吳 煜 鄒士琦 王 霄

(北京大學(xué)第三醫(yī)院口腔科，北京 100191)

隨著人們生活水平的提高和口腔種植技術(shù)的推廣及普及，口腔種植技術(shù)已逐漸成為治療牙列缺失、缺損的主要手段，在牙列功能與美觀修復(fù)方面發(fā)揮重要作用?？谇环N植技術(shù)是一種以植入骨組織內(nèi)的下部結(jié)構(gòu)(種植體)為基礎(chǔ)來(lái)支持、固位上部牙修復(fù)體(牙冠)的缺牙修復(fù)方式，主要包括2個(gè)階段：第一階段是口腔種植手術(shù)，即將種植體植入牙槽骨內(nèi)，等待3～6個(gè)月后行第二階段口腔種植修復(fù)(牙冠安裝)。傳統(tǒng)的口腔種植手術(shù)中，種植的效果主要取決于醫(yī)生的臨床經(jīng)驗(yàn)和操作的準(zhǔn)確性，任何操作的微小失誤和偏差都會(huì)影響到遠(yuǎn)期的功能和美觀效果，甚至?xí)p傷下牙槽神經(jīng)、上頜竇底及鼻底黏膜等重要解剖結(jié)構(gòu)，造成不必要的并發(fā)癥，因此，對(duì)醫(yī)生的技術(shù)水平要求極高。另外，由于口腔空間狹小，以及口頰軟硬組織的阻擋，常常無(wú)法在直視下完成種植手術(shù)的操作，對(duì)種植精度產(chǎn)生消極的影響。定位導(dǎo)航系統(tǒng)技術(shù)與外科技術(shù)有機(jī)結(jié)合是解決上述問(wèn)題的重要途徑。定位導(dǎo)航系統(tǒng)具有定位準(zhǔn)確、狀態(tài)穩(wěn)定、工作尺度范圍大等優(yōu)勢(shì)。瑞醫(yī)博口腔種植機(jī)器人通過(guò)視覺導(dǎo)航與圖像配準(zhǔn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械臂的實(shí)時(shí)導(dǎo)航，輔助醫(yī)生完成種植手術(shù)，保證手術(shù)的精準(zhǔn)性與一致性,降低手術(shù)復(fù)雜性及手術(shù)創(chuàng)傷，實(shí)現(xiàn)口腔種植的微創(chuàng)治療。2020年9～10月我科對(duì)66例牙列缺損采用瑞醫(yī)博口腔種植機(jī)器人行口腔種植手術(shù)，報(bào)道如下。

1 臨床資料與方法

1.1 一般資料

本研究通過(guò)北京大學(xué)第三醫(yī)院醫(yī)學(xué)科學(xué)研究倫理委員會(huì)審批[批文號(hào):(2020)藥倫審第(007-01)號(hào)]，中國(guó)臨床試驗(yàn)中心注冊(cè)號(hào)：ChiCTR2100047209?；颊呔炇鹬橥鈺?。選取2020年9～10月我科擬行牙齒種植修復(fù)的66例牙列缺損，男25例，女41例。年齡22～67歲，平均41歲。共植入種植體81顆，每例植入1～4顆。

病例選擇標(biāo)準(zhǔn):①欲行種植固定修復(fù)的牙列缺損患者，自愿參加并簽署知情同意書；②口內(nèi)每象限余留穩(wěn)定牙數(shù)≥4 顆；③術(shù)前錐形束CT(cone beam CT,CBCT)顯示種植區(qū)水平及垂直骨量尚可，規(guī)劃種植體完全位于骨內(nèi)，無(wú)需或可行同期水平骨增量；④牙周組織基本健康；⑤全身健康狀況基本良好。排除標(biāo)準(zhǔn):①存在局部或全身種植修復(fù)禁忌證；②開口度過(guò)小，無(wú)法安放定位導(dǎo)板；③剩余骨量嚴(yán)重不足。

1.2 方法

1.2.1 儀器設(shè)備 KAVA 3D eXam CBCT(卡瓦集團(tuán)，美國(guó)) ；瑞醫(yī)博口腔種植手術(shù)機(jī)器人RD-100[(北京柏惠維康科技有限公司，批文號(hào)：國(guó)械注準(zhǔn) 20213010215)，見圖1]；牙科種植機(jī)[卡瓦科爾牙科醫(yī)療器械(蘇州)有限公司，批文號(hào)：蘇械注準(zhǔn)20182171512]；士卓曼種植體及其種植器械[瑞士士卓曼( 北京) 醫(yī)療器械貿(mào)易有限公司，批文號(hào)：國(guó)械注進(jìn)20153170691]；臨時(shí)冠橋樹脂(德國(guó)沃柯有限公司VOCO GmbH，批文號(hào)：國(guó)械注進(jìn)20152171456)等。

