1.甘肃省康复中心医院口腔科 730000；2.甘肃省嘉峪关市中医医院口腔科 735100；
摘要：随着现代CT扫描设备的进步与计算机辅助设计和制作（CAD／CAM）技术及计算机辅助导航技术（CAN）的提高，传统种植外科导板制作和应用中的缺陷日渐被人们所认识，CAD、CAM、CAN技术在牙种植应用领域中已日趋发展成熟，并逐步开始运用于临床。该技术可进一步提高种植手术的准确性及成功率、减小手术创伤、降低手术风险成为国内外研究的热点问题。本文就其技术的临床应用意义、影像学进展、设计制作原理及临床精确度偏差分析及临床应用的前景几个重要方面的研究进展做一综述。
关键词：计算机辅助设计；计算机辅助制作；计算机辅助导航技术；口腔；牙种植
Branemark于1965年完成世界上第一例口腔种植手术以来，该手术已成为口腔医学领域中应用最为广泛的手术之一，很多学者认为利用计算机辅助导航技术（CAN）可实现术中实时监控备洞钻针的深度、角度及与重要解剖结构的关系，特别适宜局部解剖条件复杂的牙列缺损、牙列缺失的种植修复病例。基于CT及多种影像学分析并利用CAD／CAM技术及快速成型工程制作技术研究已成为种植外科发展的一个趋势。
1 CAD／CAM外科导板的意义：CAD／CAM外科导板是在术前根据种植体修复设计要求而制作的手术辅助导板，是将术前设计与手术操作连接在一起的桥梁，应用外科导板能将种植设计准确的转化到手术操作中，从而在手术中实现种植体的准确植入。种植外科导板作为最终的信息载体，其作用与意义在于不仅可以事先确定种植体植入的位置、数量和植入时的三维方向，还可调节上部结构，修复所需确定的上下颌骨位置关系与咬合及牙各力分布状况。其将种植手术的设计理念通过术中导板准确与精确定位和引导赋予实现，对种植修复这一复杂工程的安全以及功能与美学效果的获取均有重要的临床意义。
2.计算机辅助导航技术（CAN）应用：随着医学放射影像学及计算机辅助技术的发展，CAN逐步成熟，最初用于神经外科，现在已用于骨科、整形外科、耳鼻咽喉科、口腔颌面外科乃至全身，借助CAN在术中实时监控钻针深度、角度及与重要解剖结构的关系．从而减少了对下牙槽神经、上颌窦、邻牙或其他重要解剖结构的损伤，有效降低下牙槽神经损伤、上颌窦穿孔、骨开裂或骨开窗等手术并发症。
3.CAN应用于种植手术的基本过程：首先，对患者的手术部位及定位模板或用于配准的支架进行CT扫描，并行三维重建，描绘下颌神经管、上颌窦等位置形态。而后，利用CT影像分析对种植部位的骨量、骨密度、形态和重要解剖变异等进行系统评估。种植体的设计需综合考虑最终修复体的设计和种植部位的解剖因素，使用CAN软件设计种植体的数量、位置、角度、深度等。
4．手术过程中的实时导航：应用CAN可实现手术过程中根据影像信实时监控手术器械在患者体内的位置，需使用定位跟踪系统及导航软件。目前最常用光学定位仪，其定位准确性高（<1 mm）且无需与手术区接触，定位跟踪系统通过检测患者的配准点及手术器械的位置感受器，检测患者配准点及手术器械的位置，并将信息传输到中心控制组件。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆导航软件可根据术前CT扫描的结果在计算机的虚拟坐标系中选取标志物影像获得坐标，在术中则通过光学定位仪的探针工具测出实际的标记物在世界坐标系中的坐标，然后采用迭代最近点算法（ICP）进行配准，而后两个坐标系间旋转和平移变换矩阵。目前导航系统有维也纳大学VISIT寻航系统、Denx公司的ICI导航系统、Medtronic公司的SST导航系统。
