計算機(jī)輔助設(shè)計與制作（CAD/CAM）數(shù)字化系統(tǒng)在口腔修復(fù)中的應(yīng)用

張 靜 郄迎春 張惠敏

（1.山東萬杰醫(yī)學(xué)院，山東 淄博 255213；2.淄博市第一醫(yī)院 口腔科，山東 淄博 255200；3.淄博市博山區(qū)疾病預(yù)防控制中心，山東 淄博 255200）

烤瓷熔附金屬全冠（porcelain fused to metal，PFM）及其固定橋是目前臨床應(yīng)用較為廣泛的針對牙體缺損、 牙列缺損病患的修復(fù)體，但當(dāng)前烤瓷熔附金屬全冠在臨床應(yīng)用過程中存在許多問題， 如瓷崩裂、齦染色、牙齦紅腫、美觀性差、基牙損傷等。隨著高強(qiáng)度陶瓷的發(fā)展，全瓷冠（all ceramic crowns）克服了PFM 在材料等方面的缺陷，以極佳的生物相容性與良好的美學(xué)性能在臨床上得到了逐步的推廣[1]。 近年來出現(xiàn)的計算機(jī)輔助設(shè)計與制作（CAD/CAM）技術(shù)，以其精確的設(shè)計與制作及工作效率高等優(yōu)點，備受口腔臨床醫(yī)生的青睞。 現(xiàn)將其技術(shù)路徑與操作系統(tǒng)簡單介紹如下：

1 CAD/CAM 技術(shù)路徑

CAD/CAM 一般由以下三個部分構(gòu)成

1.1 數(shù)據(jù)獲取裝置（數(shù)字化印模）

CAD/CAM 系統(tǒng)利用光電原理和數(shù)字化處理系統(tǒng)對預(yù)備體形態(tài)、鄰牙情況、對頜牙等信息進(jìn)行攝取[2]。

1.2 修復(fù)體設(shè)計部分（CAD）

使用先進(jìn)的設(shè)計軟件對掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，同時設(shè)計出義齒數(shù)據(jù)模型。

1.3 修復(fù)體的制作部分（CAM）

醫(yī)生將數(shù)據(jù)通過互聯(lián)網(wǎng)傳送到義齒加工中心，經(jīng)CAD/CAM 全瓷修復(fù)系統(tǒng)的自動加工設(shè)備加工出義齒胚體，經(jīng)燒結(jié)、染色或上瓷完成制作。

2 主要的CAD/CAM 系統(tǒng)

2.1 CEREC 系統(tǒng)

1985 年，Mo¨rmann 創(chuàng)始了第一個椅旁系統(tǒng)——CEREC1 系統(tǒng)，之后Sirona 公司陸續(xù)推出了CEREC2、CEREC3 和CEREC In-lab 系統(tǒng)。隨著硬件和軟件技術(shù)的逐步提升， 于2009 年該公司又推出最新的第4 代椅旁系統(tǒng)——CEREC AC Bluecam 系統(tǒng)[3]。 CEREC 系統(tǒng)憑借CEREC 模擬控制器和CEREC 藍(lán)牙相機(jī)系統(tǒng)在CAD/CAM 技術(shù)中制定了更高的標(biāo)準(zhǔn)。 口內(nèi)掃描可以迅速、清晰、精確地進(jìn)行三維定位。 全頜骨的成像擴(kuò)寬了適應(yīng)證的范圍，使用虛擬的模型可以使診室與研究室一起工作而不受印模的限制。 CEREC AC 的核心部分是藍(lán)牙相機(jī)。藍(lán)牙相機(jī)通過二極管發(fā)出的是短波藍(lán)光，而不是紅外光。而且，鏡頭的結(jié)構(gòu)是新的：非球面鏡將光束匯聚，再將其平行射向感光板，光的敏感性增強(qiáng)，圖像獲得的時間縮短了50%，圖像的排序也被加快了。 通過使用切削設(shè)備 CEREC MC XL， 新的 3D 軟件和 CEREC 連接設(shè)備，CEREC AC 已在牙科修復(fù)治療中建立了新的標(biāo)準(zhǔn)，為口腔臨床操作提供了持續(xù)、省時的工作流程。

2.2 E4D Dentist 系統(tǒng)

E4DDentist 系統(tǒng)是由位于美國德克薩斯州理查森市的E4D Technologies 公司于 2008 推出的， 由 E4D 科技公司發(fā)明的它是除CEREC 系統(tǒng)之外僅有的另一椅旁系統(tǒng)。在常規(guī)的牙體預(yù)備之后，臨床醫(yī)生可根據(jù)需要在牙齒表面噴粉， 而后進(jìn)行口內(nèi)取像，E4D 系統(tǒng)的取像原理是基于光學(xué)相干斷層成像和共焦顯微技術(shù)，通過控制腳踏開關(guān)逐一獲得多張圖像后利用系統(tǒng)軟件形成3D 圖像[4]。 該系統(tǒng)通過利用紅激光與每秒震動2 萬次的微鏡單元，在不需要噴粉的情況下，可以得到口腔內(nèi)部軟組織、硬組織及預(yù)備體的咬合關(guān)系圖像，同時能夠迅速生成三維模型。 在圖像獲取的過程中，操作者可以根據(jù)需要選擇手動啟動或腳踏開關(guān)啟動。 啟動后之，系統(tǒng)可以自動在對焦準(zhǔn)確時獲取圖像的數(shù)據(jù)。

