李佳洋，牛晨光，陳 棟，韋曉玲

根管治療是慢性根尖周炎的首選治療方法，然而，當根管治療失敗且不適合根管再治療或根管再治療失敗時，或患牙存在嚴重根管解剖變異，或需要通過探查手術(shù)明確診斷等時，往往需要采用根尖外科手術(shù)，即通過去除根尖周病變組織并切除根尖感染，清理根尖殘端，以促進根尖周病愈合[1-3]。

顯微根尖外科手術(shù)可以治療部分根管治療及再治療均無法治愈的根尖周病變，但缺乏精準化治療指導(dǎo)。通過術(shù)前CBCT可以對牙根的結(jié)構(gòu)、方向、深度及與根尖周病變、重要解剖結(jié)構(gòu)的三維關(guān)系進行初步了解，為術(shù)中切除根尖提供參考，但還是無法直接指導(dǎo)手術(shù)操作，盲目鉆磨可能增加對周圍骨組織、患牙牙根和鄰牙的損傷，對根尖手術(shù)治療的質(zhì)量和遠期預(yù)后有著重大的影響。顯微根尖外科手術(shù)需要通過精確的術(shù)中定位和操作才能精準地去除病變組織，獲得良好的治療效果。

數(shù)字化外科技術(shù)迅速發(fā)展，在種植手術(shù)、正畸治療、正頜手術(shù)、腫瘤手術(shù)等口腔領(lǐng)域已廣泛應(yīng)用，并證實了其精確性[4-9]，在復(fù)雜牙體牙髓疾病診療中也開始逐步使用，有學(xué)者利用 CBCT掃描數(shù)據(jù)通過數(shù)字化軟件設(shè)計導(dǎo)板微創(chuàng)獲取通路疏通鈣化閉鎖根管[10-12]，也有學(xué)者利用供體牙3D打印模型進行受區(qū)預(yù)備，從而減少供體牙離體時間，提高自體牙移植成功率[13-15]，近年來有學(xué)者通過數(shù)字化導(dǎo)板引導(dǎo)切除根尖病變，減少根尖手術(shù)中骨組織的損傷，降低術(shù)中及術(shù)后并發(fā)癥[16-20]。目前，數(shù)字化導(dǎo)板輔助顯微根尖外科手術(shù)相關(guān)研究主要集中于個別病例的報道，尚無大樣本的回顧或前瞻性研究證實其精確度。

本研究探討基于CBCT掃描數(shù)據(jù)的三維重建、牙列模型的光學(xué)掃描技術(shù)、根尖外科手術(shù)模擬、定位數(shù)字化導(dǎo)板制作以及圖像擬合配準對比等數(shù)字化外科技術(shù)在顯微根尖外科診療中的應(yīng)用，選擇需進行顯微根尖手術(shù)的慢性根尖周炎患者，通過與傳統(tǒng)顯微根尖手術(shù)組的隨機對照研究，探討數(shù)字化導(dǎo)板輔助顯微根尖手術(shù)的根尖切除精確性。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇2018年8月至2019年8月于上海市口腔病防治院就診需進行顯微根尖手術(shù)的受試者20例。按照隨機對照原則分為兩組：試驗組進行根尖周病變的可視化三維模型建模、手術(shù)模擬并設(shè)計打印手術(shù)導(dǎo)板，在其引導(dǎo)下完成手術(shù)；對照組進行常規(guī)手術(shù)評估設(shè)計完成手術(shù)。兩組手術(shù)均由同一治療小組醫(yī)生完成手術(shù)?；颊咧橥?，研究經(jīng)過醫(yī)院倫理委員會通過。

納入標準：(1)患牙符合顯微根尖手術(shù)適應(yīng)證,包括：①根管治療或再治療失敗的患牙；②無法或不能進行根管再治療的患牙(如根管治療后已樁冠修復(fù))；③解剖變異的患牙；④發(fā)生根管治療并發(fā)癥(穿孔、器械折斷超出根尖孔、嚴重超充等)，非手術(shù)治療失敗的患牙。(2)根尖周病損直徑小于6 mm。(3)年齡18～45歲，無全身系統(tǒng)性疾病。(4)患者知情同意。