圖1 瑞醫(yī)博口腔種植手術(shù)機(jī)器人由機(jī)械臂(含夾持器)、手術(shù)導(dǎo)航軟件(型號(hào): RemeDent，版本：V1.0)、光學(xué)跟蹤定位儀、專用儀器車等組成 圖2 A.使用臨時(shí)冠橋樹脂將定位導(dǎo)板固定于患者同頜非手術(shù)側(cè)牙列；B.患者佩戴定位導(dǎo)板拍攝術(shù)前CBCT；C.將術(shù)前CBCT數(shù)據(jù)導(dǎo)入手術(shù)導(dǎo)航軟件行術(shù)前種植體三維位置的規(guī)劃；D.術(shù)前患者及機(jī)械臂的注冊(cè)；E.術(shù)中機(jī)械臂在導(dǎo)航下完成種植窩洞的逐級(jí)備洞；F.術(shù)后患者佩戴定位導(dǎo)板再次拍攝CBCT，并將數(shù)據(jù)導(dǎo)入手術(shù)導(dǎo)航軟件與術(shù)前規(guī)劃的種植體影像相融合計(jì)算誤差 圖3 種植體植入誤差定義 ①種植體植入點(diǎn)的總誤差；②深度誤差；③橫向誤差；④種植體根尖點(diǎn)的總誤差；⑤深度誤差；⑥橫向誤差；⑦種植體的角度誤差

1.2.2 手術(shù)方法

1.2.2.1 種植術(shù)前準(zhǔn)備 種植術(shù)前充分告知患者可行治療方案、費(fèi)用及風(fēng)險(xiǎn)，術(shù)前充分告知患者口腔種植機(jī)器人的原理及適應(yīng)證，患者均知情同意術(shù)中使用口腔種植機(jī)器人。術(shù)前常規(guī)行心電圖、血和尿常規(guī)、凝血功能、生化及免疫檢查等排除手術(shù)禁忌，手術(shù)當(dāng)天在患者口內(nèi)同頜對(duì)側(cè)牙齒上固定佩戴含有標(biāo)記點(diǎn)的定位導(dǎo)板(圖2A)，在佩戴定位導(dǎo)板的情況下行CBCT拍攝(圖2B)。將CBCT的信息數(shù)據(jù)以DICOM文件格式導(dǎo)入導(dǎo)航軟件中，進(jìn)而在術(shù)前完成患者三維影像的重建，并在三維影像上規(guī)劃種植體三維位置(圖2C)。

1.2.2.2 術(shù)前導(dǎo)航準(zhǔn)備 患者入手術(shù)室，口內(nèi)及頜面部消毒鋪巾，安裝種植手機(jī)至機(jī)械臂末端夾持器上，將帶有定位標(biāo)志特征的手機(jī)標(biāo)定板裝配到手機(jī)鉆針位置。開啟導(dǎo)航軟件，進(jìn)行機(jī)械臂與CBCT圖像的注冊(cè)((圖2D)。首先，機(jī)械臂在患者口腔周圍依次移動(dòng)6個(gè)位置(6個(gè)位置不可共面，且盡量包圍口腔種植區(qū)域)，導(dǎo)航軟件分別記錄手機(jī)標(biāo)定板在光學(xué)跟蹤定位儀和機(jī)械臂空間下的坐標(biāo)，通過(guò)坐標(biāo)變換完成機(jī)械臂與光學(xué)跟蹤定位儀的空間注冊(cè)；然后再通過(guò)導(dǎo)航軟件提取定位導(dǎo)板上阻射點(diǎn)分別在光學(xué)跟蹤定位儀下和CBCT圖像空間下的坐標(biāo)，通過(guò)坐標(biāo)變換實(shí)現(xiàn)光學(xué)跟蹤定位儀與CBCT圖像的空間注冊(cè)；最后計(jì)算得到機(jī)械臂與CBCT圖像的空間注冊(cè)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂對(duì)CBCT圖像空間下所規(guī)劃種植體的識(shí)別追蹤與定位。