5.影像学进展：近代CT成像与计算机数字图像处理技术的发展和进步，为进一步发展和建立融图形、图像技术为一体，CT成像与个人电脑朕机以及实施计算机导航技术的新型种植外科治疗、设计和预测手段提供了条件。因此，基于CT及多影像学分析并利用CAD／CAM技术及快速成型工程制造技术研究和开发新型种植外科导板将是种植外科发展的一个趋势。由于上、下颌骨三维的不规则性以及口腔内软组织复杂的生物力学等方面的原因，牙种植体在植入数量、位置、角度、深度等方面的设计成为临床牙科医生的难点。术前病情的正确评估以及治疗计划的合理设计尤为重要。影像学检查成为患者临床资料采集的重要手段。
6、CAN用于种植手术的准确性及影响因素，随着CAN在种植术中的应用逐渐广泛，国内外学者对其准确性进行了一系列实验研究，与传统种植方法相比，使用CAN后种植体的植人位置、三维角度、植入深度的准确性均得到提高（P<0.05）。由于CAN技术无法做到零误差，目前对其准确性的研究提示应用CAN技术实施种植手术，在术前设计种植体位置时，应留有一定的宽容度，以降低手术的风险。影响CAN种植手术准确性的因素很多：定位模板制作、CT图像获取、配准、人为操作等都可影响其精度。（1）配准：将术前治疗计划准确转移到手术部位需要高度准确的点对点配准。配准方式影响其准确性。解剖标志配准法的准确性不能满足种植手术的要求；表面配准法的准确性易受皮肤变化的影响。侵入性的骨标记、非侵人性的定位模板或支架可满足种植手术的准确性要求。（2）定位模板制作：定位模板在患者口内或石膏模型上能否获得机械稳定十分关键，影响着种植手术的准确性。定位模板制作的每一步骤，如印模的制取、制作石膏模型等都要求尽可能精确再现患者口内情况。对于游离缺失的牙列缺损或牙列缺失者使用骨内固位螺丝亦可捉高模板的准确性。（3）获取CT影像：CT扫描厚度越薄、体素越小、图像分辨率越高，测量描绘结构的准确性越高。CT扫描时患者的头部运动或口内的金属修复体都可致图像变形或获取的图像资料无效。（4）.导板的稳定性：由于导板加工制作过程比较繁琐，每一环节出现偏差都有可能导致最终的手术导板在患者口内无法就位或就位不稳定，导板的稳定性直接影响实际植入后的精确度。（5）.快速成型技术：快速成型技术是由CAD系统对准备制造的零件进行三维实体造型设计，再将该三维造型切割成若干薄层平面数据模型，按照数控加工指令，通过快速成型系统加工出实体模型。快速成型的精确度直接影响导板的精确度。
7、CAN在种植手术中的应用：术前用CAN可完成种植部位的三维重建，分析可利用的骨量及重要的解剖结构，确定最佳的植入位置、深度及角度，帮助确定手术方案；术中借助导航系统，实时监测手术进程，尽可能减少对邻近重要血管、神经等解剖结构的损伤，提高种植手术的安全性，扩大种植手术的适应证。应用CAN便于实行不翻瓣的种植手术，减少手术创伤，术者操作的简便性及患者术中术后的舒适性都有提高。
参考文献：
[1].贾胜男，罗佳，计算机辅助导航技术在口腔种植手术中的应用，中华口腔医学杂志，2014，49（6）。
[2].刘思玉，李宏卫，汤春波，种植体计算机辅助设计和制作导板的研究进展，口腔医学，2013，33（5）。
论文作者:林捷,李世友（通讯作者） 陈莉丽
论文发表刊物:《健康世界》2016年1期供稿
论文发表时间:2016/3/24
标签：手术论文; 导板论文; 技术论文; 外科论文; 患者论文; 影像论文; 准确性论文; 《健康世界》2016年1期供稿论文;