如何利用数字化技术进行全口种植？

如何利用数字化技术进行全口种植？

《第四次全国口腔健康流行病学调查报告》数据显示，截至2018年底，我国各类无牙颌患者超过2100 万人，并且该数目因人口老龄化的趋势进一步上升。

随着种植修复技术的发展，种植体支持的无牙颌全口义齿修复逐渐在临床治疗中广泛使用。

大量研究证实，种植体支持的无牙颌固定修复成功率高、预后良好，因而为充分恢复无牙颌患者的咀嚼功能、提高患者的生活质量提供了解决方案。

近年来，随着数字化技术的不断发展，包括计算机辅助种植手术（CAIS）、计算机辅助设计 /计算机辅助制造技术（CAD/CAM）、数字化扫描技术等多种数字化技术在内的无牙颌数字化种植修复临床流程很好地实现了“以修复为导向”的精准外科植入和后期修复，因而受到了越来越多口腔从业人员的青睐。

然而目前无牙颌种植治疗的数字化流程尚不完善，如何通过数字化技术设计出较好实现功能与美学的种植治疗方案，并精准实现外科目标，尤其保证修复精度的前提下优化治疗流程，使修复结果达到功能与美学修复的预期效果，标准清晰的全数字化流程尤为重要。

本文阐述数字化技术在无牙颌种植治疗流程中的应用，以期梳理临床治疗路径，为种植医师提供临床实践参考。

01
数字化技术在数据采集中的应用

术前数据采集是数字化治疗的关键一步，所涉及的数字化技术除了传统种植修复流程中的术前数字化照片（口内照、人像照等），还有锥形束计算机体层摄影（CBCT）、面部扫描、电子面弓和口内扫描或者仓扫。

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CBCT
CBCT用于获取剩余牙槽骨三维情况、判断余留牙预后及颞下颌关节情况。佩戴放射导板的 CBCT数据，可导出质量能满足临床需要的可用于数据交换的医学数字成像与通信文件（DICOM），是术前进行种植外科方案设计的重要数据之一。

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口内扫描或仓扫
大部分无牙颌患者术前口内余留牙有稳定的咬合关系，此时可采用口内扫描获取口内牙及软组织信息。

当患者已无稳定咬合关系或余留牙松动明显，无法精确制取口内数字化印模时，硅橡胶或藻酸盐材料制取，灌制石膏模型后仓扫，口扫或仓扫均可获得立体光固化成型（STL）文件。

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面部扫描
面部扫描与数字化照片可理解为患者面部特征的三维和二维信息。传统修复时仅以牙颌模型为参考进行设计，常常为后续治疗流程留下隐患，如无法获取患者准确的唇齿关系。

在术前方案设计和最终修复体设计时，使用三维面部扫描手段获取患者的唇齿关系是一种有效的数字化技术解决方法。

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电子面弓
以德国阿曼吉尔巴赫公司的Zebris下颌运动分析系统为例，其利用超声脉冲测量技术记录下颌运动轨迹，描述关节、肌肉、颌位运动的变化，在无牙颌种植治疗的术前数据采集阶段可应用的Zebris下颌运动分析系统的功能模块有：


咬合架模块
临床可通过咬合架模块结合口扫和面扫数据，利用计算机辅助设计软件exocad确定患者面部扫描数据与口内扫描数据的位置关系。

首先在患者未戴转移颌叉时进行第一次面部扫描，得到面部信息。患者戴入转移颌叉，颌叉连接口外带有识别标志点装置，进行第二次面部扫描得到面部信息，第二次面部扫描采集有患者部分面部信息和转移 叉的口外装置信息。通过颌叉上的咬合信息与口内扫描信息拟合，以颌叉为转移确定患者面部信息与口内扫描信息的位置关系。


下颌位置模块
适用于颌位关系不稳定的患者，嘱患者进行反复多次咬合，得到重复性最高的下颌位置，从而获取理想的髁突稳定位。


肌电模块
患者佩戴机电片及传感器进行快速咬合动作，可获得神经肌肉图谱。

02
数字化技术在无牙颌种植外科中的应用

为了实现无牙颌种植外科的精准植入，数字化技术在种植外科领域得到了迅速的发展和普及，目前临床常用的数字化种植外科技术分为静态导板、动态导航以及种植机器人。

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静态导板技术：
其为临床上最常见也应用最广的数字化手术导板技术。制作带有阻射标记点的放射导板，患者佩戴放射导板进行术前美学及功能评估后，拍摄CBCT，获得第一份“.DICOM”数据信息。

