房碩博，楊廣聚，康艷鳳，孫玉春，謝秋菲△

(北京大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院·口腔醫(yī)院， 1. 修復(fù)科， 2. 口頜功能診療研究中心 國(guó)家口腔疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心 口腔數(shù)字化醫(yī)療技術(shù)和材料國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室 口腔數(shù)字醫(yī)學(xué)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100081)

再定位牙合墊是一種覆蓋全牙列的導(dǎo)向型牙合墊，通過(guò)牙合面明顯的引導(dǎo)斜面和尖窩形態(tài)誘導(dǎo)下頜到達(dá)治療性頜位，常用于治療盤突關(guān)系紊亂和咬合重建前的診斷性治療。應(yīng)用再定位牙合墊的理論假設(shè)是改變髁突位于關(guān)節(jié)窩中的位置可以改變盤突關(guān)系和改善下頜功能[1]，治療效果極大程度上取決于改變后的頜位。

臨床上通常使用手法確定再定位牙合墊的頜位，由于操作時(shí)無(wú)法直接觀察髁突的移動(dòng)，醫(yī)生僅能通過(guò)上下頜牙列位置與彈響發(fā)生的位置推測(cè)髁突與關(guān)節(jié)盤、關(guān)節(jié)窩的相對(duì)位置變化，無(wú)法直觀評(píng)價(jià)手法確定的頜位是否到達(dá)預(yù)期位置，治療效果比較依賴于醫(yī)生的操作經(jīng)驗(yàn)。再定位牙合墊在口外制作時(shí)，需要將臨床確定的頜位轉(zhuǎn)移到牙合架上，然后經(jīng)過(guò)雕蠟型和裝膠等制作，這些過(guò)程中的誤差都會(huì)對(duì)確定的頜位產(chǎn)生影響。

機(jī)械牙合架采用機(jī)械結(jié)構(gòu)模擬人體顳下頜關(guān)節(jié)形態(tài)，通過(guò)設(shè)置參數(shù)模擬下頜運(yùn)動(dòng)。虛擬牙合架是口腔數(shù)字化軟件中模擬人體口頜系統(tǒng)的模塊，共有兩類，一類虛擬牙合架類似機(jī)械牙合架，模擬參數(shù)化運(yùn)動(dòng)；另一類虛擬牙合架通過(guò)應(yīng)用錐形束CT(cone beam computed tomography，CBCT)獲取人體真實(shí)的顳下頜關(guān)節(jié)圖像，并與個(gè)體的下頜運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)結(jié)合，可以在體外重現(xiàn)個(gè)體的下頜運(yùn)動(dòng)。目前模擬個(gè)體下頜運(yùn)動(dòng)的虛擬牙合架多用于觀察關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)變化[2-3]，尚未見將其應(yīng)用于確定再定位牙合墊頜位的研究。

本研究探索建立一種基于多源數(shù)據(jù)融合和個(gè)體下頜運(yùn)動(dòng)輔助確定再定位牙合墊頜位的方法，并進(jìn)行再定位牙合墊的數(shù)字化設(shè)計(jì)與3D打印制作。在體外實(shí)驗(yàn)中模擬這一流程并計(jì)算產(chǎn)生的偏差，評(píng)價(jià)這種方法的精度，為進(jìn)一步的臨床評(píng)價(jià)提供參考。

1 資料與方法

1.1 設(shè)備與軟件

研究中使用全可調(diào)牙合架KaVo PROTARevo(德國(guó)KaVo)，牙頜模型掃描儀Shining(中國(guó)先臨三維)， 超聲下頜運(yùn)動(dòng)軌跡描記儀JMAnalyser+(德國(guó)Zebris)，光固化三維打印機(jī)Objet30 Pro(美國(guó)Stratasys)，錐形束計(jì)算機(jī)體層攝影設(shè)備NewTom VGI(意大利NewTom)，三維測(cè)量分析軟件Geomagic Studio 2013(美國(guó)3D System)，三維測(cè)量分析軟件Geomagic Qualify 2013(美國(guó)3D System)，牙科設(shè)計(jì)軟件DentalCAD(德國(guó)Exocad)，統(tǒng)計(jì)分析軟件IBM SPSS Statistics 18(美國(guó)IBM)，醫(yī)學(xué)影像處理軟件Mimics Medical 20.0(比利時(shí)Materialise)。

