數(shù)字化技術(shù)在口腔修復(fù)中的實(shí)踐應(yīng)用與發(fā)展

摘要：近年來(lái)，數(shù)字化口腔技術(shù)已成為我國(guó)口腔修復(fù)領(lǐng)域的重點(diǎn)發(fā)展方向。伴隨數(shù)字化口腔技術(shù)的日益發(fā)展與成熟，不僅改變了傳統(tǒng)口腔修復(fù)學(xué)臨床的治療流程與操作模式，而且有力推動(dòng)了我國(guó)口腔修復(fù)治療向著更為高效、精確、簡(jiǎn)潔、高仿真及提高修復(fù)治療效果、快速恢復(fù)患者生理功能的方向發(fā)展。在此背景下，該文主要探究了數(shù)字化掃描印模技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)等在口腔修復(fù)領(lǐng)域中的實(shí)踐應(yīng)用，并展望了未來(lái)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化技術(shù)；口腔修復(fù)；掃描印模技術(shù)；計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2024.12.058

中圖分類號(hào)：R 788；TP 3" " " " " " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B" " " " " " 文章編碼：1672-7274（2024）12-0-03

The Practical Application and Development of Digital Technology in Oral Restoration

XIE Lihua

（Xiangtan Medical and Health Vocational and Technical College， Xiangtan 411102， China）

Abstract： In recent years， digital dental technology has become a key development direction in the field of oral restoration in China. With the increasing development and maturity of digital dental technology， it has not only changed the traditional clinical treatment process and operation mode of dental restoration， but also effectively promoted the development of dental restoration treatment in China towards more efficient， accurate， concise， high simulation， improved restoration treatment effect， and rapid recovery of patients' physiological functions. In this context， this article mainly explores the practical application of various oral digital technologies such as digital scanning impression technology and computer-aided technology in the field of oral restoration， and looks forward to their future development directions.

Keywords： digital technology; oral restoration; scanning impression technology; computer aided technology

20世紀(jì)70年代，美國(guó)學(xué)者Duret和Preston首次提出將CAD/CAM用于牙科修復(fù)體的設(shè)計(jì)與加工，由此開(kāi)啟口腔醫(yī)學(xué)數(shù)字化的新時(shí)代。20世紀(jì)90年代，Groth等人將光敏聚合技術(shù)用于口腔修復(fù)領(lǐng)域，從而打開(kāi)了修復(fù)體快速成型技術(shù)的大門。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展與探索，當(dāng)前各種現(xiàn)代化的數(shù)字技術(shù)與傳統(tǒng)口腔修復(fù)治療技術(shù)已完美銜接，如數(shù)字化掃描、設(shè)計(jì)、制造等前沿技術(shù)[1]。這些數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用不僅改變了口腔修復(fù)的傳統(tǒng)手工義齒制作的方式，實(shí)現(xiàn)了修復(fù)治療的便捷化、精確化、高效化，而且實(shí)現(xiàn)了修復(fù)治療效果的提高及患者生理功能的快速恢復(fù)，助推了我國(guó)口腔修復(fù)領(lǐng)域的大步向前。

1" "數(shù)字化技術(shù)在口腔修復(fù)中的實(shí)踐應(yīng)用

1.1 數(shù)字化掃描印模技術(shù)

1.1.1 概念及原理

數(shù)字化掃描印模技術(shù)指利用數(shù)字化口內(nèi)掃描儀（IOS）的小型探入式光學(xué)探頭，對(duì)患者口腔內(nèi)部進(jìn)行掃描，以獲取患者天然牙體、修復(fù)體、種植體基臺(tái)等口腔內(nèi)部軟組織的三維圖像信息和彩色紋理信息，從而生成三維結(jié)構(gòu)模型[2]。相比傳統(tǒng)手工方式制取印模灌注石膏模型所進(jìn)行的患者修復(fù)體的診療制作流程，IOS不僅可以明顯減少操作時(shí)間、診療時(shí)間和診療流程，且其掃描信息準(zhǔn)確度高，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)壓力取模，提高患者的舒適感，因此近年來(lái)在國(guó)內(nèi)口腔修復(fù)領(lǐng)域中得以廣泛地應(yīng)用。

