陳泉林 陳琳 王彬晨 柳忠豪

近年來，如何實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)、微創(chuàng)、可視化、低風(fēng)險(xiǎn)的種植手術(shù)成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)問題。隨著醫(yī)學(xué)放射影像學(xué)及計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字化技術(shù)大量滲透到醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中，其中應(yīng)用最多的是計(jì)算機(jī)輔助下的術(shù)前診斷與手術(shù)規(guī)劃、靜態(tài)或動(dòng)態(tài)導(dǎo)航引導(dǎo)手術(shù)技術(shù)及術(shù)后評(píng)估及監(jiān)測[1]。計(jì)算機(jī)輔助導(dǎo)航技術(shù)(computer-aided navigation，CAN)最初用于神經(jīng)外科，后逐漸發(fā)展至骨科、耳鼻喉外科和頜面外科等領(lǐng)域。

1 動(dòng)態(tài)導(dǎo)航系統(tǒng)的組成

動(dòng)態(tài)導(dǎo)航系統(tǒng)主要由術(shù)前規(guī)劃系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)及其附屬硬件、術(shù)中導(dǎo)航設(shè)備及工具組成。

術(shù)前規(guī)劃系統(tǒng)多采用VTK軟件系統(tǒng)[2]，結(jié)合術(shù)前影像數(shù)據(jù)進(jìn)行頭顱三維影像重建，完成虛擬修復(fù)基臺(tái)和修復(fù)體的設(shè)計(jì)、種植體品牌和種植體型號(hào)的選擇、種植體植入位點(diǎn)的確定和三維方向的調(diào)整以及周圍重要解剖結(jié)構(gòu)的規(guī)避。同時(shí)實(shí)現(xiàn)圖像配準(zhǔn)功能，對(duì)定位裝置和配準(zhǔn)裝置傳來的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，將手術(shù)器械和患者術(shù)區(qū)的位置引入到系統(tǒng)建立的坐標(biāo)系中，并依托輸出硬件給術(shù)者以直觀的展示[3]。

計(jì)算機(jī)及其附屬硬件包括數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)、鼠標(biāo)、顯示屏、鍵盤等部件，在術(shù)前和術(shù)中接受術(shù)者的指令，對(duì)軟件整合計(jì)算后的信息進(jìn)行展示，使軟件的功能得以實(shí)現(xiàn)。

術(shù)中導(dǎo)航設(shè)備及工具包括安裝有紅外LED(light emitting diode)傳感原件的定位器及其連接的種植手機(jī)(定位器用于實(shí)時(shí)追蹤術(shù)中種植手機(jī)的空間(圖1)、安裝有紅外LED傳感原件的參考板(用于術(shù)前快速校準(zhǔn)定位器和術(shù)中實(shí)時(shí)追蹤患者口腔的空間位置(圖2)、球形調(diào)試鉆(用于器械的校準(zhǔn)和術(shù)前配準(zhǔn)(圖3)、參考板固定裝置(圖4)、參考板連接件(圖5)、紅外線立體攝像機(jī)(接受從患者跟蹤裝置和手術(shù)器械定位器發(fā)出的編碼信號(hào)并傳遞給計(jì)算機(jī)(圖6)、U型管(用于手術(shù)配準(zhǔn)的配準(zhǔn)裝置)(圖7)及手術(shù)工具盒。術(shù)中通過種植手機(jī)上的跟蹤定位板以及參考板來確定手術(shù)器械與患者的相對(duì)位置，從而達(dá)到輔助定位和引導(dǎo)手術(shù)的目的。

A：定位面，表面安裝多個(gè)紅外LED傳感原件；B：鏈接旋鈕，可根據(jù)牙列缺損位點(diǎn)及患者體位進(jìn)行定位面朝向的調(diào)整；C：種植手機(jī)

圖2 參考板(連接線連接到種植推車的控制單元接口處，平板部分通過參考板連接件和固定裝置，固定在患者牙列缺損位點(diǎn)同頜的對(duì)側(cè)牙齒上)