1.2 建立數(shù)字化輔助確定再定位牙合墊頜位及數(shù)字化設(shè)計(jì)制作的流程

為探索應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)輔助確定再定位牙合墊頜位的流程，在北京大學(xué)口腔醫(yī)院研究生中招募1名受試者，女性，25歲，無(wú)顳下頜關(guān)節(jié)疼痛和彈響，無(wú)口面部肌肉疼痛，張口度大于37 mm。CBCT檢查顯示受試者雙側(cè)髁突后移位，左側(cè)髁突前斜面骨質(zhì)增生及髁突頂凹陷。

獲得受試者知情同意后，制取受試者上下頜牙列印模并灌注超硬石膏模型，應(yīng)用牙頜模型掃描儀Shining掃描建立數(shù)字化牙列模型。在醫(yī)學(xué)影像處理軟件Mimics Medical 20.0中進(jìn)行CBCT數(shù)據(jù)重建，分割并導(dǎo)出上下頜頜骨牙列數(shù)據(jù)。應(yīng)用超聲下頜運(yùn)動(dòng)軌跡描記儀JMAnalyser+記錄個(gè)體的下頜運(yùn)動(dòng)，通過(guò)牙合記錄固定牙合叉與上頜石膏牙列并進(jìn)行掃描，獲得帶有上頜牙列掃描數(shù)據(jù)的數(shù)字化牙合叉。

在Geomagic Studio 2013中，選取牙列齦緣以上部分為共同區(qū)域，采用全局配準(zhǔn)方法將光學(xué)掃描的牙列與CBCT重建的頜骨牙列參考系進(jìn)行統(tǒng)一。保留光學(xué)掃描的牙列部分與CBCT重建的頜骨部分，組合形成復(fù)合上下頜數(shù)字模型。選取牙列頰側(cè)部分為共同區(qū)域，將復(fù)合上頜數(shù)字模型與數(shù)字化牙合叉數(shù)據(jù)配準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)復(fù)合上下頜模型與下頜運(yùn)動(dòng)參考系的統(tǒng)一。在探索方法中，再定位牙合墊設(shè)計(jì)為垂直距離升高3 mm、矢狀位上髁突位于關(guān)節(jié)窩中部且前牙淺覆蓋的頜位。

將復(fù)合上下頜數(shù)字模型導(dǎo)入牙科設(shè)計(jì)軟件DentalCAD，按軟件設(shè)計(jì)流程設(shè)計(jì)就位道方向、倒凹保留量、牙合墊覆蓋范圍等，形成牙合墊基本形態(tài)。設(shè)計(jì)牙合墊牙合面時(shí)，啟用頜骨運(yùn)動(dòng)導(dǎo)入功能和顯示咬合空間功能，依據(jù)設(shè)計(jì)的頜位進(jìn)行虛擬調(diào)牙合，形成前牙區(qū)的引導(dǎo)斜面和后牙區(qū)的牙尖形態(tài)，同時(shí)保證正中咬合均勻接觸，保存再定位牙合墊的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。

將設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行打印前設(shè)置，保證組織面為非支撐面。使用透明樹脂材料與光固化三維打印機(jī)Objet30 Pro，用數(shù)字光處理(digital light processing, DLP)3D打印技術(shù)制作再定位牙合墊，制作完成后去除支撐材料。

將再定位牙合墊進(jìn)行臨床試戴，少量調(diào)改后牙合墊完全就位，評(píng)價(jià)固位與穩(wěn)定后，調(diào)牙合至正中咬合均勻接觸，受試者佩戴牙合墊再次進(jìn)行CBCT檢查，觀察戴入牙合墊后髁突在關(guān)節(jié)窩中位置的改變以及與設(shè)計(jì)的髁突位置的一致性。

