【往期專題回顧】數(shù)字化導(dǎo)板在口腔種植中的應(yīng)用
作者姓名：張 健，王慶福，王艷穎，楊碧潔
基金項(xiàng)目：天津市科技支撐醫(yī)療器械重大專項(xiàng)（12ZCDZSY11300）
作者單位：南開(kāi)大學(xué)口腔醫(yī)院·天津市口腔醫(yī)院口腔種植中心，天津 300041
電子信箱：[email protected]
摘要：
迄今，種植義齒修復(fù)已成為有效治療牙列缺損、缺失，恢復(fù)口腔咀嚼功能的重要方法。同時(shí)，三維影像成像技術(shù)和快速成型技術(shù)的發(fā)展極大地推動(dòng)了數(shù)字化種植技術(shù)的普及。本文將對(duì)數(shù)字化種植導(dǎo)板的設(shè)計(jì)流程、不同類型患者的導(dǎo)板設(shè)計(jì)要點(diǎn)、數(shù)字化導(dǎo)板誤差及導(dǎo)板國(guó)產(chǎn)化的發(fā)展前景等方面，進(jìn)行詳細(xì)闡述。
關(guān)鍵詞：
數(shù)字化導(dǎo)板；固定修復(fù)；覆蓋義齒；頜面缺損
外科導(dǎo)板應(yīng)用于種植手術(shù)由來(lái)已久。早期的傳統(tǒng)導(dǎo)板為壓膜式手術(shù)導(dǎo)板，雖然充分考慮了修復(fù)效果，但由于該方法只是在診斷模型上制作，不能參考骨組織信息，無(wú)法明確植入?yún)^(qū)的頜骨三維結(jié)構(gòu)。所以，種植體最終的植入位置還是主要依賴于醫(yī)生的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。
近十年間，隨著三維影像成像技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，數(shù)字化種植技術(shù)得到極大的發(fā)展。數(shù)字化種植技術(shù)利用計(jì)算機(jī)斷層掃描［例如錐形束CT（cone beam computed tomography，CBCT）］和三維種植設(shè)計(jì)軟件，結(jié)合解剖結(jié)構(gòu)和修復(fù)體的參數(shù)，從而獲得三維數(shù)字化種植信息。同時(shí)利用快速成型技術(shù)（rapid prototyping，RP），如計(jì)算機(jī)數(shù)控研磨、3D打印、光固化成型等制成臨床操作中所需的數(shù)字化種植導(dǎo)板［1］。數(shù)字化導(dǎo)板技術(shù)具有傳統(tǒng)導(dǎo)板所無(wú)法實(shí)現(xiàn)的一些優(yōu)點(diǎn)，例如：（1）可以通過(guò)優(yōu)化種植體在剩余骨中的植入位置，減少或避免骨增量手術(shù)，同時(shí)有效避開(kāi)危險(xiǎn)區(qū)［2］。（2）可以給醫(yī)生提供解剖結(jié)構(gòu)和修復(fù)體輪廓信息，從而實(shí)現(xiàn)以修復(fù)為導(dǎo)向的種植體植入，獲得最終理想的修復(fù)效果。（3）可以實(shí)現(xiàn)不翻瓣的微創(chuàng)種植手術(shù)，縮短手術(shù)時(shí)間，減少術(shù)后不適、腫脹和疼痛［3］。此外，預(yù)先設(shè)計(jì)的種植體植入位置信息和上部修復(fù)結(jié)構(gòu)信息也可幫助口腔醫(yī)生更容易、更準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)種植即刻修復(fù)［4］。
數(shù)字化導(dǎo)板技術(shù)的主要目的是提高診斷、手術(shù)和修復(fù)的精度。但是，由于目前種植治療趨勢(shì)的快速、簡(jiǎn)單和微創(chuàng)化，一些商業(yè)化系統(tǒng)已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)從不翻瓣手術(shù)到預(yù)制修復(fù)體即刻修復(fù)的臨床應(yīng)用。如何進(jìn)行安全、高效、微創(chuàng)的種植手術(shù)治療，將是今后種植治療發(fā)展的趨勢(shì)。
本文就導(dǎo)板的制作流程、不同類型病例設(shè)計(jì)要點(diǎn)等方面進(jìn)行分析總結(jié)。