圖3 球形調(diào)試鉆(長鉆、短鉆)

圖4 參考板固定裝置

圖5 參考板連接件

圖6 紅外線立體攝影機(jī)

圖7 不同型號(hào)U型管

2 動(dòng)態(tài)導(dǎo)航技術(shù)的原理

通過配準(zhǔn)技術(shù)和空間定位系統(tǒng)，使患者的臨床手術(shù)坐標(biāo)與三維影像坐標(biāo)一一對(duì)應(yīng)，術(shù)中實(shí)時(shí)顯示手術(shù)器械尖端所在位置，跟蹤及定位臨近解剖結(jié)構(gòu)，及時(shí)調(diào)整器械方向及位置[4]。該原理主要基于醫(yī)學(xué)圖像三維可視化技術(shù)、配準(zhǔn)技術(shù)和空間定位技術(shù)。

2.1 醫(yī)學(xué)圖像三維可視化技術(shù)

術(shù)前對(duì)患者進(jìn)行標(biāo)記及三維影像重建，患者術(shù)區(qū)的任意點(diǎn)都可以由X-Y-Z坐標(biāo)來表示，在計(jì)算機(jī)的三維圖像上由對(duì)應(yīng)的X'-Y'-Z'坐標(biāo)來表示。突破了二維圖像的局限性，在術(shù)前進(jìn)行頭顱三維影像重建，術(shù)中根據(jù)術(shù)區(qū)任意剖面的解剖結(jié)構(gòu)信息進(jìn)行種植體三維位置實(shí)時(shí)調(diào)整及精準(zhǔn)植入[5]。

2.2 配準(zhǔn)技術(shù)

配準(zhǔn)是指用將數(shù)個(gè)影像模式定位于同一坐標(biāo)系，其配準(zhǔn)方法和配準(zhǔn)算法決定了導(dǎo)航系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可行性及可靠性，現(xiàn)階段種植手術(shù)中的主流配準(zhǔn)方法是點(diǎn)配準(zhǔn)中的外部特征點(diǎn)法[6]。即在患者身上確定8～12 個(gè)能顯像的標(biāo)記點(diǎn)，分別對(duì)應(yīng)圖像空間和手術(shù)空間的坐標(biāo)。當(dāng)患者術(shù)中空間位置發(fā)生變動(dòng)時(shí),系統(tǒng)自動(dòng)生成的新位置坐標(biāo),與虛擬坐標(biāo)系下的坐標(biāo)進(jìn)行重新配準(zhǔn),并根據(jù)變換矩陣改變手術(shù)器械在屏幕上的位置顯示，從而實(shí)現(xiàn)患者術(shù)區(qū)、手術(shù)器械、屏幕圖像的三者的實(shí)時(shí)對(duì)應(yīng)[7]。標(biāo)記點(diǎn)的設(shè)置分為侵入性和非侵入性兩類，侵入性配準(zhǔn)標(biāo)記是精度準(zhǔn)確性的金標(biāo)準(zhǔn)，需要在術(shù)前將配準(zhǔn)標(biāo)記點(diǎn)植入到患者頜骨內(nèi)，增加了就診次數(shù)及診療不適感[8]。非侵入性配準(zhǔn)標(biāo)記的標(biāo)記點(diǎn)位于固定在口內(nèi)或口外的配準(zhǔn)裝置上，該方法應(yīng)用更為廣泛。

2.3 空間定位技術(shù)