1.3 體外評(píng)價(jià)數(shù)字化輔助確定再定位牙合墊頜位及數(shù)字化設(shè)計(jì)制作的精度

1.3.1實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?選擇成品標(biāo)準(zhǔn)牙列橡膠陰模，使用V型高強(qiáng)度中等膨脹模型石膏(美國(guó)Garreco)灌制一副標(biāo)準(zhǔn)上下頜石膏牙列模型。在AutoCAD 2014軟件中設(shè)計(jì)直徑為5 mm的3/4球體，3D打印制作8個(gè)樹脂標(biāo)志球，分別粘固于上下頜模型底座雙側(cè)的尖牙區(qū)和第一磨牙區(qū)，形成組合模型，上下頜標(biāo)志球從右至左分別命名為標(biāo)志球U1～U4、標(biāo)志球L1～L4(圖1)。設(shè)置牙合架參數(shù)為前伸髁導(dǎo)斜度30°、側(cè)方髁導(dǎo)斜度15°、側(cè)移角0°、后退0 mm，模型按牙尖交錯(cuò)位上全可調(diào)牙合架，使用白色零膨脹石膏(德國(guó)丹特納)連接模型與架環(huán)。在牙頜模型掃描儀Shining上，采用牙合架轉(zhuǎn)動(dòng)掃描模式獲取上下頜石膏牙列牙尖交錯(cuò)位頰側(cè)位置關(guān)系，下一步分別掃描上下頜石膏牙列模型，在配套軟件中按提示建立上下頜數(shù)字化牙列模型，以STL格式保存數(shù)據(jù)。

1.3.2記錄下頜運(yùn)動(dòng) 因?yàn)檠篮霞芡ㄟ^(guò)移動(dòng)上頜模擬下頜運(yùn)動(dòng)，所以實(shí)驗(yàn)中將超聲下頜運(yùn)動(dòng)軌跡描記儀JMAnalyser+的發(fā)射器固定于上頜石膏牙列唇頰側(cè)，接收器固定于相對(duì)于下頜位置不變的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上。在牙合叉前后牙區(qū)段孔洞位置注射咬合記錄硅橡膠材料，壓置于下頜牙列正中位置，用于記錄下頜參考平面。操作者在下頜運(yùn)動(dòng)軌跡描記儀配套軟件中選擇對(duì)應(yīng)的記錄模塊，驅(qū)動(dòng)牙合架模擬開閉口運(yùn)動(dòng)、前伸及側(cè)方運(yùn)動(dòng)并進(jìn)行記錄，保存下頜運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)為XML格式文件。重復(fù)下頜運(yùn)動(dòng)記錄過(guò)程3次，共獲得3組牙合叉與對(duì)應(yīng)的下頜運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。修整牙合叉硅橡膠記錄，保證牙合叉與下頜石膏牙列模型對(duì)位良好，固定牙合叉與下頜石膏牙列模型，置于牙頜模型掃描儀Shining上進(jìn)行掃描，保存帶有下頜牙列模型數(shù)據(jù)的數(shù)字化牙合叉STL格式數(shù)據(jù)。

1.3.3數(shù)字化輔助確定再定位牙合墊頜位 從DentalCAD軟件中導(dǎo)出虛擬牙合架中配準(zhǔn)用牙合叉的STL格式數(shù)據(jù)，將此數(shù)據(jù)導(dǎo)入Geomagic Studio 2013軟件中作為固定對(duì)象，將其和1.3.2小節(jié)中的數(shù)字化牙合叉數(shù)據(jù)進(jìn)行配準(zhǔn)。導(dǎo)入建立的數(shù)字化牙列模型，以下頜牙列模型頰側(cè)和底座為共同區(qū)域進(jìn)行最佳擬合對(duì)齊，測(cè)量切點(diǎn)坐標(biāo)。根據(jù)下頜運(yùn)動(dòng)的XML格式數(shù)據(jù)，計(jì)算切點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。根據(jù)垂直距離升高4 mm、5 mm、6 mm找到運(yùn)動(dòng)軌跡上的切點(diǎn)坐標(biāo)，再模擬下頜前伸2 mm變換切點(diǎn)坐標(biāo)。根據(jù)變換后的切點(diǎn)坐標(biāo)，將下頜運(yùn)動(dòng)的XML格式數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)調(diào)整(圖2)。

1.3.4數(shù)字化設(shè)計(jì)并制作再定位牙合墊 同1.2小節(jié)的步驟設(shè)計(jì)再定位牙合墊，保存設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)為STL格式，并保存設(shè)計(jì)頜位的STL格式數(shù)據(jù)。每一次記錄的下頜運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)出3個(gè)頜位的再定位牙合墊，3組下頜運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)共設(shè)計(jì)出9個(gè)再定位牙合墊，同1.2小節(jié)的步驟3D打印制作再定位牙合墊。

Ball markers of upper and lower casts registered as U1-U4 and L1-L4 from right to left respectively.