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數(shù)字化導(dǎo)板的制作流程
臨床上，復(fù)雜程度不同的病例在導(dǎo)板的制作流程上稍有不同。如果患者缺失牙較少，咬合狀況良好，可直接拍攝CT，然后在三維種植設(shè)計(jì)軟件中直接模擬重建缺失牙齒；也可先在石膏模型上排蠟牙，將掃描蠟牙的影像同CT影像在三維種植設(shè)計(jì)軟件中整合，獲得具有骨組織信息和修復(fù)體信息的整合影像（圖1）。
對(duì)于復(fù)雜病例的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)制作導(dǎo)板的流程是比較嚴(yán)格的，需要拍攝二次CT或佩戴放射性導(dǎo)板再拍一次CT。臨床醫(yī)生根據(jù)第一次CT結(jié)果為患者制定初步的治療方案，取印模并制作石膏模型，根據(jù)治療方案制作臨時(shí)修復(fù)體（掃描用診斷蠟型或過(guò)渡性義齒），患者佩戴過(guò)渡性義齒（帶有放射性標(biāo)志點(diǎn)）拍攝二次CT（圖2），同時(shí)將臨時(shí)修復(fù)體全貌進(jìn)行單獨(dú)掃描，將二次CT和修復(fù)體掃描影像整合。在整合影像中進(jìn)行三維重建，這樣醫(yī)生就可以結(jié)合修復(fù)體和骨組織的信息，制定最佳的種植方案，包括種植體的位置、數(shù)量、角度、深度等。在完成種植設(shè)計(jì)后系統(tǒng)會(huì)生成特定文件，將該文件連同石膏模型一同傳送給快速成型制作單位，就可以加工制作導(dǎo)板。
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不同類型患者的數(shù)字化種植導(dǎo)板設(shè)計(jì)要點(diǎn)
2. 1 單顆牙缺失的數(shù)字化種植導(dǎo)板設(shè)計(jì)要點(diǎn)
首先將DICOM格式文件導(dǎo)入數(shù)字化導(dǎo)板設(shè)計(jì)軟件，根據(jù)CT文件重建出頜骨三維模型。模擬種植手術(shù)，確定種植體植入的位置、深度和角度，設(shè)計(jì)手術(shù)方案。對(duì)于一些需要骨增量手術(shù)的病例，可以通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)種植體在剩余骨中的植入位置，或合理減小種植體直徑和長(zhǎng)度，減少或避免骨增量手術(shù)，甚至避免上頜竇提升手術(shù)，從而減少手術(shù)創(chuàng)傷，降低手術(shù)治療費(fèi)用。手術(shù)中將制作好的牙支持式外科導(dǎo)板于口內(nèi)就位。對(duì)于單顆牙缺失鄰牙固位效果好的病例，往往不需要輔助固位釘固定。先鋒鉆定位時(shí)，術(shù)者或助手輕輕按壓外科導(dǎo)板即可。逐級(jí)擴(kuò)孔后植入種植體。
2. 2 多顆牙缺失的數(shù)字化種植導(dǎo)板設(shè)計(jì)要點(diǎn)
與單顆牙缺失的外科導(dǎo)板不同，除了對(duì)頜骨進(jìn)行CBCT或螺旋CT掃描，還需要在研究模型上進(jìn)行排牙，將蠟型表面涂布顯影劑進(jìn)行掃描，同時(shí)重建頜骨和修復(fù)體的三維模型?；蛘哳A(yù)先制作放射導(dǎo)板，進(jìn)行二次CT掃描。運(yùn)用數(shù)字化導(dǎo)板設(shè)計(jì)軟件時(shí)，根據(jù)修復(fù)體的輪廓，確定種植體的數(shù)量、分布、位置和角度等信息，制作牙支持式或黏膜支持式外科導(dǎo)板。若外科導(dǎo)板固位效果欠佳，可增加縱向或橫向輔助固位釘。先鋒鉆定位，逐級(jí)擴(kuò)孔后植入種植體。
2. 3 無(wú)牙頜種植修復(fù)的數(shù)字化種植導(dǎo)板設(shè)計(jì)
影響無(wú)牙頜修復(fù)最終效果的因素很多，包括頜位關(guān)系不佳、牙槽骨嚴(yán)重吸收萎縮、上頜竇氣腔化、雙側(cè)或上下頜骨骨質(zhì)狀況嚴(yán)重不均衡等，導(dǎo)致無(wú)牙頜種植修復(fù)的難度非常高。無(wú)牙頜的種植修復(fù)方式可分為種植固定義齒修復(fù)和種植覆蓋義齒修復(fù)。修復(fù)方式的選擇需要根據(jù)患者的解剖條件、經(jīng)濟(jì)條件、對(duì)最終修復(fù)效果的要求等最終確定。
