ICam4D攝影測量技術(shù)在無牙頜種植固定修復(fù)中的應(yīng)用1例并文獻(xiàn)回顧

付馨靚，王 浩，甘雪琦

Stomatology,2022,42(1):72-78

牙列缺失會導(dǎo)致面部外形改變，影響患者的美觀、發(fā)音、咀嚼功能和社交活動。隨著人口老齡化趨勢的日益增加，越來越多的無牙頜患者需要進(jìn)行咬合功能的重建修復(fù)[1]。種植支持式全口固定義齒是唯一能為無牙頜患者提供的固定修復(fù)方式，具有良好的固位和穩(wěn)定性能、接近于天然牙的咀嚼效能，可有效恢復(fù)患者的美觀和咀嚼功能。

對于無牙頜種植修復(fù)的印模制取，傳統(tǒng)方法使用硅橡膠印模材料制取印模，然后根據(jù)印模記錄種植體的位置并鑄造修復(fù)體，需花費(fèi)大量椅旁時(shí)間且患者就診次數(shù)較多。近年來，數(shù)字化口內(nèi)掃描技術(shù)已可廣泛代替?zhèn)鹘y(tǒng)印模制取，其可靠性已在涉及多顆種植體的牙列缺損修復(fù)中得到證明。然而，當(dāng)口內(nèi)掃描用于大跨度無牙區(qū)或全牙弓的修復(fù)時(shí)，其準(zhǔn)確性較差。攝影測量法是一種直接、可靠地記錄口內(nèi)種植體位置的新方法，只需在口外掃描即可獲得準(zhǔn)確的種植體三維空間位置，目前已用于種植支持式固定義齒修復(fù)，并逐漸開始應(yīng)用于種植支持式全口固定義齒的修復(fù)。本文結(jié)合1例病例探討ICam4D攝影測量系統(tǒng)在無牙頜種植固定修復(fù)中的臨床應(yīng)用及相關(guān)研究進(jìn)展。

1 資料與方法

1.1 病例資料

患者，男，70歲。上頜后牙6個(gè)多月前因松動拔除。于2020年7月14日就診于四川大學(xué)華西口腔醫(yī)院修復(fù)科，要求修復(fù)。既往體健，否認(rèn)藥物過敏，無種植相關(guān)禁忌證。

專科檢查：13～18牙、23～28牙缺失，上頜缺牙區(qū)牙槽嵴低平，附著齦喪失，前庭溝較淺。前牙深覆牙合，12～22牙牙齦退縮2～3 mm，松動度Ⅱ～Ⅲ度(圖1A～B)。下頜牙列無缺失及松動牙。全口衛(wèi)生不良，色素(+)，牙結(jié)石Ⅰ度，下頜牙齦退縮2 mm。雙側(cè)面部基本對稱，低位笑線，面下1/3高度無明顯降低。開口度、開口型未見異常。雙側(cè)顳下頜關(guān)節(jié)無明顯彈響、雜音及疼痛。咀嚼肌群觸診無明顯疼痛。

影像學(xué)檢查(CBCT)示：12～22牙牙槽骨水平吸收至根中1/3至根尖1/3。上頜余牙缺失，缺牙區(qū)牙槽骨重度吸收，上頜雙側(cè)磨牙區(qū)牙槽骨最低高度小于2 mm(圖1C～D)。

A：正中咬合照；B：上頜牙合面照；C、D：CBCT顯示上頜后牙區(qū)骨量不足

診斷：①牙列缺損；②12～22牙慢性牙周炎。

1.2 治療計(jì)劃

牙周基礎(chǔ)治療；數(shù)字化設(shè)計(jì)上頜種植支持式全口固定義齒修復(fù)方案；數(shù)字化導(dǎo)板引導(dǎo)下行上頜微創(chuàng)拔牙、即刻種植，后行即刻固定修復(fù)；術(shù)后6個(gè)月行永久修復(fù)。