空間定位技術(shù)是通過跟蹤定位板和參考架來確定手術(shù)器械與患者的相對(duì)位置，從而輔助定位和引導(dǎo)手術(shù)?，F(xiàn)有的導(dǎo)航定位方法主要有光學(xué)定位法、機(jī)械定位法、超聲定位法和電磁定位法。機(jī)械定位法是最早應(yīng)用的定位方法(精度約為2.0～3.0 mm)，穩(wěn)定性和精確性較好，但可動(dòng)性差[9]。超聲波定位和電磁定位精度約2.0～5.0 mm[10-11]。光學(xué)定位是目前手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)中的主流方法，分為主動(dòng)式和被動(dòng)式兩種，均以攝像機(jī)作為傳感器。其定位精度高(精度約0.1～0.4 mm)，可跟蹤多個(gè)目標(biāo)，且無需與術(shù)區(qū)接觸，臨床應(yīng)用方便，反應(yīng)靈活[3]。動(dòng)態(tài)導(dǎo)航系統(tǒng)借助紅外線立體攝像機(jī)對(duì)手術(shù)器械和參考板發(fā)出或反射出的紅外線信號(hào)進(jìn)行追蹤，接收患者術(shù)區(qū)及手術(shù)器械的位置數(shù)據(jù)，并將其導(dǎo)入計(jì)算機(jī)進(jìn)行篩選及計(jì)算，從而在坐標(biāo)系中進(jìn)行定位。

3 動(dòng)態(tài)導(dǎo)航技術(shù)在種植外科臨床應(yīng)用的優(yōu)勢與不足

與自由手種植外科手術(shù)和靜態(tài)導(dǎo)板技術(shù)相比，動(dòng)態(tài)導(dǎo)航技術(shù)更適用于以下情形：(1)不翻瓣微創(chuàng)種植手術(shù)，可以充分利用影像數(shù)據(jù)及規(guī)劃路徑，實(shí)時(shí)顯示種植窩預(yù)備鉆針的尖端位點(diǎn)和三維方向，在術(shù)中進(jìn)行及時(shí)調(diào)整鉆針預(yù)備路徑，確保了種植手術(shù)的精確性和安全性[12]；(2)患者開口度較小或牙列缺損位點(diǎn)位于后牙區(qū)，無法容納外科導(dǎo)板及備孔鉆種植窩預(yù)備鉆針，避免種植手術(shù)空間及視野受限；(3)牙列缺損位點(diǎn)間隙小或牙列缺損位點(diǎn)角度不佳，缺乏外科導(dǎo)板導(dǎo)環(huán)的就位空間；(4)即刻種植手術(shù)，無法在術(shù)前進(jìn)行外科導(dǎo)板的設(shè)計(jì)和試戴；(5)患者要求就診當(dāng)日進(jìn)行種植手術(shù)，外科導(dǎo)板的設(shè)計(jì)和制作時(shí)間受限；(6)視野受限的后牙區(qū)，手術(shù)過程中難以到達(dá)肉眼直視[13]；(7)解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可以有效避開埋伏牙、上頜竇、切牙孔、下頜等解剖結(jié)構(gòu)，且可以實(shí)現(xiàn)顴骨種植技術(shù)及雙顴種植技術(shù)，使種植技術(shù)的適應(yīng)癥更加廣泛;(8)進(jìn)行術(shù)前術(shù)后CBCT頜骨水平的三維配準(zhǔn)，并運(yùn)用其三維測量工具對(duì)種植體頸部距離a，根方距離b、軸向角度誤差α[14-15]進(jìn)行測量(圖8)。