同时单独拍摄带有阻射标记点的放射导板 CBCT，获得第二份“.DICOM”数据信息。在数字化导板设计软件中导入2 次的“.DICOM”数据，通过阻射标记点拟合两次数据，即可在设计软件中根据放射导板的修复体位置规划种植外科方案，设计种植体数目、位点、规格、轴向及深度，还有导板的固位钉位点和轴向。

完成设计后通过3D打印技术制作手术导板，在种植手术导板引导下完成种植外科手术。

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动态导航技术：
由于种植手术导板的制作周期较长、术中视野遮挡、影响种植窝冲洗冷却以及术中无法改变引导手术方案等局限性，动态实时导航技术逐渐应用到无牙颌种植外科辅助精准植入。动态导航可实时引导种植体植入并可在术中更改手术方案，包括种植体的位点、轴向、深度甚至品牌和规格。

无牙颌种植治疗的动态导航技术工作流程分为：术前数据采集、种植方案设计、手术实施三个环节。

（1）无牙颌种植动态导航术前数据采集：
与静态导板的术前数据采集不同，动态导航的术前数据采集是在扫描患者戴有放射导板的CBCT后进行，通常情况下并不需要单独扫描带有阻射标记点的放射导板。

术前设计的修复体信息可通过口内扫描仪扫描带有三维凸起阻射标记点的放射导板，获取带有放射导板信息的“.STL”文件，导入导航软件，通过阻射标记点的位置信息拟合“.DICOM”和“.STL”文件，获得放射导板与颌骨的相对位置。

（2）无牙颌种植动态导航方案设计：
动态导航软件中完成修复体信息与颌骨位置的拟合后，即可根据修复体信息设计种植体数目、位点、深度、轴向及选择种植体品牌与规格。

（3）无牙颌种植动态导航手术实施：
动态导航种植手术的术前配准方式分为有标记点配准与无标记点配准。无牙颌种植较多使用有标记点配准，分为 U型管配准、解剖标志点配准、骨标记物配准等方式。

无牙颌手术采用较多的为骨标记物配准，即术前局麻下颌骨上植入3~5颗小钛钉，扫描开口位 CBCT，获取“.DICOM”数据，将“.DICOM”数据通过解剖标志点配准的方式与术前种植设计方案拟合。

颌骨上固定配准装置，将导航仪对准颌骨及种植手机上的配准参考板，用导航仪的光学追踪设备追踪捕捉两者相对位置，利用术前植入的3~5颗小钛钉即骨标记物配准，配准完成后颌骨上的小钛钉在不影响种植位点的情况下暂缓拆卸，术中可做验证，避免术中因固位装置意外松动或钻头误选导致的严重误差。术中在动态导航的引导下，实施种植体植入方案，适时可调整手术方案。

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机器人种植：
静态导板和动态导航技术辅助完成种植外科，实现了“以终为始”的修复为导向的无牙颌种植外科方案。

然而手术的最终效果大多数情况下取决于术者的临床种植经验。机器人种植手术采用动态实时导航技术的同时，用机械臂来代替自由手实现种植体植入，根据其控制方式的不同分为被动式、半自动式、主动式和遥控式。

机器人种植手术的临床流程大致分为术前数据采集、手术方案规划、术前注册配准及外科手术实施四个环节。无牙颌机器人种植术前数据采集与其他种植数字化外科技术相似，需要戴有放射导板的CBCT数据和口内扫描或者仓扫数据，导入软件设计种植外科方案。以自主式机器人种植为例，也可在术前制作打印个性化的定位导板来标记配准点，避免手动配准的误差。

实施机器人种植手术时，根据机械臂进入患者口内的方式不同，分为术者拖拽机械臂入口和自主式入口。术者拖拽机械臂入口需要将机械臂拖拽直至钻针到口内种植术区附近，再行自动校准种植位点轴向，准备种植窝洞预备。

