劉更 王永生 天津市口腔醫(yī)院 （天津 300040）

內(nèi)容提要： 對(duì)于無牙頜的患者來說，主要的修復(fù)方式就是全口義齒，在具體的修復(fù)過程中存在諸多的關(guān)鍵環(huán)節(jié)以及操作難點(diǎn)。隨著我國(guó)醫(yī)療科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，口腔內(nèi)三維掃描技術(shù)、三維打印技術(shù)已經(jīng)成為口腔科治療過程中不可或缺的數(shù)字化技術(shù)，這種數(shù)字化技術(shù)能夠填補(bǔ)純手工修復(fù)操作中的空白與不足，已經(jīng)廣泛應(yīng)用固定修復(fù)領(lǐng)域?，F(xiàn)階段，已經(jīng)有很多種全口義齒數(shù)字修復(fù)系統(tǒng)，主要的功能是數(shù)字化設(shè)計(jì)以及數(shù)字化制作，相關(guān)印模、義齒CAD等功能較為少見，本文以此為主線參照全口義齒修復(fù)臨床步驟分析數(shù)字化修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展。

在全口義齒修復(fù)過程中，常規(guī)的操作流程中每一個(gè)環(huán)節(jié)都是關(guān)鍵點(diǎn)，會(huì)涉及到很多專業(yè)的口腔修復(fù)專業(yè)理論知識(shí)，這一操作流程的難度非常高，要求醫(yī)生不僅僅要具備理論與實(shí)踐知識(shí)，還需要相應(yīng)的現(xiàn)代化技術(shù)做輔助，正因?yàn)槿诹x齒修復(fù)技術(shù)難度大，以至于在這一領(lǐng)域中數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展比較緩慢。下文以無牙頜患者全口義齒修復(fù)為主，分析相關(guān)印模、義齒CAD、義齒數(shù)字化設(shè)計(jì)制作等數(shù)字化技術(shù)功能，為臨床全口義齒數(shù)字化修復(fù)技術(shù)的廣泛應(yīng)用提供一些參考。

1.無牙頜全口義齒數(shù)字化印模

對(duì)于無牙頜患者來說進(jìn)行全口義齒修復(fù)，使用模型或印模掃描是相對(duì)來說比較適應(yīng)的技術(shù)，能夠獲取無牙頜數(shù)字化功能壓力印模。在具體的應(yīng)用過程中這種印模技術(shù)是以兩種形式存在的：一是直接數(shù)字化印模技術(shù)；二是間接數(shù)字化印模技術(shù)。數(shù)字化印模技術(shù)在對(duì)患者進(jìn)行三維掃描獲取無牙頜數(shù)字化功能壓力印模的過程中，存在一些技術(shù)上的局限性：一是實(shí)際操作過程中承載個(gè)體肌肉功能整塑的肌靜力邊界以及黏膜受功能壓力時(shí)變形后的形態(tài)這兩個(gè)因素對(duì)于無牙頜數(shù)字化功能壓力印模的獲取起到?jīng)Q定性的作用，但是口腔內(nèi)的光學(xué)三維掃描技術(shù)是很難實(shí)現(xiàn)的；二是現(xiàn)階段口腔科使用的口腔內(nèi)光學(xué)三維掃描儀器的工作原理都是相同的，全部的表面數(shù)據(jù)來源于小面積單視場(chǎng)掃描，通過連續(xù)性的拼接與重疊來獲取掃描對(duì)象的整體表面數(shù)據(jù)信息。這就要求在操作過程中單視場(chǎng)掃描得出的數(shù)據(jù)必須包含明確且精準(zhǔn)的曲率變化信息，以此才能作為有效的單視場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接與重疊，從而形成整體表面數(shù)據(jù)[1]。

為了能夠降低實(shí)際操作中的難度，在無牙頜功能壓力印模制度過程中可以使用CAD以及三維打印技術(shù)。在獲取過程中為了保證無牙頜功能壓力印模的精準(zhǔn)程度，通常情況下在臨床常規(guī)操作中要制作無牙頜個(gè)別托盤。這種操作需要大量的時(shí)間及精力，需要軟化蠟片等非常細(xì)致的制作，在具體實(shí)施過程中蠟片的厚度是很難掌控的。通過大量的實(shí)驗(yàn)與模型操作實(shí)踐，在這一流程中使用CAD與三維打印技術(shù)來實(shí)現(xiàn)個(gè)別托盤的制作，可以看出數(shù)字化的制作成果較傳統(tǒng)的純手工操作更具精準(zhǔn)性，同時(shí)在制作時(shí)長(zhǎng)上也具有一定的優(yōu)勢(shì)[2]。

2.全口義齒數(shù)字化修復(fù)CAD技術(shù)

現(xiàn)階段在全口義齒數(shù)字化修復(fù)過程中應(yīng)用CAD技術(shù)能夠解決的問題是個(gè)性化平衡排牙，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)全口義齒功能與美觀的兼顧。但是，在計(jì)算機(jī)上將二十八顆人工牙齒在牙槽嵴進(jìn)行逐一虛擬化的個(gè)性平衡排牙這一操作，對(duì)CAD軟件的智能性、軟件操作者的技能都提出了巨大的挑戰(zhàn)，在具體操作過程中難免存在智能軟件無法實(shí)現(xiàn)的區(qū)域，這就需要進(jìn)行人機(jī)交互操作，這一過程就會(huì)產(chǎn)生時(shí)間浪費(fèi)，且很容易造成智能與手工之間的“難融合”“難銜接”等現(xiàn)象[3]。所以，全口義齒數(shù)字化修復(fù)CAD技術(shù)在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)都處于理論研究狀態(tài)。