圖8 種植體頸部距離，根方距離及軸向角度

現(xiàn)階段，動(dòng)態(tài)導(dǎo)航技術(shù)仍存在局限性：(1)術(shù)前需佩戴U型管進(jìn)行CBCT拍攝，患者在CBCT拍攝過程中有異物感，對(duì)于全口或半口牙列缺失的患者需額外植入固位釘進(jìn)行U型管固位，增加額外切口和異物感；(2)術(shù)前校準(zhǔn)需要對(duì)參考板進(jìn)行固定牢靠，術(shù)中參考板發(fā)生松動(dòng)或移動(dòng)需要再次校準(zhǔn)；(3)術(shù)中患者體位的移動(dòng)可能導(dǎo)致屏幕對(duì)應(yīng)圖像與患者術(shù)區(qū)和手術(shù)器械實(shí)際位置的短暫差異，需等待圖像穩(wěn)定后再繼續(xù)手術(shù)；(4)動(dòng)態(tài)導(dǎo)航工具的數(shù)據(jù)采集及注冊(cè)校準(zhǔn)過程相對(duì)復(fù)雜，約增加5～7 min手術(shù)時(shí)間[6]；(5)動(dòng)態(tài)導(dǎo)航技術(shù)的應(yīng)用需要經(jīng)過嚴(yán)格的訓(xùn)練，手術(shù)醫(yī)生及助手必須熟悉動(dòng)態(tài)導(dǎo)航系統(tǒng)的基本原理，經(jīng)驗(yàn)較少的術(shù)者學(xué)習(xí)曲線較長[16-17]；(6)不正確的動(dòng)態(tài)導(dǎo)航信息會(huì)加大手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)甚至導(dǎo)致手術(shù)的失敗，手術(shù)醫(yī)生必須具有豐富的臨床經(jīng)驗(yàn)，必要時(shí)結(jié)合自由手手術(shù)進(jìn)行手術(shù)路徑的調(diào)整，從而充分實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)導(dǎo)航系統(tǒng)的價(jià)值;(7)動(dòng)態(tài)導(dǎo)航的手機(jī)定位器安裝后占用一定空間,且導(dǎo)致術(shù)者手腕的負(fù)重增加，對(duì)種植機(jī)穩(wěn)定性的把控要求也更加嚴(yán)格[18]。

綜合以上因素，目前動(dòng)態(tài)導(dǎo)航技術(shù)更適合于局部種植解剖條件復(fù)雜、種植部位視野不佳、期望微創(chuàng)手術(shù)、以及就診時(shí)間緊迫的復(fù)雜病例。

4 動(dòng)態(tài)導(dǎo)航種植外科的精度及影響因素

4.1 動(dòng)態(tài)導(dǎo)航的精度

Block等[6]臨床前模型研究表明，與術(shù)前虛擬設(shè)計(jì)種植體對(duì)比，動(dòng)態(tài)導(dǎo)航種植手術(shù)在牙列缺損病例中應(yīng)用時(shí)，種植體軸向角度誤差為0.89°± 0.35°，種植體根部水平距離誤差為(0.38±0.21)mm；在牙列缺失病例中應(yīng)用時(shí)，種植體軸向角度誤差為1.26°± 0.66°，種植體根部水平距離誤差為(0.56±0.17)mm。Elian等[14]的臨床研究報(bào)告顯示，動(dòng)態(tài)導(dǎo)航種植手術(shù)的種植體頸部水平誤差為(0.89±0.53)mm，根部水平誤差為(0.96±0.5)mm,軸向角度誤差為3.78°±2.76°。通過對(duì)IGI種植軟件的精確度研究，得出其偏離角度誤差為4.21°，頭部誤差為0.65 mm，尾部的偏離值為 0.68 mm[19]。Ruppin等[20]在2015 年通過臨床研究獲得動(dòng)態(tài)系統(tǒng)精度誤差值為0.2～0.3 mm。

4.2 動(dòng)態(tài)導(dǎo)航手術(shù)系統(tǒng)精確性的影響因素分析

動(dòng)態(tài)導(dǎo)航手術(shù)中導(dǎo)致精度誤差的因素有多種[21]，導(dǎo)致種植體植入誤差產(chǎn)生的因素有四點(diǎn)，分別是系統(tǒng)自身誤差、數(shù)據(jù)采集及轉(zhuǎn)換過程中產(chǎn)生的誤差、配準(zhǔn)流程中的誤差和操作過程誤差。

4.2.1 系統(tǒng)誤差 系統(tǒng)誤差主要包括動(dòng)態(tài)導(dǎo)航定位自身誤差、術(shù)前種植體及修復(fù)體虛擬規(guī)劃軟件的誤差以及術(shù)后種植體植入精度分析軟件的誤差。

