作者：熊佳璧，孙为，施斌，武汉大学口腔医院口腔种植科

数字化技术在口腔种植治疗领域发展迅猛，以其精准的数据采集、科学的辅助方式改变着临床医生的诊疗方式和治疗理念。与传统技术相比，数字化采集技术在数据准确程度、临床操作效率、患者就诊体验和数据储存等方面展现了明显优势。

患者的面部及口内信息可通过数字化采集技术获取相关信息，再通过计算机中的数据叠加和拟合，建造“虚拟患者”辅助治疗。构建“虚拟患者”时通常需要采集患者如下数据：颌骨、口内如牙龈、牙列和咬合等口内软硬组织信息，面部轮廓信息，关节及咀嚼肌相关信息；种植体植入后，还需准确定位种植体的位置和角度等。本文归纳总结了采集各项信息的数字化技术，并对其优缺点和近期研究进展做一综述。

1.采集口内软硬组织相关信息

口内软硬组织包括上下颌骨包括牙槽骨、牙列、牙龈等黏膜及上下颌咬合关系，非数字化信息采集手段包括根尖放射线片、常规印模等。如今，通常会采用口腔颌面部锥形束CT、数字化口内扫描和口外扫描采集相关信息。

1.1口腔颌面部锥形束CT（cone beam computed tomography,CBCT）

CBCT是运用平板探测器、锥形束放射源等部件通过围绕患者头部获取患者颅颌面冠状位、轴位及矢状位的图像信息，再通过计算机专业软件合成相应的患者头面部整体模型。其通过多平面重建图像，可清晰显示检查部位与周围重要解剖结构的位置关系，如下颌神经管、颏孔、上颌切牙孔和上颌窦窦底。

利用CBCT图像对骨密度、骨高度、骨宽度等进行测量，避免造成不必要的骨开窗、骨开裂，穿透上颌窦底或损伤下颌神经管等重要结构。

（1）口腔颌面部CBCT的优缺点：CBCT三维空间分辨率高，精确度可达100μm，与多层螺旋计算机断层扫描相当；整体设备占地面积小，扫描时间短，影像学检查效率相对较高；放射剂量约50μSv，远低于常规螺旋CT；而近期更有研究人员提出，在种植治疗中可使用放射剂量更低的超低剂量协议进行影像学检查，其精度仍满足治疗要求。

CBCT也具有一定缺点，如软组织密度分辨率偏低，难以清晰显示患者的口腔颌面部软组织结构，相较而言数字化口内扫描更适宜采集口内软组织信息。拍摄时产生的伪影会影响图像真实性：如金属伪影，由于金属密度较高，阻挡了射线通过而产生；运动伪影，由患者在拍摄时的呼吸或吞咽动作产生；散射伪影，由X线光子与拍摄物体产生的相互作用导致等。

（2）口腔颌面部CBCT近期研究进展：CBCT与数字化口内扫描均可采集口内硬组织信息，二者通常合作与互补。现已有较多研究比较了CBCT与数字化口内扫描采集信息的精度：单独扫描人体下颌骨时，CBCT精度更高；但在术后定位下颌骨内种植体时，二者有着接近的精度；在长牙弓修复体制作中，CBCT扫描数据也可用于纠正长牙弓口内扫描偏差，以便完成更加精确的上部修复。

随着数字化动态导航在口腔种植中的普及，CBCT扫描、口内软硬组织模型和口内实际情况的配准越发重要。Luthardt Ralph等人近期以体外研究评估了数字化导航手术的精确性。其使用的数据采集流程以CBCT扫描数据与常规印模或数字化印模所制模型配准，在导航植入120颗种植体后，测得角度偏差为2.88度，而位置偏差为153μm。这一精度是否满足临床需求，仍需进一步的临床研究来证实。

此外，Johnston William等人近期以实验室仓扫模型检测CBCT扫描数据，发现仅有3个配准点时的偏差是17.63μm，而增加配准点也不会提高准确性。这一发现对简化CBCT数据与实际口内情况配准步骤有所帮助。

1.2数字化口内扫描

数字化口内扫描是获取口内软硬组织形态信息的方式，其由光学摄影、计算机处理及虚拟成像等多方面技术共同组成，主要原理是通过激光、可视光的光学信息将口内软硬组织情况反映到计算机中，在信息整合下呈现一个可视化立体模型。

临床中使用数字化口内扫描可分为两种，一是间接扫描法，即扫描仪或扫描仓对石膏模型进行扫描，间接获取患者口内信息；二是椅旁扫描法，即扫描头置于患者口内，直接进行扫描，实时获取口内信息。椅旁扫描法更可直接获取上下颌正中咬合关系与运动轨迹，即时测量上下颌咬合间隙。