2. 3. 1 無(wú)牙頜種植固定義齒修復(fù)的導(dǎo)板設(shè)計(jì)
種植固定義齒修復(fù)需要的種植體顆數(shù)較多，單頜通常多于6顆。僅靠術(shù)者的經(jīng)驗(yàn)手術(shù)難度大，術(shù)中定位要求高，需要的手術(shù)時(shí)間也非常長(zhǎng)，創(chuàng)傷大，這都影響了患者的接受度，并提高了術(shù)者的手術(shù)難度。但在計(jì)算機(jī)導(dǎo)航技術(shù)的輔助下，手術(shù)時(shí)間大大縮短，同時(shí)治療效果卻顯著提高，甚至在一些病例中實(shí)現(xiàn)了微創(chuàng)種植，患者的手術(shù)痛苦獲得了最大程度的降低并獲得了最佳的修復(fù)效果。
種植方案設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要考慮骨量的多少，更應(yīng)注重最終修復(fù)是否能合理的實(shí)現(xiàn)。當(dāng)患者牙槽骨量基本無(wú)吸收時(shí)，只需按照修復(fù)影像指導(dǎo)，逐步放入種植體來(lái)重建牙列即可，可以設(shè)計(jì)為整體固定橋或分段固定橋。但臨床上此類患者非常少。
當(dāng)患者剩余牙槽骨量存在垂直型吸收時(shí)，則需考慮是否植骨。如果需要先期植骨，則應(yīng)在植骨成功后再行種植方案設(shè)計(jì)；如果同期植骨，應(yīng)在預(yù)期植骨后的位置進(jìn)行種植設(shè)計(jì)；如果不需要植骨，則選擇骨量較好區(qū)域設(shè)計(jì)植入位置，后期修復(fù)時(shí)通過(guò)人工牙齦瓷從美學(xué)上恢復(fù)缺失的軟硬組織。
當(dāng)無(wú)牙頜患者牙槽骨存在水平型吸收，牙槽骨寬度不足時(shí)，通常需要骨劈開(kāi)、引導(dǎo)骨再生（GBR）等術(shù)式增加骨量，或進(jìn)行牙槽骨修整，將牙槽嵴頂菲薄部分去除。這些術(shù)式都將影響種植方案設(shè)計(jì)時(shí)的位置和角度。如果準(zhǔn)備進(jìn)行骨劈開(kāi)同期植入種植體，在設(shè)計(jì)該種植位置時(shí)應(yīng)以腭側(cè)骨壁為基準(zhǔn)，植體放入的位置應(yīng)能保證成功植骨。當(dāng)患者的牙槽骨需要修整時(shí)，如果所需修整區(qū)域較小，僅需去除1～2個(gè)牙位的尖銳骨尖、菲薄骨壁，可按照未修整的牙槽骨形態(tài)制作外科導(dǎo)板。手術(shù)時(shí)，應(yīng)先將外科導(dǎo)板就位，在完成種植體窩洞的預(yù)備后，取下導(dǎo)板，再進(jìn)行牙槽骨塑形。如果牙槽骨所需修整區(qū)域較大，如無(wú)牙頜患者頜間垂直距離達(dá)不到修復(fù)結(jié)構(gòu)所需高度，需要大范圍垂直向去骨時(shí)；下頜前牙區(qū)牙槽骨骨嵴尖銳，需要去除骨嵴高度大于2 mm時(shí)，這些都將嚴(yán)重影響外科導(dǎo)板的精確度。這種情況下，我們建議首先進(jìn)行骨修整，在牙槽骨條件達(dá)到種植要求后，再進(jìn)行種植外科導(dǎo)板的設(shè)計(jì)。
根據(jù)臨床報(bào)道，上頜最少植入6顆種植體，下頜則最少4顆，同時(shí)設(shè)計(jì)為整體固定橋［5］。但患者存在復(fù)合型骨缺損時(shí)，設(shè)計(jì)時(shí)則需要考慮種植固定義齒修復(fù)是否能夠有效恢復(fù)唇頰側(cè)豐滿度，是否能提供足夠的咬合力，是否能夠恢復(fù)正常的咬合。如果存在困難，則應(yīng)考慮改變種植方案。
2. 3. 2 無(wú)牙頜種植覆蓋義齒的導(dǎo)板設(shè)計(jì)
