口掃結(jié)合3D 打印模型的精確性研究

楊麗，劉浩，趙俊杰

（1 徐州醫(yī)科大學(xué)附屬口腔醫(yī)院正畸科，江蘇 徐州；2 徐州醫(yī)科大學(xué)附屬口腔醫(yī)院彭城門診部，江蘇 徐州）

0 引言

隨著數(shù)字化掃描技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制作技術(shù)的發(fā)展，口內(nèi)掃描結(jié)合3D 打印技術(shù)在口腔正畸領(lǐng)域得到了快速的發(fā)展?？趦?nèi)掃描技術(shù)是指直接將光學(xué)探頭伸入患者口內(nèi)，對(duì)其牙齒、黏膜等軟硬組織進(jìn)行掃描，實(shí)時(shí)重建數(shù)字化牙合模型。該技術(shù)配合3D 打印技術(shù)可以將數(shù)字化的牙合模型轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)的3D 模型。本研究通過比較正畸患者傳統(tǒng)硅橡膠石膏模型和口掃結(jié)合3D 打印模型的精確性，為臨床數(shù)字化打印模型的研究和應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究對(duì)象

選取2018 年5 月到2018 年10 月在徐州醫(yī)科大學(xué)附屬徐州口腔醫(yī)院就診的正畸初診患者20 例，其中男性8例，女性12 例，年齡16-26 歲。

納入標(biāo)準(zhǔn)：①從未接受過正畸治療；②口內(nèi)檢查：牙列完整，無多生牙，無缺失牙，輕中度擁擠，牙體形態(tài)無異常，牙周健康；③口外檢查：開口度、開口型正常，無顳下頜關(guān)節(jié)紊亂等；④所有患者知情同意，依從性良好。

1.2 模型獲取

1.2.1 傳統(tǒng)石膏模型的獲取

使用硅橡膠印模材（Contents &REF，德國DMG）二次印模法獲取所有患者的上下頜牙列印模，要求印模清晰，牙列完整，無氣泡；使用超硬石膏（登士柏公司，美國）灌注硅橡膠印模，待石膏完全凝固后取得所有患者的超硬石膏模型（對(duì)照組）。

1.2.2 3D 打印模型的獲取

使用iTero Element 口內(nèi)掃描儀由同一操作者，按照推薦的操作流程采集所有患者的口內(nèi)信息，生成STL 格式的文件，導(dǎo)出后使用三維設(shè)計(jì)軟件（Geomagic）修整模型，切片軟件（Perfactory Start Center）切片后導(dǎo)入3D 打印機(jī)（Envision Tec，德國）中，打印出患者的3D 模型（試驗(yàn)組）。

1.3 數(shù)據(jù)測量

1.3.1 測量指標(biāo)

（1）擁擠度：牙冠總長度與現(xiàn)有牙弓弧長的差值。分為上頜擁擠度和下頜擁擠度。

（2）牙弓寬度：前段：左右尖牙牙尖之間的水平距離。中段：左右第一雙尖牙頰尖之間的水平距離。后段：左右第一磨牙近中頰尖之間的水平距離。

（3）尖牙牙冠高度：4 顆尖牙牙尖到唇側(cè)齦緣最凹點(diǎn)間的垂直距離。

（4）Spee 曲線的曲度：下頜牙弓縱合曲線最低點(diǎn)至切牙和第二磨牙遠(yuǎn)中頰間連線之間的垂直距離，分左側(cè)和右側(cè)。

1.3.2 測量方法

20 例患者的石膏模型和3D 打印模型制取好后由同一測量者分別使用圓規(guī)和電子游標(biāo)卡尺測量所有指標(biāo)，每個(gè)指標(biāo)重復(fù)測量3 次，取均值。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

使用SPSS18.0 軟件對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，各指標(biāo)測量值計(jì)算出均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差，以表示。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)，如符合正態(tài)分布則采用配對(duì)t檢驗(yàn)；如不符合則采用Wilcoxon 秩和檢驗(yàn)[1]。P＜0.05 為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 擁擠度和牙弓寬度的數(shù)據(jù)比較

