ICam4D攝影測量技術在無牙頜種植固定修復中的應用1例并文獻回顧

付馨靚，王 浩，甘雪琦

Stomatology,2022,42(1):72-78

牙列缺失會導致面部外形改變，影響患者的美觀、發音、咀嚼功能和社交活動。隨著人口老齡化趨勢的日益增加，越來越多的無牙頜患者需要進行咬合功能的重建修復[1]。種植支持式全口固定義齒是唯一能為無牙頜患者提供的固定修復方式，具有良好的固位和穩定性能、接近于天然牙的咀嚼效能，可有效恢復患者的美觀和咀嚼功能。

對于無牙頜種植修復的印模制取，傳統方法使用硅橡膠印模材料制取印模，然后根據印模記錄種植體的位置并鑄造修復體，需花費大量椅旁時間且患者就診次數較多。近年來，數字化口內掃描技術已可廣泛代替傳統印模制取，其可靠性已在涉及多顆種植體的牙列缺損修復中得到證明。然而，當口內掃描用于大跨度無牙區或全牙弓的修復時，其準確性較差。攝影測量法是一種直接、可靠地記錄口內種植體位置的新方法，只需在口外掃描即可獲得準確的種植體三維空間位置，目前已用于種植支持式固定義齒修復，并逐漸開始應用于種植支持式全口固定義齒的修復。本文結合1例病例探討ICam4D攝影測量系統在無牙頜種植固定修復中的臨床應用及相關研究進展。

1 資料與方法

1.1 病例資料

患者，男，70歲。上頜后牙6個多月前因松動拔除。于2020年7月14日就診于四川大學華西口腔醫院修復科，要求修復。既往體健，否認藥物過敏，無種植相關禁忌證。

專科檢查：13～18牙、23～28牙缺失，上頜缺牙區牙槽嵴低平，附著齦喪失，前庭溝較淺。前牙深覆牙合，12～22牙牙齦退縮2～3 mm，松動度Ⅱ～Ⅲ度(圖1A～B)。下頜牙列無缺失及松動牙。全口衛生不良，色素(+)，牙結石Ⅰ度，下頜牙齦退縮2 mm。雙側面部基本對稱，低位笑線，面下1/3高度無明顯降低。開口度、開口型未見異常。雙側顳下頜關節無明顯彈響、雜音及疼痛。咀嚼肌群觸診無明顯疼痛。

影像學檢查(CBCT)示：12～22牙牙槽骨水平吸收至根中1/3至根尖1/3。上頜余牙缺失，缺牙區牙槽骨重度吸收，上頜雙側磨牙區牙槽骨最低高度小于2 mm(圖1C～D)。

A：正中咬合照；B：上頜牙合面照；C、D：CBCT顯示上頜后牙區骨量不足

診斷：①牙列缺損；②12～22牙慢性牙周炎。

1.2 治療計劃

牙周基礎治療；數字化設計上頜種植支持式全口固定義齒修復方案；數字化導板引導下行上頜微創拔牙、即刻種植，后行即刻固定修復；術后6個月行永久修復。

1.3 治療過程

1.3.1 術前準備 拍攝口內及面部照片，制作上頜牙合堤，確定患者的頜位關系，而后在牙合堤輔助下，于正中頜位關系下行CBCT掃描并導出 DICOM數據，使用3Shape口內掃描儀獲得口內數字化信息，利用3Shape Implant Studio?軟件，將CBCT及口內掃描數據進行配準，遵循以修復為導向的原則進行數字化預排牙，確定植入位點和種植體規格，擬于11牙位植入Straumann BLT 4.1 mm×10 mm植體，22牙位植入Straumann BL 4.1 mm×10 mm植體，15、25牙位植入Straumann BL 4.1 mm×12 mm植體；根據口內掃描的軟組織信息獲得穿齦高度數據，選擇4 mm，17°復合基臺(11、22牙位)和2.5 mm，30°復合基臺(15、25牙位)[2]，由于唇側牙槽骨方向的限制，11牙位螺絲通道開孔位于唇側，22、15、25牙位螺絲通道開孔位于腭側或牙合面(圖2A～D)；同時設計制作種植導板(圖2E、F)。