排除標準：(1)可通過根管治療或根管再治療治愈的根尖周病損。(2)患牙伴發(fā)嚴重牙周病或根折。(3)患牙為無保留價值的殘根。

1.2 材料和設(shè)備

CBCT(芬蘭，層厚0.15 mm)，激光掃描儀(3Shape公司，丹麥)，Mimics Research 20.0軟件(Materialise公司，比利時)，Geomagic Studio軟件(3D System公司，美國),Freeform Plus軟件(3D System公司，美國)，硅橡膠印模材料(3M ESPE公司，德國)，iRoot bp(Innovative BioCeramix公司，加拿大)。

1.3 治療方法

1.3.1 掃描數(shù)據(jù)獲取 采用硅橡膠印模材料制取患者牙列印模并通過石膏灌模獲得患者的牙列石膏模型。激光掃描儀掃描模型，并以 STL 格式導(dǎo)出保存。

1.3.2 建立根尖周病變的可視化三維模型及導(dǎo)板設(shè)計制作 患者術(shù)前拍攝中視野CBCT(圖1)，獲得的醫(yī)學(xué)數(shù)字成像和通信(digital imaging and communications in medicine，DICOM)數(shù)據(jù)導(dǎo)入Mimics Research 20.0軟件進行圖像分割和三維重建。在Mimics Research 20.0軟件中利用閾值分割建立根尖周疾病骨質(zhì)破壞區(qū)三維重建模型。利用Geomagic Studio軟件分割上下頜骨，并與激光掃描的牙列模型配準融合，將模型以STL格式保存導(dǎo)出。將配準融合的頜骨-牙列模型及根尖周疾病骨質(zhì)破壞區(qū)三維重建模型共同導(dǎo)入Freeform Plus軟件，進行病變范圍三維數(shù)據(jù)及體積、頰舌側(cè)牙槽骨的厚度、與鄰牙的距離等數(shù)據(jù)的測量，設(shè)置頜骨-牙列模型透明度，建立根尖周病變的可視化三維模型(圖2A)。根據(jù)測量數(shù)據(jù)確定需要切除的根尖區(qū)域，為了減少微滲漏，也減少對根尖側(cè)支根管的遺漏，要將導(dǎo)板設(shè)計成可以垂直于牙體長軸完整切除根尖3 mm的定位導(dǎo)板(圖2)，在導(dǎo)板上標記患牙外形，提示牙根位置及方向，導(dǎo)板上部設(shè)置軟組織牽開遮擋，用于術(shù)中牽開固定軟組織瓣膜，避免暴力牽拉造成損傷。

A：冠狀面；B：矢狀面；C：水平面

1.3.3 術(shù)前準備及3D打印手術(shù)導(dǎo)板試就位 3D打印導(dǎo)板(圖3)，術(shù)前試戴確認合適后進行低溫消毒滅菌。

1.3.4 3D打印手術(shù)導(dǎo)板引導(dǎo)下微創(chuàng)根尖外科手術(shù) 常規(guī)消毒鋪巾，1.7 mL阿替卡因局部浸潤麻醉，顯微鏡下切開翻瓣，用齦瓣牽引器暫時牽開黏膜骨膜瓣，將導(dǎo)板固定于牙列位置，確定去骨定位板位置，在導(dǎo)板的引導(dǎo)下，去除骨組織， 生理鹽水連續(xù)沖洗術(shù)區(qū)暴露牙根，根據(jù)截根導(dǎo)板的參考，選用高速球鉆垂直于牙體長軸完整切除根尖約3 mm。選擇合適的刮匙，刮除根尖周病變組織，對術(shù)區(qū)進行有效的止血、清洗和染色，在顯微鏡高放大倍率下檢查根尖切面，顯微鏡下進行超聲倒預(yù)備，檢查確認根管壁無任何牙膠或碎屑殘留之后徹底止血并干燥術(shù)區(qū)，用iRoot bp進行充填，鏡下確定根尖嚴密充填，0.9%生理鹽水再次沖洗根尖和骨腔，骨粉填充骨腔，膠原膜覆蓋骨腔，將黏骨膜瓣復(fù)位縫合關(guān)閉創(chuàng)口(圖4)。試驗組按照上述操作進行根尖周病變的可視化三維模型建模、手術(shù)模擬并設(shè)計打印手術(shù)導(dǎo)板，并在其引導(dǎo)下完成手術(shù)，對照組進行常規(guī)手術(shù)評估設(shè)計完成手術(shù)。兩組手術(shù)均由同一治療小組完成。