1.3 治療過程

1.3.1 術(shù)前準(zhǔn)備 拍攝口內(nèi)及面部照片，制作上頜牙合堤，確定患者的頜位關(guān)系，而后在牙合堤輔助下，于正中頜位關(guān)系下行CBCT掃描并導(dǎo)出 DICOM數(shù)據(jù)，使用3Shape口內(nèi)掃描儀獲得口內(nèi)數(shù)字化信息，利用3Shape Implant Studio?軟件，將CBCT及口內(nèi)掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行配準(zhǔn)，遵循以修復(fù)為導(dǎo)向的原則進(jìn)行數(shù)字化預(yù)排牙，確定植入位點(diǎn)和種植體規(guī)格，擬于11牙位植入Straumann BLT 4.1 mm×10 mm植體，22牙位植入Straumann BL 4.1 mm×10 mm植體，15、25牙位植入Straumann BL 4.1 mm×12 mm植體；根據(jù)口內(nèi)掃描的軟組織信息獲得穿齦高度數(shù)據(jù)，選擇4 mm，17°復(fù)合基臺(11、22牙位)和2.5 mm，30°復(fù)合基臺(15、25牙位)[2]，由于唇側(cè)牙槽骨方向的限制，11牙位螺絲通道開孔位于唇側(cè)，22、15、25牙位螺絲通道開孔位于腭側(cè)或牙合面(圖2A～D)；同時(shí)設(shè)計(jì)制作種植導(dǎo)板(圖2E、F)。

A～D：種植方案設(shè)計(jì)(擬于11牙位植入Straumann BLT 4.1 mm×10 mm植體，22牙位植入Straumann BL 4.1 mm×10 mm植體，15、25牙位植入Straumann BL 4.1 mm×12 mm植體)；E～F：種植導(dǎo)板設(shè)計(jì)

1.3.2 即刻種植、即刻修復(fù) 上頜種植位點(diǎn)唇(頰)、 腭側(cè)阿替卡因局部浸潤麻醉， 就位固位釘導(dǎo)板，預(yù)備固位釘通道(圖3A)。取下固位釘導(dǎo)板，不翻瓣微創(chuàng)拔除12～22牙(圖3B)，搔刮拔牙窩內(nèi)炎癥組織，生理鹽水沖洗。就位種植導(dǎo)板，定位針固定(圖3C)，使用與導(dǎo)板匹配的種植器械逐級預(yù)備種植窩(圖3D)。取下種植導(dǎo)板，翻瓣，修整牙槽嵴(圖3E)，而后按設(shè)計(jì)方案分別于11、15、22、25位置植入Straumann種植體(圖3F)，植入扭矩25 N·cm，手用扳手加力，初期穩(wěn)定性良好(扭矩>35 N·cm)、達(dá)到即刻修復(fù)要求。由于術(shù)后即刻軟組織部分腫脹且形態(tài)較差，若采用ICam4D，掃描精度和后期配準(zhǔn)會受到影響，故未采用數(shù)字化即刻修復(fù)而使用傳統(tǒng)方式制作臨時(shí)修復(fù)體。旋入預(yù)選的復(fù)合基臺，戴入術(shù)后椅旁制作的臨時(shí)修復(fù)體(圖3G、H)。

A：就位固位釘導(dǎo)板；B：微創(chuàng)拔除患牙；C～D：導(dǎo)板輔助下預(yù)備種植窩；E：翻瓣，牙槽嵴修整；F：植入種植體；G：術(shù)后即刻制作臨時(shí)修復(fù)體；H：臨時(shí)修復(fù)體戴入口內(nèi)

1.3.3 最終修復(fù) 患者6個(gè)月后復(fù)診行CBCT檢查示種植體骨結(jié)合良好，使用ICam4D攝影測量系統(tǒng)制取數(shù)字化印模：①牙齦數(shù)字化：取出愈合基臺，立即將ICamRefs(圖4A)安裝到植體上，ICamRefs的戴入可維持原軟組織形態(tài)，然后使用口內(nèi)掃描儀掃描，生成牙齦的STL數(shù)據(jù)(圖4B、C)。②種植體位置測量：取下ICamRefs，安裝專用掃描體ICamBodies，將口外掃描儀緩慢地從患者一側(cè)移動到另一側(cè)進(jìn)行攝影取像，1 min內(nèi)即獲得種植體的位置和方向數(shù)據(jù)“ICamPosition”(圖4D～F)。③匹配種植體位置數(shù)據(jù)和口內(nèi)掃描數(shù)據(jù)：在ICam4D的專用圖像掃描軟件IScan3D Dental中將ICamPosition位置數(shù)據(jù)導(dǎo)入到使用ICamRefs的牙齦坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)，迅速完成匹配。整個(gè)數(shù)字化印模過程可在5～10 min內(nèi)完成。匹配后的種植體位置和牙齦數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件后，結(jié)合前期的頜位關(guān)系記錄，于數(shù)字化牙合架(Exocad，exocad GmbH，德國)上設(shè)計(jì)上部一體式支架和蠟型(圖5A～D)，并參考臨時(shí)修復(fù)體的牙合面形態(tài)和咬合關(guān)系，進(jìn)行正中咬合和功能運(yùn)動的調(diào)整。All-on-4固定修復(fù)體的咬合設(shè)計(jì)，除遵循一般義齒修復(fù)的原則外，還需避免早接觸；避免牙合干擾；后牙減徑，降低牙尖斜度，加深咬合窩；前牙淺覆牙合、淺覆蓋；義齒排列的弓形與患者頜弓的形狀及種植基牙的位置相協(xié)調(diào)[3]。數(shù)字化切削制備橋架及蠟冠并在患者口內(nèi)試戴(圖5E、F)，檢測被動就位密合且咬合功能良好，完成最終橋架上瓷及氧化鋯全瓷單冠的制作(圖6A、B)。最終修復(fù)體與數(shù)字化排牙設(shè)計(jì)對比顯示(圖6E、F)，復(fù)合基臺螺絲通道穿出位點(diǎn)及修復(fù)效果基本符合預(yù)期。