（1）口内扫描技术的优缺点：在患者方面，数字化口内扫描减轻了常规取模时的恶心不适，提高了整体诊疗体验；在医师方面，其简化了操作步骤，节约了椅旁时间，在扫描过程中能实时监测印模质量，对未达标的部位可重新补扫或者修整。这一技术主要缺点仍集中在图像拼接时精度不足，导致其扫描长牙弓或无牙颌时产生偏差。目前，这一偏差需更多研究证实其是否满足临床需求。此外，口内扫描时不稳定的黏膜形态以及平整的黏膜表面均会增加数据拼接处理的难度,影响扫描精度。

（2）口内扫描近期研究进展：根据ITI共识会议得出的临床指南，数字化口内扫描技术已可作为常规方法应用于种植体支持的单冠修复。由口内扫描替代常规印模，进行种植体支持的单冠修复也愈加普及。近五年，这一技术研究热点集中在评估扫描精度、临床效果与优化临床使用方式等。

Nagy等人评估了7种口内扫描仪的精度（Element1、Element2、Emerald、Omnicam、Planscan、Trios3、CS3600）；他们发现Trios3(156±8)μm和CS3600(365±29)μm精度与实验室仓扫无显著差异，但另外5种扫描仪精度较低；这一差异可能主要来源于数字化口内扫描的图像拼接误差不同。

在扫描硬组织方面，口内扫描与常规印模类似，差异仅在51μm左右；在扫描软组织方面，林野等人发现3ShapeTRIOS与CEREC口内扫描仪扫描正常牙列周围牙龈均可达到与常规印模相似的精度；但在缺牙牙列，有多个研究者发现，无牙体支撑的牙龈会使得扫描精度下降，与常规印模相比，有200~1400μm的差距。

当今，新型冠状病毒对口腔种植治疗带来了新的挑战，而口内扫描在数据采集上减少了整体治疗的椅旁时间和就诊次数，也减少了可能带有感染物的印模和模型在流通中带来的风险。

1.3数字化口外扫描

口外扫描是通过口外扫描仪的光学摄影和虚拟成像技术，获取患者口内牙列等软硬组织与颜面部组织的位置关系。这一技术通常应用于无牙颌患者治疗中：多颗种植体植入后，在种植体上连接特定的扫描杆，口外扫描设备可同时识别所有扫描杆上的数个特定标志点，即可准确获取扫描杆对应的种植体位置。

这一技术取代了在长牙弓取模中耗时较长的刚性连接。口外扫描系统通常与口内扫描结合使用。二者的扫描文件可通过软件拟合，重建患者面部的三维可视化模型，种植体、上下牙列、牙列与颜面部的位置关系均可由此精准采集，辅助上部修复体的数字化设计和制作。

2.采集面部信息——面部扫描技术

面部扫描技术是基于人脸的面部特征信息，进行面部信息收集、预处理、重建颜面部模型及分析的信息采集技术。在口腔种植修复领域，面部扫描数据可与口内信息、电子面弓采集的颌间关系及咬合运动轨迹信息等配准，为无牙颌患者综合评估颌位关系、丰满度、笑线等口颌重建关键要素，辅助医师进行兼顾功能与美观的数字化重建以及修复设计。

2.1面部扫描技术的优缺点

面部扫描作为一种无辐射且无侵入的技术手段，具有扫描快、治疗流程简单、患者舒适度高的优点。与CBCT软组织重建技术相比，面部扫描技术无放射暴露风险，软组织成像精确度相对较高，其直接扫描成像也可模拟面部纹理及质感。然而，CBCT软组织重建技术可通过调整影像透明度直接获得软组织表面与颌骨的位置关系，面部扫描技术需结合CBCT数据才可实现这一功能。

2.2面部扫描技术近期研究进展

精准捕捉面部轮廓以实现与口内信息的配准，一直是面部扫描技术应用于种植治疗的研究热点。由于面部扫描和口内扫描的范围一般没有重合，二者需口外配准器辅助配准。GrillFlorian等人发现在不同形态的口外配准器中，球型者在面部扫描中精度最高；LoRusso等人近期发现可通过口周与鼻唇软组织轮廓搭“桥”，直接将数字化口内扫描件和面部扫描件进行配准，无须配准器辅助。

对于面部扫描的精确性，Sanohkan等人测量了市面上常见的4种面部扫描仪（EinScanPro、EinScanPro2XPlus、iPhoneX和PlanmecaProMax3DMid），得出EinScanPro2XPlus扫描精度优于其他的结论，但在超过2mm的深度测量时这四者可能均不能满足临床需求。

