數(shù)字化口腔種植治療的研究進展

蘇春艷(通信作者)，彭誠，林仰東

1 天津市職業(yè)病防治院口腔科 (天津 300000)；2 天津醫(yī)科大學第二醫(yī)院口腔科 (天津 300000)；3 天津市第一中心醫(yī)院口腔科 (天津 300192)

隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字化口腔種植已成為現(xiàn)代口腔醫(yī)學的主要發(fā)展趨勢。目前，數(shù)字化軟件與硬件技術(shù)應(yīng)用于口腔醫(yī)學診療中，可彌補傳統(tǒng)修復模式的不足，促使口腔疾病的診治工作朝著更加高效、精準的方向健康發(fā)展[1]。口腔種植術(shù)是口腔醫(yī)學技術(shù)的一項重要支撐技術(shù)，已成為目前修復牙列缺失和牙列缺損的有效方法。數(shù)字化技術(shù)在口腔種植治療過程中，不僅體現(xiàn)在治療的診斷評估過程中，還體現(xiàn)在種植外科階段及上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計與制作過程中[2]。本文結(jié)合臨床實際治療方法，深入分析數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用于口腔種植修復每個環(huán)節(jié)中的現(xiàn)狀，并對其在種植外科階段與上部結(jié)構(gòu)設(shè)計制作過程的研究情況展開敘述。

1 數(shù)字化影像診斷與術(shù)前評估

傳統(tǒng)的口腔疾病診斷技術(shù)主要為X線片與曲面斷層攝影。但通過這些方式僅能得到二維平面圖像，且在成像過程中容易出現(xiàn)多種解剖結(jié)構(gòu)相互重疊的情況，增加診斷難度。20世紀70年代開始，口腔醫(yī)學領(lǐng)域引入螺旋CT技術(shù)進行輔助診斷，但螺旋CT技術(shù)掃描時間長、空間分辨力較低且放射劑量大，因此沒能在口腔頜面部三維影像重建技術(shù)中得到普遍應(yīng)用。1997年，世界上第一臺口腔頜面部專用的錐形束CT機(CBCT)誕生，主要利用錐形X線束及面積探測器進行掃描，在掃描時可以直接獲得二維數(shù)據(jù)，然后經(jīng)由計算機重建獲得三維圖像，具有精確度高、掃描速度快、輻射劑量小等優(yōu)點[3]。有研究表明，CBCT在臨床口腔治療中可清晰顯示三維立體圖像，有利于醫(yī)師直觀準確判斷患者牙髓及牙周病變情況及程度，診斷準確率較高，能大幅度提高患者的治療效果[4]。然而，CBCT通過三維錐形束X線掃描重建成功后，如何將種植體的3D立體數(shù)據(jù)導入其中進行測量與設(shè)計，臨床目前尚未有統(tǒng)一解決方案。計算機輔助設(shè)計與制造(CAD/CAM)是20世紀60年代興起的綜合性計算機應(yīng)用技術(shù)，主要利用計算機技術(shù)處理各種數(shù)字與圖形信息，輔助產(chǎn)品設(shè)計與制作?，F(xiàn)階段，CAD/CAM已被廣泛應(yīng)用于各種固定修復體制作和設(shè)計中。有研究指出，CAD/CAM冠、基臺、支架的存活率與傳統(tǒng)制造工藝有一定的可比性，且種植存活率不會受到制造工藝的影響[5]。

2 計算機輔助下的種植外科手術(shù)

計算機技術(shù)輔助種植外科手術(shù)是醫(yī)學、計算機學、圖形圖像學等多學科結(jié)合的另一個新研究領(lǐng)域[6]。計算機輔助手術(shù)主要以CT等影像學圖形信息為核心基礎(chǔ)，通過建立人體三維與幾何模型來仿真患者的位置信息，在手術(shù)前先通過計算機規(guī)劃，在手術(shù)中再利用高精確度定位裝置引導醫(yī)師操作，繼而確保術(shù)前模擬方案能順利實施的一種方式[7]。計算機輔助引導下種植外科手術(shù)主要包含數(shù)字化種植手術(shù)導板技術(shù)(靜態(tài)導航)與術(shù)中實施導航(動態(tài)導航)兩種，其中以動態(tài)導航最為常用。靜態(tài)導航是一種通過3D導板設(shè)計軟件對種植體進行虛擬設(shè)計的手段，CMA技術(shù)3D打印制作外科導板是種植體植入的方法[8-9]。靜態(tài)導航系統(tǒng)包括牙支持式、骨支持式和黏膜支持式3種導板，其中牙支持式導板的精度相對較高，較適合局部牙列缺失患者；骨支持式導板需翻瓣后才能固定，因此不常使用；黏膜支持式導板需借助螺釘?shù)裙涛谎b置才能穩(wěn)定導板獲得植入精度，故可用于無牙頜患者。目前重點多集中于靜態(tài)導航種植體植入手術(shù)精度研究。研究報道，對上頜前牙或上頜第一磨牙缺失患者采用數(shù)字化種植導板修復治療后，誤差值明顯較傳統(tǒng)方法小[10]。

