数字化口腔医学技术在口腔医学领域的应用

时代在进步，科学在发展。计算机已经成了我们生活的一部分，无论是工作、学习，还是看病就医，各个领域都在广泛的应用计算机信息技术。我们都经常听到His系统和Packs系统，这些都是当今医院的必备设备，同样也在我们口腔领域应用广泛。在此我主要谈一下计算机——数字化技术在口腔医学领域的应用。

我们已进入了数字化时代。数字化已成为现代科学技术的标志,数字化技术同样引领口腔医学的发展。以CT图像数据为基础,三维重建为模型外科提供了最有效的手段,使得颌面外科的肿瘤切除、创伤修复、颜面整形可以在精确量化的基础得以模拟和准备,使手术的成功率、精确性大大提高;借助CT数据,医生们可用镜像反转等方法修复缺损,并采用快速成形技术制作出钛制的上颌骨、下颌骨、颧骨,可以一次性完成精细重建手术;数字化技术用于颅面的精确测量,使传统的二维测量发展为三维测量,在此基础上形成精细的正畸治疗方案,以数字化技术为基础的隐形矫治法,使许多患者去掉了戴金属矫治器的烦恼。义齿制作的CAD/CAM技术是数字化技术在口腔医学中应用的最好证例,依据数据印模,人们可以在万里之外为患者做好十分精确的义齿,提供种植手术的模板。导航技术使得种植体的植入变得十分精准而安全。数字化技术用于临床牙齿比配色,使比色由定性转为定量,显著地提高了比配色的准确性,减少了误差,是近年修复学中的重要进展。由第四军医大学口腔医院发展的颌面缺损修复体的智能化设计及快速制作技术,由可见光扫描技术获取颜面部数据印模,经计算机辅助设计,可在短时间内完成准确的高仿真的颜面修复.

优越一：如在口腔检查时采用数字口腔内窥镜能及时准确地发现牙齿早期龋病，并让患者亲眼目睹自己牙齿不好的症状需要及时治疗，避免传统医生用肉眼去看，发现不了问题，造成牙齿病情延误﹑错过最佳的治疗时期。

优越二：如在治疗时，我们采用数字根管测量仪和数字填充仪能精确测量出根管的长度位置进行治疗，治疗后的髓腔采用数字填充仪进行准确彻底填充，使患牙一次性达到根治。

优越三: 如在做烤瓷方面，我们中心采用数码定位仪对患者口腔情况﹑基牙状况﹑五官﹑脸部结构肤色特殊情况结合力学﹑美学﹑工程学﹑生物学等原理科学论证设计，使做出来的牙齿更精确﹑更牢固﹑更安全﹑更舒适﹑更美观﹑更科学避免后遗症。

优越四：如在做个全瓷牙或美容贴面我们采用德国进口的数字3D设备整个过程全电脑制作仅需1个小时，更不需要石膏牙模型。它是通过特殊数字激光扫描器对治疗的牙体进行数字取像，将精确的数据整合形成3D的效果立体牙，让患者直观满意后，再将数据传到CAD/CAM加工设备，使用特殊的进口材料仅需6分钟就研磨出一颗牙齿，经抛光﹑上色﹑戴牙粘接，只要一个小时就能做出完美的牙齿，不需要像传统的做牙齿要一个星期时间。

优越五: 如牙齿美容方面—四环素牙﹑氟斑牙﹑黄黑牙等症状，单凭洁牙﹑喷沙﹑冷光美白（只能去表面污秽或临时表层美白一点）是无法改变的。其主要原因是胎儿孕育期或牙齿生长期发育受到（如：孕妇吃了四环素﹑长期喝带色素的水等因素）一定影响而造成牙齿本质发黄﹑黑色的或生长发育不良，最有效彻底的办法是采用我中心数字3D齿雕美容系统对其实施美容3D全瓷贴面。其方法是世界最先进﹑最佳﹑最理想﹑最彻底﹑最完美﹑最安全的方法

