數(shù)字化模型掃描技術(shù)在口腔正畸模型測量中的效果觀察*

徐春華

1 江蘇省鎮(zhèn)江市口腔醫(yī)院專家會診中心 212000； 2 南通大學(xué)教學(xué)實(shí)踐基地

口腔正畸是指配合相應(yīng)措施來完成對口腔骨骼、肌肉等調(diào)整處理[1]。在口腔正畸治療期間，確定治療方案后，醫(yī)生會結(jié)合患者情況進(jìn)行口腔正畸模型獲取，以往在模型制作中主要采用傳統(tǒng)的印模技術(shù)，其能夠準(zhǔn)確獲取口腔缺損部位情況，同時取材方便，操作簡單[2]。但隨著該項(xiàng)技術(shù)的持續(xù)推廣，不少研究者均表示手工模型制作方法非常容易在制取期間出現(xiàn)脫模情況，對操作者有著非常高的要求，同時其測量準(zhǔn)確性也很難得到保證，尤其是針對相對較為特殊的部位，精準(zhǔn)度嚴(yán)重下滑，這就可能造成密合度下降，進(jìn)而導(dǎo)致修復(fù)不到位、遠(yuǎn)期療效不顯著等問題[3-4]。

近年來，隨著醫(yī)學(xué)數(shù)字化技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，口內(nèi)數(shù)字化掃描技術(shù)也日益成熟，其能夠通過口腔內(nèi)掃描完成對數(shù)字化模型的制作，不僅制取更加方便快捷，操作流程更為簡化，同時還能夠有效避免傳統(tǒng)印模因程序煩瑣而引起的誤差疊加積累和模型傳遞中出現(xiàn)的病原微生物傳播等問題，特別是在新冠疫情階段，該項(xiàng)技術(shù)更是發(fā)揮了極大的優(yōu)勢[5]。自“智慧醫(yī)療”概念提出以來，相關(guān)政策逐步推行，數(shù)字化模型掃描技術(shù)勢必將成為未來的主流。尤其是口腔正畸領(lǐng)域中的應(yīng)用，可以有效帶動技術(shù)能力發(fā)展，借助數(shù)字化技術(shù)、數(shù)學(xué)建模、三維數(shù)據(jù)采集、計(jì)算機(jī)輔助、CAD/CAM設(shè)計(jì)、手機(jī)導(dǎo)航、材料技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)融合，將使得口腔正畸技術(shù)得到全面發(fā)展，使微創(chuàng)、精確、高效和智能化成為未來的主流[6-7]。

為進(jìn)一步了解數(shù)字化模型掃描技術(shù)在口腔正畸模型測量應(yīng)用中的臨床實(shí)踐效果，本研究結(jié)合我院接診的口腔正畸治療患者為研究對象，基于傳統(tǒng)印模技術(shù)參照下，對數(shù)字化模型掃描技術(shù)在模型測量中的真實(shí)性進(jìn)行評價，具體情況報(bào)道如下。

1 對象和方法

1.2 方法

1.2.1 術(shù)前準(zhǔn)備：預(yù)備牙體，對患者的牙齒缺損程度、形態(tài)結(jié)果以及上下頜咬合關(guān)系進(jìn)行檢查，結(jié)合檢查結(jié)果確定硅橡膠預(yù)備量，通常情況下在1～1.5mm之間。

1.2.2 制取印模：(1)數(shù)字化印模制取：由同一位操作人員通過口內(nèi)掃描儀器進(jìn)行模型制作。運(yùn)用薄的凡士林紗布對頜骨缺損區(qū)基底鼻咽部面膜進(jìn)行充分覆蓋保護(hù)；配合棉卷與吸唾器能夠盡快吸取口腔部黏膜以及牙齒上方的唾液，并采用醫(yī)用組織膠水對患者缺損區(qū)域以及兩端殘留相對平整的腭部黏膜區(qū)域粘貼定制氧化鋯瓷塊，每例粘貼3塊，將牙列瓷塊、近缺損或者皮瓣區(qū)域的瓷塊、后牙端瓷塊分別設(shè)定為A、B、C。掃描均從上頜骨缺損部位的對側(cè)到最后緣牙齒咬合面開始，隨后以“之”字形對牙列的頰腭側(cè)實(shí)施非常緩慢的掃描。將數(shù)據(jù)信息導(dǎo)入到軟件中，通過對形態(tài)結(jié)果進(jìn)行修建處理后，保存數(shù)字模型。所有數(shù)字化印模制備均由同一位醫(yī)師負(fù)責(zé)完成相關(guān)操作。(2)常規(guī)印模制取：完成數(shù)字印模采集之后，采用光固化模型材料安排患者完成一個乙烯基聚硅氧烷加聚型彈性印模輕體材料與個性化印模托盤完成常規(guī)模型制取。所有常規(guī)印模均由同一名醫(yī)師在相同條件下按照說明書的操作要求完成操作，對制取的印模進(jìn)行認(rèn)真檢查，確定硅橡膠陰模與瓷塊能夠緊密結(jié)合。若觀察發(fā)現(xiàn)瓷塊在取模期間表現(xiàn)出脫落、松動或者異位等情況，那么該病例不納入本研究。所有印模均在室溫條件下保存8h，隨后取出印模中的瓷塊，經(jīng)由同一名操作者完成超硬石膏模型灌注處理。采用高分辨率模型掃描儀來實(shí)現(xiàn)對石膏模型數(shù)據(jù)的獲取。

