種植導航技術在上前牙單牙種植中的應用

魏洪波 周銘浩 姜慧娟 趙利靈 李德華

上前牙區由于其特殊的位置以及解剖結構，為了達到種植修復時與患者口腔頜面部結構的的美觀協調，對種植體的位置與軸向精度提出嚴格要求。種植體的精準植入是前牙區種植修復獲得良好美學效果的關鍵之一。而上前牙缺失后菲薄的唇側骨板會發生生理性吸收，容易形成明顯的唇側凹陷造成骨寬度不足，在種植體植入時容易發生唇腭向位置偏差，最終影響修復的美學效果[1-2]。數字化技術的應用為提升上前牙種植精度提供了幫助。使用這些數字化設備和工具，種植醫生可以精準地將種植體植入患者口內，縮短治療時間，并提升患者治療舒適度。

數字化種植導板是臨床使用多年的一種提升種植精度的方法，其根據術前計算機輔助設計方案中種植體的位置，生成手術導板數據，再通過計算機輔助方法進行加工制作，獲得手術導板；通過導板中的金屬引導管引導鉆孔，從而引導種植體精確植入。雖然種植導板技術在臨床上廣泛應用，且相比于自由手種植，種植體植入精度明顯提高[3]，但種植導板技術也有一些局限和不足，如對患者開口度要求高、術中方案無法修改、影響手術視野、干擾術者對解剖結構的判斷等。

動態種植導航技術以醫學影像數據為基礎，通過設計軟件建立虛擬手術環境，術前制定手術計劃；術中通過注冊操作，統一圖像數據與患者的實際體位、空間中手術器械的實時位置；借助光學定位儀跟蹤，實時采集并顯示手術路徑，從而實現對手術全過程的實時導航。與種植導板技術相比，種植導航技術具有較多的技術優勢[4-5]： (1)術前CT拍攝、方案設計可于手術前數小時內完成； (2)術中可以實時觀察種植體與規劃位置的三維偏差，對植入位置、深度、角度進行實時調整，從而提高植體精度； (3)允許術中對手術計劃進行調整。

本文介紹了種植導航技術的特點與優勢，通過一例缺牙間隙、骨寬度小的病例來展示導航技術在上前牙美學區單牙缺失患者中的應用，并對6例使用種植導航技術進行上前牙單牙種植手術患者的植入精度進行統計分析，以期對種植導航技術在前牙美學區的應用提供借鑒。

1 種植導航技術的特點與優勢

動態種植導航技術數字化集成度、操作智能化程度較高，有著先進的主動式動態紅外光圖像示蹤技術和簡化配準裝置，可以在克服種植導板一些缺陷的基礎上，保證實時導航和植入精度。其通過圖像顯示與手術路徑引導延伸了醫生有限的視覺范圍，可有效縮短手術時間，提高手術精度，從而減少并發癥地發生，幫助醫生高質量地完成手術[6]。

1.1 種植導航技術具有較高的植入精度

種植導板技術植入的精確度受到手術導板的設計和生產過程的影響。手術導板設計不當或制作過程出現了任何精準度的偏差就有可能導致最終種植的誤差[7]。與導板相比，動態種植導航可以根據患者術前的CBCT等影像數據及缺牙區理想修復體的形態、位置，預先設計好種植體植入的三維位置，術中在將影像數據和手術床上患者解剖結構準確對應，手術時跟蹤種植手機機頭和種植體，并將其位置在影像上以虛擬的形式實時更新顯示，電腦不斷提示鉆頭與種植體位置的匹配關系，方向與位置出現差錯時報警提醒醫生，最終引導種植體植入到術前設計的三維位置上[8]。

應用該技術可清晰直觀地看見鉆頭攻入骨內的三維過程，有效的規避重要的解剖結構，不僅減少了術中并發癥的發生，也能將種植體植入更理想更精確的位置[9-11]。同時，導航技術不需要制作導板，避免了制作過程帶來的誤差。一項臨床對照實驗結果顯示在60例患者中，靜態導板種植體平臺和根尖的平均偏差分別為(0.97±0.44) mm、 (1.28±0.46) mm，動態導航為(1.05±0.44) mm、 (1.29±0.50) mm，靜態導板、動態導航組傾斜角偏差分別為(2.84±1.71)°、 (3.06±1.37)°，結果表明兩者精度接近，均能滿足臨床對種植體植入的精度要求[12]。趙婭琴等人進行的隨機對照實驗結果顯示動態導航組種植體尖部、深度和角度的偏差均小于靜態導板組的偏差[13]。因此，種植導航技術與導板的精度誤差優劣比較尚無定論，但種植導航技術能具有較高的植入精度得到眾多研究的證實。

1.2 種植導航技術流程相對簡單

導航技術術前僅需掃描一次CBCT，可以實現在獲取患者CT影像和完成術前計劃后即可利用動態導航引導進行手術，這樣患者可以在數小時內完成術前診斷和手術設計，克服了種植手術導板制作加工運輸時間長的問題。

1.3 種植導航手術方案調整靈活

當術中發現患者情況與術前估計不一致、術前的設計需要進行修正時，導航系統可以隨時對手術方案進行更改，即可實時根據修改后的計劃進行手術引導；而靜態導板一旦術中需要更改種植計劃或著存在較大誤差等情況，導板將無法使用必須重新設計制作。

2 種植導航技術在上前牙缺牙間隙、骨寬度小病例種植的應用

上前牙美學區種植是種植手術中難度較高的手術，對種植體的植入精度提出了很高的要求。動態種植導航技術可以讓術者在術中實時監控植體植入的位置、角度、深度，并調整至術前規劃位置，最終精準植入種植體。下面將以一例上前牙缺牙間隙、骨寬度較小的病例對種植動態導航技術的應用流程作具體闡述。