當(dāng)無(wú)牙頜患者牙槽骨吸收非常嚴(yán)重或經(jīng)濟(jì)條件限制時(shí)，種植覆蓋義齒通常會(huì)是無(wú)牙頜患者的最佳修復(fù)方式。種植覆蓋義齒通過(guò)種植體和黏膜共同提供了支持力和固位力，固位效果好，咀嚼效率明顯提高，同時(shí)減少了基托面積，舒適度明顯增加。種植覆蓋義齒通過(guò)較少的種植體數(shù)量恢復(fù)了缺失牙列和必要的咀嚼功能，減小了患者的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。
種植覆蓋義齒根據(jù)附著體不同，分為球帽式、桿卡式、Locator等不同形式。不同的附著體對(duì)種植體的平行度、種植體顆數(shù)、分布范圍以及頜間距離等要求不同。在覆蓋義齒設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)考慮種植體平行度、種植體與牙列的唇舌向關(guān)系等。同時(shí)，需要根據(jù)患者具體條件確定種植體分布范圍及所選擇的附著體形式。在整合影像中，需要清楚地觀察到義齒豐滿度、笑線位置、義齒與牙槽嵴頂?shù)奈恢藐P(guān)系等，能幫助我們選擇合適的固位方式。
2. 3. 3 All-on-4術(shù)式的導(dǎo)板設(shè)計(jì)
同全口種植固定義齒修復(fù)設(shè)計(jì)流程大致相同，但All-on-4術(shù)式多采用即刻修復(fù)即刻負(fù)重。因此在制作放射性導(dǎo)板時(shí)，應(yīng)同時(shí)制作過(guò)渡性義齒。在種植設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)利用傾斜種植體最大限度的延展近遠(yuǎn)中向長(zhǎng)度，減少游離端懸臂的長(zhǎng)度。在設(shè)計(jì)后牙區(qū)傾斜種植體時(shí)，要充分考慮上頜竇前壁、頦孔等重要解剖結(jié)構(gòu)，同時(shí)要注意合適的角度基臺(tái)的選擇，保證即刻修復(fù)能夠?qū)崿F(xiàn)（圖3～4）。
2. 4 頜面缺損修復(fù)中數(shù)字化導(dǎo)板的應(yīng)用
在面對(duì)頜面部缺損的復(fù)雜病例時(shí)，計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)不僅應(yīng)用于種植手術(shù)階段，同樣可以應(yīng)用于腫瘤切除同期自體骨移植修復(fù)的手術(shù)過(guò)程?；颊呤紫冗M(jìn)行頜面部CT掃描和三維重建，通過(guò)3D打印技術(shù)獲得與患者下頜骨形態(tài)一致的下頜骨原型的實(shí)體模型。對(duì)于病變范圍局限、下頜骨骨皮質(zhì)連續(xù)性較好的病例，可以通過(guò)修整下頜骨實(shí)體原型獲得理想的修復(fù)模型；對(duì)于病變范圍大的病例，可以直接通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)獲得重建的修復(fù)模型。在修復(fù)模型的基礎(chǔ)上，依據(jù)該模型的外形輪廓預(yù)先彎制好重建鈦板。同時(shí)可以利用吸塑法或3D打印技術(shù)在修復(fù)模型上獲得帶有完整牙列形態(tài)的種植外科導(dǎo)板。這樣在手術(shù)中，可以通過(guò)預(yù)彎的重建鈦板準(zhǔn)確地修整移植骨塊，然后通過(guò)種植外科導(dǎo)板確定骨塊的高度和頰舌向位置，有利于準(zhǔn)確地恢復(fù)美觀和功能。
對(duì)于一些頜面缺損極其嚴(yán)重的病例，通過(guò)頜面外科進(jìn)行骨移植修復(fù)的難度和風(fēng)險(xiǎn)將會(huì)非常大。此時(shí)，利用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)準(zhǔn)確地利用剩余頜骨組織，獲得種植支持式贗復(fù)體將是最佳的治療方案（圖5）。整個(gè)治療過(guò)程，不僅需要臨床醫(yī)生精巧的設(shè)計(jì)，還需要技工中心、導(dǎo)板制作單位等共同參與，制作出精確的個(gè)性化連接裝置。
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國(guó)產(chǎn)數(shù)字化種植導(dǎo)板的快速發(fā)展