A：ICamRefs口內(nèi)掃描帽；B、C：安裝口內(nèi)掃描帽并進(jìn)行口內(nèi)掃描；D：ICam4D口外掃描儀(立體攝影相機(jī))；E、F：安裝ICambodies口外掃描帽并使用ICam4D立體攝像機(jī)進(jìn)行口外掃描，獲得種植體位置信息

A、B：數(shù)字化橋架設(shè)計(jì)；C、D：數(shù)字化蠟冠設(shè)計(jì)；E、F：口內(nèi)試戴3D打印制作的橋架和蠟冠

2 結(jié) 果

患者完成修復(fù)后可見：種植體骨結(jié)合良好，牙齦及黏膜顏色、質(zhì)地健康，修復(fù)體形態(tài)、色澤良好，咬合關(guān)系正常，患者對形態(tài)及功能非常滿意(圖6C、D)。修復(fù)后4個(gè)月復(fù)查(圖7A～C)，檢查可見種植區(qū)牙齦狀況良好，無潰瘍紅腫。前牙覆牙合、覆蓋正常；牙尖交錯(cuò)位穩(wěn)定，左、右側(cè)方運(yùn)動為組牙功能，無側(cè)方干擾；前伸運(yùn)動時(shí)上下頜雙側(cè)切牙均勻接觸，無前伸干擾。咬合動度儀測定種植穩(wěn)定性良好。全景片示種植體周圍無暗影，頸部未見明顯骨吸收(圖7D)。

A、B：數(shù)字化輔助設(shè)計(jì)制作的最終修復(fù)體；C、D：種植支持式永久固定修復(fù)體戴入；E、F：種植手術(shù)前后螺絲通道穿出位置比較

A～C：患者微笑照；D：修復(fù)后4個(gè)月全景片

通過義齒穩(wěn)定性、美觀度、舒適度、發(fā)音及咀嚼功能、維護(hù)方便性等方面評估患者對義齒的滿意度[4]，分為非常滿意(4分)、滿意(3分)、一般滿意(2分)、不滿意(1分)?；颊邔Ω黜?xiàng)評分為穩(wěn)定性(3分)、美觀度(3分)、舒適度(3分)、發(fā)音及咀嚼功能(3分)、維護(hù)方便性(2分)，整體滿意。

3 討 論

如何實(shí)現(xiàn)無牙頜患者良好的功能重建是口腔修復(fù)的一大臨床難題。無牙頜患者的修復(fù)方式主要包括傳統(tǒng)全口義齒、種植覆蓋義齒和種植支持式固定義齒。傳統(tǒng)全口義齒固位及穩(wěn)定性較差，導(dǎo)致舒適度差、咀嚼效率低。種植覆蓋義齒可修復(fù)軟硬組織缺損并恢復(fù)美觀效果，但仍需反復(fù)摘戴且附著體零件易磨損。種植支持式固定義齒修復(fù)更接近天然牙，能夠較理想地恢復(fù)患者的咀嚼功能，已成為一種安全、有效的無牙頜重建方案[5]。All-on-4種植即刻負(fù)重技術(shù)目前已廣泛應(yīng)用于無牙頜功能重建，該技術(shù)通過傾斜植入種植體，可避開上頜竇和下牙槽神經(jīng)管等重要解剖結(jié)構(gòu)，避免植骨和上頜竇提升等，從而減少手術(shù)創(chuàng)傷及患者的花費(fèi)，并可爭取實(shí)現(xiàn)即刻功能重建；此外，傾斜種植不僅可以增加種植體骨內(nèi)長度，提高初期穩(wěn)定性，還可有效縮短修復(fù)體遠(yuǎn)中懸臂長度，防止應(yīng)力分布過度集中，提高遠(yuǎn)期成功率[6-7]。目前已有較多國內(nèi)外研究結(jié)果表明，通過4顆種植體支持(2顆種植體軸向植入前牙區(qū)，另2顆種植體斜行植入后牙區(qū))完成對上頜骨無牙頜的固定修復(fù)的All-on-4技術(shù)具有較高的種植體存留率[8-10]。上頜All-on-4種植即刻修復(fù)應(yīng)盡可能減少懸臂長度，在臨時(shí)修復(fù)體設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)減少懸臂頰舌徑和近遠(yuǎn)中徑，以減少修復(fù)體咬合接觸面積，有效減少應(yīng)力分布；降低牙尖斜度，在側(cè)向咬合運(yùn)動時(shí)應(yīng)盡量無咬合接觸，以減少側(cè)向力矩，避免種植體過度負(fù)荷造成的種植體周圍骨吸收[10]。

