年11月至2016年11月期間，于種植中心接受下頜all-on-four種植修復(fù)的50 例患者納入研究。其中男28 例，女22 例，年齡46 ～72 歲，平均54 歲?；颊呔鶠橄骂M骨牙列缺失，因缺牙多年下頜骨吸收明顯導(dǎo)致后牙區(qū)骨高度嚴(yán)重不足，或者經(jīng)濟(jì)原因不能承擔(dān)過多費(fèi)用。患者全身情況良好，無局部或全身重大疾病等種植手術(shù)禁忌證，無嚴(yán)重吸煙及酗酒等不良習(xí)慣，無嚴(yán)重精神疾病，無嚴(yán)重磨牙癥，牙齦無紅腫破潰，張口度≥50 mm。

1.2 臨床步驟

1.2.1 導(dǎo)板制作術(shù)前患者拍攝CBCT，輸出并采集DICOM（Digital imaging and communications in medicine）數(shù)據(jù)格式。CBCT 數(shù)據(jù)滿足以下要求，切片厚度0.5 mm，重建層間距0.5 mm，掃描域為140～170 mm，機(jī)架傾斜角度為0°。術(shù)前使用硅橡膠取模，超硬石膏灌模，制作臨時過渡活動義齒。無論是自由手還是導(dǎo)板下植入操作均利用術(shù)前患者制作的活動義齒制作放射性導(dǎo)板。將放射性導(dǎo)板再次戴入患者口內(nèi)行CBCT 拍攝并采集DICOM 數(shù)據(jù)，將DICOM 文件及模型掃描的STL 文件導(dǎo)入3 shape dental system 軟件，對數(shù)據(jù)擬合匹配處理，進(jìn)行三維重建，對下頜骨重要解剖結(jié)構(gòu)進(jìn)行標(biāo)識，提取下頜神經(jīng)管走形和頦孔位置等。根據(jù)牙槽骨情況、神經(jīng)分布等設(shè)計種植治療方案，確定種植體植入位點(diǎn)、深度和角度等（圖1），最終將信息匯總，導(dǎo)入三維導(dǎo)板制作軟件進(jìn)行三維打?。▓D2）。

圖1 術(shù)前軟件中設(shè)計植體植入三維位點(diǎn)Fig.1 The preperative design of the three-dimensional site of implant using software

圖2 數(shù)字化外科導(dǎo)板Fig.2 The digital surgical templates

1.2.2 種植系統(tǒng)Nobel Replace 種植系統(tǒng)（瑞典，Nobel 公司）。

1.2.3 手術(shù)方法患者平臥位，常規(guī)局部消毒鋪巾，雙側(cè)下牙槽神經(jīng)阻滯麻醉加局部浸潤麻醉。將患者分2 組，組1 有26 例患者，自由手共植入104 枚種植體。自由手植入時按照術(shù)前軟件設(shè)計中植體穿出放射性導(dǎo)板位置在患者臨時義齒相應(yīng)位置開孔定位，借此再用先鋒鉆在頜骨定點(diǎn)，然后翻瓣，參照頦神經(jīng)走向進(jìn)行逐級備洞及植體植入。組2 有24 例患者，為數(shù)字化導(dǎo)板下植入種植體，共植入96 枚。數(shù)字外科導(dǎo)板術(shù)前用2.5%碘伏浸泡消毒1 h 以上。術(shù)中將其放入口內(nèi)，用三根固位針將其固定（圖3A），繼而采用配套的手術(shù)種植工具盒行非翻瓣直接逐級備洞（圖3B），為確保種植體肩臺周圍有足夠的骨量包繞，保證植體植入后獲得良好的初期穩(wěn)定性和后期骨整合的建立，需去除導(dǎo)板后再次切開牙槽嵴頂黏膜并翻瓣。最后根據(jù)術(shù)前制定方案，包括植體系統(tǒng)、位點(diǎn)、角度等最終相應(yīng)植體終末鉆備洞，最終植入植體，2 組植體植入扭矩均達(dá)30N 或者全部扭力值之和達(dá)120 N。安放臨時基臺及鈦筒（圖3C），術(shù)后轉(zhuǎn)移并完成即刻修復(fù)即刻負(fù)重（圖3D），并調(diào)整咬合。術(shù)后常規(guī)抗炎治療，囑患者保持口腔衛(wèi)生。

圖3 數(shù)字化外科導(dǎo)板下種植體植入及完成即刻修復(fù)Fig.3 Implant placement by the use of digital surgical templates and immediate restoration

