全口固定式种植义齿修复治疗的数字化设备与技术

全口固定式种植义齿修复治疗的数字化设备与技术

面部影像数字化信息的获取

牙列缺失患者因牙齿的缺失使得面容发生改变，使患者恢复面貌获得美丽的笑容是修复治疗的目标之一。

获得面部软组织轮廓信息对于实现美学目标至关重要。软组织轮廓信息的采集主要是二维平面和三维立体这两种基本形式。为实现修复体与面型的协调，将面部数码照片与口内扫描数据重叠，进行数字化微笑设计，获得满足美学要求的修复体。

利用数码照片进行的美学设计存在局限性，软组织三维立体轮廓和微笑曲线的采集可以达到更高的美学要求。

面部扫描技术是一种非接触式的软组织信息数据采集技术，成像精确度高。面部扫描技术发展迅速，在生物医学工程、工业设计和3D动画领域有着广泛的应用。

面部扫描技术被应用于口腔领域，通过3D光学扫描设备获得患者不同状态时的面部软组织三维图像信息，再与其他数字化信息整合，可用于前牙美学设计、虚拟排牙、修复体试戴等步骤。常用面部扫描仪误差值为140～1330 μmf12],可满足口腔修复所需精度要求。国内外文献报道了多种不同的用于患者的数字信息文件的对齐技术。

面上1/3区域应用于全口固定式种植义齿的三维面部扫描配置是可行的，扫描时应尽量暴露前额，增加面部特征点，利用面部不动区域对齐。

一项体外研究表明，面部扫描技术会影响虚拟患者的准确性，面部扫描数据准确性越高则虚拟患者的准确性就越高。

Hassan等将面部扫描数据纳入全口固定式种植义齿的CAD-CAM制作流程之中，患者的咀嚼功能和美学功能均得到了较好地恢复。

Pérez-Giugovaz等则利用特别制作的口外扫描体，将无牙颌患者的面部扫描、口内石膏模型扫描以及CBCT数据集合在一起，进行了以修复为导向的数字化手术模板的设计与制作。

Revilla-León等报告了一种技术，用于实时跟踪和记录患者的嘴唇动态，将其集成到3D虚拟患者中。该技术的优点是能够实时跟踪患者的嘴唇运动，患者可以在线连接，通过使用智能手机上的软件即刻实现跟踪和记录，而在以往的其他研究则是通过患者提前录制的视频提取信息。

数字化口腔印模

数字化口腔印模是通过光学扫描获取口腔内软硬组织表面三维数据的印模技术，获得STL格式的文件。

口内扫描技术(IOS)的起源可以追溯到20世纪70年代，Francoise Duret博士及其同事开创了第一台口腔内数字化仪器，用于获得光学印模。

其后的20年间，口内扫描技术逐渐应用到口腔科的各个领域，如牙或种植体支持的冠桥修复体、咬合板、可摘义齿、全口义齿、颌面部赝复体和全口固定式种植义齿。

Siqueira等系统性综述共纳入17项研究437例患者的430次口内扫描和370次传统印模，结果表明，无论修复体是牙支持式还是种植体支持式，无论是使用象限扫描还是使用全牙弓扫描，口内扫描都比传统印模用时更短且舒适度更高，更受患者欢迎。

一项关于“All-on-4”的全口固定式种植义齿的传统取模与数字印模比较的前瞻性研究结果表明，数字印模临床耗费时间明显少于传统印模，并且将数字印模用于CAD/CAM钴铬支架修复体时其精度符合临床需求。

Cappare等的一项随机临床试验也表明，临床和放射线结果均表明口内扫描仪的准确性和可预测性令人满意。

然而2018年ITI共识报告指出，全口固定式种植义齿中使用口内扫描技术的共识尚未建立。

近年来，学者们对全牙弓多个种植体口内扫描数字化印模的准确性进行了深入的研究。有研究指出使用5或6颗种植体支撑的单颌固定式种植义齿的口内扫描与将种植体夹板连接后取开窗印模相比，具有相同或更高的准确性，这一结论与扫描仪原理无关，与传统印模是否使用不同的高精度弹性印模材料也无关。

然而，也有证据表明扫描仪的类型和数据处理会影响扫描的精度，但大多数新一代扫描仪对全牙弓扫描的精度在临床上是可以接受的。

一项使用4颗种植体(包括2颗倾斜种植体)的单颌固定式种植义齿的体外模型研究结果显示，口内扫描技术的准确性优于传统印模并且不受种植体连接类型(内连接和外连接)和植入角度的影响。