動(dòng)態(tài)導(dǎo)航系統(tǒng)的光學(xué)跟蹤定位儀開機(jī)后有約十分鐘熱機(jī)時(shí)間，溫度的不穩(wěn)定會(huì)導(dǎo)致動(dòng)態(tài)導(dǎo)航系統(tǒng)硬件各部分產(chǎn)生微小變形和位置變化，從而產(chǎn)生20%～40%的定位誤差[22]。手術(shù)器械和參考板上的紅外LED傳感原件離紅外線立體攝影機(jī)越遠(yuǎn)，介質(zhì)對(duì)光學(xué)的影響越大，手術(shù)過程中越易出現(xiàn)信號(hào)接收異常，干擾手術(shù)進(jìn)程且影響手術(shù)精度。手術(shù)器械、參考板與紅外光線方向的夾角過小，反射光會(huì)對(duì)光學(xué)儀器產(chǎn)生干擾,導(dǎo)致紅外線跟蹤定位儀無法對(duì)手術(shù)器械和參考板進(jìn)行識(shí)別[23]。

動(dòng)態(tài)導(dǎo)航系統(tǒng)的術(shù)前設(shè)計(jì)和術(shù)后配準(zhǔn)軟件均不會(huì)對(duì)原始影像數(shù)據(jù)進(jìn)行精度調(diào)整，但動(dòng)態(tài)導(dǎo)航設(shè)計(jì)軟件和精度分析軟件自身的系統(tǒng)誤差也將影響最終的誤差結(jié)果，在將DICOM格式的CBCT圖像文件和STL格式的數(shù)字化口內(nèi)掃描模型導(dǎo)入系統(tǒng)軟件的過程中，軟件無法對(duì)分辨率之外的圖像進(jìn)行重建。同時(shí)，在對(duì)圖像進(jìn)行閾值調(diào)節(jié)、頜骨影像分割的過程中可能產(chǎn)生偽影干擾，最終產(chǎn)生不可避免的誤差。

4.2.2 數(shù)據(jù)采集和轉(zhuǎn)換誤差 數(shù)據(jù)采集和轉(zhuǎn)換誤差主要與術(shù)前術(shù)后CBCT影像的采集有關(guān)[24]。在掃描過程中，CBCT機(jī)越精密，拍攝視野越小，掃描層厚越薄，采集的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性越高。CBCT掃描過程中患者位置的改變也會(huì)導(dǎo)致相鄰影像序列之間的差異，從而影響重建圖像的準(zhǔn)確性。此外，動(dòng)態(tài)導(dǎo)航需要在精準(zhǔn)重建頜骨三維，從而對(duì)種植路徑進(jìn)行引導(dǎo)，選擇適當(dāng)?shù)腃BCT窗位和窗寬，可以更好地對(duì)骨表面和余留牙形態(tài)進(jìn)行重建。

4.2.3 配準(zhǔn)誤差 配準(zhǔn)過程是造成動(dòng)態(tài)導(dǎo)航手術(shù)精度誤差的最主要環(huán)節(jié)[25]。目前常用的配準(zhǔn)方式有點(diǎn)配準(zhǔn)及面配準(zhǔn)兩類。

點(diǎn)配準(zhǔn)即基于特征的配準(zhǔn)技術(shù)，其臨床應(yīng)用時(shí)操作簡易，整體運(yùn)算量小，但所需臨床操作流程較復(fù)雜[26]。導(dǎo)入動(dòng)態(tài)導(dǎo)航系統(tǒng)術(shù)前設(shè)計(jì)軟件的DICOM格式的CBCT圖像分辨率越高,確定的標(biāo)記點(diǎn)越規(guī)則、越容易識(shí)別和操作，定點(diǎn)誤差越小[27]。此外，通過動(dòng)態(tài)導(dǎo)航系統(tǒng)術(shù)前設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行圖像分割或者對(duì)影像標(biāo)記點(diǎn)進(jìn)行自動(dòng)定義，也可以減少影像定點(diǎn)誤差[28-29]。