完成预备后，同样需要术者拖拽机械臂出口。而自主式机械臂入口需要术者提前录制机械臂入口到种植区域及完成预备后机械臂出口的路径，可以是单颗种植位点的路径录制，也可以是多颗种植位点的路径录制。

待机器人记录完整路径后，踩下脚踏，机械臂会自动完成入口。钻针预备时，种植机器人屏幕实时动态显示钻针即时的钻速、所受侧向力及扭矩大小，将术者手动种植时的“手感”量化为具体数值，供术者在术中进行临床决策判断参考。

03
数字化技术在无牙颌种植上部修复中的应用

无牙颌种植上部修复流程中应用较多的数字化技术有摄影测量技术、口内扫描、电子面弓面部扫描。

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口外扫描：
对于无牙颌种植修复的印模制取，传统方式使用硅橡胶夹板式开窗印模，灌制石膏模型后进行修复体制作，椅旁操作时间较长且复诊次数较多。

常规的口内扫描技术，因无牙颌种植全牙弓修复时，种植位点跨度较大且无刚性特征标记点，制取的印模难以满足后期全牙弓修复体制作要求。

摄影测量技术可通过摄影图像中记录与种植位点连接三维标记物的几何特性及相对空间位置，快速精准获得全牙弓种植体的相对位置，结合口内扫描的软组织信息拟合，获得无牙颌种植的种植体位置信息和软组织信息。以种植临床上应用较多的摄影测量系统ICam4D为例，其为手持式工作端，由4个高清摄像头和1个投影镜头组成，结合摄影测量和光学扫描技术来捕捉三维数据。

口外扫描前，将专用扫描体与种植体上部的复合基台就位连接，专用扫描体具有金属基底和一体四面上微米级精度的特征标记点。

投影镜头发出光源，4个高清摄像头高速交叉捕捉专用扫描体上的特征标记点，通过配套软件的后台计算，口外扫描完成后即刻获得种植体间相对位置和轴向数据。此时旋下复合基台上的专用扫描体，安装专用口内扫描柱，使用口内扫描仪获取种植体周牙龈信息，将带有种植体周牙龈信息的“. STL”文件导入 ICam4D软件匹配数据，获得完整的无牙颌种植工作印模信息，完成后续的种植体上部修复结构的计算机辅助设计和加工。

摄影测量技术在无牙颌种植修复流程中的应用弥补了传统印模方式的不足。摄影测量技术避免了繁琐的口内操作步骤，缩短了椅旁时间，减少了就诊次数，同时避免取模过程中印模材料的形变以及灌制石膏模型后材料形变产生的误差，技师可以直接在软件上完成修复体的计算机辅助设计和加工。

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电子面弓及面部扫描技术在无牙颌种植修复流程中的应用：
在无牙颌种植上部结构采用 CAD/CAM技术制作修复体以获得良好的被动就位。试戴临时修复体或最终修复体时，仅依靠临床调颌无法实现精准化的治疗目标。

无牙颌种植病例大部分情况下在术前评估时无法在口内固位放射导板，只能通过传统正中咬合预估修复体位置，种植上部结构的临时修复体可固定，验证临时修复体美观及功能恢复时，可结合电子面弓及面部扫描技术，实现咬合、关节和肌肉功能状态的可视化，精确设计修复体外形，精准实现协调咬合重建的治疗目标。

小结

随着数字化技术在牙列缺失种植治疗中的普及应用，无牙颌或准无牙颌患者的种植治疗临床流程已被显著优化。

数字化流程让高度依赖临床经验的治疗流程变得可视化，临床数据的转移变得精准化，医师和技师之间的沟通高效化。简化临床流程缩短椅旁时间的同时，也提高了患者就诊的舒适度和满意度。

然而如何充分发挥数字化技术在治疗环节和修复体维护期中的作用，优化的无牙颌患者种植治疗数字化流程需要种植医师不断进行深入研究和探索。


*文章来源于网络：

中国口腔种植学杂志 2023 年 8 月第 28 卷第 4 期　Chin J Oral Implantol, August 2023, Vol. 28, No. 4，作者：孙为 施斌。