3 數(shù)字化種植修復印模

口腔醫(yī)學領(lǐng)域的CAD/CAM技術(shù)最早源于口內(nèi)掃描獲取數(shù)字圖像的數(shù)字化印模技術(shù)中，和以往傳統(tǒng)的印模技術(shù)比較，數(shù)字化印模技術(shù)能減輕患者在制作印模時的不適，不需要重新灌制和調(diào)整石膏模型，因此該印模技術(shù)廣受臨床牙科醫(yī)師好評[11]。目前，臨床已有的數(shù)字化種植修復形式包含冠、貼面、種植修復劑嵌體等，利用口內(nèi)掃描、CBCT等方式將患者口腔中的信息直接轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息，再經(jīng)過軟件來設(shè)計調(diào)整修復體的位置、形態(tài)等要素，最后通過立體光刻機等輸出設(shè)備得到修復體。以往臨床研究中，有研究對于數(shù)字化種植修復的效果進行了探究，結(jié)果顯示，對120例牙列缺損患者采用數(shù)字化印模技術(shù)修復后，其修復體邊緣密合性A級的占比高于傳統(tǒng)印模技術(shù)；且數(shù)字化印模技術(shù)修復組對修復體的滿意率也高于傳統(tǒng)印模組；由此可見，數(shù)字化印模技術(shù)修復的效果優(yōu)于傳統(tǒng)印模技術(shù)[12]?，F(xiàn)階段，有多種數(shù)字化流程都開始應(yīng)用于種植修復中，相關(guān)研究報道證實數(shù)字一體化基臺冠用于齦頜距離過低患者修復治療中，能確保牙齦穩(wěn)定，并且能較好地維持嵴頂骨水平，提高種植體周圍組織的生命質(zhì)量[13]，說明數(shù)字化種植修復印模技術(shù)的優(yōu)勢已逐漸明顯，相信隨著該技術(shù)的不斷成熟，在不久的將可來取代傳統(tǒng)的種植體修復技術(shù)。

4 個性化基臺的設(shè)計與制作

個性化基臺指定制基臺，是根據(jù)種植體植入的三維位置與缺牙間隙之間的三維空間，然后經(jīng)過研磨、鑄造或者CAD/CAM技術(shù)設(shè)計的基臺[14]。目前，牙科市場上能用于種植修復的口內(nèi)掃描系統(tǒng)主要包括德國Sirona公司的CEREC系統(tǒng)、丹麥3Shape公司TRIOS系統(tǒng)、美國3M公司Lava C.O.S系統(tǒng)等，以上這些口內(nèi)掃描系統(tǒng)都使用了各種不同的掃描技術(shù)原理，正因如此，各個口內(nèi)掃描系統(tǒng)的精度也存在一定差異。有研究表明，目前絕大多數(shù)口內(nèi)掃描系統(tǒng)能達到的掃描精度在20 μm左右，尚不能完全滿足種植修復診療的精度要求[15]。但基于口內(nèi)掃描圖像數(shù)字化三維圖像的優(yōu)勢，臨床醫(yī)師可以利用配套軟件通過計算機準確設(shè)計和制作個性化基臺與上部結(jié)構(gòu)，主要包括CAD/CAM個性化基臺及臨時冠設(shè)計和制作。CAD/CAM個性化基臺是利用計算機輔助進行設(shè)計制作出來的基臺形態(tài)，具備能和種植體周圍組織完美匹配的外形輪廓，可顯著提高種植修復功能與外形美觀度。而臨時冠主要在種植術(shù)中對患者進行口內(nèi)掃描時制作，在術(shù)中獲取患者數(shù)字化印模圖像后，可簡單快速地制作適合度良好的臨時冠。CAD/CAM個性化基臺系統(tǒng)主要采用瑞典Nobel Biocare公司的Procera系統(tǒng)和美國的Encode Restorative密碼修復系統(tǒng)，而國內(nèi)關(guān)于CAD/CAM個性化基臺制作加工技術(shù)的研究目前正處于起步階段，還需要更多的實踐運用與發(fā)展。有學者指出，雖然利用CAD/CAM技術(shù)制作的個性化基臺具有較好的精度和良好性能，且制作過程更高效，但制作材料與加工費用過于昂貴，所以要想在全國短期內(nèi)普及可能會面臨一定的困難[16]。

5 小結(jié)

數(shù)字化口腔種植治療是口腔醫(yī)學與多種交叉學科良好交融的體現(xiàn)，具有廣泛應(yīng)用前景。數(shù)字化口腔種植在種植術(shù)前、術(shù)中、術(shù)后等各個方面起到的作用均非常明顯，可以顯著提高口腔種植治療的成功率。數(shù)字化技術(shù)將是整個口腔行業(yè)的一次革命性改變，得益于此，口腔種植的診療會變得更精準、高效，并且我們相信在不久的將來，患者的就醫(yī)體驗也將會得到明顯改善。