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数字化种植导板在口腔种植修复中的应用

2019-12-6 16:12  来源:口腔疾病防治
编辑:刘子燕 戴群 肖芳 阅读量:5735

    近年来随着计算机辅助App的开发和在口腔治疗领域的应用,基于口腔CBCT扫描数据的3D打印制作的数字化种植导板在口腔种植中被广泛使用,改变了患者就医体验。利用数字化导板引导种植手术,得到的种植方案是可视化的,修复效果的可预期性也大大增加,也方便医患之间的沟通交流。数字化种植导板的运用使“以修复为导向”的种植修复方式成为现实,满足临床医师和患者对美学和功能的要求,还可实现不翻瓣种植修复,可减少患者术后不适。本文就数字化导板分类、数字化导板精确度的相关影响因素作一综述,以期为临床医生实际应用时提供参考依据。

    1.数字化种植导板的设计与制作

    数字化种植导板的制作是基于CBCT扫描数据基础上的,先将扫描数据以DICOM格式导入相关设计App;再根据石膏模型或口内扫描数据获取咬合关系数据,将该数据以STL格式导入相应App,计算机App通过将这两个数据配准,得到与患者口内情况一致的三维重建,在此基础上设计,App中有不同种植系统的所有数据方便选择,根据拟定种植体,设计种植体植入的最佳方案,将方案数据以STL格式导出,再通过3D打印(主要是快速成型技术)技术得到种植导板,引导种植手术。

    目前国外App计算机辅助种植设计App主要有:瑞士的Nobel Guide系统和Straumannco DiagnostiX系统、比利时的Simplant系统、以色列的Image guided implantology(IGI)系统、德国的Implant3D系统等。数字化种植导板能获得较高的精确度,具有较高的临床引导作用,但是由于医生和技师交流难、费时、花费高等因素使这些导板设计App在国内使用较局限,难以推广使用。在国内也有企业开发了类似App,方便国人使用,比如杭州的六维、天津的彩立方以及北京的西科码。

    2.数字化种植导板的分类

    种植导板根据制作方法不同,可分为传统导板和CAD/CAM种植导板;根据种植体植入引导程度不同又可分为半程导板和全程导板;根据固位方式可分为黏膜支撑式、骨支撑式、牙支撑式、混合支撑式。其中固位方式是数字化导板最常用的分类方式。其中,黏膜支撑式数字化导板是通过患者口腔黏膜进行固位,直接贴附于术区黏膜,需要在颊舌侧增加固位钉,活动度大固位差,因此黏膜支撑式导板仅适用于牙列缺失患者;骨支撑式导板需要翻开全厚瓣,创伤大,患者恢复时间久,适用于需大面积植骨或外科手术的患者,应用局限。

    牙支撑式数字化导板是利用缺牙间隙邻牙固位,邻牙越稳固,导板越精确。混合支撑式导板是多种支撑方式结合的,可以是邻牙和黏膜共同支撑,也可以是黏膜和骨支撑结合,多种方式结合增加了导板的不可控性,都会影响导板的精确性。

    3.数字化种植导板的精确性

    3.1数字化种植导板的精确性评价

    大量文献研究证实,计算机辅助种植外科手术与传统种植手术相比有更高的精确性,应用种植手术导板可以减少种植手术的风险。Ozan等和Turbush等利用分别在体内和体外进行了骨支撑式、牙支撑式、黏膜支撑式导板精确性的比较,结果显示牙支撑式种植导板精确性最高。Ozan等指出数字化种植导板在临床应用研究中显示下颌骨区角度偏离值小于上颌骨,分别为(3.32±1.90)°、(4.58±2.40)°。

    Turbush等对150枚种植体进行对比,平均角度误差为(2.2±1.2)°,颈部平均误差为(1.18±0.42)mm,尖部平均误差为(1.44±0.67)mm。Geng等对24例患者共111枚植体进行研究,利用SimplantApp设计种植导板,比较牙支撑式与黏膜支撑式数字化种植导板的精确性,结果显示牙支撑式导板精确性更高。