A～D：種植方案設計(擬于11牙位植入Straumann BLT 4.1 mm×10 mm植體，22牙位植入Straumann BL 4.1 mm×10 mm植體，15、25牙位植入Straumann BL 4.1 mm×12 mm植體)；E～F：種植導板設計

1.3.2 即刻種植、即刻修復 上頜種植位點唇(頰)、 腭側阿替卡因局部浸潤麻醉， 就位固位釘導板，預備固位釘通道(圖3A)。取下固位釘導板，不翻瓣微創拔除12～22牙(圖3B)，搔刮拔牙窩內炎癥組織，生理鹽水沖洗。就位種植導板，定位針固定(圖3C)，使用與導板匹配的種植器械逐級預備種植窩(圖3D)。取下種植導板，翻瓣，修整牙槽嵴(圖3E)，而后按設計方案分別于11、15、22、25位置植入Straumann種植體(圖3F)，植入扭矩25 N·cm，手用扳手加力，初期穩定性良好(扭矩>35 N·cm)、達到即刻修復要求。由于術后即刻軟組織部分腫脹且形態較差，若采用ICam4D，掃描精度和后期配準會受到影響，故未采用數字化即刻修復而使用傳統方式制作臨時修復體。旋入預選的復合基臺，戴入術后椅旁制作的臨時修復體(圖3G、H)。

A：就位固位釘導板；B：微創拔除患牙；C～D：導板輔助下預備種植窩；E：翻瓣，牙槽嵴修整；F：植入種植體；G：術后即刻制作臨時修復體；H：臨時修復體戴入口內

1.3.3 最終修復 患者6個月后復診行CBCT檢查示種植體骨結合良好，使用ICam4D攝影測量系統制取數字化印模：①牙齦數字化：取出愈合基臺，立即將ICamRefs(圖4A)安裝到植體上，ICamRefs的戴入可維持原軟組織形態，然后使用口內掃描儀掃描，生成牙齦的STL數據(圖4B、C)。②種植體位置測量：取下ICamRefs，安裝專用掃描體ICamBodies，將口外掃描儀緩慢地從患者一側移動到另一側進行攝影取像，1 min內即獲得種植體的位置和方向數據“ICamPosition”(圖4D～F)。③匹配種植體位置數據和口內掃描數據：在ICam4D的專用圖像掃描軟件IScan3D Dental中將ICamPosition位置數據導入到使用ICamRefs的牙齦坐標系統內，迅速完成匹配。整個數字化印模過程可在5～10 min內完成。匹配后的種植體位置和牙齦數據導入數字化設計軟件后，結合前期的頜位關系記錄，于數字化牙合架(Exocad，exocad GmbH，德國)上設計上部一體式支架和蠟型(圖5A～D)，并參考臨時修復體的牙合面形態和咬合關系，進行正中咬合和功能運動的調整。All-on-4固定修復體的咬合設計，除遵循一般義齒修復的原則外，還需避免早接觸；避免牙合干擾；后牙減徑，降低牙尖斜度，加深咬合窩；前牙淺覆牙合、淺覆蓋；義齒排列的弓形與患者頜弓的形狀及種植基牙的位置相協調[3]。數字化切削制備橋架及蠟冠并在患者口內試戴(圖5E、F)，檢測被動就位密合且咬合功能良好，完成最終橋架上瓷及氧化鋯全瓷單冠的制作(圖6A、B)。最終修復體與數字化排牙設計對比顯示(圖6E、F)，復合基臺螺絲通道穿出位點及修復效果基本符合預期。

A：ICamRefs口內掃描帽；B、C：安裝口內掃描帽并進行口內掃描；D：ICam4D口外掃描儀(立體攝影相機)；E、F：安裝ICambodies口外掃描帽并使用ICam4D立體攝像機進行口外掃描，獲得種植體位置信息

A、B：數字化橋架設計；C、D：數字化蠟冠設計；E、F：口內試戴3D打印制作的橋架和蠟冠

2 結 果

患者完成修復后可見：種植體骨結合良好，牙齦及黏膜顏色、質地健康，修復體形態、色澤良好，咬合關系正常，患者對形態及功能非常滿意(圖6C、D)。修復后4個月復查(圖7A～C)，檢查可見種植區牙齦狀況良好，無潰瘍紅腫。前牙覆牙合、覆蓋正常；牙尖交錯位穩定，左、右側方運動為組牙功能，無側方干擾；前伸運動時上下頜雙側切牙均勻接觸，無前伸干擾。咬合動度儀測定種植穩定性良好。全景片示種植體周圍無暗影，頸部未見明顯骨吸收(圖7D)。

