摘要：目前以口腔內(nèi)數(shù)字化掃描，數(shù)字化印模采集技術和數(shù)字化修復體設計與數(shù)字化加工技術為代表的數(shù)字化口腔醫(yī)學已經(jīng)廣泛應用于臨床修復。本文回顧了數(shù)字化口腔醫(yī)學應用于修復領域的現(xiàn)狀，并且對未來的發(fā)展趨勢進行展望。

關鍵詞：數(shù)字化口腔；CAD/CAM；快速成形技術

數(shù)字化口腔可被廣義理解為任何結(jié)合數(shù)字化技術或者與計算機控制相關的口腔技術。數(shù)字化口腔開創(chuàng)了口腔醫(yī)學的新領域，依照目前的發(fā)展趨勢，數(shù)字化將會成為現(xiàn)代口腔修復的一個完整的部分，大多數(shù)的修復體將離不開數(shù)字化技術。本文就與口腔修復密切相關的部分數(shù)字化技術做一綜述。

1計算機輔助設計與制作（CAD-CAM）技術

在上世紀CAD/CAM技術在口腔醫(yī)學界開始應用，現(xiàn)已逐漸成熟起來，成為數(shù)字化修復的核心內(nèi)容，可用于制作大多數(shù)的固定修復體。CAD/CAM轉(zhuǎn)變了修復體的制作模式，提高了修復體的精確度、使用壽命等，同時相較于鑄造工藝減少了勞動的成本和并發(fā)癥的發(fā)生。然而，CAD/CAM技術也有一些局限如價格昂貴，并且需要對使用者進行培訓等。CAD/CAM系統(tǒng)由三部分組成：

1.1數(shù)字化信息采集，即將口腔內(nèi)的形態(tài)信息通過掃描轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)據(jù)以便被計算機處理。數(shù)字化信息掃描包括兩種方法[1]：①直接掃描法，即從口腔內(nèi)直接獲取三維信息的方法，從而避免在取印模和灌模型時產(chǎn)生誤差。起初口內(nèi)掃描要求所掃描組織是不透明的，需要在其表面噴涂氧化鈦，但是這個步驟會改變牙體表面的形狀，這也許會影響最終修復體的密合性。目前技術的發(fā)展已基本克服了以上困難，并開始了臨床應用，主要的直接口內(nèi)掃描系統(tǒng)包括：CEREC Bluecam（Sirona），Lava COS System（3M ESPE），iTero System（Cadent/Straumann），E4D System（D4D Technologies），TRIOS System（3Shape）等。Ender[2]等比較了在口內(nèi)取全牙弓數(shù)字化印模和傳統(tǒng)印模的精確度，認為數(shù)字化印模與傳統(tǒng)印模的精確度相似。②間接掃描法，即先經(jīng)過傳統(tǒng)的印模制取和石膏代型制作，再在代型上掃描獲取口腔數(shù)據(jù)。大多數(shù)系統(tǒng)采用間接方式獲取數(shù)據(jù)，其特點是數(shù)據(jù)準確，修復體邊緣識別清晰。直接和間接數(shù)字化掃描的精確度較，研究結(jié)論差異很大，這可能與口內(nèi)條件如唾液、有限的空間等會使掃描的精確度減低有關[3]。

1.2數(shù)字化修復體設計 利用設計軟件處理掃描數(shù)據(jù)，確定修復體邊緣線、鄰接點等信息，各數(shù)字化修復體制作系統(tǒng)均有標準牙冠形態(tài)數(shù)據(jù)庫及修復體智能設計系統(tǒng)，系統(tǒng)可自動選擇適合于患者個體的牙齒外形信息，通過自動調(diào)整或人工修改的方式最終確定修復體形態(tài)，并根據(jù)對合牙及鄰牙數(shù)據(jù)信息，模擬調(diào)整修復體的咬合和鄰接觸形態(tài)[1]。

1.3數(shù)字化修復體制造 即用數(shù)控機床根據(jù)數(shù)字化設計制作最終修復體。

基于以上的組成部分，在臨床中使用CAD/CAM軟件時有以下幾種方式[4]：①技工室制作：牙科醫(yī)生在技工室將印模灌制為石膏模型，然后剩余的步驟將由CAD/CAM軟件完成②椅旁操作：椅旁CAD/CAM的所有組成部分都在診室內(nèi)裝置，這項技術可以實現(xiàn)患者一次就診完成所有修復工作，從而為患者帶來更多的便利。最早出現(xiàn)的為CEREC系統(tǒng)，目前還有E4D牙醫(yī)系統(tǒng)，這種椅旁制造的修復體在質(zhì)量上也不亞于技工室制作。③在制作中心集中制造：口腔醫(yī)生在診室對患者口內(nèi)或者獲得的模型進行掃描獲取數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)上傳至制作中心，在制作中心使用CAD/CAM技術完成修復體的設計制作，最后再將修復體轉(zhuǎn)運至牙科診室。這種集中式生產(chǎn)的好處在于它可以減少投入，而且可以消除牙科醫(yī)生對技工室的依賴，節(jié)約時間。