1.1.2 臨床實(shí)踐應(yīng)用

相比傳統(tǒng)的手工方式，IOS的應(yīng)用不僅能省去印模材料的使用、石膏模型的制作以及模型運(yùn)送至技工室等步驟，實(shí)現(xiàn)了診療流程的優(yōu)化且減少了被感染的機(jī)會(huì)，極大地提高了患者的舒適度。因此，近年來(lái)該技術(shù)被廣泛應(yīng)用于嵌體、貼面、冠體等口腔修復(fù)領(lǐng)域的光學(xué)印模中。

1.1.2.1 嵌體的光學(xué)印模

在口腔修復(fù)臨床中，嵌體通常適用于牙體缺損面積較大的口腔修復(fù)。嵌體的光學(xué)印模臨床流程主要包括：一是做好光學(xué)印模的準(zhǔn)備，需要對(duì)患者牙面、窩洞及鄰近區(qū)域進(jìn)行清洗，避免影響IOS微型探頭的圖像采集質(zhì)量，再對(duì)光學(xué)印模區(qū)域進(jìn)行干燥和噴粉，使印模區(qū)域表面能不透明和不折射，提高圖像采集質(zhì)量；二是嚴(yán)格按照程序進(jìn)行光學(xué)印模，將IOS微型探頭置于患者窩洞上方，使探頭的視線軸距與制備嵌體的配套方向一致，醫(yī)生在此期間從監(jiān)視器中觀察IOS探頭的圖像采集質(zhì)量，若圖像不夠清晰還應(yīng)重新采集圖像印模，直至獲取滿意的圖像信息數(shù)據(jù)為止。

1.1.2.2 貼面的光學(xué)印模

貼面主要適用于患者上、下前牙的修復(fù)以改善其美觀性和功能性。貼面的光學(xué)印模是為獲取貼面制備體的三維測(cè)量數(shù)據(jù)，其流程包括：首先根據(jù)患者上下前牙咬合關(guān)系的不同，進(jìn)行相應(yīng)貼面牙體的制備；再將制備的貼面牙體固定在IOS上，利用IOS的掃描與圖像采集功能，對(duì)制備的貼面牙體進(jìn)行三維信息測(cè)量，生成三維結(jié)構(gòu)圖像以便于后續(xù)的貼面制作。

1.1.2.3 全冠的光學(xué)印模

全冠的光學(xué)印模方式，與嵌體相類似。首先需要對(duì)印模鄰近區(qū)域進(jìn)行清洗，避免影響IOS微型探頭的圖像采集質(zhì)量，再將IOS微型探頭置于患者口腔內(nèi)冠體制備牙區(qū)域，然后分別從患者的口腔臉頰側(cè)、舌側(cè)以及冠體鄰面、冠體頜面及制備體周圍采集圖像信息。若圖像不夠清晰還應(yīng)重新采集圖像印模，直至獲取滿意的圖像信息數(shù)據(jù)為止。

1.1.2.4 固定橋的光學(xué)印模

目前，利用IOS技術(shù)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)制作嵌體、貼面、全冠等修復(fù)體的數(shù)字化技術(shù)已廣泛應(yīng)用于臨床實(shí)踐中，但對(duì)于較長(zhǎng)的固定橋、可摘局部義齒、總義齒等修復(fù)體的掃描技術(shù)、輔助制作技術(shù)等數(shù)字化工藝尚處于研究階段。

綜合國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有文獻(xiàn)，對(duì)于多單位種植體的修復(fù)，如大跨度的固定橋和由4個(gè)以上種植體支持的全口固定修復(fù)體，首選的治療應(yīng)盡量避免使用數(shù)字化的光學(xué)印模，因?yàn)閷?duì)于這些更復(fù)雜的臨床情況，傳統(tǒng)印模方法的精密度和真實(shí)性仍然更高。

1.2 計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在口腔修復(fù)領(lǐng)域中的應(yīng)用