面配準(zhǔn)即基于灰度的配準(zhǔn)技術(shù)，是通過計(jì)算機(jī)輔助動(dòng)態(tài)導(dǎo)配準(zhǔn)器械接觸患者身體區(qū)域或通過激光對(duì)患者進(jìn)行掃描，利用圖像的灰度數(shù)據(jù)與影像學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行配準(zhǔn)，從而避免了因數(shù)據(jù)分割而帶來的誤差，精度較高且不需要預(yù)處理。面配準(zhǔn)不需要進(jìn)行標(biāo)記點(diǎn)的標(biāo)定，可通過動(dòng)態(tài)導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化配準(zhǔn)。但在配準(zhǔn)全過程中需要試用圖像的全部灰度數(shù)據(jù)信息，配準(zhǔn)速度顯著低于點(diǎn)配準(zhǔn)，限制了其在臨床應(yīng)用[30-31]。另外，患者術(shù)區(qū)軟組織腫脹、術(shù)中皮膚組織漂移及患者表情肌收縮等也會(huì)影響面配準(zhǔn)的精度[32]。

4.2.4 操作誤差 操作誤差貫穿于整個(gè)計(jì)算機(jī)輔助動(dòng)態(tài)導(dǎo)航手術(shù)過程中，主要CBCT拍攝過程中配準(zhǔn)裝置的移動(dòng)及翹動(dòng)；術(shù)前校準(zhǔn)時(shí)球鉆測定配準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)的位置、角度、穩(wěn)定性；術(shù)前及術(shù)中參考板固定的位置、角度、穩(wěn)定度性以及術(shù)者對(duì)導(dǎo)航系統(tǒng)的熟悉程度等有關(guān)。CBCT拍攝過程中，若配準(zhǔn)裝置發(fā)生移動(dòng)及翹動(dòng)，會(huì)影響重建圖像的準(zhǔn)確性，引起配準(zhǔn)誤差及種植體植入精度誤差。術(shù)前校準(zhǔn)時(shí)球鉆進(jìn)入U(xiǎn)型管凹坑時(shí)過度加壓或脫離凹坑，會(huì)導(dǎo)致U型管翹動(dòng)造成種植體植入精度誤差或配準(zhǔn)精度誤差。采集配準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)應(yīng)注意鼠標(biāo)操作時(shí)產(chǎn)生的晃動(dòng)會(huì)對(duì)紅外線立體攝影機(jī)的定位造成影響。術(shù)前應(yīng)確保參考板固位穩(wěn)定，術(shù)中不可再對(duì)其固定的位置、角度進(jìn)行調(diào)整，且不影響術(shù)中操作以及U型管的二次復(fù)位，以免造成其移動(dòng)或翹動(dòng)。

由于動(dòng)態(tài)導(dǎo)航系統(tǒng)操作流程與常規(guī)種植外科手術(shù)有所差異，且術(shù)中需將手術(shù)視野從患者口內(nèi)調(diào)整至顯示器，增加了術(shù)者操作上的不適應(yīng)。關(guān)于動(dòng)態(tài)導(dǎo)航系統(tǒng)種植手術(shù)的學(xué)習(xí)曲線研究證實(shí)，經(jīng)過20 次臨床實(shí)驗(yàn)后動(dòng)態(tài)導(dǎo)航系統(tǒng)種植手術(shù)的精準(zhǔn)度有所提升，其中種植體軸向角度誤差降至3.63°，種植體根部距離誤差降低至0.96 mm[33]。

5 動(dòng)態(tài)導(dǎo)航技術(shù)在口腔種植外科臨床的應(yīng)用

5.1 動(dòng)態(tài)導(dǎo)航系統(tǒng)產(chǎn)生過程

1988 年出現(xiàn)口腔三維CT，實(shí)時(shí)導(dǎo)航系統(tǒng)開始在口腔種植領(lǐng)域應(yīng)用[34]。1995 年Fortin在術(shù)前對(duì)頜骨進(jìn)行CT 掃描，在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行了手術(shù)規(guī)劃和模擬，運(yùn)用動(dòng)態(tài)導(dǎo)航按照術(shù)前規(guī)劃植入種植體[35]。德國的Spielberg應(yīng)用Stryker Leibinger導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行了種植體植入,其實(shí)驗(yàn)室誤差為頭部平均(1.62±0.03)mm,尾部平均(1.36±0.02)mm[36]。2000 年，適用于種植領(lǐng)域的動(dòng)態(tài)導(dǎo)航系統(tǒng)正式出現(xiàn)，按照術(shù)前規(guī)劃進(jìn)行種植窩的預(yù)備，確保其位置和方向的精準(zhǔn)性[37]。2005 年Miller等[38]及2006 年Mischkowski等[39]開始報(bào)道將動(dòng)態(tài)導(dǎo)航技術(shù)在口腔種植領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。

