口掃結合3D 打印模型的精確性研究

楊麗，劉浩，趙俊杰

（1 徐州醫科大學附屬口腔醫院正畸科，江蘇 徐州；2 徐州醫科大學附屬口腔醫院彭城門診部，江蘇 徐州）

0 引言

隨著數字化掃描技術、計算機輔助設計與制作技術的發展，口內掃描結合3D 打印技術在口腔正畸領域得到了快速的發展。口內掃描技術是指直接將光學探頭伸入患者口內，對其牙齒、黏膜等軟硬組織進行掃描，實時重建數字化牙合模型。該技術配合3D 打印技術可以將數字化的牙合模型轉化為現實的3D 模型。本研究通過比較正畸患者傳統硅橡膠石膏模型和口掃結合3D 打印模型的精確性，為臨床數字化打印模型的研究和應用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 研究對象

選取2018 年5 月到2018 年10 月在徐州醫科大學附屬徐州口腔醫院就診的正畸初診患者20 例，其中男性8例，女性12 例，年齡16-26 歲。

納入標準：①從未接受過正畸治療；②口內檢查：牙列完整，無多生牙，無缺失牙，輕中度擁擠，牙體形態無異常，牙周健康；③口外檢查：開口度、開口型正常，無顳下頜關節紊亂等；④所有患者知情同意，依從性良好。

1.2 模型獲取

1.2.1 傳統石膏模型的獲取

使用硅橡膠印模材（Contents &REF，德國DMG）二次印模法獲取所有患者的上下頜牙列印模，要求印模清晰，牙列完整，無氣泡；使用超硬石膏（登士柏公司，美國）灌注硅橡膠印模，待石膏完全凝固后取得所有患者的超硬石膏模型（對照組）。

1.2.2 3D 打印模型的獲取

使用iTero Element 口內掃描儀由同一操作者，按照推薦的操作流程采集所有患者的口內信息，生成STL 格式的文件，導出后使用三維設計軟件（Geomagic）修整模型，切片軟件（Perfactory Start Center）切片后導入3D 打印機（Envision Tec，德國）中，打印出患者的3D 模型（試驗組）。

1.3 數據測量

1.3.1 測量指標

（1）擁擠度：牙冠總長度與現有牙弓弧長的差值。分為上頜擁擠度和下頜擁擠度。

（2）牙弓寬度：前段：左右尖牙牙尖之間的水平距離。中段：左右第一雙尖牙頰尖之間的水平距離。后段：左右第一磨牙近中頰尖之間的水平距離。

（3）尖牙牙冠高度：4 顆尖牙牙尖到唇側齦緣最凹點間的垂直距離。

（4）Spee 曲線的曲度：下頜牙弓縱合曲線最低點至切牙和第二磨牙遠中頰間連線之間的垂直距離，分左側和右側。

1.3.2 測量方法

20 例患者的石膏模型和3D 打印模型制取好后由同一測量者分別使用圓規和電子游標卡尺測量所有指標，每個指標重復測量3 次，取均值。

1.4 統計分析

使用SPSS18.0 軟件對所有數據進行統計分析，各指標測量值計算出均數和標準差，以表示。對數據進行正態性檢驗，如符合正態分布則采用配對t檢驗；如不符合則采用Wilcoxon 秩和檢驗[1]。P＜0.05 為差異具有統計學意義。

2 結果

2.1 擁擠度和牙弓寬度的數據比較

兩種模型的擁擠度和牙弓寬度測量各數據相近，差異無統計學意義（P＞0.05），見表1。

表1 兩種模型擁擠度和牙弓寬度的比較（，mm）

表1 兩種模型擁擠度和牙弓寬度的比較（，mm）

2.2 尖牙高度和Spee 曲線曲度的比較

兩種模型在尖牙高度和Spee 曲線曲度的測量上，差異也無統計學意義（P＞0.05），見表2。

表2 兩種模型尖牙高度和Spee 曲線曲度的比較（，mm）

表2 兩種模型尖牙高度和Spee 曲線曲度的比較（，mm）

3 討論

模型分析是口腔正畸臨床診斷、制訂治療計劃中的一個重要步驟。數字化印模是一種直接在口腔內部進行光學掃描，實時獲取患者口內軟硬組織形態的新型數字印模方法[2]。數字化口內掃描系統的出現改變了患者口內信息的獲取方式。關于口內掃描的精度研究目前已有較多報道，多數學者認為傳統石膏模型[3，4]與口內掃描及3D打印的數字化模型在精度上沒有太大的差別。本研究通過比較3D 打印數字化模型與傳統石膏模型在常用正畸模型測量指標的線性差異，為后續的研究提供理論基礎。

在醫學應用領域之中，3D 打印技術第一次應用于醫學領域是在20 世紀90 年代，主要是借助3D 打印技術成功獲得了CT 掃描下的顱骨解剖數據模型[5]；現在經過二十多年的發展之后，3D 打印技術不斷應用到各種手術領域之中，比如：骨科、神經外科等，而在口腔醫學領域之中也發揮出其獨特優勢性；目前，3D 打印技術已經廣泛應用到口腔醫學領域之中的正畸科、修復科等科室之中。在3D打印模型的應用中，Koulivand 等[6]通過研究發現，數字化口內掃描制作的修復體在內冠密合性和冠邊緣密合性上均優于傳統印模技術。Berrendero 等[7]發現，除了邊緣適合性之外，數字化口掃制作的修復體在鄰接點上亦優于傳統印模技術。國內學者有研究表明口內掃描的數字化印模技術制作磨牙全冠相對于傳統硅橡膠印模技術更舒適，取模及后期戴牙時間更短，內冠及邊緣密合性更好[8]。在正畸領域，目前大多的研究是分析數字化模型與傳統石膏模型的精確性比較[4,9]，但由于測量方法的不同，大多的研究中很難消除兩種測量方法不同造成的測量誤差[10]。本研究由同一測量者通過比較兩種模型的線性差異，來分析兩種模型的精確性。本文研究結果顯示，數字化口內掃描結合3D 打印技術制取3D 模型與常規制取硅橡膠陰模后灌注石膏模型相比，各指標無差異。

綜上所述，口掃結合3D 打印制作的3D 模型精確性較高。隨著數字化技術和3D 打印技術的發展，數字化口內掃描結合3D 打印技術制取3D 模型可逐漸應用于臨床，為實現口腔診療數字化打下堅實的基礎[11，12]。