1.2.1 概念和原理

計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)主要包括計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）、計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)（CNC）等。近年來(lái)，伴隨著信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)也被廣泛應(yīng)用于口腔修復(fù)治療領(lǐng)域，不僅有效縮短修復(fù)體設(shè)計(jì)與操作的時(shí)間且極大地降低了修復(fù)體的制造成本。

目前，計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在口腔修復(fù)領(lǐng)域中的應(yīng)用主要是口腔修復(fù)CAD/CAM系統(tǒng)，其工作原理：一是利用口內(nèi)掃描儀、機(jī)械探針等設(shè)備，對(duì)患者預(yù)備體幾何形態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面采集，得出修復(fù)體石膏表面的關(guān)鍵點(diǎn)數(shù)據(jù)。二是將探測(cè)的數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)CAD軟件生成患者牙列的三維重建模型，然后在CAD中模擬患者咀嚼面、義齒和支架外形，從而進(jìn)行修復(fù)體的模擬設(shè)計(jì)生成修復(fù)體的計(jì)算機(jī)蠟型。目前CAD較成熟的是牙冠的設(shè)計(jì)，包括基牙外表面設(shè)計(jì)、內(nèi)表面設(shè)計(jì)及結(jié)合部分設(shè)計(jì)等；三是利用CAM軟件控制制作機(jī)械，如數(shù)控機(jī)床、激光成型機(jī)等，將CAD生成的計(jì)算機(jī)蠟型轉(zhuǎn)換為患者修復(fù)體實(shí)物，CAM軟件控制機(jī)械對(duì)修復(fù)體進(jìn)行打磨、銑削等操作，加工出嵌體、全冠、瓷貼面、固定橋等患者修復(fù)體，從而完成修復(fù)體的制作。

1.2.2 臨床實(shí)踐應(yīng)用

目前，計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的應(yīng)用仍處于初級(jí)階段，市場(chǎng)中出售的十余種口腔修復(fù)CAD/CAM系統(tǒng)的價(jià)格偏高，功能也不夠完善。總體而言，計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在口腔修復(fù)治療領(lǐng)域中的潛在價(jià)值仍超過(guò)其目前的實(shí)際應(yīng)用水平，但由于其高度的智能化、自動(dòng)化以及高精度、高適合性等多種應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，未來(lái)計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)必然是口腔修復(fù)加工技術(shù)的主流，并徹底替代手工制作義齒的傳統(tǒng)方式。計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在口腔修復(fù)的臨床實(shí)踐應(yīng)用也主要集中在嵌體、貼面、冠橋等口腔修復(fù)領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)與制作中。

1.2.2.1 嵌體設(shè)計(jì)與制作

患者嵌體的CAD設(shè)計(jì)主要包括了以下幾個(gè)步驟：一是數(shù)字模型準(zhǔn)備，嵌體預(yù)備體的數(shù)字模型可直接由IOS掃描口腔內(nèi)部獲得，或者由IOS掃描石膏模型獲得，數(shù)字模型應(yīng)包括預(yù)備體數(shù)據(jù)、鄰牙數(shù)據(jù)和咬合記錄數(shù)據(jù)這三類數(shù)據(jù)；二是洞形邊緣線的提取，通過(guò)CAD軟件自動(dòng)對(duì)預(yù)備體的洞形邊緣線進(jìn)行提取，然后再進(jìn)行人工調(diào)整；三是組織面自動(dòng)生成，由CAD軟件參考黏結(jié)劑厚度對(duì)模型數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，并自動(dòng)完成嵌體組織面的構(gòu)建；四是功能面形態(tài)設(shè)計(jì)，主要是結(jié)合剩余牙體的形態(tài)特征，利用CAD軟件實(shí)現(xiàn)缺損區(qū)的幾何沖擊，以恢復(fù)缺損牙體組織的外形；五是咬合與接觸關(guān)系的調(diào)整，通過(guò)CAD軟件自動(dòng)計(jì)算嵌體外表面與對(duì)頜牙與鄰牙表面表面形態(tài)的干涉度，并檢測(cè)其是否符合臨床要求，通過(guò)對(duì)局部形態(tài)的修改以調(diào)整咬合關(guān)系與接觸關(guān)系。