1.3 口內(nèi)測量與模型測量 (1)臨床牙冠寬度(TW)：該寬度主要是指在牙齒排列正確的情況下所能夠解除的解剖學(xué)上的距離，本次以牙冠最大近遠(yuǎn)中寬度作為判斷標(biāo)準(zhǔn)。(2)臨床牙冠高度(TH)：切牙選取相對應(yīng)的切緣中點(diǎn)位置，其能夠與唇側(cè)弧形牙齦邊緣最偏根方的點(diǎn)，具體是指齦緣頂點(diǎn)的距離；磨牙所選取的中頰尖頂點(diǎn)與齦緣頂點(diǎn)之間的距離；前磨牙與尖牙能夠選取頰尖頂點(diǎn)與齦緣頂點(diǎn)之間的距離。(3)牙弓寬度(TD)：包括上頜與下頜的牙弓終端的寬度、牙弓前段的寬度、牙弓后段寬度。(4)牙列表面形態(tài)3D偏差(D-RMS)：主要是將兩種不同的制模方式獲取的信息導(dǎo)入到逆向工程軟件中，沿著齦緣實(shí)施剪裁處理，即可將存在誤差軟組織部分去除，保留牙列。最后通過“最佳擬合對齊”-“3D比較”，即可獲得兩種不同模型牙列的RMS值。

2 結(jié)果

2.1 兩種方法TW、TH準(zhǔn)確度對比 兩種方法TW、TH準(zhǔn)確度測試結(jié)果比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見表1。

表1 兩種方法TW、TH準(zhǔn)確度對比

2.2 兩種方法TD準(zhǔn)確度比較 兩種方法TD測量結(jié)果比較，在上頜與下頜牙弓中段的寬度、牙弓前段的寬度、牙弓后段寬度方面，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表2。

表2 兩種方法TD準(zhǔn)確度比較

2.3 兩種方法D-RMS比較 兩種方法的上頜與下頜D-RMS均值均在0.2mm范圍內(nèi)，見表3。

表3 兩種方法D-RMS比較(mm)

3 討論

伴隨現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字化模型掃描技術(shù)成為一種重要的支持技術(shù)，其在口腔正畸中的應(yīng)用愈發(fā)廣泛，并且在部分適用中取得了顯著的效果[8]。在口腔正畸過程中，模型往往發(fā)揮著關(guān)鍵的作用，屬于口腔正畸的基礎(chǔ)性資料，也是實(shí)施診斷分析的根本依據(jù)[9]。目前，在大部分口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，通常以石膏模型作為金標(biāo)準(zhǔn)，但同時也注意到石膏模型往往存在著諸多的劣勢，包括難儲存、易損壞等。而隨著現(xiàn)代技術(shù)的逐步應(yīng)用，數(shù)字化技術(shù)逐步開始展現(xiàn)巨大優(yōu)勢，其在口腔領(lǐng)域中的應(yīng)用也日漸增多，如數(shù)字化模型掃描技術(shù)在口腔正畸模型測量中的應(yīng)用，能夠大幅改善傳統(tǒng)石膏在上述方面的問題，使模型的測量更加精準(zhǔn)、便利、高效，且可重復(fù)[10]。

根據(jù)本研究結(jié)果來看，數(shù)字模型與傳統(tǒng)模型的TH、TW準(zhǔn)確度對比差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，即表明兩項(xiàng)技術(shù)具有較高一致性，同時也表示兩種方法所獲得的測量結(jié)果與口內(nèi)真實(shí)數(shù)據(jù)信息非常接近，口內(nèi)掃描的準(zhǔn)確度尚可，誤差在0.1mm以內(nèi)。在實(shí)際測定期間，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)印模組在右下頜第二磨牙中準(zhǔn)確度受到的影響最大，而數(shù)字模型則在右上頜第二前磨牙上表現(xiàn)出準(zhǔn)確度較低的特征[11]。但根據(jù)Hirogaki所提出的誤差標(biāo)準(zhǔn)范圍，若誤差能夠控制在0.3mm范圍內(nèi)，即可適用于臨床[12]。而結(jié)合本次結(jié)果來看，兩種方法在進(jìn)行測量時，其所獲得的數(shù)據(jù)信息均處于可接受范圍內(nèi)，具有較高臨床應(yīng)用價值。