兩種模型的擁擠度和牙弓寬度測量各數(shù)據(jù)相近，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見表1。

表1 兩種模型擁擠度和牙弓寬度的比較（，mm）

表1 兩種模型擁擠度和牙弓寬度的比較（，mm）

2.2 尖牙高度和Spee 曲線曲度的比較

兩種模型在尖牙高度和Spee 曲線曲度的測量上，差異也無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見表2。

表2 兩種模型尖牙高度和Spee 曲線曲度的比較（，mm）

表2 兩種模型尖牙高度和Spee 曲線曲度的比較（，mm）

3 討論

模型分析是口腔正畸臨床診斷、制訂治療計(jì)劃中的一個(gè)重要步驟。數(shù)字化印模是一種直接在口腔內(nèi)部進(jìn)行光學(xué)掃描，實(shí)時(shí)獲取患者口內(nèi)軟硬組織形態(tài)的新型數(shù)字印模方法[2]。數(shù)字化口內(nèi)掃描系統(tǒng)的出現(xiàn)改變了患者口內(nèi)信息的獲取方式。關(guān)于口內(nèi)掃描的精度研究目前已有較多報(bào)道，多數(shù)學(xué)者認(rèn)為傳統(tǒng)石膏模型[3，4]與口內(nèi)掃描及3D打印的數(shù)字化模型在精度上沒有太大的差別。本研究通過比較3D 打印數(shù)字化模型與傳統(tǒng)石膏模型在常用正畸模型測量指標(biāo)的線性差異，為后續(xù)的研究提供理論基礎(chǔ)。

在醫(yī)學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域之中，3D 打印技術(shù)第一次應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域是在20 世紀(jì)90 年代，主要是借助3D 打印技術(shù)成功獲得了CT 掃描下的顱骨解剖數(shù)據(jù)模型[5]；現(xiàn)在經(jīng)過二十多年的發(fā)展之后，3D 打印技術(shù)不斷應(yīng)用到各種手術(shù)領(lǐng)域之中，比如：骨科、神經(jīng)外科等，而在口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域之中也發(fā)揮出其獨(dú)特優(yōu)勢性；目前，3D 打印技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域之中的正畸科、修復(fù)科等科室之中。在3D打印模型的應(yīng)用中，Koulivand 等[6]通過研究發(fā)現(xiàn)，數(shù)字化口內(nèi)掃描制作的修復(fù)體在內(nèi)冠密合性和冠邊緣密合性上均優(yōu)于傳統(tǒng)印模技術(shù)。Berrendero 等[7]發(fā)現(xiàn)，除了邊緣適合性之外，數(shù)字化口掃制作的修復(fù)體在鄰接點(diǎn)上亦優(yōu)于傳統(tǒng)印模技術(shù)。國內(nèi)學(xué)者有研究表明口內(nèi)掃描的數(shù)字化印模技術(shù)制作磨牙全冠相對(duì)于傳統(tǒng)硅橡膠印模技術(shù)更舒適，取模及后期戴牙時(shí)間更短，內(nèi)冠及邊緣密合性更好[8]。在正畸領(lǐng)域，目前大多的研究是分析數(shù)字化模型與傳統(tǒng)石膏模型的精確性比較[4,9]，但由于測量方法的不同，大多的研究中很難消除兩種測量方法不同造成的測量誤差[10]。本研究由同一測量者通過比較兩種模型的線性差異，來分析兩種模型的精確性。本文研究結(jié)果顯示，數(shù)字化口內(nèi)掃描結(jié)合3D 打印技術(shù)制取3D 模型與常規(guī)制取硅橡膠陰模后灌注石膏模型相比，各指標(biāo)無差異。

綜上所述，口掃結(jié)合3D 打印制作的3D 模型精確性較高。隨著數(shù)字化技術(shù)和3D 打印技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字化口內(nèi)掃描結(jié)合3D 打印技術(shù)制取3D 模型可逐漸應(yīng)用于臨床，為實(shí)現(xiàn)口腔診療數(shù)字化打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[11，12]。