1.2.4 數(shù)據(jù)采集患者術(shù)后行CBCT 拍攝，與術(shù)前設(shè)計進(jìn)行比對，并進(jìn)一步將DICOM 數(shù)據(jù)導(dǎo)出至3 shape dental system 軟件，與術(shù)前設(shè)計方案進(jìn)行匹配，通過標(biāo)志點(diǎn)如髁突、喙突、頦前點(diǎn)等進(jìn)行配準(zhǔn)。通過系統(tǒng)自帶測量功能對術(shù)前和術(shù)后實際種植體植入位置的偏差進(jìn)行測量，從而評估外科手術(shù)導(dǎo)板的準(zhǔn)確性。參數(shù)包括種植體頸部誤差、根尖誤差、植入深度誤差和角度誤差（圖4）。偏差的測量需要2 名醫(yī)生分別單獨(dú)進(jìn)行匹配測量，最后取平均值作為最終的偏差值，保留小數(shù)點(diǎn)后2 位數(shù)。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法采用SPSS 19.0 統(tǒng)計分析軟件，利用析因設(shè)計對研究結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析。兩組間進(jìn)一步利用兩獨(dú)立樣本t檢驗對誤差結(jié)果進(jìn)行對比分析，P＜0.05 為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 一般情況本研究共50例患者，共植入200顆Nobel Replace 種植體。存留率為100%。術(shù)前設(shè)計與術(shù)后實際植入植體位置存有誤差（圖5、6）。

2.2 2 組種植體植入精確度比較2 組在種植體植入精確度上也存有差異（表1）。其中，對于前牙區(qū)軸向植入植體，自由手操作與導(dǎo)板下植入植體在頸部、根尖和角度上誤差差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），在深度誤差上差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。對于后牙區(qū)傾斜植入植體，自由手操作與導(dǎo)板下植入植體時在頸部、根尖、深度和角度上誤差差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。

3 討論

圖4 種植體術(shù)前設(shè)計及術(shù)后實際植入間的誤差參數(shù)Fig.4 The error parameters between preoperative planning and postoperative actual position

All-on four 技術(shù)的提出對于無牙頜患者來說簡化了治療過程，充分利用有效的骨量進(jìn)行種植修復(fù)，同時大大減輕患者經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)［12］。大量的研究證明all-on-four 技術(shù)可獲得良好的生物力學(xué)和臨床效果［12-15］。然而，all-on four 手術(shù)要求較高：近中2 顆植體采用軸向植入，位點(diǎn)多位于側(cè)切牙和尖牙之間，遠(yuǎn)中2 顆植體采用角度植入，且植體常規(guī)直徑≥4 mm，長度約13 ～15 mm。上頜遠(yuǎn)中植體需位于上頜竇前壁前方，下頜遠(yuǎn)中兩顆植體位于頦孔前，均為30 ～45°遠(yuǎn)中傾斜，術(shù)中可根據(jù)情況調(diào)整植體的位置和規(guī)格［13-15］。數(shù)字化外科導(dǎo)板的出現(xiàn)無疑對all-on four 手術(shù)是一個極大的輔助和便利，可以避免翻瓣，減輕患者術(shù)后反應(yīng)，關(guān)鍵可以修復(fù)為導(dǎo)向，保證植體植入的三維位置。

圖5 種植體相應(yīng)位點(diǎn)術(shù)前術(shù)后CBCT 位置比對Fig.5 The comparison between preoperative planning and postoperative actual position in CBCT

圖6 種植體術(shù)前術(shù)后位置匹配Fig.6 The matched images between preoperative planning and postoperative actual position

近年來，數(shù)字化種植導(dǎo)板技術(shù)日趨成熟，現(xiàn)已是種植醫(yī)生的熱點(diǎn)問題和研究方向，特別是其精確度的研究。然而，數(shù)字化外科導(dǎo)板應(yīng)用于all-onfour 種植設(shè)計的報道較少，本研究從此角度出發(fā)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)外科導(dǎo)板雖然仍存在一定的誤差，但都在臨床可接收范圍，相對傳統(tǒng)自由手操作，其具有很大的優(yōu)勢。種植植入時存在三維誤差包括頸部誤差、根尖誤差、深度誤差和角度誤差。本實驗中發(fā)現(xiàn)all-on-four 種植設(shè)計時自由手和導(dǎo)板下近中軸向植入植體深度誤差無明顯差異。在軸向植入或傾斜植入時，導(dǎo)板輔助下的種植體植入無論在頸部、根尖還是角度上精確度具有明顯的優(yōu)勢。SCHENEIDER 等［16］對多篇關(guān)于數(shù)字化導(dǎo)板精確性的研究進(jìn)行系統(tǒng)性評價，得出實際植入的種植體與預(yù)期種植三維位點(diǎn)進(jìn)行比對，其中黏膜式導(dǎo)板下種植體頸部的平均偏差為1.06 mm，種植體尖部的平均誤差為1.6 mm，種植體角度的平均誤差為4.51°，與本實驗結(jié)果相近。郭秋云等［17］對45枚導(dǎo)板下植入種植體進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)根部誤差為（0.97 ± 0.21）mm，角度誤差為（4.53 ± 1.89）°。從這些研究也可以歸納出，誤差都會控制在2 mm 以內(nèi)，因此導(dǎo)板設(shè)計時一般設(shè)定安全范圍為2 mm。另外，VASAK 等［18］發(fā)現(xiàn)種植體根尖誤差均大于種植體頸部誤差。