同時對比兩種方法TD上頜牙與下頜牙的測量結(jié)果來看，在上頜與下頜牙弓中段的寬度、牙弓前段的寬度、牙弓后段寬度方面，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。即表明無論是在上頜還是下頜，兩種方法針對牙弓均有較好的準(zhǔn)確度。但也有研究者表示[13]，數(shù)字化模型掃描技術(shù)在實(shí)際運(yùn)作期間，主要是基于激光共聚焦的基本原理，其主要依靠激光光束來實(shí)現(xiàn)對圖像的“拼接”處理，這就使得他們在合并期間必然會產(chǎn)生相應(yīng)的誤差。同時還有報(bào)道表示[14]，只掃描1/4的牙列和進(jìn)行全牙列掃描時，所取得的準(zhǔn)確度有明顯差異，其中全牙相對準(zhǔn)確度更低，其認(rèn)為圖像拼接和數(shù)據(jù)采集可能會對圖像的準(zhǔn)確度帶來一定的影響。本研究在進(jìn)行掃描期間，主要按照說明書的相關(guān)要求來實(shí)現(xiàn)連續(xù)性的掃描，掃描范圍從右側(cè)起到左側(cè)止，結(jié)果并未出現(xiàn)較大的差異性。一方面可能與本研究樣本量較少有關(guān)，另一方面也可能與本次樣本納入群體有關(guān)。有研究者表示[15]，相較于傳統(tǒng)模型，針對牙弓長度在10個牙數(shù)以內(nèi)的情況，采取數(shù)字模型能夠取得較好的準(zhǔn)確度；但若牙弓長度在10個以上，那么數(shù)字模型的偏差較為突出。為此，本研究認(rèn)為數(shù)字掃描的準(zhǔn)確度實(shí)際上能夠滿足現(xiàn)階段的臨床準(zhǔn)確度要求，但在實(shí)際應(yīng)用期間，必須盡可能地做好數(shù)據(jù)信息的仔細(xì)獲取，防止因反復(fù)重建而導(dǎo)致的誤差問題。

本研究基于口內(nèi)直接數(shù)據(jù)作為參考，根據(jù)結(jié)果來看，數(shù)字模型、傳統(tǒng)模型的上頜與下頜D-RMS均值分別為(0.17±0.05)mm、(0.14±0.03)mm，即表明兩者的準(zhǔn)確度誤差均在0.2mm以內(nèi)，掃描結(jié)果處于可以接受的范圍內(nèi)。有學(xué)者[16]提出線性測量差異<0.5mm范圍均屬于臨床允許范圍。另有報(bào)道認(rèn)為[17]，采取數(shù)字化模型的測量方法，其誤差值<1.0 mm時，同樣可認(rèn)為其定點(diǎn)屬于“精確”范疇。本研究通過口外激光掃描對相關(guān)模型參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取，能夠更好地還原口腔內(nèi)模型的真實(shí)情況，從而取得較為科學(xué)的結(jié)果。有報(bào)道表示[18]，利用數(shù)字化模型測量時，針對擁擠問題較為嚴(yán)重的區(qū)域，尤其是前磨牙區(qū)應(yīng)以更多的點(diǎn)線定位，以避免在模型測量中產(chǎn)生差異問題。同時有學(xué)者研究認(rèn)為[19]，石膏模型在測量中主要是利用觸覺及視覺來實(shí)現(xiàn)三維認(rèn)知，而數(shù)字化模型測量則可以依賴于電腦三維進(jìn)行測量，以豐富測量人員的基本感知，使其將虛擬圖像設(shè)置于視覺上的正確位置。而在重度擁擠模型測量時，石膏模型在上腭高度測量時優(yōu)勢顯著，其能夠以觸感定點(diǎn)接觸，這極大提升了操作的便利性。而采用數(shù)字化模型測量時，則難以利用觸覺進(jìn)行定位，僅能夠依賴于視覺定位，這將在實(shí)際的測量中導(dǎo)致誤差的產(chǎn)生，導(dǎo)致測量操作時無法實(shí)現(xiàn)與視線的平行，造成測量的誤差的概率將有所上升。為此，在實(shí)際應(yīng)用中，必須加重視起對特殊部位的重點(diǎn)掃描，以便更好地提升其準(zhǔn)確度。

綜上所述，伴隨著數(shù)字化模型掃描技術(shù)的應(yīng)用，口腔正畸領(lǐng)域也迎來較大的突破。依托數(shù)字化模型掃描技術(shù)的優(yōu)勢，能夠大幅降低模型測量的難度和效率，根據(jù)研究所獲得的相關(guān)結(jié)果，可以證實(shí)數(shù)字化模型測量能夠滿足臨床需求，其與傳統(tǒng)的石膏模型測量精度基本保持了一致性。并且，數(shù)字化模型測量可具備一定的重復(fù)性，能夠進(jìn)一步改善其實(shí)踐應(yīng)用效果，改變傳統(tǒng)石膏模型中的難以存儲、易于損壞的問題，為口腔正畸提供了更豐富的技術(shù)選項(xiàng)，也將為口腔正畸患者提供更好保障。但通過研究也需要注意，尤其在重度擁擠情況下，采用數(shù)字化模型測量需要更加關(guān)注，以避免與手工測量之間產(chǎn)生較大誤差，幫助數(shù)字化模型測量能夠獲更好效果。總體而言，數(shù)字化模型掃描技術(shù)在口腔正畸中值得應(yīng)用推廣。