1.4 頜位關(guān)系實(shí)現(xiàn)精度評(píng)價(jià)

1.4.1整體偏差分析 制作完成的牙合墊在上頜模型上就位，使用100 μm紅色咬合紙(德國(guó)寶詩(shī))檢查正中咬合接觸是否均勻，必要時(shí)進(jìn)行調(diào)改。將再定位牙合墊戴入牙合架上的模型，連同牙合架在牙頜模型掃描儀Shining上以牙合架轉(zhuǎn)動(dòng)掃描模式進(jìn)行掃描，獲得掃描頜位，重復(fù)戴入并掃描3次，獲得同一個(gè)牙合墊的3次掃描頜位數(shù)據(jù)。將設(shè)計(jì)頜位數(shù)據(jù)與掃描頜位數(shù)據(jù)導(dǎo)入Geomagic Studio 2013軟件中，以下頜牙列模型為共同區(qū)域進(jìn)行最佳擬合對(duì)齊。保留設(shè)計(jì)與掃描頜位的上頜模型導(dǎo)入Geomagic Qualify 2013軟件中，將設(shè)計(jì)頜位中的上頜模型設(shè)置為參考對(duì)象，掃描頜位中的上頜模型設(shè)置為測(cè)試對(duì)象，進(jìn)行三維偏差分析(圖3)，得到均方根誤差。本實(shí)驗(yàn)共進(jìn)行3次下頜運(yùn)動(dòng)記錄，分別設(shè)計(jì)了3種頜位，制作出9個(gè)再定位牙合墊，每個(gè)牙合墊重復(fù)掃描頜位關(guān)系3次，所有設(shè)計(jì)頜位與對(duì)應(yīng)的掃描頜位進(jìn)行三維偏差分析，共得到27組數(shù)據(jù)。以均方根誤差為偏差統(tǒng)計(jì)量，使用SPSS 18.0軟件進(jìn)行分析，采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差描述，單因素方差分析，雙側(cè)檢驗(yàn)，顯著性水平α取0.05。

Digital models and mandibular movement trajectory during this workflow: intercuspal position (A), raising 6 mm of the vertical dimension (B), protrusion 2 mm of the mandible (C).

圖3 設(shè)計(jì)頜位與掃描頜位的上頜模型三維偏差色階圖

1.4.2標(biāo)志球球心在X、Y、Z軸方向的偏差分析 在Geomagic Studio 2013軟件中，擬合設(shè)計(jì)頜位與掃描頜位中上頜標(biāo)志球U1～U4球心的坐標(biāo)，計(jì)算掃描與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的球心在X、Y、Z軸三個(gè)方向差值的絕對(duì)值。以下頜牙列模型為參照，參考系X軸正向?yàn)樗较蛴?、Y軸正向?yàn)榇怪毕蛳隆軸正向?yàn)樗较蚯?。以差值絕對(duì)值為偏差統(tǒng)計(jì)量，使用SPSS 18.0進(jìn)行分析，差值絕對(duì)值采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差描述，單因素方差分析，雙側(cè)檢驗(yàn)，顯著性水平α取0.05。

2 結(jié)果

2.1 建立數(shù)字化輔助確定再定位牙合墊頜位的流程

初步建立應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)輔助確定再定位牙合墊頜位的臨床流程，流程包括獲取并融合CBCT數(shù)據(jù)、牙列數(shù)據(jù)、下頜運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)建立虛擬牙合架，并基于下頜運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行頜位確定。在牙科設(shè)計(jì)軟件中設(shè)計(jì)再定位牙合墊，進(jìn)行3D打印制作。定性觀察發(fā)現(xiàn)，受試者戴入再定位牙合墊后，右側(cè)髁突在關(guān)節(jié)窩中的位置基本實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的調(diào)整，左側(cè)較設(shè)計(jì)的位置稍偏前下(圖4)。

Positions of the condyle in the fossa in the sagittal view of design software: before (A) and after (B) designing the repositioning splint on the right, before (C) and after (D) designing the repositioning splint on the left. Positions of the condyle in the fossa in the corrected sagittal view of CBCT image: before (E) and after (F) wearing the repositioning splint on the right, before (G) and after (H) wearing the repositioning splint in the left.