2.3 Lava C.O.S.系統(tǒng)

該系統(tǒng)創(chuàng)始于美國肯塔基州列克星敦市的Brontes 科技公司，于2006 年由3M 公司收購， 并在 2008 年由美國3M ESPE 公司推出了Lava 椅旁口內(nèi)印模掃描儀（Lava chairside oral scanner，Lava C.O.S.）系統(tǒng)。 該系統(tǒng)獲取圖像原理是激活波前采樣技術(shù)，Lava C.O.S.系統(tǒng)中的圖像處理程序和可視化的實時三維模型重建功能，對于移動三維取像的概念是革命性的。通過這個系統(tǒng)獲得數(shù)字印模的速度比其他系統(tǒng)要快該系統(tǒng)的取像單元的尖端約13.2mm 寬，幾乎是當(dāng)前所有數(shù)字印模取像單元中最小的，故可快速獲得口內(nèi)清晰影像。

2.4 iTero 系統(tǒng)

iTero 系統(tǒng)是由美國Cadent 公司通過5 年的深入研究于2007 年推出的首個數(shù)字化印模系統(tǒng)。該系統(tǒng)是基于平行共焦成像的原理獲取數(shù)字化印模，與其他系統(tǒng)不同的是，其無需在取像前對牙齒表面進(jìn)行噴粉，這大大提高了患者就診的舒適性。 掃描得到的圖像信息經(jīng)過無線傳輸?shù)紺adent 技工中心進(jìn)行加工處理， 處理之后的數(shù)字信息再送到Cadent 公司切削出模型， 而后技工中心根據(jù)模型完成最終高精度修復(fù)體的制作[5]。

2.5 Procera 系統(tǒng)

Procera 系統(tǒng)是由瑞典Nobel Biocare 公司推出的。 Procera 掃描儀通過接觸式掃描方式讀取石膏代型表面的數(shù)據(jù)， 經(jīng)過Procera 軟件處理后形成數(shù)字化的代型，技工人員利用計算機(jī)對基底冠的外形進(jìn)行三維設(shè)計， 并將設(shè)計后的數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇rocera 工作站進(jìn)行計算機(jī)輔助制作。該系統(tǒng)的CAD 部分有個重要的功能，它可以將數(shù)字化代型和底層冠放大12%～20%，以補(bǔ)償氧化鋁15%～20%的燒結(jié)收縮[6]。

2.6 Cercon 系統(tǒng)

Cercon 系統(tǒng)是美國Dentsply 公司在2001 年推出的。 該系統(tǒng)是先人工制作蠟冠，然后通過激光掃描系統(tǒng)收集在口內(nèi)或代型上的蠟型表面外形數(shù)據(jù)，并傳遞到數(shù)控銑床同步制作修復(fù)體，所以它并非真正意義上的CAD/CAM 系統(tǒng)。 切銑完成之后再放入專用的燒結(jié)爐中燒結(jié)形成最終的修復(fù)體。

總之，CAD/CAM 數(shù)字化口腔技術(shù)，是基于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及多媒體技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用先進(jìn)、科學(xué)的數(shù)字智能技術(shù)與高端設(shè)備達(dá)成無縫對接，減少傳統(tǒng)口腔產(chǎn)業(yè)中人流、物流傳遞及依靠經(jīng)驗的制作工藝，從而達(dá)到自動、快捷、標(biāo)準(zhǔn)、精準(zhǔn)制作精密修復(fù)體的現(xiàn)代先進(jìn)工藝技術(shù)。

［1］Zarone F，Russo S，Sorrentino R.From porcelain-fused-to-metal to zirconia：clinical and experimental considerations[J].Dent Mater，2011，27（1）：83-96.

［2］吳琳.可摘局部義齒支架計算機(jī)輔助設(shè)計與制作的初步研究[D].中國醫(yī)科大學(xué)，2006：84-90.

［3］Fasbinder DJ.The CEREC system：25years of chairside CAD/CAM dentistry[J].J Am Dent Assoc，2010，141（Suppl2）：3S-4S.

［4］蘇庭舒，孫健.口內(nèi)數(shù)字化印模技術(shù)[J].中華臨床醫(yī)師雜志：電子版，2012，6（19）：5780-5782.

［5］Garg AK.Cadent iTero’ digital system for dental impressions：the end of trays and putty[J].Dent Implantol Update，2008，19（1）：1-4.

［6］王航，劉雙云.Procera AllCeram——一種高強(qiáng)度全瓷冠系統(tǒng)介紹[J].國外醫(yī)學(xué)：口腔醫(yī)學(xué)分冊，1998，25（5）：271.