传统的修复技术需经过磨牙、取模、倒石膏牙模、咬蜡做临时牙，外送技工所分模、刻蜡、铸造、堆瓷烧结、上釉等约20道烦琐程序，患者要来回复诊折腾七天时间才能戴牙。而且整个过程仅凭医生的肉眼观察和经验判断以及手工制作，其中任何一道工序出现问题，都会导致镶牙失败。据悉，传统修复技术每道工序精确率为99%，而近20道工序下来，误差总率可能高达20%左右。大量临床事实表明，很多口腔患者牙齿镶复后会出现：因设计误差，义齿制作欠缺而使部分甚至全部的咬合面崩瓷；咬合面接触不当，咀嚼食物打滑、咬不碎；颜色误差，影响美观；形态偏差，比例不和谐；材质生物相容性差，出现牙龈过敏红肿、出血、发炎、发黑等症状……等诸多问题。如何避免镶复后出现的各种不适，已成为众多牙病患者普遍关心的问题。

随着口腔医学的发展，由德国西诺德公司与国际齿科计算机协会共同研发的数字3D齿雕系统，实现数字化镶牙，可轻松化解患者的顾虑和烦恼。该系统依托口腔医学、临床、口腔工艺为基础，结合计算机学、光学、美学、材料学、生物力学等原理，并根据患者的脸型、肤色、牙齿形态和咬合关系，量身订做个性化修复方案。3D齿雕系统首先利用特殊摄影器对患者口腔整体情况及牙齿进行扫描采集数据，再由计算机自动生成三维立体模型，再由专家结合计算机强大的数据库精心设计，让患者预先观察牙齿镶复3D效果，认可满意后再将数据传至CAD/CAM中心，加工研磨制成，让患者满意的义齿。整个过程在几十分钟内即可完成，轻松快捷、安全高效、效果自然美观，真正做到了补牙、镶牙、美牙一步到位。

3D珐琅冠修复去除了传统镶复技术需要印模、制作临时假牙等耗费的时间，将原本二到三次诊疗减少成为一次，大大节省患者的宝贵时间，且全电脑制作工艺，减少了误差，精准度高，修复后的牙齿完全符合患者牙齿和口腔比例，让患者感到满意舒适。

优越六：数字像束声纳美容洁治系统：利用电气原理，磁致伸缩式和压电陶瓷技术，生产空穴作用﹑声流作用﹑产热作用﹑协同作用的声纳生物波，以像束的方式稳定输出，对牙齿进行美容洁治，在不损伤牙齿及牙龈和其他组织的情况达到理想效果，更好地保护口腔健康。（有效范围：1﹑取出牙本质碎屑和污秽；2﹑有效溶根据内有机物质，有一定的杀菌力；3﹑改善狭窄﹑弯曲和复杂根管的冲洗效果；4﹑去除牙菌斑﹑牙结石﹑牙齿表面色素斑及污垢等。）

优越七：数控隐形矫正系统：通过对畸形牙患者整个口腔的数字影像扫描，进行精确的数据测量，结合口腔的特殊性，采用特殊隐形材料，制作出相应舒服的隐形矫治器对畸形进行矫正。避免传统弓矫正，给人明显感觉满口钢丝的难看形象，不易让人发现矫正牙齿的尴尬局面。

埋伏牙是口腔科常见病之一，对患者颌面功能和美观都有很大影响，必须进行正确诊断和及时治疗。而研究牵引埋伏牙的生物力学机制可以为正畸临床治疗提供基础实验依据。有限元分析研究的发展为研究埋伏牙的生物力学提供了可能。对埋伏牙有限元研究的关键是建立埋伏牙的三维有限元模型，根据对各种模型建立方法优缺点的比较，选择CT断层图像法建立埋伏牙的三维有限元模型，并分析了不同加载情况下埋伏牙的牙周应力状况。本研究采用逆向建模方法 ，即将已有的埋伏牙患者模型通过CT扫描获得实体信息，然后充分利用通用的大型有限元分析Ansys软件对CT扫描图像的轮廓线取坐标值，从而得到埋伏牙的三维实体模型。由于牙体是多材质组合组织，CT扫描可使牙髓、牙本质、釉质等不同区域的密度变化显示出来，能够将牙周膜区域运用构体方法建模后和牙齿整体模型进行布尔操作，从而得到高仿真性完整的三维实体模型。其模型不但可以进行模拟牵引力加载，分析牙周应力分布模式的改变，还可以应用于模拟临床各种牵引力作用下的生物力学分析。