    牙支撑式和黏膜支撑式导板的角度差异分别为(1.72±1.67)°和(2.71±2.58)°;种植体颈部偏差值分别为(0.27±0.24)mm和(0.69±0.66)mm;种植体顶部偏差值分别为(0.37±0.35)mm和(0.94±0.75)mm;深度偏离值分别为(0.32±0.32)mm和(0.51±0.48)mm(P<0.05)。Kühl等利用Straumannco Diagnosti X设计Straumann Guide,在离体颌骨上共植入38枚植体,种植体颈部、顶部、深度和角度的偏离值分别为:(0.72±0.45)mm、(0.46±0.49)mm、(1.54±0.02)mm、(3.95±0.35)°。可以看出不同系统的种植导板都能获得较好的种植体植入效果。

    3.2导板精确性的影响因素分析

    数字化种植导板的制作和使用涉及医生、患者和设计人员三方的配合,涉及数据采集、种植导板设计与制作、外科引导手术等一系列过程,这其中每个环节都能影响导板的精确性。

    ①CBCT扫描和咬合关系获取过程均能影响患者数据的采集,扫描层间距过大或患者在扫描过程中有移动使得影像数据获取不准,影响导板设计与制作。患者咬合关系获取无论是硅橡胶印模还是数字化扫描都存在误差。

    ②导板制作过程中,在利用App进行三维重建时,阈值选择不恰当,会导致图像显示不理想影响数据匹配,造成导板设计有误差。计算机设计App对导板的精确性也有影响。

    ③种植导板受制作工艺影响,3D打印技术也存在一定误差。

    ④手术过程中产生的误差,包括手术过程中导板定位误差以及手术人为误差。导板的固位方式影响精确性,其中牙支撑式种植导板精确性最高。

    Rungcharassaeng等对10名有经验的种植医生和10名没有经验的医生使用数字化种植导板的结果进行分析,发现种植体的植入深度2组对比有明显差异,且没有经验的医生造成的误差是有经验种植医生的2倍。

    3.3提高数字化种植导板精确性的方法

    目前还没有决定性的证据表明数字化种植导板在安全性、治疗结果或效率方面优于传统手术,但在引导种植体植入的精确性方面,数字化导板有较大优势。但不同支撑方式的种植导板的精确性存在差异,其中骨支撑式导板,偏差最为显著。种植导板的精确性取决于从数据集采集到手术过程中所涉及的所有累积和交互误差。可以根据导板制作与种植体植入过程,从各个方面来减小误差,从而提高导板应用的精确性。

    随着信息技术的发展,App和硬件方面的新技术进步显著改善了数据采集和处理,运用改进的技术可对引导手术产生积极影响,如实时导航或更精确的影像技术—多层计算机断层扫描(multislice computed tomography,MSCT)。此外,口腔内扫描仪可以捕捉口腔软组织的形态和牙齿的结构,采用更精准的印模技术(如数字影像)获取患者口内情况,提高制作导板的精确性。口腔内扫描仪和CBCT影像数据的结合,通过相互叠加和使用模拟App,提供了软组织和硬组织的几乎完整的三维数据。

    另外,引导种植时,全程导板的精确性更高,建议尽可能选择全程引导的数字化种植导板。有文献报道相比热塑性技术,通过几何空间定位放射导板,然后通过3D打印技术制作的数字化种植导板精确性更高。有学者报道了在无牙颌种植病例中利用微螺钉进行影像定位可提高数字化导板的精确性。

    4.展望

    目前,种植修复已经成为牙缺失的首选治疗方法。而数字化技术恰恰与口腔种植学精确微创的治疗理念相契合,数字化导板在口腔种植中的应用,提高了种植的准确性和安全性,可保障种植体的植入位置满足最终的修复要求,且不会损伤邻近的重要剖解结构;在一些手术方案中可实现不翻瓣种植,减少患者术后不适反应和并发症的发生;对于多牙缺失、无牙患者或骨缺损严重的情况,数字化种植导板是在计算机App中可视化模拟种植方案,这样能减低手术难度,修复效果可预期性增加。数字化种植导板作为口腔种植治疗的辅助工具[29],临床操作过程中有许多影响导板精确性的因素,提高各类型种植导板的精确性是使用数字化导板首要考虑的问题。

编辑: 陆美凤

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