A：左上頜第一磨牙及病損區(qū)三維重建；B、C：根尖手術(shù)的術(shù)前虛擬導(dǎo)板設(shè)計；D：3D導(dǎo)板組成

A：3D打印導(dǎo)板俯視圖；B：3D打印導(dǎo)板正視圖；C：3D打印導(dǎo)板引導(dǎo)根尖切除部分

A：術(shù)區(qū)翻瓣；B：導(dǎo)板準確就位；C、D：去除骨皮質(zhì)；E、F：在根尖切除導(dǎo)板引導(dǎo)下選用高速球鉆垂直于牙體長軸截根；G：iRoot bp進行倒充填；H：骨粉填充骨腔，膠原膜覆蓋骨腔

1.4 精確性評估

為了量化該手術(shù)的臨床有效性，將結(jié)果分為成功和失敗。定義如果牙根切除路徑的終點在距離根尖4 mm以內(nèi)為成功，大于4 mm為失敗，比較兩組患者手術(shù)成功率。

對患者根尖切除后1、3、6個月進行臨床檢查和根尖片拍攝，以臨床癥狀消失、X線片示病損改善定義手術(shù)成功，比較兩組患者臨床成功率。

1.5 統(tǒng)計學(xué)方法

應(yīng)用SPSS 20.0軟件進行統(tǒng)計學(xué)分析。采用相關(guān)分析檢驗同一操作者3次測量之間的可重復(fù)性。采用獨立樣本t檢驗方法，對比試驗組和對照組根尖切除偏差量。采用Fisher精確檢驗對比兩組患者成功率，P<0.05為有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

20例顯微根尖手術(shù)患者年齡為18～45歲，13例為前磨牙，7例為前牙(試驗組前磨牙6例、前牙4例，對照組前磨牙7例、前牙3例)，其中8例已行冠修復(fù)或樁冠修復(fù)，均因根管治療后咬合不適就診，術(shù)前根尖周病損直徑小于6 mm，頰側(cè)骨板完整或缺損直徑小于2 mm。

Kolmogorov-Smirnov檢驗證實了兩組患者根尖切除偏差量、根尖定位偏差量是正態(tài)分布的，采用獨立樣本t檢驗進行比較，試驗組根尖切除偏差量(0.82±0.16)mm，對照組根尖切除偏差量(1.89±0.61)mm，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，試驗組根尖切除精確性優(yōu)于對照組。試驗組根尖定位偏差量(0.23±0.12)mm，對照組根尖定位偏差量(1.32±0.59)mm，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，試驗組根尖定位精確性優(yōu)于對照組。采用Fisher精確檢驗對比兩組患者根尖切除量成功率，試驗組患者手術(shù)成功率80%，對照組手術(shù)成功率10%，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。采用Fisher精確檢驗對比兩組患者臨床預(yù)后成功率，試驗組患者成功率100%，對照組成功率90%，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。影像學(xué)檢查(圖5)顯示根尖暗影縮小，并有牙周膜的形成，提示骨缺損開始修復(fù)，預(yù)后較佳。

A：術(shù)前；B：術(shù)后1個月；C：術(shù)后3個月；D：術(shù)后6個月

3 討 論

根尖外科手術(shù)通常應(yīng)用于根管治療或再治療失敗的病例，或嚴重的根管解剖變異等。本研究通過前瞻性隨機對照試驗探究數(shù)字化導(dǎo)板輔助顯微根尖外科手術(shù)的精確性，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)板可有效控制術(shù)中去骨及根尖切除的位置、大小、方向和角度，減少根尖手術(shù)中骨組織的損傷，降低術(shù)中及術(shù)后并發(fā)癥，提高患者舒適度。尤其是當覆蓋于病損區(qū)表面的骨質(zhì)致密而完整時，在傳統(tǒng)顯微根尖手術(shù)中需去除近根尖處的骨質(zhì)至根面暴露，然后沿著牙根的走向去骨直到根尖暴露來確定患牙根尖和病損區(qū)的位置，導(dǎo)致了根尖區(qū)軟硬組織的損傷，數(shù)字化導(dǎo)板可精確定位根尖病損，將計算機模擬的手術(shù)方案轉(zhuǎn)移至術(shù)中，從而實現(xiàn)精準、微創(chuàng)、快速及簡單等特點，顯示了巨大的優(yōu)勢及應(yīng)用前景。此外，通過數(shù)字化設(shè)計，導(dǎo)板本身還可作為軟組織牽開器，用于術(shù)中牽開固定軟組織瓣膜，避免暴力牽拉造成醫(yī)源性軟組織損傷。