數(shù)字化外科導(dǎo)板分為牙支持式、黏膜支持式和骨支持式，大多研究證實在精確度上牙支持式導(dǎo)板優(yōu)于黏膜支持式優(yōu)于骨支持式，但也有學(xué)者持不同見解［18-19］。黏膜支持式導(dǎo)板多用于無牙頜患者，導(dǎo)板直接覆蓋在黏膜上。本實驗中下頜骨all-on-four 種植設(shè)計均采用黏膜支持式導(dǎo)板。黏膜支持式導(dǎo)板固位效果欠佳，通常在導(dǎo)板唇頰側(cè)增加固位釘將導(dǎo)板固定在黏膜上。上頜較下頜有較大的接觸面積，因此上頜的精確度要高于下頜。另外，研究［20］表明，黏膜的厚度也會影響導(dǎo)板的精確度，黏膜過厚，其可讓性增大，使得精確度降低。反之，黏膜過薄，會影響導(dǎo)板的穩(wěn)定性。因此，吸煙患者其黏膜往往增厚，使用導(dǎo)板時精確度較無吸煙患者要低。導(dǎo)板制作每一個環(huán)節(jié)都有誤差出現(xiàn)的可能。主要來自以下幾個方面：（1）印模不準(zhǔn)確?？赡馨l(fā)生在口內(nèi)取模時不夠準(zhǔn)確，無法精確反應(yīng)患者口內(nèi)情況。（2）CBCT 掃描及軟件三維重建造成的誤差。掃描時應(yīng)選擇最適曝光，利于較準(zhǔn)確評估周圍骨量。三維重建過程閾值的選擇也極為關(guān)鍵。（3）導(dǎo)板設(shè)計過程產(chǎn)生的誤差，可能醫(yī)生術(shù)前沒有做好判斷，過于遷就種植區(qū)骨條件。設(shè)計時需要既考慮骨條件又要以修復(fù)為導(dǎo)向的設(shè)計。（4）導(dǎo)板制作過程產(chǎn)生的誤差；（5）手術(shù)時導(dǎo)板固定的誤差，特別是黏膜支持式導(dǎo)板；（6）手術(shù)醫(yī)生操作的誤差；（7）骨密度差異導(dǎo)致鉆針的偏移；（8）患者張口度造成的誤差等等。

表1 2 組術(shù)前設(shè)計與術(shù)后實際植入植體位置誤差Tab.1 Deviation of the groups between preoperative planning and postoperative actual position ±s，mm

表1 2 組術(shù)前設(shè)計與術(shù)后實際植入植體位置誤差Tab.1 Deviation of the groups between preoperative planning and postoperative actual position ±s，mm

組別組1組2 t 值P 值例數(shù)106 94軸向頸部1.17±0.38 0.98±0.29 2.885 0.005根尖1.86±0.61 1.56±0.48 2.759 0.007深度0.96±0.45 0.92±0.41 0.465 0.643角度（°）6.35±1.55 4.85±1.29 5.229＜0.001傾斜頸部2.00±0.60 1.15±0.51 7.570＜0.001根尖2.40±0.65 1.52±0.48 7.761＜0.001深度0.76±0.31 0.57±0.21 3.557 0.001角度（°）8.45±1.47 6.58±1.60 6.095＜0.001

然而，現(xiàn)階段導(dǎo)板制作市場參差不齊，由于導(dǎo)板制作技術(shù)的限制，可能會造成導(dǎo)板的精確度不足，與臨床實際操作存在誤差，從而導(dǎo)致種植體植入位點(diǎn)與預(yù)先設(shè)計存有誤差，影響后續(xù)修復(fù)體的戴入。

綜上，all-on-four 技術(shù)理念為臨床提供了新的種植修復(fù)選擇，相對傳統(tǒng)自由手種植操作，結(jié)合數(shù)字化外科導(dǎo)板的輔助，大大提高種植體植入位置的精確性，簡化手術(shù)，較快地恢復(fù)無牙頜患者美觀及功能需求。但目前數(shù)字化導(dǎo)板制作技術(shù)的限制，如何更好地規(guī)避誤差進(jìn)一步提高導(dǎo)板臨床應(yīng)用的精確性尚需進(jìn)一步研究。