患者嵌體的CAM制作加工則主要是根據(jù)CAD設(shè)計(jì)成果，選擇適合的、高強(qiáng)度、高韌性的制作材料，再放入加工制作室利用高精密度機(jī)床進(jìn)行打磨、銑削加工。最后，對(duì)制備好嵌體結(jié)構(gòu)進(jìn)行酸化和干燥處理，再利用復(fù)合樹脂材料將嵌體修復(fù)體材料與患者的窩洞進(jìn)行粘結(jié)處理，要在患者窩洞的牙齦壁、牙髓壁等處涂抹適宜濃度的磷酸，以避免修復(fù)治療后出現(xiàn)術(shù)后過(guò)敏反應(yīng)。

1.2.2.2 貼面設(shè)計(jì)與制作

口腔修復(fù)中貼面的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)與制作主要是利用Cerec、Procera等數(shù)字化系統(tǒng)進(jìn)行輔助完成。

以最常采用的CEREC系統(tǒng)為例，其貼面CAD設(shè)計(jì)與嵌體相類似，都是根據(jù)光學(xué)印模生成的三維結(jié)構(gòu)模型，結(jié)合醫(yī)生的機(jī)械探測(cè)數(shù)據(jù)，利用系統(tǒng)自帶的CAD軟件和牙科數(shù)據(jù)庫(kù)資源，在三維結(jié)構(gòu)模型中逐步設(shè)計(jì)出患者貼面的修復(fù)體邊緣線、牙齦邊緣性、修復(fù)體切端線等，并結(jié)合患者的實(shí)際情況對(duì)貼面修復(fù)體進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)調(diào)整，直至滿意為止。與嵌體類似，貼面的CAD設(shè)計(jì)主要包括數(shù)字模型準(zhǔn)備、邊緣線提取、組織面自動(dòng)生成、功能面形態(tài)設(shè)計(jì)、接觸關(guān)系調(diào)整這五個(gè)步驟。

而貼面CAM制作加工則主要是根據(jù)CAD設(shè)計(jì)成果，做好貼面瓷塊的選擇并固定于研磨裝置上，再采用小直徑的圓柱形鉆頭和錐形鉆頭通過(guò)馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)的方式對(duì)貼面修復(fù)體的內(nèi)外部分別進(jìn)行修正。在整個(gè)貼面修復(fù)體的CAM制作過(guò)程中，要注意用冷水降溫并做好貼面各部分研磨厚度的測(cè)量與記錄。

1.2.2.3 冠橋的設(shè)計(jì)與制作

口腔修復(fù)中冠橋的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)與制作主要利用CEREC等數(shù)字化系統(tǒng)輔助完成。冠橋CAD設(shè)計(jì)需要分別進(jìn)行冠內(nèi)組織面設(shè)計(jì)、冠體鄰面設(shè)計(jì)、冠體頜面設(shè)計(jì)，再結(jié)合機(jī)械探測(cè)數(shù)據(jù)以及患者的實(shí)際情況對(duì)冠體修復(fù)體進(jìn)行形態(tài)調(diào)整，如移動(dòng)或取消冠體外形線中的某些點(diǎn)，以達(dá)到調(diào)整冠體外形和適宜性的目的，直至滿意為止。冠橋CAD設(shè)計(jì)主要包括以下幾個(gè)步驟：一是數(shù)據(jù)輸入與預(yù)處理，將IOS掃描得到的預(yù)備體石膏代型數(shù)據(jù)、遠(yuǎn)近中鄰牙數(shù)據(jù)和對(duì)頜牙數(shù)據(jù)輸入CAD軟件中獲得數(shù)字模型；二是提取頸緣線，利用CAD軟件半自動(dòng)提取并人工調(diào)整；三是組織面設(shè)計(jì)，軟件自動(dòng)截取頸緣線內(nèi)部的預(yù)備體表面，計(jì)算得到就位道方向，設(shè)置填道凹參數(shù)、黏結(jié)劑厚度等，然后由軟件自動(dòng)完成冠橋組織面設(shè)計(jì)；四是功能面設(shè)計(jì)，冠橋功能面設(shè)計(jì)通常采用數(shù)據(jù)庫(kù)法，即調(diào)用CAD軟件中標(biāo)準(zhǔn)冠橋模板，然后手動(dòng)調(diào)整關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行個(gè)性化設(shè)計(jì)；五是數(shù)據(jù)封裝與輸出，將提取的修復(fù)體組織面與設(shè)計(jì)完成的功能面的邊界進(jìn)行拼裝，形成一個(gè)無(wú)縫過(guò)渡、曲率連續(xù)的整體表面并輸出CAM制作加工的標(biāo)準(zhǔn)格式數(shù)據(jù)。