1.2.2.3 機(jī)器人種植手術(shù) 在缺牙區(qū)行阿替卡因腎上腺素局部浸潤(rùn)麻醉，牙槽嵴頂切開翻瓣或不翻瓣，按照術(shù)前規(guī)劃口腔種植導(dǎo)航機(jī)器人機(jī)械臂自動(dòng)確定種植體的植入點(diǎn)和三維方向，逐級(jí)備種植窩洞，植入種植體，安放愈合基臺(tái)(圖2E)。手術(shù)醫(yī)生可以有選擇性地從各個(gè)方位適時(shí)觀察手術(shù)入路和區(qū)域的各種參數(shù)，可以通過(guò)腳踏隨時(shí)停止機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)，備洞過(guò)程中如位置發(fā)生偏差軟件會(huì)自動(dòng)報(bào)警，機(jī)械臂自動(dòng)校準(zhǔn)，到達(dá)深度后會(huì)發(fā)出警報(bào)并自動(dòng)停止。

1.2.2.4 定位精度測(cè)定 術(shù)后即刻佩戴定位導(dǎo)板再次拍攝CBCT，將術(shù)后種植體三維影像位置信息導(dǎo)入到導(dǎo)航儀軟件中，通過(guò)與術(shù)前規(guī)劃的種植體影像相融合比對(duì)(圖2F)，可以計(jì)算出實(shí)際植體與術(shù)前規(guī)劃的種植體之間的植入點(diǎn)、根尖點(diǎn)以及角度差異，誤差計(jì)算見圖3。種植體植入點(diǎn)總誤差是指術(shù)前規(guī)劃種植體頸部中心點(diǎn)與植入的實(shí)際種植體頸部中心點(diǎn)之間的距離；種植體根尖點(diǎn)總誤差是指術(shù)前規(guī)劃種植體根尖中心點(diǎn)與植入的實(shí)際種植體根尖中心點(diǎn)之間的距離；種植體角度誤差是指術(shù)前規(guī)劃種植體長(zhǎng)軸與植入的實(shí)際種植體長(zhǎng)軸之間的角度。

2 結(jié)果

2.1 瑞醫(yī)博口腔種植手術(shù)機(jī)器人使用情況

口腔種植手術(shù)導(dǎo)航定位系統(tǒng)術(shù)前準(zhǔn)備時(shí)間(描述手術(shù)注冊(cè)到機(jī)械臂開始實(shí)施種植窩洞制備的時(shí)間)3～23 min，平均8 min。手術(shù)時(shí)間(從切開軟組織到切口縫合完畢)15～45 min,平均25 min。所有患者手術(shù)過(guò)程順利，其中CBCT的DICOM影像數(shù)據(jù)讀取與顯示，手術(shù)規(guī)劃制定，機(jī)械臂和患者注冊(cè)過(guò)程順利，術(shù)中機(jī)器使用均滿意。術(shù)后 CBCT 顯示種植體精確植入規(guī)劃位置，規(guī)避鄰近重要解剖結(jié)構(gòu)，未發(fā)生手術(shù)相關(guān)并發(fā)癥。

2.2 種植體精度誤差

將術(shù)后CBCT文件和術(shù)前手術(shù)規(guī)劃方案文件分別導(dǎo)入手術(shù)導(dǎo)航軟件系統(tǒng)，分別對(duì)術(shù)前虛擬種植體、術(shù)后實(shí)際植入種植體及相應(yīng)的上下頜骨進(jìn)行重建，將術(shù)前術(shù)后數(shù)據(jù)進(jìn)行頜骨水平的配準(zhǔn)，測(cè)量實(shí)際種植體位置與規(guī)劃種植體位置之間誤差,種植體植入點(diǎn)總誤差為(0.63±0.23)mm(0.16～1.10 mm)， 根尖點(diǎn)總誤差為(0.64±0.26)mm(0.16～1.18 mm)，角度誤差為2.27°±0.98°(0.27°～4.59°) 。