2.2 整體偏差分析

設(shè)計(jì)頜位與掃描頜位的上頜模型三維偏差中，最大偏差值為0.32 mm，最小偏差值為0.19 mm，平均偏差為(0.25±0.04) mm。垂直距離升高4 mm、5 mm、6 mm時(shí)，上頜模型的三維偏差分別為(0.22±0.03) mm、(0.28±0.02) mm、(0.25±0.07) mm，單因素方差分析顯示，不同垂直距離升高量的上頜模型三維偏差均值的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.384)。

2.3 標(biāo)志球球心在X、Y、Z軸方向的偏差分析

設(shè)計(jì)位置上頜球心與掃描位置上頜球心在X、Y、Z軸三個(gè)方向差值絕對(duì)值的均值如表1所示，Y軸方向垂直距離升高6 mm偏差最大，為(0.33±0.04) mm，X軸方向垂直距離升高6 mm偏差最小，為(0.06±0.01) mm。X、Y、Z軸方向偏差均值分別為(0.08±0.01) mm、(0.30±0.02) mm、(0.21±0.04) mm，單因素方差分析顯示，三個(gè)方向不同垂直距離升高量的三維偏差均值的差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

3 討論

本研究通過(guò)多源數(shù)據(jù)融合在體外重現(xiàn)個(gè)體下頜運(yùn)動(dòng)，并應(yīng)用下頜運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)輔助確定再定位牙合墊的頜位，結(jié)合計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)輔助制作技術(shù)加工再定位牙合墊，建立了數(shù)字化輔助確定再定位牙合墊頜位的方法以及臨床應(yīng)用此方法的流程。受試者的檢查結(jié)果基本實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的頜位調(diào)整，表明這種方法可用于再定位牙合墊頜位的確定，但結(jié)果中也出現(xiàn)了與預(yù)期不符之處，提示此方法需要進(jìn)一步的評(píng)價(jià)與改進(jìn)。

表1 上頜標(biāo)志球球心在X、Y、Z軸方向的差值絕對(duì)值分析

3.1 再定位牙合墊頜位的確定方法

采用再定位牙合墊治療可復(fù)性關(guān)節(jié)盤前移位時(shí)，臨床上通常以彈響消失位作為治療頜位[1]。確定方法是囑患者大張口，彈響發(fā)生后閉口于對(duì)刃位，逐漸后退至張閉口彈響消失、前伸最小的位置[4]。陳慧敏等[5]的研究發(fā)現(xiàn)，在彈響消失位仍有相當(dāng)一部分患者關(guān)節(jié)盤未達(dá)到良好的盤-髁關(guān)系，而前伸對(duì)刃位時(shí)大部分患者能達(dá)到正常的盤-髁關(guān)系，并據(jù)此提出應(yīng)盡可能前伸下頜，由于前伸到反牙合關(guān)系會(huì)引起患者產(chǎn)生咀嚼不適等癥狀，通常最大前伸位是對(duì)刃位。當(dāng)再定位牙合墊用于需咬合重建治療的患者且明顯存在因牙列異常導(dǎo)致的關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)異常時(shí)(如牙列重度磨耗垂直距離降低導(dǎo)致的雙側(cè)髁突后移位等)，確定的治療性頜位應(yīng)對(duì)盤突關(guān)系進(jìn)行改善，經(jīng)過(guò)患者口內(nèi)檢驗(yàn)與調(diào)整后進(jìn)行最終修復(fù)，以實(shí)現(xiàn)修復(fù)后的盤突位置關(guān)系長(zhǎng)期健康穩(wěn)定。

