馮全勝 馬 笮 徐文秀 楊 璐

隨著社會的日益發(fā)展，各種工作逐漸進(jìn)入數(shù)字化已成為必然趨勢，醫(yī)院的各項工作也逐漸數(shù)字化。3D 打印技術(shù)是快速成型技術(shù)(rapid prototy-ping，RP)之一，在20 世紀(jì)80 年代首先在工程領(lǐng)域應(yīng)用，它利用重建的三維數(shù)字模型，將其分割成層狀，然后逐層堆積成實體模型［1］。3D 打印是通過使用三維數(shù)據(jù)來制造實體模型的一種方法，屬于快速成型技術(shù)［2］。三維重建數(shù)據(jù)的采集是制作3D 模型的重要一步，現(xiàn)在臨床上常用的采集方式主要有軟件設(shè)計、光學(xué)掃描、機(jī)械式掃描和放射學(xué)掃描四種方式［3，4］。3D 打印技術(shù)應(yīng)用廣泛，例如2012年時比利時Hasselt 大學(xué)生物醫(yī)學(xué)研究所使用3D 打印技術(shù)為一位83 歲患者制作了一副鈦合金的下頜骨，患者術(shù)后1 天就恢復(fù)語言和吞咽功能。在國內(nèi)，曹川利用計算機(jī)軟件重建并制造充填模型，最后再按照充填模型進(jìn)行雕刻制作出植入體，成功矯正并治療了下頜骨的不對稱畸形。筆者為明確口腔3D 打印模型與傳統(tǒng)石膏模型的精確性差別，進(jìn)行了如下研究。

1.材料與方法

1.1 材料 選擇2013 年4 月至2014 年3 月在本醫(yī)院口腔科完成常規(guī)正畸治療后的石膏模型40 副。納入標(biāo)準(zhǔn)為:①模型清晰完整;②第二磨牙納入矯治。將這40 副模型隨機(jī)分為兩組，每組20 副模型，A 組采取3D 打印模型來制作模型，B組采取傳統(tǒng)石膏模型來制作模型，比較兩組模型的精確性。而且兩組模型的一般資料比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P ＞0.05)，具有可比性。

1.2 方法 對兩組模型要求如下:①不允許有乳牙滯留;②不允許有牙齒畸形或牙列缺損;③不允許有牙冠齲損未充填或充填不良;④不允許有牙冠有修復(fù)體。采用三維激光掃描儀3Shape D810(3Shape，丹麥)對石膏模型進(jìn)行一系列數(shù)字掃描(掃描精度為100%)，形成數(shù)字化模型，應(yīng)用于三維數(shù)字模型測量;石膏模型經(jīng)修整后制作成標(biāo)準(zhǔn)模型，用于傳統(tǒng)石膏模型測量。測量項目包括7 項，即牙齒排列、邊緣嵴、頰舌向傾斜、咬合接觸、咬合關(guān)系、覆蓋和鄰接關(guān)系，并根據(jù)測量結(jié)果計算每項標(biāo)準(zhǔn)的得分及總得分。所有測量均由本院口腔科的同一名醫(yī)生來完成，具體方法為先進(jìn)行數(shù)字模型測量，3 周后進(jìn)行重復(fù)測量1 次，數(shù)字測量結(jié)束3 周后進(jìn)行石膏模型測量，同樣于3 周后重復(fù)測量1 次。用Wilcoxon 法檢驗和比較兩種方法的可精確性，并比較兩種方法的測量結(jié)果。

2.結(jié)果

3D 打印模型與石膏模型兩次測量差值評分的比較詳見表1，其中在牙齒排列、頰舌向傾斜、總分比較，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P ＜0.05)。3D 打印模型與石膏模型兩次測量評分結(jié)果均值的比較詳見表2，在牙齒排列、咬合接觸、覆蓋、總分上比較差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P ＜0.05)。

表1 3D 打印模型與石膏模型兩次測量差值評分的比較(分，x)