攝影測量技術(shù)從攝影圖像中記錄三維物體的幾何特性及其相關(guān)的空間位置，特點(diǎn)是可在不接觸下精確測量物體外形和距離[11]。攝影測量技術(shù)可以用于一系列科學(xué)領(lǐng)域和技術(shù)，它主要應(yīng)用于地形學(xué)，也有許多醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，如用于脊柱側(cè)彎的評估[12]，還有口腔醫(yī)學(xué)中監(jiān)測頜面部生長發(fā)育及異常[13]、數(shù)字化正畸設(shè)計(jì)[14]、頜面部贗復(fù)體的數(shù)字化印模制取[15]等。在口腔種植領(lǐng)域，攝影測量技術(shù)主要用于種植體位置的測量，還可用于體外評估其他種植印模方法的可靠性[11]。該技術(shù)最重要的特點(diǎn)是測量精度高，這為提高種植支持口腔修復(fù)的準(zhǔn)確性提供了保障。據(jù)報(bào)道，該技術(shù)可以將患者口內(nèi)的種植體位置虛擬地轉(zhuǎn)移到計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件程序中，并用于制作種植體支持的修復(fù)體[16-17]。

ICam4D作為一個(gè)已商業(yè)化的攝影測量系統(tǒng)，目前已應(yīng)用于口腔種植臨床實(shí)踐[14]。ICam4D是一個(gè)手持式“攝像單元”，由4個(gè)高清攝像鏡頭和1個(gè)投影鏡頭組成，結(jié)合攝影測量和結(jié)構(gòu)光掃描技術(shù)來捕捉三維數(shù)據(jù)。專用掃描體(ICambodies)擁有抗變形、耐磨的金屬接口，其外表面目標(biāo)點(diǎn)擁有微米級的尺寸精度。攝影單元的1個(gè)投影鏡頭提供必要的光源，4個(gè)高清鏡頭交叉捕捉掃描(ICamBody)上的目標(biāo)點(diǎn)，通過后臺系統(tǒng)的計(jì)算可在1 min內(nèi)測量計(jì)算出種植體的位置和方向數(shù)據(jù)“ICamPosition” (X，Y坐標(biāo)及Z軸方向)。使用口內(nèi)掃描儀掃描帶有ICamRefs的牙齦，然后在ICam4D的軟件IScan Dental中將ICamPosition位置數(shù)據(jù)導(dǎo)入到使用ICamRefs的牙齦坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)，即可迅速完成匹配，進(jìn)而進(jìn)行種植上部修復(fù)體的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和加工(computer aided design/computer aided manufacturing， CAD/CAM)。攝影測量技術(shù)避免了伴隨傳統(tǒng)印模法的諸多不便。不需要印模桿、種植體替代體、托盤和印模材料；口外掃描允許患者完全自由活動；血液、唾液或其他有機(jī)或無機(jī)殘留物的存在不影響測量精度；避免使用印模材料可能帶來的惡心不適；可以減少由于印模材料尺寸變化而產(chǎn)生的誤差；大幅縮短椅旁時(shí)間，減少患者就診次數(shù)[11，16]。借助于掃描獲得的數(shù)字化信息，技師可通過CAD/CAM迅速完成修復(fù)體的設(shè)計(jì)和制作，且無需制作包含人工牙齦和種植體替代體在內(nèi)的種植模型，可減少加工過程中產(chǎn)生的誤差[17]。