A、B：數字化輔助設計制作的最終修復體；C、D：種植支持式永久固定修復體戴入；E、F：種植手術前后螺絲通道穿出位置比較

A～C：患者微笑照；D：修復后4個月全景片

通過義齒穩定性、美觀度、舒適度、發音及咀嚼功能、維護方便性等方面評估患者對義齒的滿意度[4]，分為非常滿意(4分)、滿意(3分)、一般滿意(2分)、不滿意(1分)。患者對各項評分為穩定性(3分)、美觀度(3分)、舒適度(3分)、發音及咀嚼功能(3分)、維護方便性(2分)，整體滿意。

3 討 論

如何實現無牙頜患者良好的功能重建是口腔修復的一大臨床難題。無牙頜患者的修復方式主要包括傳統全口義齒、種植覆蓋義齒和種植支持式固定義齒。傳統全口義齒固位及穩定性較差，導致舒適度差、咀嚼效率低。種植覆蓋義齒可修復軟硬組織缺損并恢復美觀效果，但仍需反復摘戴且附著體零件易磨損。種植支持式固定義齒修復更接近天然牙，能夠較理想地恢復患者的咀嚼功能，已成為一種安全、有效的無牙頜重建方案[5]。All-on-4種植即刻負重技術目前已廣泛應用于無牙頜功能重建，該技術通過傾斜植入種植體，可避開上頜竇和下牙槽神經管等重要解剖結構，避免植骨和上頜竇提升等，從而減少手術創傷及患者的花費，并可爭取實現即刻功能重建；此外，傾斜種植不僅可以增加種植體骨內長度，提高初期穩定性，還可有效縮短修復體遠中懸臂長度，防止應力分布過度集中，提高遠期成功率[6-7]。目前已有較多國內外研究結果表明，通過4顆種植體支持(2顆種植體軸向植入前牙區，另2顆種植體斜行植入后牙區)完成對上頜骨無牙頜的固定修復的All-on-4技術具有較高的種植體存留率[8-10]。上頜All-on-4種植即刻修復應盡可能減少懸臂長度，在臨時修復體設計時，應減少懸臂頰舌徑和近遠中徑，以減少修復體咬合接觸面積，有效減少應力分布；降低牙尖斜度，在側向咬合運動時應盡量無咬合接觸，以減少側向力矩，避免種植體過度負荷造成的種植體周圍骨吸收[10]。

攝影測量技術從攝影圖像中記錄三維物體的幾何特性及其相關的空間位置，特點是可在不接觸下精確測量物體外形和距離[11]。攝影測量技術可以用于一系列科學領域和技術，它主要應用于地形學，也有許多醫學領域的應用，如用于脊柱側彎的評估[12]，還有口腔醫學中監測頜面部生長發育及異常[13]、數字化正畸設計[14]、頜面部贗復體的數字化印模制取[15]等。在口腔種植領域，攝影測量技術主要用于種植體位置的測量，還可用于體外評估其他種植印模方法的可靠性[11]。該技術最重要的特點是測量精度高，這為提高種植支持口腔修復的準確性提供了保障。據報道，該技術可以將患者口內的種植體位置虛擬地轉移到計算機輔助設計軟件程序中，并用于制作種植體支持的修復體[16-17]。