然而也有不少学者的研究结果显示，用夹板固定、开窗托盘和弹性印模材料制取模型的准确性在统计学上是优于ISO印模的。

Rech-Ortega等的一项体外研究结果显示在种植体少于3个的情况下传统印模比口内扫描更准确，在种植体为4个时口内扫描更准确，而当种植体多于4个时，这两种取模方式都存在一定误差，误差范围在30～150 μm³。

Zhang等的一篇系统综述将29项体外研究和1项体内研究纳入分析，结果显示无牙颌数字种植体印模真实度为7.6～731.7μm,精度为15.2～204.2 μm,角度偏差为0.13°～10.01°，该篇系统性综述的结论是口内扫描用于无牙颌种植体数字印模仍不够准确，其准确性受植入物间距离、扫描体类型、口内扫描仪类型和操作员经验的影响。但作者也指出该篇系统综述有一定的局限性，纳入的研究主要为体外研究，未来应该进行更多的体内研究并开发新的方法来评估印模的准确性以获得更有临床参考价值的结论。

Kanjanasavitree等比较了原始扫描杆与其他3种修饰法(种植体间牙槽嵴上放置压力指示膏、种植体间牙槽嵴上放置液滴、种植体间用牙线连接并且在牙线上固定树脂块)对全口固定式种植义齿口内扫描准确性的影响，还比较了3种不同的扫描模式对精确性的影响，结果显示人工标记物和扫描模式对全口固定式种植义齿数字模型准确性有显著影响。

无牙颌扫描存在困难原因在于口内软组织aoUPR1一PHAPPr3tAn-具有较大的可移动性并且由于唾液的覆盖使其纹理更加光滑，缺乏特征的参考标志。

种植体间距离增加会增加全局线性失真从而对扫描数据产生负面影响，此外成品扫描杆具有相似但不相同的结构，也可能会导致错误识别。

多位学者研究了提高无牙颌和全口固定式种植义齿口内扫描精度的办法。在无牙颌腭部用压力指示膏和氧化锌丁香酚的混合物绘制不规则的形状和线条使其容易被口内扫描仪识别。在腭弓较宽的患者中使用丙烯酸胶固定的复合树脂标记物来获取精确的数字印模。

Huang等在一项体外研究中使用改良互联扫描杆，使全牙弓的扫描精度获得提高。

Iturrate等通过使用牢固连接在种植体扫描杆上的辅助几何装置增加曲率半径变化的间隙数量来提高数字扫描的准确性。

摄影测量(PG)是一种通过记录数字图像来确定物体几何特征及其三维空间方向的技术。早在1994年，PG技术就被引入口腔种植治疗，用于检测修复体与种植体之间的边缘适合性。

PG技术可以虚拟地将患者口腔的种植体位置转移到计算机辅助设计(CAD)软件程序中。还可减少临床操作与口腔内组织的接触，使患者舒适度更高，医生操作更便利。

1999年，有学者报道PG技术可以成功记录无牙颌下颌骨模型中种植体的位置，其精度与传统印模技术相当。随着技术的发展，多位学者相继发表了PG技术在全口固定式种植义齿数字印模中应用的临床病例。

但是，目前关于摄影测量系统精度评定的研究十分匮乏，且结果并不一致，尚需进一步研究。

制取颌记录及模拟下颌运动

一个与口颌系统协调的修复体，既要考虑静态咬合也要考虑动态咬合。数字化面弓、虚拟給架及下颌运动轨迹描记，这些设备用来获取患者上颌对题下颌关节的固有位置关系及下颌运动的轨迹、方向和角度，记录并转移准确的颌关系。

颌架一直被用于牙科不同领域的诊断和治疗，颌架有助于再现颌骨、颅底及题下颌关节之间的关系，模拟下颌运动。随着数字化技术的发展，机械颌架(MA)逐渐被虚拟颌架(VA)替代或补充。

2002年，德国格雷夫斯瓦尔德大学的Bisler和他的团队在工作中使用VA。

Bisler等将VA定义为“分析复杂的静态和动态咬合关系的工具”,目的是帮助临床医生超越涉及MA的传统模拟技术的限制。从那时起，VA开始被应用于CAD/CAM牙科。