通過(guò)手法確定再定位牙合墊的頜位，存在不能直接評(píng)價(jià)盤突位置關(guān)系的問題，一旦最終實(shí)現(xiàn)的頜位與預(yù)期頜位產(chǎn)生較大偏差，治療效果也會(huì)受到影響，重新制作也很難確保改善這種偏差。為了確保建立合適的盤突位置關(guān)系，早期的研究中曾提出利用關(guān)節(jié)片、CT、MRI等技術(shù)輔助確定再定位牙合墊的頜位[6]。這種做法雖然提高了確定頜位的準(zhǔn)確性，但由于操作難度大，且確定的頜位在后續(xù)轉(zhuǎn)移和制作中仍然難以控制誤差，故臨床工作中并不實(shí)用。數(shù)字化技術(shù)在口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用逐漸廣泛，但目前應(yīng)用于頜位關(guān)系確定的相關(guān)研究還較少，以往研究報(bào)道了不同的利用下頜運(yùn)動(dòng)軌跡記錄或確定無(wú)牙頜頜位關(guān)系的方法。佘文珺等[7]應(yīng)用下頜運(yùn)動(dòng)軌跡描記法記錄無(wú)牙頜頜位關(guān)系，其頜位關(guān)系是通過(guò)臨床引導(dǎo)確定，下頜運(yùn)動(dòng)軌跡描記儀主要起到觀察與記錄作用。Li等[8]通過(guò)分析無(wú)牙頜患者下頜運(yùn)動(dòng)軌跡的集中趨勢(shì)直接確定并記錄頜位關(guān)系，這種方法確定的頜位多位于肌力閉合道上。

本研究探索的方法是通過(guò)多源數(shù)據(jù)融合，輔助口外分析幾個(gè)因素確定頜位，主要可以分析升高的垂直距離、前牙覆蓋關(guān)系、彈響消失時(shí)的頜位以及髁突在關(guān)節(jié)窩中的位置。與常規(guī)手法確定再定位牙合墊的頜位相比，這種方法通過(guò)實(shí)時(shí)觀察髁突關(guān)節(jié)窩的位置關(guān)系確定頜位，并且確定的頜位可以直接應(yīng)用于再定位牙合墊的數(shù)字化設(shè)計(jì)制作，使后續(xù)過(guò)程的誤差更加可控。再定位牙合墊理想的頜位是建立起正常的盤突位置關(guān)系，目前技術(shù)條件下關(guān)節(jié)盤、神經(jīng)與肌肉等口頜系統(tǒng)組成部分尚無(wú)法進(jìn)行數(shù)字化動(dòng)態(tài)考量，因此本方法制作的再定位牙合墊同樣需要臨床進(jìn)一步調(diào)整。

3.2 數(shù)據(jù)獲取與數(shù)據(jù)融合的精度分析

本研究建立的方法涉及口頜系統(tǒng)多源數(shù)據(jù)的融合應(yīng)用，在口腔數(shù)字化領(lǐng)域中屬于虛擬牙合架的范疇。虛擬牙合架包括兩類，一類虛擬牙合架模擬機(jī)械牙合架的結(jié)構(gòu)與運(yùn)動(dòng)，另一類虛擬牙合架通過(guò)將下頜運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)與數(shù)字化牙列模型結(jié)合，可以模擬更加個(gè)性化的下頜運(yùn)動(dòng)[9]。第二類虛擬牙合架應(yīng)用前景更為廣闊，可根據(jù)需要結(jié)合更加多源的口頜系統(tǒng)數(shù)據(jù)，例如將CBCT重建的頜骨數(shù)據(jù)加以融合，理論上可以模擬出真實(shí)可視的咬合接觸關(guān)系和髁突與關(guān)節(jié)窩位置關(guān)系[10]。

對(duì)于多種類型數(shù)據(jù)的融合，數(shù)據(jù)獲取與數(shù)據(jù)融合過(guò)程中的誤差都會(huì)影響其應(yīng)用。第二類虛擬牙合架在數(shù)據(jù)獲取部分的誤差主要包括光學(xué)牙列掃描、CBCT掃描、下頜運(yùn)動(dòng)記錄三個(gè)部分。光學(xué)牙列掃描主要有口內(nèi)掃描與模型掃描兩種方法，口內(nèi)掃描總體上的正確度約為0.017～0.378 mm，準(zhǔn)確度約為 0.055～0.116 mm[11]；模型掃描的精度約為0.005～0.020 mm[12-13]。CBCT的重建精度受到掃描視野、掃描層厚和分辨率大小的影響，以往研究報(bào)道其誤差范圍為0.106～0.760 mm[11]，下頜運(yùn)動(dòng)電子記錄設(shè)備的精度約為0.156～0.400 mm[14-15]。