ICam4D作為一個已商業化的攝影測量系統，目前已應用于口腔種植臨床實踐[14]。ICam4D是一個手持式“攝像單元”，由4個高清攝像鏡頭和1個投影鏡頭組成，結合攝影測量和結構光掃描技術來捕捉三維數據。專用掃描體(ICambodies)擁有抗變形、耐磨的金屬接口，其外表面目標點擁有微米級的尺寸精度。攝影單元的1個投影鏡頭提供必要的光源，4個高清鏡頭交叉捕捉掃描(ICamBody)上的目標點，通過后臺系統的計算可在1 min內測量計算出種植體的位置和方向數據“ICamPosition” (X，Y坐標及Z軸方向)。使用口內掃描儀掃描帶有ICamRefs的牙齦，然后在ICam4D的軟件IScan Dental中將ICamPosition位置數據導入到使用ICamRefs的牙齦坐標系統內，即可迅速完成匹配，進而進行種植上部修復體的計算機輔助設計和加工(computer aided design/computer aided manufacturing， CAD/CAM)。攝影測量技術避免了伴隨傳統印模法的諸多不便。不需要印模桿、種植體替代體、托盤和印模材料；口外掃描允許患者完全自由活動；血液、唾液或其他有機或無機殘留物的存在不影響測量精度；避免使用印模材料可能帶來的惡心不適；可以減少由于印模材料尺寸變化而產生的誤差；大幅縮短椅旁時間，減少患者就診次數[11，16]。借助于掃描獲得的數字化信息，技師可通過CAD/CAM迅速完成修復體的設計和制作，且無需制作包含人工牙齦和種植體替代體在內的種植模型，可減少加工過程中產生的誤差[17]。

口內掃描法與攝影測量法有一些共同的優點，如相較于傳統印模法更舒適、快捷等[18]。口內掃描法的技術原理是用三維成像法采集物體表面單個位置的三維數據點云，在口內相機移動過程中，不斷將不同位置采集的三維數據疊加，最后形成完整的三維數據模型。但理論上這些點云的連續疊加可能會導致錯誤的累積，因此精度隨著所分析的種植體數量或掃描跨度的增加而逐漸降低[19-20]。與口內掃描儀不同的是，攝影測量法可以生成種植體相對于其他種植體的精確位置的方向向量。這些信息使其無需疊加即可計算種植體的位置，可能獲得更好的精度和修復體密合度。盡管攝影測量技術已被作為替代傳統印模的數字化印模方法，但在口腔種植領域應用的相關研究進展較少。目前已有少量應用攝影測量技術的病例報告，包括無牙頜種植修復[21-22]及種植體支持的局部固定義齒修復[23]，但主要應用的是同類型的PIC攝影測量系統(PIC Dental，西班牙)。國內僅有1篇應用ICam4D攝影測量系統進行無牙頜All-on-4種植修復的病例報告[24]。PIC攝影測量系統與ICam4D攝影測量系統類似，包括口外立體攝像機PIC Camera，專用掃描體PIC Abutment和專用軟件PIC Cam Soft v1.1，但沒有用于軟組織掃描的專用掃描體，需使用愈合基臺。PIC Camera每秒拍攝64張照片，基于旗形掃描體PIC Abutment上的目標點，生成種植體的空間位置數據PIC file，誤差小于10 μm[25]。PIC系統與ICam4D攝影測量系統均不能直接復制軟組織數據，需結合口內掃描技術獲取種植體周軟組織信息，并與種植體位置數據相匹配。體外研究表明攝影測量法進行數字化印模適用于4顆及以上大跨度缺牙間隙或無牙頜的種植修復，與傳統印模法相比整體精度接近[26]，且嘴唇牽開距離和開口度對測量精度無明顯影響[27]。然而目前關于ICam4D攝影測量系統與傳統印模法和口內掃描法的精度比較，仍需進一步的臨床和體外研究。此外，ICam4D的專用掃描體ICambodies目前只適用于以下種植體系統：Nobel Implant System、Straumann/Synocta、Megagen、Adin、Alpha Bio、MIS SP Platform、Zimmer/Tapered Screw Vent、Biomet 3i/CERTAIN、Thommen Medical/SPI、ICX/Cortex。因此，該攝影測量系統的臨床應用具有一定局限性。ICam4D與面部掃描、電子面弓等技術的聯合應用，也可作為未來的臨床應用及研究方向。

4 結 論

ICam4D攝影測量技術將復雜而耗時的種植工作流程充分優化，實現了簡單、高效、舒適地恢復患者的美觀、發音和咀嚼功能，具有一定的臨床應用價值。本病例創新性地使用ICam4D攝影測量技術進行數字化取模，獲得了較好的修復體精度和功能。但對于該攝影測量系統的精度及臨床評價，尚缺乏大樣本、長期的觀察研究。與傳統印模法、口內掃描技術相比，攝影測量技術更適用于多顆牙連續缺失及無牙頜的種植修復，在臨床實踐中需結合實際情況選擇適宜的方法以獲得種植體的空間位置信息，必要時可結合多種印模方法，以達到最佳的修復效果。