5.2 動(dòng)態(tài)導(dǎo)航輔助無牙頜種植

Chen等[40]提出，對(duì)于上頜無牙頜動(dòng)態(tài)導(dǎo)航手術(shù)科采用頭顱定位參考支架來作為參考裝置。Stefanelli 等[41]在下頜正中區(qū)域植入微種植釘，從而對(duì)口外參考裝置進(jìn)行固定。滿毅等[42]報(bào)道，在下頜切牙區(qū)的先行植入一枚種植體術(shù)中，將參考裝置剛性連接在該種植體上，該種植體后期與其他植入的種植體一起作為上部修復(fù)體的支撐。Stefanelli等[43]對(duì)動(dòng)態(tài)導(dǎo)航引導(dǎo)下的無牙頜種植體精度進(jìn)行分析，種植體冠方偏差0.26 mm，根方偏差0.29 mm，植入深度偏差0.16 mm，角度偏差0.7 mm。Pomares-Puig等[44]將動(dòng)態(tài)導(dǎo)航與靜態(tài)導(dǎo)板相結(jié)合，在無牙頜靜態(tài)導(dǎo)板上置入3～4 枚金屬球作為配準(zhǔn)標(biāo)記點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)導(dǎo)航輔助下靜態(tài)導(dǎo)板引導(dǎo)無牙頜種植手術(shù)，從而在植入過程中對(duì)種植體的位置或角度進(jìn)行校正。

5.3 動(dòng)態(tài)導(dǎo)航輔助穿顴種植

Branemark教授于1989 年提出利用超長種植穿顴種植體的治療方案[45]。穿顴種植體從后牙區(qū)牙槽嵴穿上頜竇進(jìn)入顴骨，獲得顴骨與上頜骨雙重固位，避免大量植骨的同時(shí)，縮短治療周期。Bedrossian等[46]報(bào)道顴種植體十年存留率為95.12%。穿顴種植手術(shù)因需要全麻、需侵犯上頜竇、手術(shù)創(chuàng)傷大、技術(shù)敏感度高等，在臨床中的廣泛應(yīng)用受到限制[47]。Colletti等[48]報(bào)道，穿顴種植術(shù)中可能損傷眼球及眶下神經(jīng)。Fernández等[49]報(bào)道244 枚穿顴種植體手術(shù)并發(fā)癥發(fā)生率為9.9%，其中最常見的是上頜竇炎，其發(fā)生率為7.5%。因此對(duì)于精準(zhǔn)種植的要求較高。

擬行穿顴種植技術(shù)的患者通常剩余骨量嚴(yán)重不足，無法通過固位釘實(shí)現(xiàn)靜態(tài)導(dǎo)板的穩(wěn)定固位于上頜骨，致使種植導(dǎo)板的精確性下降[50]。其次，后牙區(qū)張口度不足也導(dǎo)致靜態(tài)導(dǎo)板在穿顴種植技術(shù)中較難應(yīng)用[51]。