本研究的體外模型實(shí)驗(yàn)中，整體偏差為(0.25±0.04) mm，其中3D打印應(yīng)用的Objet30 Pro打印機(jī)的分層精度為0.016 mm，數(shù)據(jù)獲取與數(shù)據(jù)融合的偏差主要涉及光學(xué)牙列掃描與下頜運(yùn)動(dòng)記錄，陳磊等[16]的研究顯示，融合這兩種數(shù)據(jù)模擬側(cè)方咬合時(shí)的偏差為(0.18±0.05) mm。臨床流程中還涉及CBCT重建數(shù)據(jù)與光學(xué)掃描牙列數(shù)據(jù)的融合，這兩種數(shù)據(jù)存在多種配準(zhǔn)方法，各種方法的配準(zhǔn)誤差為0.02～0.66 mm[17-19]。本研究采用了趙一姣等[20]推薦的全局配準(zhǔn)方法，可以在盡量減少拍攝次數(shù)的情況下獲得較好的配準(zhǔn)結(jié)果。受試者左側(cè)設(shè)計(jì)的髁突調(diào)整與試戴結(jié)果之間存在差異，除體外實(shí)驗(yàn)中分析的誤差外，考慮一方面可能是CT重建的牙列與光學(xué)掃描牙列融合的誤差，另一方面由于受試者的神經(jīng)肌肉會(huì)對(duì)數(shù)字化確定的頜位進(jìn)一步調(diào)整，使得戴入牙合墊后的頜位與神經(jīng)肌肉更加協(xié)調(diào)，可能也會(huì)導(dǎo)致結(jié)果與設(shè)計(jì)產(chǎn)生差異。

3.3 再定位牙合墊的設(shè)計(jì)與制作

目前再定位牙合墊的制作有口內(nèi)和口外兩種方法?？谕夥ㄐ枰R床確定頜位關(guān)系并轉(zhuǎn)移上牙合架，之后在技工室雕蠟型、裝盒及裝膠制作；口內(nèi)法需在模型上先用樹脂片真空壓膜、裁剪制作輪廓，再用自凝樹脂在口內(nèi)確定頜位，形成并調(diào)改咬合接觸[21]。口外法從頜位確定到制作完成涉及多個(gè)手工操作步驟，誤差較難控制。口內(nèi)法一次性確定治療性頜位的難度較高，并且制作時(shí)材料異味大，臨床調(diào)牙合量大。

隨著數(shù)字化技術(shù)在口腔修復(fù)領(lǐng)域應(yīng)用的逐漸深入，牙合墊正在逐步實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的設(shè)計(jì)與制作。有研究建立了穩(wěn)定型牙合墊的數(shù)字化設(shè)計(jì)與制作流程，并取得了較好的效果[22-25]。近年來(lái)，多種商業(yè)牙科軟件都加入了牙合墊設(shè)計(jì)模塊，借助設(shè)計(jì)軟件中牙合墊設(shè)計(jì)模塊與虛擬牙合架模塊，本研究可以將基于下頜運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)確定的頜位直接用于再定位牙合墊的設(shè)計(jì)，加上計(jì)算機(jī)輔助制作技術(shù)，數(shù)字化確定的頜位減少了轉(zhuǎn)移制作過(guò)程中的不可控因素，可以較準(zhǔn)確地應(yīng)用于臨床。通過(guò)模型實(shí)驗(yàn)的模擬評(píng)價(jià)，這種方法實(shí)現(xiàn)的頜位整體偏差為(0.25±0.04) mm，可以用于頜位的調(diào)整。但是，單純機(jī)械結(jié)構(gòu)無(wú)法完全模擬人體口頜系統(tǒng)的狀態(tài)，模型實(shí)驗(yàn)結(jié)果僅可用于輔助分析復(fù)雜臨床情況下部分誤差的來(lái)源和大小。

綜上，應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)輔助確定再定位牙合墊頜位的技術(shù)路線可行，在本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的條件范圍內(nèi)，這種方法的精度誤差與垂直距離升高量無(wú)相關(guān)性。未來(lái)將設(shè)計(jì)嚴(yán)格的臨床試驗(yàn)，對(duì)數(shù)字化輔助確定再定位牙合墊頜位的方法進(jìn)行進(jìn)一步評(píng)價(jià)與改進(jìn)。