2虛擬牙合架

CAD/CAM非常重要的一項缺陷是目前的軟件設計只可以獲得牙體形狀并不能兼顧到口腔的功能性運動，因此修復體的牙合面必須通過人工調(diào)磨，才能使口內(nèi)或者在牙合架上的上下頜牙列的運動符合功能需要。而虛擬牙合架技術的研發(fā)可使CAD/CAM實現(xiàn)咬合運動。

虛擬牙合架是一種計算機程序而并不是實體存在的牙合架。它包括了虛擬的髁突和切導平面。在機械的牙合架上這種動態(tài)的牙合關系的復制是存在一定限制的。虛擬牙合架可以很好地補充這種缺陷，因為它可以實時地模擬下頜的三維運動，并且使用者可以從各個角度動態(tài)觀察牙齒及咬合或鄰接等，使用虛擬牙合架可以在設計修復體時考慮到咬合的動態(tài)變化，實現(xiàn)虛擬調(diào)合[5]。

一項最近的研究報道了對虛擬牙合架的功能性和實用性的分析。指出虛擬牙合架可以模仿患者的咀嚼運動，很好的呈現(xiàn)牙列在運動時接觸點的位置和數(shù)目。作者表示虛擬牙合架可以用來全面并且精確地分析患者的咬合[6]。但是在目前，這項技術只用于輔助機械牙合架來更好的呈現(xiàn)咬合的情況。

3增材制造技術與快速成型技術

目前CAD/CAM技術制作修復體主要為將整塊材料切削研磨以達所需形狀，即減材制造。這種制造的方法非常浪費材料，而且不能大批量制作冠和橋，在某一時間點只能加工修復體某一部分[7]?？紤]到這些不足之處，我們可以推斷在將來制作修復體的方式將從減材制造法向增材制造法轉(zhuǎn)變。這種增材制造技術主要為快速成型技術（rapid prototyping，RP）。

快速成型技術是一種原型制造技術，它能根據(jù)CAD/CAM設計工件的三維模型，將工件的三維模型分解為多個連續(xù)的層面，采用不同技術及材料逐一完成并疊加各層面而快速制作其實體模型。RP特別適合復雜形態(tài)工件的加工，且節(jié)約材料，可大批量生產(chǎn)。目前在口腔修復領域可以使用的快速成型技術包括：立體光固化技術（stereo lithography apparatus，SLA，）、選擇性激光燒結(jié)（Selective Laser Sintering，SLS）、熔融沉積成形（Fused Deposition Manufacturing，F(xiàn)DM）、3D打印技術。

快速成型技術使數(shù)字化可摘局部義齒制作成為可能。一直以來，復雜形狀的加工，薄弱的金屬基托、桿、卡環(huán)都是可摘局部義齒減材加工的難點與弱點。因此，許多學者研究了使用快速成型技術制作可摘局部義齒。最近的一些研究表示在理論上快速成型技術可以成功用于可摘局部義齒合金支架的制作。Williams[8]報道的案例對口腔模型進行掃描，然后使用3D設計軟件完成模型的虛擬觀測和支架的設計。再用快速成型技術（SLS）直接制作合金支架。然后用常規(guī)技術完成義齒，經(jīng)評估可適合患者戴用。

4數(shù)字化技術在口腔修復教學時的應用

除以上幾種數(shù)字化修復的應用外，數(shù)字化技術也可用于教育領域。虛擬口腔操作軟件的發(fā)展使口醫(yī)學生有機會在3D模擬口腔中進行操作練習[9]。使用軟件時學生需要帶著特定的眼鏡以在電腦屏幕上看到3D口腔，頭部追蹤相機使口腔影像展現(xiàn)到學生的腦海中，使學生真實地體驗到從不同的角度檢查口腔狀況。使用者在這種虛擬-真實環(huán)境中可以通過觸覺反饋技術感知到對所持器械的觸摸以及使用的力量大小。這樣一個仿真系統(tǒng)的優(yōu)點在于可以提高學習效率并且可以避免對患者練習時發(fā)生錯誤，可以反復練習，更加容易對學生操作進行評估，并且降低教學的成本。

虛擬現(xiàn)實（virtual reality，VR）系統(tǒng)可以通過計算機追蹤評估學生的表現(xiàn)。使用VR軟件發(fā)現(xiàn)學生學習速度很快，可以在短時間內(nèi)明顯的提高學生的操作技能[10]。

5結(jié)論

科技會幫助我們走入修復的一個新的階段，數(shù)字化技術將會使診斷和溝通更快更高效。椅旁一次就診完成修復將會更加推廣，并且由固定修復擴展到可摘局部義齒、全口義齒修復的范圍。在未來，隨著科技的發(fā)展與在口腔醫(yī)學中的應用，口腔醫(yī)生將會為患者提供更好的醫(yī)療服務。

參考文獻：

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編輯/申磊