Wang等[52]使用動(dòng)態(tài)導(dǎo)航技術(shù)輔助完成穿顴種植手術(shù)，測得52 枚顴種植體的冠方偏差、根方偏差和角度偏差分別為1.24 mm，1.84 mm和2.12°。馬文杰等[53]利用動(dòng)態(tài)導(dǎo)航輔助穿顴種植手術(shù)，術(shù)后3 年隨訪種植體周骨水平穩(wěn)定，并指出顴骨骨質(zhì)致密，動(dòng)態(tài)導(dǎo)航引導(dǎo)下備孔時(shí)應(yīng)注意降溫，每一級(jí)擴(kuò)孔鉆備孔后使用沖洗針管及低溫生理鹽水沖洗種植窩。Stefanelli等[54]研究發(fā)現(xiàn)，相比自由手種植，動(dòng)態(tài)導(dǎo)航輔助翼上頜種植體植入誤差明顯降低。陶寶鑫等[55]報(bào)道，動(dòng)態(tài)導(dǎo)航輔助雙側(cè)雙顴種植在種植體根方、頸部及角度偏差上均低于靜態(tài)導(dǎo)板種植，與自由手種植無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。Ramezanzade等[56]的系統(tǒng)分析顯示，對(duì)于穿顴種植，特別是上頜骨缺損的穿顴種植病例，動(dòng)態(tài)導(dǎo)航系統(tǒng)可靠的輔助技術(shù)。Da等[57]報(bào)告1 例全鼻切除術(shù)后大量骨缺損的患者，在動(dòng)態(tài)導(dǎo)航輔助下行雙側(cè)穿顴種植，實(shí)現(xiàn)雙磁性附著體和硅膠贗復(fù)體最終修復(fù)。

5.4 動(dòng)態(tài)導(dǎo)航系統(tǒng)與手術(shù)機(jī)器人結(jié)合應(yīng)用

近年來，手術(shù)機(jī)器人在實(shí)現(xiàn)種植手術(shù)精細(xì)化、手術(shù)流程智能化、手術(shù)操作自主化方面上取得了顯著發(fā)展[58-59]。種植機(jī)器人配備的機(jī)械臂可在狹小口內(nèi)空間進(jìn)行精準(zhǔn)操作，從而避免操作疲勞、視覺盲區(qū),以及體位不佳等誤差，實(shí)現(xiàn)口腔種植精準(zhǔn)化微創(chuàng)治療[60]。

口腔種植機(jī)器人Yomi相關(guān)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 mm、0.64 mm和1°[61]。Cheng等[62]體外模型研究表明,種植手術(shù)機(jī)器人輔助植入種植體的植入點(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°。有研究對(duì)自主種植機(jī)器人的標(biāo)定精度進(jìn)行測定，并對(duì)比了自主種植機(jī)器人與手動(dòng)輔助種植機(jī)器人的種植體植入精度，發(fā)現(xiàn)自主種植機(jī)器人標(biāo)定的平均距離偏差為1.11 mm，平均角度偏差為0.99°。種植體植入的頸部偏差為(1.44±1.0)mm，根尖偏差為(1.68±0.76)mm，角度偏差為1.01°±1.06°，其標(biāo)定精度及種植體植入精度均略小于手動(dòng)標(biāo)定機(jī)器人精度[63]。

吳煜等[60]在動(dòng)態(tài)導(dǎo)航技術(shù)及口腔種植機(jī)器人的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂對(duì)規(guī)劃種植體的實(shí)時(shí)識(shí)別追蹤與定位，報(bào)道種植體植入點(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°)。Wu等[64]實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)導(dǎo)航系統(tǒng)與手術(shù)機(jī)器人二者結(jié)合，在模型上進(jìn)行了動(dòng)態(tài)導(dǎo)航引導(dǎo)下機(jī)器人輔助穿顴種植手術(shù)。

6 展望

現(xiàn)階段，動(dòng)態(tài)導(dǎo)航已經(jīng)展示出良好的手術(shù)精度和易用性，隨著計(jì)算機(jī)軟硬件的發(fā)展，導(dǎo)航設(shè)備成本的降低，導(dǎo)航技術(shù)精度的提升，動(dòng)態(tài)導(dǎo)航引導(dǎo)種植外科手術(shù)將會(huì)獲得大面積應(yīng)用。此外，隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及虛擬現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)技術(shù)的發(fā)展，手術(shù)機(jī)械手臂應(yīng)用范圍的拓展，將會(huì)使種植外科手術(shù)更加的直觀、有效、精準(zhǔn)，將動(dòng)態(tài)導(dǎo)航引導(dǎo)下的智能種植外科手術(shù)技術(shù)引領(lǐng)到新的高度。