表2 3D 打印模型與石膏模型兩次測量評分結(jié)果均值的比較(分，x)

3.討論

3D 打印技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的首次應(yīng)用是在1990 年，當(dāng)時該發(fā)明者采用3D 打印技術(shù)把CT 掃描獲取的顱骨解剖數(shù)據(jù)成功復(fù)制出顱骨解剖模型。經(jīng)過20 多年的發(fā)展，現(xiàn)已在口腔種植［5］、神經(jīng)外科［6］、骨科、頜面部贗復(fù)體的制造等手術(shù)中廣泛應(yīng)用。在口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，3D 打印技術(shù)因為其獨有的優(yōu)勢逐漸被應(yīng)用于各個專業(yè)，3D 打印技術(shù)逐漸普及在口腔醫(yī)學(xué)的頜面外科、修復(fù)科、口腔內(nèi)科及正畸科。

本研究結(jié)果顯示，對兩種方法可重復(fù)性的比較發(fā)現(xiàn)，三維數(shù)字模型測量在牙齒排列(Z=-3.158，P=0.002)、頰舌向傾斜(Z=-2.555，P=0.011)和咬合接觸(Z=-3.150，P=0.002)三項標(biāo)準(zhǔn)的測量差值評分及總得分(Z=-2.217，P=0.027)的差值小于傳統(tǒng)石膏模型測量;比較兩種方法的測量結(jié)果發(fā)現(xiàn)，三維數(shù)字模型測量在牙齒排列(Z=-3.105，P=0.002)、咬合接觸(Z=-2.415，P=0.016)、覆蓋(Z=-2.818，P=0.005)三項標(biāo)準(zhǔn)的測量評分結(jié)果均值比較和總得分(Z=-4.149，P=0.001)高于傳統(tǒng)石膏模型測量。在牙齒排列的測量方面，傳統(tǒng)石膏模型測量難度較大，特別是相鄰牙的接觸點同時偏離正常位置時，就更加難于準(zhǔn)確測量其偏離的距離;而3D 打印模型測量在弓形的輔助下，不但可以更加直觀清楚地發(fā)現(xiàn)異常排列的牙齒，而且可以準(zhǔn)確地測量出它偏離正常位置的距離。對于頰舌向傾斜的測量，傳統(tǒng)石膏模型測量主要通過兩側(cè)同名牙尖確定的平面來作為參考平面，該平面易隨著觀測角度的不同而發(fā)生變化，而且由于測量的牙尖與作為參考平面的牙尖并不在同一直線上，所以測量結(jié)果可能會受到不同程度的影響;而3D 打印模型測量以平面作為參考平面，并通過點面距離的變化來準(zhǔn)確定位牙尖，因而具有更高的精確性。對于咬合接觸的測量，傳統(tǒng)石膏模型測量易受到牙尖交錯的影響和視覺角度局限的影響，很難獲得精準(zhǔn)的測量結(jié)果;而3D 打印模型測量采則用咬合分析系統(tǒng)進(jìn)行咬合記錄，充分地利用了三維咬合記錄高準(zhǔn)確性和精確性的特點［7～9］。

使用傳統(tǒng)石膏模型在臨床工作中存在一系列的難題，包括存儲的負(fù)擔(dān)、損壞和斷裂的危險、沉重的重量等問題，與此同時也不方便與同行專業(yè)人士和患者進(jìn)行溝通交流。3D 打印模型的出現(xiàn)大大地解決了這些難題，與傳統(tǒng)石膏模型相比，3D 打印模型的數(shù)據(jù)測量具有很高的精確性。在如今臨床工作中3D 打印模型因其快速、精確及價格優(yōu)勢使用率已超出傳統(tǒng)的石膏模型。在臨床工作中，通過獲取數(shù)字模型，并配合相關(guān)軟件進(jìn)行數(shù)字模型分析，不僅解決了傳統(tǒng)石膏模型方式給患者帶來的不便，也可根據(jù)需要打印模型，方便數(shù)據(jù)的存儲與使用。

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