口內(nèi)掃描法與攝影測量法有一些共同的優(yōu)點(diǎn)，如相較于傳統(tǒng)印模法更舒適、快捷等[18]。口內(nèi)掃描法的技術(shù)原理是用三維成像法采集物體表面單個(gè)位置的三維數(shù)據(jù)點(diǎn)云，在口內(nèi)相機(jī)移動過程中，不斷將不同位置采集的三維數(shù)據(jù)疊加，最后形成完整的三維數(shù)據(jù)模型。但理論上這些點(diǎn)云的連續(xù)疊加可能會導(dǎo)致錯(cuò)誤的累積，因此精度隨著所分析的種植體數(shù)量或掃描跨度的增加而逐漸降低[19-20]。與口內(nèi)掃描儀不同的是，攝影測量法可以生成種植體相對于其他種植體的精確位置的方向向量。這些信息使其無需疊加即可計(jì)算種植體的位置，可能獲得更好的精度和修復(fù)體密合度。盡管攝影測量技術(shù)已被作為替代傳統(tǒng)印模的數(shù)字化印模方法，但在口腔種植領(lǐng)域應(yīng)用的相關(guān)研究進(jìn)展較少。目前已有少量應(yīng)用攝影測量技術(shù)的病例報(bào)告，包括無牙頜種植修復(fù)[21-22]及種植體支持的局部固定義齒修復(fù)[23]，但主要應(yīng)用的是同類型的PIC攝影測量系統(tǒng)(PIC Dental，西班牙)。國內(nèi)僅有1篇應(yīng)用ICam4D攝影測量系統(tǒng)進(jìn)行無牙頜All-on-4種植修復(fù)的病例報(bào)告[24]。PIC攝影測量系統(tǒng)與ICam4D攝影測量系統(tǒng)類似，包括口外立體攝像機(jī)PIC Camera，專用掃描體PIC Abutment和專用軟件PIC Cam Soft v1.1，但沒有用于軟組織掃描的專用掃描體，需使用愈合基臺。PIC Camera每秒拍攝64張照片，基于旗形掃描體PIC Abutment上的目標(biāo)點(diǎn)，生成種植體的空間位置數(shù)據(jù)PIC file，誤差小于10 μm[25]。PIC系統(tǒng)與ICam4D攝影測量系統(tǒng)均不能直接復(fù)制軟組織數(shù)據(jù)，需結(jié)合口內(nèi)掃描技術(shù)獲取種植體周軟組織信息，并與種植體位置數(shù)據(jù)相匹配。體外研究表明攝影測量法進(jìn)行數(shù)字化印模適用于4顆及以上大跨度缺牙間隙或無牙頜的種植修復(fù)，與傳統(tǒng)印模法相比整體精度接近[26]，且嘴唇牽開距離和開口度對測量精度無明顯影響[27]。然而目前關(guān)于ICam4D攝影測量系統(tǒng)與傳統(tǒng)印模法和口內(nèi)掃描法的精度比較，仍需進(jìn)一步的臨床和體外研究。此外，ICam4D的專用掃描體ICambodies目前只適用于以下種植體系統(tǒng)：Nobel Implant System、Straumann/Synocta、Megagen、Adin、Alpha Bio、MIS SP Platform、Zimmer/Tapered Screw Vent、Biomet 3i/CERTAIN、Thommen Medical/SPI、ICX/Cortex。因此，該攝影測量系統(tǒng)的臨床應(yīng)用具有一定局限性。ICam4D與面部掃描、電子面弓等技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用，也可作為未來的臨床應(yīng)用及研究方向。

4 結(jié) 論

ICam4D攝影測量技術(shù)將復(fù)雜而耗時(shí)的種植工作流程充分優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了簡單、高效、舒適地恢復(fù)患者的美觀、發(fā)音和咀嚼功能，具有一定的臨床應(yīng)用價(jià)值。本病例創(chuàng)新性地使用ICam4D攝影測量技術(shù)進(jìn)行數(shù)字化取模，獲得了較好的修復(fù)體精度和功能。但對于該攝影測量系統(tǒng)的精度及臨床評價(jià)，尚缺乏大樣本、長期的觀察研究。與傳統(tǒng)印模法、口內(nèi)掃描技術(shù)相比，攝影測量技術(shù)更適用于多顆牙連續(xù)缺失及無牙頜的種植修復(fù)，在臨床實(shí)踐中需結(jié)合實(shí)際情況選擇適宜的方法以獲得種植體的空間位置信息，必要時(shí)可結(jié)合多種印模方法，以達(dá)到最佳的修復(fù)效果。