在通過大量的理論與實(shí)踐研究后，將全口義齒數(shù)字化修復(fù)的人工牙參數(shù)化，由此構(gòu)建人工牙的三維圖形數(shù)據(jù)陣，其中包括數(shù)據(jù)庫(kù)、坐標(biāo)系、標(biāo)志點(diǎn)以及參考點(diǎn)等，形成以人工牙參數(shù)化為主的三維圖形數(shù)據(jù)庫(kù)，從而明確智能排牙原則。至此，全口義齒數(shù)字化修復(fù)CAD技術(shù)中的排牙精確設(shè)計(jì)難題得到有效解決。將數(shù)字化技術(shù)與中性區(qū)理論結(jié)合，基Imageware軟件研發(fā)個(gè)性化全口義齒設(shè)計(jì)軟件，能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)選擇人工牙型號(hào)、排列人工牙以及創(chuàng)建基托。

之后利用三維自動(dòng)切層掃描儀獲取人工牙外表面三維數(shù)據(jù)并建立人工牙三維圖形數(shù)據(jù)庫(kù)，探索全口義齒CAD技術(shù)路線，開發(fā)CAD軟件平臺(tái)。由此，全口義齒的數(shù)字設(shè)計(jì)制作技術(shù)可向臨床實(shí)用層面深入。

3.數(shù)字化制作技術(shù)在全口義齒最終修復(fù)體上的應(yīng)用

當(dāng)前，全口義齒數(shù)字化輔助加工是通過數(shù)控切削來實(shí)現(xiàn)的，將人工牙逐一裝配粘在樹脂基托上。所以，全口義齒的多色、多材質(zhì)一體化、智能化、數(shù)字化制作技術(shù)是現(xiàn)下仍未攻克的難題。在以往的研究中，Bilgin等在三維打印牙列插入蠟型基托后，通過傳統(tǒng)方法制作終義齒，結(jié)果顯示制作完成的全口義齒有良好的咬合和頜位關(guān)系，并且一體式設(shè)計(jì)的牙列增加了人工牙與基托間的結(jié)合強(qiáng)度。若能夠在短時(shí)間內(nèi)完成全口義齒裝膠前印模的制作，而后純手工技術(shù)插入人工牙，從而完成全口義齒的操作，這樣能夠構(gòu)建以數(shù)字技術(shù)化、成熟全口義齒修復(fù)材料相結(jié)合的，可以在臨床上推廣應(yīng)用的全口義齒CAD和三維打印解決方案[4,5]。但是，我們都知道牙列基托若能夠?qū)崿F(xiàn)一體化數(shù)字制作，那此種技術(shù)應(yīng)該是臨床方面最理想的修復(fù)方案，在未來的發(fā)展進(jìn)程中可以不斷地進(jìn)行深入研發(fā)。

4.全口義齒數(shù)字化修復(fù)技術(shù)的發(fā)展

雖然現(xiàn)階段全口義齒數(shù)字化修復(fù)系統(tǒng)的種類有很多，但其終究是建立在成品人工牙基礎(chǔ)上的。在最終義齒上很容易就反映出患者在修復(fù)后試戴義齒時(shí)，出現(xiàn)人工牙難于調(diào)改的問題，那么，在咬合關(guān)系的精準(zhǔn)控制方面就沒有體現(xiàn)出數(shù)字化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，在未來的研究與發(fā)展中可以利用數(shù)控調(diào)磨、三維打印技術(shù)來解決這一問題。隨著打印材料的發(fā)展和打印工藝的優(yōu)化，三維打印技術(shù)將來可能在義齒制作領(lǐng)域有更深入的應(yīng)用，例如使基托的彈性模量接近人體骨皮質(zhì)而又不降低強(qiáng)度，現(xiàn)有的數(shù)字化系統(tǒng)缺少可完全反映個(gè)性化下頜運(yùn)動(dòng)軌跡的虛擬架系統(tǒng)，這將被重點(diǎn)研發(fā)并加入現(xiàn)有的數(shù)字化系統(tǒng)中[6,7]。區(qū)別于數(shù)字架系統(tǒng)的虛擬架系統(tǒng)能夠精準(zhǔn)、真實(shí)地將患者的下頜個(gè)性化運(yùn)動(dòng)軌跡顯示出來，由此能夠?qū)崿F(xiàn)義齒的設(shè)計(jì)與咬合問題的檢查，最終提升全口義齒制作的精準(zhǔn)度[8]。

現(xiàn)階段，大部分關(guān)于全口義齒的美學(xué)評(píng)價(jià)均由醫(yī)生出具，醫(yī)師遵從多年的臨床經(jīng)驗(yàn)總結(jié)給出最終美學(xué)評(píng)價(jià)，但是這些評(píng)價(jià)在一定程度上缺少定量分析。若能夠在獲取患者面部數(shù)據(jù)信息過程中應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)，三維軟件輔助進(jìn)行定量分析，能夠更加精準(zhǔn)、可觀的給出患者全口義齒修復(fù)前后的容貌改變信息。

5.結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)醫(yī)療科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，口腔內(nèi)三維掃描技術(shù)、三維打印技術(shù)已經(jīng)成為口腔科治療過程中不可或缺的數(shù)字化技術(shù)，無牙頜的患者主要的修復(fù)方式就是全口義齒，在具體的修復(fù)過程中存在諸多的關(guān)鍵環(huán)節(jié)以及操作難點(diǎn)，在未來的發(fā)展進(jìn)程中可以不斷地進(jìn)行深入研發(fā)。