3 討論

口腔種植技術(shù)是目前牙列缺損和牙列缺失的主要修復(fù)手段之一。種植體在頜骨內(nèi)放置的位置、角度、深度等的準(zhǔn)確性會(huì)影響其長(zhǎng)期種植的成功率[1,2]。近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)及數(shù)字化技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，口腔種植手術(shù)由原來(lái)單一的自由手種植，發(fā)展出數(shù)字化外科導(dǎo)板的靜態(tài)導(dǎo)航技術(shù)和計(jì)算機(jī)輔助動(dòng)態(tài)導(dǎo)航技術(shù)，與自由手種植相比較導(dǎo)航技術(shù)其可顯著提高種植手術(shù)的精度及安全性[3,4]。但數(shù)字化外科導(dǎo)板的靜態(tài)導(dǎo)航技術(shù)存在術(shù)前種植導(dǎo)板制作周期長(zhǎng)、加工費(fèi)用高、術(shù)中無(wú)法更改設(shè)計(jì)方案等局限；計(jì)算機(jī)輔助動(dòng)態(tài)導(dǎo)航技術(shù)在使用時(shí)，術(shù)者需要監(jiān)控屏幕上顯示的鉆頭或種植體的實(shí)時(shí)位置，這是不直觀的。此外，由于實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)導(dǎo)航設(shè)備的手機(jī)定位器占用一定空間，安裝后在重量和體積方面均較傳統(tǒng)自由手種植機(jī)大，因此，術(shù)中提高對(duì)術(shù)者種植過(guò)程中定位種植機(jī)的穩(wěn)定性要求，也增加術(shù)中手腕的勞累感，導(dǎo)致此技術(shù)在初學(xué)者中推廣存在一定的難度，導(dǎo)致經(jīng)驗(yàn)較少的術(shù)者學(xué)習(xí)曲線較長(zhǎng)[5-7]。

口腔種植手術(shù)機(jī)器人進(jìn)一步升級(jí)，將計(jì)算機(jī)手術(shù)規(guī)劃平臺(tái)與視覺手術(shù)跟蹤平臺(tái)與機(jī)器人操作平臺(tái)融為一體，通過(guò)機(jī)械臂在導(dǎo)航的引導(dǎo)下按照術(shù)前的手術(shù)規(guī)劃可自動(dòng)完成種植窩洞的制備，可以控制種植機(jī)頭按術(shù)前的三維位置規(guī)劃自動(dòng)備洞，到達(dá)指定深度后自動(dòng)停止下鉆。術(shù)中備洞過(guò)程，光學(xué)跟蹤定位儀可實(shí)時(shí)捕捉患者位移，患者術(shù)中頭部發(fā)生輕微移動(dòng)，機(jī)械臂也可以實(shí)時(shí)隨動(dòng)校準(zhǔn)，確保孔洞制備精準(zhǔn)。與動(dòng)態(tài)導(dǎo)航相比較，本導(dǎo)航機(jī)器人采用 6 度機(jī)械臂可在三維空間里精準(zhǔn)移動(dòng)器械，可在狹小手術(shù)空間進(jìn)行操作。種植機(jī)器人由于機(jī)械臂的引入可以避免人工種植窩洞預(yù)備時(shí)的操作疲勞、視覺盲區(qū)，以及體位不佳等引起的人為誤差，使手術(shù)精度進(jìn)一步提高，降低手術(shù)復(fù)雜性及手術(shù)創(chuàng)傷，實(shí)現(xiàn)口腔種植微創(chuàng)治療。