Fan等[20]在大體樣本上的研究發(fā)現(xiàn)，利用網(wǎng)格定位引導(dǎo)根尖切除偏差為(0.66±0.54)mm，無引導(dǎo)組切除根尖偏差為(1.92±1.05)mm。Ackerman等[21]在大體樣本上的隨機對照研究發(fā)現(xiàn)，3D打印導(dǎo)板輔助下根尖切除偏差為(1.473±0.751)mm，無引導(dǎo)組根尖切除偏差為(2.638±1.387)mm。以上數(shù)據(jù)表明本試驗結(jié)果與導(dǎo)板應(yīng)用于大體標本時根尖切除的偏差相近，數(shù)字化導(dǎo)板可引導(dǎo)術(shù)者精確切除根尖病變，提高手術(shù)精度，使術(shù)區(qū)周圍軟硬組織的損傷最小化，減小手術(shù)風(fēng)險，最大程度降低術(shù)中及術(shù)后并發(fā)癥，提高手術(shù)成功率。

在臨床中根尖切除往往容易出現(xiàn)切除量過大，在術(shù)中使用骨粉骨膜的情況下6個月內(nèi)大部分根尖病損也可改善，而患牙的牙根切除量過大對于冠根比例、長期使用的生物力學(xué)產(chǎn)生不利影響，可能會影響患牙的長期預(yù)后，本試驗設(shè)計主要研究數(shù)字化導(dǎo)板輔助下根尖切除的精確性，隨訪期較短，對于患牙臨床成功以及長期預(yù)后評價的參考意義有限，本課題組后續(xù)將進行患者的長期隨訪進一步對比分析。

通過數(shù)字化導(dǎo)板輔助根尖手術(shù)主要具有以下優(yōu)勢：①可視化：建立根尖周病變的可視化三維模型，可在數(shù)字化軟件中進行三維可視化觀察，也可將模型3D打印實體化，不僅幫助術(shù)者更直觀地了解病變區(qū)域信息，還有利于良好的醫(yī)患溝通，減少醫(yī)患矛盾。②微創(chuàng)：手術(shù)導(dǎo)板實現(xiàn)術(shù)中精確定位，在其引導(dǎo)下以最精確最安全的路徑切除根尖病變，避免磨除過多骨組織及損傷下牙槽神經(jīng)、上頜竇等重要解剖結(jié)構(gòu)。③精準化：3D打印手術(shù)導(dǎo)板可有效控制根尖外科手術(shù)中去骨及截根切除，提供根尖病變區(qū)的位置、大小、方向、及去骨截根角度和深度的參考，符合精準醫(yī)學(xué)的發(fā)展趨勢。④增加手術(shù)適應(yīng)證：傳統(tǒng)根尖周手術(shù)中由于受到手術(shù)視野等條件限制無法保留的患牙，例如根尖區(qū)舌腭面牙根縱裂，數(shù)字化導(dǎo)板輔助微創(chuàng)根尖外科手術(shù)提供了保留的可能性。⑤用于教學(xué)及術(shù)前訓(xùn)練：通過3D打印技術(shù)實現(xiàn)根尖周病變模型的實體化，可用于教學(xué)及術(shù)前模擬訓(xùn)練。

根尖手術(shù)中患牙根尖和病損區(qū)的定位和精確的去骨操作一直是顯微根尖手術(shù)的難點。數(shù)字化導(dǎo)板輔助顯微根尖手術(shù)，可精準定位切除根尖病變，將術(shù)前設(shè)計轉(zhuǎn)移至術(shù)中，實現(xiàn)根尖周病變的精準和微創(chuàng)手術(shù)。