目前，比較成功的商業(yè)化口腔種植數(shù)字化導(dǎo)航系統(tǒng)有Simplant系統(tǒng)、Nobel Guide系統(tǒng)等。盡管這些導(dǎo)航系統(tǒng)整體運(yùn)作成熟，精確度也非常高，但應(yīng)用到國(guó)內(nèi)依然有許多難以克服的缺點(diǎn)。國(guó)外的導(dǎo)航系統(tǒng)軟件封閉性強(qiáng)，整個(gè)三維重建和模擬種植手術(shù)過(guò)程需要在專用軟件中進(jìn)行，所需的數(shù)據(jù)影像嚴(yán)格單一，且與其他種植系統(tǒng)的兼容性差。國(guó)外的導(dǎo)航系統(tǒng)制作工期長(zhǎng)，通常需要1～2個(gè)月，同時(shí)制作費(fèi)用相對(duì)昂貴，且溝通不充分可能導(dǎo)致設(shè)計(jì)效果無(wú)法完美呈現(xiàn)，甚至無(wú)法給出最終適合患者的解決方案。
數(shù)字化導(dǎo)航系統(tǒng)的成功國(guó)產(chǎn)化有效解決了以上不足。在國(guó)內(nèi)以天津彩立方快速制作成型中心研制的口腔種植定位器等為代表的國(guó)產(chǎn)化導(dǎo)航系統(tǒng)，已經(jīng)在臨床上取得了巨大的成功。導(dǎo)航系統(tǒng)的國(guó)產(chǎn)化使得制作周期大大縮短，臨床醫(yī)生和導(dǎo)板設(shè)計(jì)者溝通快速且充分，同時(shí)降低了患者的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。從技術(shù)角度講，臨床醫(yī)生與技術(shù)人員的充分溝通，使得在方案設(shè)計(jì)過(guò)程中臨床醫(yī)生操作的自由度更大，使復(fù)雜病例的設(shè)計(jì)過(guò)程變得可行且簡(jiǎn)單。
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數(shù)字化種植導(dǎo)板的誤差分析
種植體準(zhǔn)確的植入是完成最終理想修復(fù)的重要保證。數(shù)字化導(dǎo)板的精確度是提高種植體植入位置準(zhǔn)確性的關(guān)鍵。Van Assche等［6］研究顯示，包括NobelGuide®、SurgiGuide®、Safe SurgiGuide®在內(nèi)的10種數(shù)字化外科導(dǎo)板系統(tǒng)，種植體頸部平均誤差0.99 mm （0～6.5 mm），種植體底部平均誤差1.24 mm（0～6.9 mm），角度平均誤差3.81°（0～24.9°）。天津彩立方數(shù)字化外科導(dǎo)板系統(tǒng)的種植體中心偏差距離頰舌向?yàn)椋?.3 ± 0.2）mm，近遠(yuǎn)中向?yàn)椋?.4 ± 0.3）mm，種植體中心線角度偏差頰舌向?yàn)椋?.9 ± 0.2）°，近遠(yuǎn)中向?yàn)椋?.1 ± 0.3）°。就目前數(shù)據(jù)而言，國(guó)產(chǎn)化數(shù)字導(dǎo)板誤差與國(guó)外相比并無(wú)明顯差異。對(duì)于種植體植入后誤差的三維分析有助于尋找誤差的來(lái)源，進(jìn)一步提高數(shù)字化外科導(dǎo)板的精確度。
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總結(jié)
數(shù)字化種植導(dǎo)板在口腔種植領(lǐng)域的成功應(yīng)用，使得復(fù)雜病例手術(shù)時(shí)間大大縮短，手術(shù)效果和遠(yuǎn)期修復(fù)效果明顯提高，同時(shí)擴(kuò)大了微創(chuàng)種植的適用范圍。但數(shù)字化種植導(dǎo)板作為口腔種植手術(shù)的輔助工具，它的成功應(yīng)用必須依賴于臨床醫(yī)生合理的設(shè)計(jì)和豐富的經(jīng)驗(yàn)，不能盲目將數(shù)字化種植導(dǎo)板應(yīng)用擴(kuò)大化。同時(shí)也希望在國(guó)內(nèi)數(shù)字化導(dǎo)板研發(fā)者和口腔臨床醫(yī)生的共同努力下，我們的國(guó)產(chǎn)化數(shù)字外科導(dǎo)板技術(shù)能夠發(fā)展的越來(lái)越好。
來(lái)源：中國(guó)實(shí)用口腔科雜志