与MA相比，VA能够对特定的题下颌关节参数或基于使用特殊设备获得的下颌运动数据进行可视化。目前有几种CAD/CAM系统可提供各种类型的虚拟颌架。

在VA上安装牙弓的步骤在概念上与MA步骤相同，但涉及数字化工具、软件和设备的使用。根据所选的数据采集和传输方法，安装VA的技术可以分为直接法和间接法。

直接法：通过口内扫描仪对牙弓和咬合进行数字扫描，然后在不使用传统印模的情况下将多组数据传输到VA。

间接法：要先制取牙弓的印模，灌制石膏模型，将石膏模型安装在MA上，再通过实验室扫描仪获取整体的扫描数据，然后将数据传输到VA。早期通过输入平均值参数设置虚拟验架，该方法适用于单颗或部分牙缺失的修复。

对于牙列缺失全口固定式种植修复，需要应用全可调颌架。通过数字化面弓及下颌运动轨迹描记，获得全可调颌架的参数，从而全面模拟下颌运动。此外，现在还可以直接应用下颌运动轨迹的数字记录信息再现下颌运动。

Kwon等报道了一种使用三维光学扫描仪和目标跟踪系统跟踪下颌运动的方法，通过合并CBCT数据来描绘下颌和题下颌关节的运动，该研究认为此种方法不受机械设备固有的限制，可以重建更加真实的下颌运动。

Li等使用光学下颌跟踪系统，对体外模型进行研究，新建了一种无牙颌咬合关系的记录方法，并且在颌架上进行了定量的准确性评估，结果显示下颌骨位移的平均值小于200μm,准确性符合临床要求。

将数字化印模、面部扫描、CBCT及下颌运动轨迹信息在软件中整合，可以再现“虚拟病人”,设计出符合美学和功能学双重要求的修复体。

修复体咬合力、咀嚼肌及题下颌关节的检测T-scan咬合分析系统是自20世纪90年代开始被广泛应用的一种咬合电子检查设备，可以记录到咬合接触点的具体部位、范围以及各咬合接触点处咬合力的大小，并可记录下这些咬合特征随时间变化的情况。

但是T-scan并不能测量绝对咬合力。T-Scan咬合分析系统通过将定性数据转换为定量参数，提供了精确评估时间序列和咬合接触力分布的方法。它还通过在显示器上显示来增加患者的信心。

Yu等应用T-Scan系统和肌电图对全口固定式种植义齿的咬合进行检查，用来比较一体式设计修复体与三段式设计修复体，结果表明一体式支架修复体的咬合能力好于三段式。

有学者报道了1例腓骨重建切除的下颌骨后应用固定式种植义齿重建患者咬合的病例，咬合重建过程中，应用T-scan系统进行咬合功能分析，测量结果指导临床医生调整咬合接触点的数量和咬合力，最终获得良好的临床修复效果。

在其他的一些研究里也提到了更多的用于咬合力检测的设备，如Bite Force Sensor、occlusal Force-Metre GM 10等。

Cao等分别应用T-scan咬合分析系统和Cerec Omnicam口内扫描系统测量了20例正常咬合青少年的咬合接触，对咬合接触面积进行量化分析，两个系统测得的咬合接触面积存在显著差异。

研究结果表明在牙尖交错位，Cerec Omnicam系统用于咬合接触的准确性高于T-scan，T-scan的测量在前磨牙和磨牙区域有良好的再现性，但是在前牙区域再现性较差。

该篇研究提示在临床工作中当只需要进行静态咬合分析时可以应用Cerec Omnicam系统，但该方法无法获得咬合特征随时间变化的情况。

总结

Myotronics K7神经肌肉分析系统是近年来广泛应用的神经肌肉牙科学设备，在正畸、修复及题下颌关节等领域均有应用。

K7系统由3个主要部分组成，包括颌骨追踪、肌电图和关节声像图，可以测量、显示和存储生理和解剖状态及功能的客观数据。

目前研究表明，在记录下颌位置之前进行一次性肌松，可降低面部肌肉活动，为患者找到下颌生理位置，为题下颌关节紊乱病患者获取高精度的神经肌肉颌位。

利用K7神经肌肉设备记录分析肌电图及下颌运动，通过肌松仪使下颌肌肉完全放松，引导下颌在舒适位的生理位置上建验。

然而，有学者对K7系统确定颌位关系产生质疑，认为使用K7系统等设备确定颌位关系会使垂直距离变大，翼外肌作为颌面部重要咀嚼肌群因其位于深层而无法被表面电极所记录。关节声像图和CBCT中关节的影像图可以帮助进行治疗前、中、后期题下颌关节的变化的检测。

*文章来源于：口腔医学研究2023年8月第39卷第8期，作者：陈小冬、曲哲