另外，准确可靠的影像学资料的支持是成功制订埋伏牙正畸治疗计划的关键 。近年来，随着医学影像学的发展，对埋伏牙的诊断定位也越来越准确。在此基础上，我们结合Mimics软件，找到一种简单准确而又快速的实现埋伏牙完全可视化的方法。Mimics软件是一套高度整合而且易用的三维图像生成及编辑处理软件，它能输入各种扫描的数据（CT、MRI），建立三维模型进行编辑，然后输出通用的计算机辅助设计（CAD）、有限元分析（FEA）、快速成型（RP）格式，可在个人计算机上进行大规模数据的转换处理。Mimics软件应用于医学领域，可达到诊断、手术计划和演习等目的。它可以建立有特色的分割对象，对于灰度值图像有着综合的分割方法；可处理任意数目的图像切层（允许矩形图像）。目前，Mimics软件已用于临床手术过程的模拟，以协助临床医生制订更加切合实际需要的手术方案，降低手术风险。在口腔医学领域内，利用患者的螺旋CT数据即可重建［9］颅面三维模型 。通过调整阈值，医生可得到所需组织结构的三维图像，以适应不同的临床需要。在颌面外科领域，根据三维重建图像，医生可准确判断骨折线的数目和位置，有效避免误诊和漏诊；直观准确地判断畸形和肿瘤的范围及对周围骨质和组织的影响；还可结合快速成型功能，制作较精确的术后赝复体，对患者的术后整形有很大帮助；对颅颌面畸形、颅面外伤及肿瘤等的诊断和手术治［10-12］疗有重要指导作用 。此外，Mimics软件还可应用于定位种植体植入的最佳位置，指种植体导板的制作，从而降低种植体应用中的失败率。在口腔修复领域，Mimics软件可指导制作人造冠，不仅精确而且可降低对牙龈、邻牙和口颌功能的损伤。在口腔正畸临床工作中，Mimics软件可用于指导隐形矫治器制作；模拟不同应力状态下牙齿的力学反应，可辅助制订最佳正畸加力系统等。本研究主要是利用Mimics软件实现埋伏牙完全可视化，只需要患者的CT数据，正畸科医生即可在个人计算机上实现埋伏牙的完全可视化。患者牙颌三维重建的过程不需要放射科医生的参与，避免了放射科医生提供可视化信息不足的缺点。正畸科医生只要选择合适阈值就可以重建出适宜的牙颌三维图像。整个图像的重建过程只需要数分钟即可完成，缩短了患者的就诊时间。通过调节图像的角度，可直接在电脑屏幕上从不同的方位观察埋伏牙的三维位置以及牙体形态、牙齿的发育情况、与邻牙和周围组织结构的位置关系。对决定埋伏牙是否有保留价值、术前估计手术的难易、术中确定手术的入路、设计牵引助萌的方向或牙齿拔除时脱位的方向，都有很重要的指导意义。利用Mimics软件实现埋伏牙的完全可视化，方便快捷且直观易懂。便于医生和患者之间的沟通，有利于正畸治疗计划的制订

优越八：导航定位种植系统：本中采用进口全景机对种植患者进行数字影像扫描，根据牙槽骨的情况及结构设计﹑定位，引导进口种植机选择最佳位置和最合适的种植体材料及规格植入，极大地提升了种植成功率和适应症，避免后遗症！

传统的口腔种植牙术前需做口腔曲面断层片,但该方法仅能提供二维平面图像,只能间接通过二维图像来推测三维解剖结构关系,即所谓的"思维三维",随着计算机断层扫描技术的发展,医师可以得到人体结构的序列图像。数字化影像在口腔种植中有非常重要的地位,数字化曲面体层片由于其方便、快捷以及准确的特点,已经在医疗单位普遍使用。但是许多相关的医务人员对于其放大率仍然没有明确的理解,往往还是使用胶片的放大率概念,所以常常会影响对于种植体长度的判断。我们对已经植入的种植体进行了两种照片的比较,发现胶片上测量的垂直放大率和水平放大率远远大于数字化曲面体层片,而数字化曲面体层片可以稳定在5%左右。CBCT是今后口腔医学中使用频繁的口腔专用CT机,几乎零放大率的效果以及三维观察和重建,对于口腔种植的发展有非常重要的临床意义。

口腔数字化改造达到了预期目标。实现了影像数字化传输及存储，提高了放射质控管理水平。实现了数字化图像测量等后处理技术，有利于口腔正畸等业务的开展。技改项目完成后，即停用了传统医用胶片洗片机，节省了洗片机消耗及维护费用，同时节省了人力及场地。口腔全景 IP 板投照剂量差异问题仍有待于进一步研究。相信在数字化技术的不断发展的同时，口腔医学也会突飞猛进。

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