3.采集咬合关系及下颌运动信息

下颌运动是口腔功能活动的外在表现形式，颞下颌关节、咀嚼肌群、牙齿咬合接触等的共同协调工作得以维持下颌运动的正常进行。在种植治疗中，这些信息一般不单独使用，常与口内扫描、口外扫描及CBCT联合使用。

3.1下颌运动轨迹分析系统

过去临床上常使用传统机械描记方法记录下颌运动轨迹，使用面弓、印模模型、咬合架等直接记录患者的下颌前伸运动和侧方运动的真实轨迹。现在，数字化记录下颌运动轨迹的方式被简称为电子面弓或虚拟咬合架，主要是通过磁电技术或超声技术，记录面架的相对运动，直观地在软件中展现患者下颌运动轨迹。

在口腔种植治疗中，结合口内扫描、口外扫描、CBCT等数据，电子面弓可辅助医师对无牙颌患者的咬合重建。另外，也可对重建的咬合关系进行口颌运动系统的评估和分析，帮助患者口内的修复体及牙列在正常功能运动状态下保持稳定、均匀的咬合，提高咀嚼效率等。

下颌运动轨迹分析系统的优缺点：与传统机械描记方法相比，电子面弓采集的信息更加全面，数据展现更加清晰；可快速测量下颌运动轨迹如髁突轨迹、切点轨迹和铰链轴，结合患者颌骨形态、上下颌咬合接触、咀嚼肌肌电等其他重要信息，将各种途径检查获得的多源数据进行一体化融合，辅助医师全面进行口颌系统功能分析。另也有研究表明，数字化下颌运动轨迹分析可通过计算机控制的描记针进行自动试错和纠正，因此比传统机械描记方法更加精准。然而，其仪器成本相对传统机械描记而言较高，普及程度不及后者。

3.2数字化咬合分析系统

种植体的骨结合没有牙周膜缓冲，与天然牙牙列相比更需要颌间颌力的均衡和分散。对无牙颌患者的咬合重建治疗，临床医师均面临了如何检测全口修复体咬合接触情况、帮助义齿保持稳定、咬合均匀及提高咀嚼效率的问题。

数字化咬合分析系统即通过传感器薄膜与计算机数据整合，准确检测咬合接触时间、力中心点位置及接触点咬合力大小，显示全口总咬合力与两侧咬合力占比，辅助临床医师对患者咬合力进行正确评估的技术。其帮助临床医师全面掌握患者的咬合接触及颌力大小，通过合适的上部修复体设计和调整，维持种植体和上部修复体的稳定。

（1）数字化咬合分析系统的优缺点：与传统咬合片、咬合纸相比，咬合分析系统可直接定量分析患者早期咬合接触时间、咬合分布等情况，利于清除咬合创伤与干扰，促进咬合力量均衡分布，为义齿修复的稳定性提供条件。然而，其仪器成本高于咬合纸、咬合片等，因此普及程度远不及后者。此外，数字化口内扫描也可监测和检查咬合间隙，但精确度不及数字化咬合分析系统。

（2）数字化咬合分析系统近期研究进展：临床中常用T-scan系统实现数字化咬合分析。有研究者比较了T-scan与口内扫描在评估咬合接触方面的可靠性，发现T-scan高于口内扫描。比起评估T-scan的临床有效性，更多的研究集中在应用T-scan分析种植治疗后长期随访患者的咬合变化。

有研究者发现，在种植治疗的三年随访中，上部修复完成后3个月内种植位点咬合力和咬合接触时间显著增加，随后没有显著变化，类似结果同样出现在另一研究中。近年来，数字化数据采集技术在口腔种植修复领域中得到了突飞猛进的发展，一定程度上创新了诊疗模式，改变了临床医生的思维方式。

当前，在口腔种植领域中，数字化数据采集技术的应用还存在很多不足之处，如仪器价格高昂，医师需再培训后才能使用，需求椅旁辅助技师；此外，部分技术仍存在应用上的局限性等等。长远来看，数字化数据采集技术以高精度、数据易于存储、方便多学科整合与共享等优势会逐步扩大其在口腔医学领域的应用。

通过数字化口内外扫描、面部扫描、CBCT扫描、电子面弓等将颜面部、口内软硬组织、颌骨及关节等数据信息整合，建造“虚拟患者”实现疑难杂症口腔多学科精确诊断、科学合理选择治疗方案。同时，数字化技术以其数据传播的优越性，方便各级医疗卫生机构及医师的沟通和交流，辅助推进分级诊疗制度的建设，方便广大群众就医。伴随着技术、材料、设备及理念的发展，口腔医疗将在这些技术的加持下变得更加安全、便捷和高效。

来源：熊佳璧,孙为,施斌.口腔种植治疗中的数字化数据采集技术[J].中国口腔种植学杂志,2021,26(02):114-119.