冠橋CAM制作加工與嵌體類似，首先應(yīng)根據(jù)CAD設(shè)計(jì)成果，選擇適合的、高強(qiáng)度、高韌性的冠體制作材料，將其放入加工制作室，利用高精密度機(jī)床進(jìn)行打磨、銑削加工。然后，對(duì)制備好的冠體修復(fù)體結(jié)構(gòu)進(jìn)行酸化和干燥處理，繼而與患者的修復(fù)部位進(jìn)行黏結(jié)處理。

2" "數(shù)字化口腔技術(shù)在口腔修復(fù)領(lǐng)域中的發(fā)展展望

近年來(lái)，數(shù)字化口腔技術(shù)已成為口腔修復(fù)治療的主要方式。以數(shù)字化掃描印模技術(shù)、CAD計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、CAM計(jì)算機(jī)輔助制造等為代表的數(shù)字化技術(shù)有效彌補(bǔ)了純手工修復(fù)技術(shù)效率低、精確度低的不足。相比傳統(tǒng)手工方式的義齒制作，數(shù)字化掃描印模、設(shè)計(jì)、制作加工等先進(jìn)技術(shù)，不僅可以明顯減少操作時(shí)間、診療時(shí)間和診療流程，而且精確度高，有助于提高患者的舒適感與滿意度，因此近年來(lái)在國(guó)內(nèi)口腔修復(fù)領(lǐng)域中有著廣泛應(yīng)用。然而，目前各類數(shù)字化口腔技術(shù)的應(yīng)用仍處于初級(jí)階段，市場(chǎng)上出售的十余種口腔修復(fù)的CAD/CAM系統(tǒng)的價(jià)格偏高，功能也不夠完善，仍有著很大的提升前景。

對(duì)數(shù)字化口腔技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行展望，其技術(shù)發(fā)展方向主要可歸納如下：一是口內(nèi)三維掃描技術(shù)，將進(jìn)一步向著標(biāo)準(zhǔn)化、高精度、無(wú)接觸的方向發(fā)展，以提高患者口內(nèi)數(shù)據(jù)的采集精度。二是CAD技術(shù)將進(jìn)一步向著高智能化、自動(dòng)化和設(shè)計(jì)最優(yōu)化的方向發(fā)展。三是與CAM計(jì)算機(jī)輔助制造技術(shù)相配套的口腔修復(fù)加工材料逐步向高韌性和多樣化的方向發(fā)展。

3" "結(jié)束語(yǔ)

本文著重探討了數(shù)字化掃描印模技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)等各類數(shù)字化口腔技術(shù)在口腔修復(fù)領(lǐng)域中的實(shí)踐應(yīng)用，并展望了其未來(lái)發(fā)展方向。進(jìn)入21世紀(jì)后，各種現(xiàn)代化的數(shù)字技術(shù)與傳統(tǒng)口腔修復(fù)治療技術(shù)之間已經(jīng)完美銜接，并推出數(shù)字化掃描印模、數(shù)字化診斷、數(shù)字化設(shè)計(jì)、數(shù)字化加工制造等相關(guān)前沿技術(shù)。這些數(shù)字技術(shù)不僅為口腔修復(fù)學(xué)開(kāi)創(chuàng)了全新的治療模式且實(shí)現(xiàn)了修復(fù)治療的高效化、簡(jiǎn)潔化，從而實(shí)現(xiàn)了修復(fù)治療效果的提高以及患者生理功能的快速恢復(fù)，因此近年來(lái)在我國(guó)口腔修復(fù)領(lǐng)域得到了大力的普及應(yīng)用。

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