2.1 患者基本情況與影像學檢查

患者女性， 35 歲， 12牙缺失十余年，缺牙間隙約4.5 mm，缺牙區鄰牙頸部近遠中骨的距離約5.5 mm；骨寬度約4.6 mm，倒凹處骨寬度約3.5 mm(圖 1)。患者口腔衛生良好，咬合正常。

圖 1 患者術前口內像與CBCT影像

對于這樣一位缺牙間隙較小、骨寬度不足的患者，精準的植入非常重要，一方面為了滿足后期修復的需要，另外一方面如果植入角度出現偏差會有損傷鄰牙、種植體穿出等風險；同時我們還需要充分利用已有骨質，保證種植的初期穩定性，并盡量減少植骨。因此我們需要設計一個安全的植入方案，并且減少影響種植精準性的因素。

首先，我們選擇患者合適的帶有高密度標記點的配準裝置，使用硅橡膠固定于患者口內，拍攝CBCT圖像，獲得患者的影像學數據。

2.2 術前手術方案設計

將拍攝的CBCT數據導入術前手術設計軟件，使用設計軟件進行以修復為導向的種植手術方案設計。在設計軟件中我們虛擬出合適的修復體，調整出合適的大小和位置，然后根據修復體的位置規劃最佳的植體植入的路徑、角度、位置(圖 2)，并選擇種植體尺寸(3.3 mm×12 mm錐柱狀種植體)，同時規劃安全距離并充分利用現有骨質。

圖 2 使用導航系統軟件進行術前方案設計

2.3 標定及配準

連接與導航設備相匹配的種植機頭及參考板連接線，將動態導航儀的紅外接收器置于患者前上方。根據軟件引導標定參考板，調整參考板和紅外接收器的位置，并用流動自凝樹脂將其固定與術區同頜對側健康牙上，使種植機頭、參考板、紅外接收器三者形成無阻擋的直線通路(圖 3)。

圖 3 術前標定及配準

將配準裝置安裝回患者口內，通過其表面的高密度標記點進行患者口腔與CBCT圖像的快速配準，配準完成后患者口內實時位置即可與系統中的三維圖像結合，術者可通過顯示器觀察到種植鉆頭在口內的實時位置變化。手術前可將鉆頭放置于鄰牙特殊解剖位置觀察導航顯示與口內實際情況是否一致，一旦發現誤差可及時進行調整。

2.4 手術過程

導航設備配準、標定完畢后，切開翻瓣，在軟件中進入實時導航模式，在動態導航引導下按照術前設計方案實施種植體植入手術(圖 4～5)。

圖 4 種植手術過程

圖 5 種植導航系統在術中的引導界面

種植體植入后可見與術前設計符合，倒凹處剩余骨菲薄，進行引導骨組織再生術，唇側植骨，覆蓋雙層膠原膜，減張縫合，壓迫止血。

2.5 術后評價

拍攝CBCT，將影像數據導入種植動態導航精度驗證軟件，計算植體植入位置與術前方案位置的偏差，結果顯示： 種植體植入點、末端點和角度偏差分別是0.610 mm、 0.912 mm、 3.405°，末端點深度誤差為0.063 mm，該例患者種植體位置偏差數值均小于種植安全范圍，角度偏差滿足前牙區種植美學修復要求。術中實際觀察與影像學顯示，跟術前設計一樣，種植體唇舌側均有牙槽骨存在，初期穩定性良好，在保證理想植入位置的同時充分利用了已有的牙槽骨(圖 6)。

圖 6 患者術后CBCT影像

3 種植導航在前牙單牙缺失種植的精度分析

本課題組對近期6 例上前牙(3-3)單牙缺失患者用同樣方法進行動態導航引導下的種植手術，并分別生成精度驗證報告。

結果顯示： 這6 例患者植入點偏差值為(0.872±0.22) mm(0.652～1.092 mm)；末端點的偏差值為(0.929±0.384) mm(0.545～1.313 mm); 末端點深度誤差為(0.192±0.329) mm(-0.137～0.521 mm)；角度偏差值為(3.361°±1.149°)(2.212°～4.51°)(表 1)。

本課題組使用的動態導航系統采用的是主動式紅外光學實時追蹤定位原理，實時導航延遲少，在動態導航引導下的植入點誤差平均值為0.827 mm，植入角度誤差平均值為3.361°，種植體植入位置較為理想，并避免了破壞重要解剖結構等并發癥的發生。但由于本次研究設計病例數較少，尚不能得出動態導航在精確度上優于導板的確定性結論。Block等[14]認為使用動態導航技術能夠顯著提高種植體植入角度的精準度，他對涉及714 顆種植體的478 名患者的前瞻性數據進行評估，結果顯示全程動態導航的平均角度偏差為2.97°± 2.09°，半程動態導航的平均角度誤差為3.43°±2.33°，自由手種植為6.50 ± 4.21°，因此在需要更精準種植體角度控制的手術中，動態導航技術具有優勢。

動態實時導航的誤差主要來源于影像數據的獲取與三維重建、導航系統軟件及設備、定位配準過程以及與手術醫師相關的誤差[5,15]。其中最重要的因素是定位配準過程，為減少該過程帶來的誤差，術前要進行牙尖比對，發現誤差應及時調整，確保口內位置與三維圖像精確匹配再實施手術。術中務必確保將種植機頭、參考板、紅外接收器調節到合適位置及角度，形成無阻擋直線通路，同時要保證參考板位置穩定無偏移[15]。