國(guó)內(nèi)外的研究[5，8～10]表明數(shù)字化外科導(dǎo)板輔助的靜態(tài)導(dǎo)航手術(shù)和計(jì)算機(jī)輔助動(dòng)態(tài)導(dǎo)航手術(shù)精度基本一致，均優(yōu)于傳統(tǒng)自由手種植手術(shù)。Tencati等[10]報(bào)道自由手種植手術(shù)后種植體位置與術(shù)前規(guī)劃相比種植體植入點(diǎn)誤差為(1.86±0.77)mm，種植體根尖點(diǎn)誤差為(2.40±1.00)mm，角度誤差為6.68°±4.06°；數(shù)字化外科導(dǎo)板輔助的靜態(tài)導(dǎo)航手術(shù)植體植入點(diǎn)誤差為(1.16±0.52)mm，種植體根尖點(diǎn)誤差為(1.32±0.61)mm，角度誤差為2.84°±1.60°；計(jì)算機(jī)輔助動(dòng)態(tài)導(dǎo)航技術(shù)手術(shù)植體植入點(diǎn)誤差為(0.98±0.60)mm，種植體根尖點(diǎn)誤差為(1.19±0.69)mm，角度誤差為3.68°±2.32°。劉艾芄等[5]的研究表明動(dòng)態(tài)導(dǎo)航種植組種植體植入點(diǎn)誤差為(0.88±0.19)mm，種植體根尖點(diǎn)誤差為 (1.11±1.15)mm，角度誤差為(2.03±0.27)°，均小于傳統(tǒng)自由手種植組。隨著機(jī)械臂的引入，體內(nèi)外的研究表明口腔種植手術(shù)機(jī)器人的手術(shù)精度進(jìn)一步提高。Cheng等[11]的體外模型研究表明，與術(shù)前虛擬規(guī)劃的種植體對(duì)比，口腔種植手術(shù)機(jī)器人手術(shù)植入種植體植入點(diǎn)誤差為(0.79±0.17)mm，種植體根尖點(diǎn)誤差為 (1.26±0.27)mm，角度誤差為3.77°。國(guó)外已上市的口腔種植機(jī)器人Yomi其臨床病例報(bào)告植入點(diǎn)、根尖點(diǎn)和角度誤差分別為0.58、0.64 mm和1°[12]。我們的研究表明瑞醫(yī)博口腔種植手術(shù)機(jī)器人植入點(diǎn)總誤差為(0.63±0.23)mm，根尖點(diǎn)總誤差為(0.64±0.26)mm，角度誤差為(2.27±0.98)°，與其接近。Somogyi-Ganss等[13]報(bào)道動(dòng)態(tài)導(dǎo)航種植手術(shù)存在偶發(fā)的較大誤差偏離，在臨床應(yīng)用中應(yīng)警惕。本研究中植入點(diǎn)最大誤差為1.1 mm，根尖點(diǎn)最大誤差為1.2 mm，角度最大誤差為5.3°，提醒我們即使是機(jī)器人種植也需要預(yù)留足夠的安全距離，避免損傷鄰牙以及周圍的重要解剖結(jié)構(gòu)。我們?nèi)詰?yīng)遵循Worthington[14]建議在種植手術(shù)中不損傷重要解剖結(jié)構(gòu)，通常需要預(yù)留2 mm的安全距離。

口腔種植手術(shù)機(jī)器人與動(dòng)態(tài)導(dǎo)航技術(shù)一樣由于精度的提高以及可以實(shí)時(shí)顯示鉆針在頜骨內(nèi)的三維位置，特別適用于以下情形: ①不翻瓣種植；②需精確控制種植體間及種植體與天然牙間位置和角度關(guān)系時(shí)；③需規(guī)避重要解剖結(jié)構(gòu)，如下牙槽神經(jīng)時(shí)；④患者開口度過(guò)小或者手術(shù)部位位于后牙區(qū)無(wú)法直視時(shí)[15]。除此之外，種植機(jī)器人由于機(jī)械臂的引入可以避免人手備洞時(shí)的操作疲勞、視覺盲區(qū)，以及體位不佳等引起的人為誤差，使手術(shù)精度進(jìn)一步提高，特別適用于需要精確控制鉆孔深度，如行上頜竇內(nèi)提升時(shí)。新手經(jīng)過(guò)20例左右動(dòng)態(tài)導(dǎo)航的學(xué)習(xí)，其種植精度可以與有豐富種植經(jīng)驗(yàn)的專家種植精度相似[16]，種植手術(shù)機(jī)器人的學(xué)習(xí)更加簡(jiǎn)單，大大降低種植新手的學(xué)習(xí)周期，使新手的種植水平能快速達(dá)到專家級(jí)別?？谇环N植機(jī)器人有如下缺點(diǎn)：①機(jī)器設(shè)備占據(jù)空間較大，需要較大的診室才能擺放；②種植術(shù)前需要注冊(cè)及術(shù)中患者頭部大幅度移動(dòng)后需要重新注冊(cè)，增加手術(shù)操作時(shí)間。

口腔種植機(jī)器人行口腔種植手術(shù)可取得滿意的臨床效果，具有創(chuàng)傷小，定位精度高等優(yōu)點(diǎn)，降低治療復(fù)雜性，減少術(shù)中術(shù)后并發(fā)癥，并且該機(jī)器人系統(tǒng)操作簡(jiǎn)便，值得普及和推廣。需要注意的是，口腔種植手術(shù)機(jī)器人在國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用仍處于起步階段，需要進(jìn)一步的臨床及臨床前研究提供支持。