李萍 徐衛(wèi)華 馬念 鄒賢玉 張翼

【摘 要】口腔正畸教學中三維數(shù)字化的應(yīng)用，對提升口腔正畸教學效率提供了技術(shù)保障。三維數(shù)字化教學對比常規(guī)教學更能滿足國內(nèi)正畸醫(yī)療所需。在具體的教學實踐中，從三維數(shù)字化分析軟件、錐形束CT、數(shù)字化牙頜模型、三維顏面成像技術(shù)著手，可以在口腔正畸教學中全面提升教學質(zhì)量，為口腔正畸教學提供可行性借鑒。

【關(guān)鍵詞】三維數(shù)字化教學；口腔正畸；數(shù)字化牙頜模型

中圖分類號：G642 文獻標識碼：B 文章編號：1004-4949（2023）07-0163-04

Application of Three-dimensional Digital Technology in Orthodontic Teaching

LI Ping， XU Wei-hua， MA Nian， ZOU Xian-yu， ZHANG Yi

（Department of Orthodontics， Affiliated Stomatological Hospital of Guizhou Medical University， Guiyang 550004， Guizhou， China）

【Abstract】The application of three-dimensional digitization in orthodontic teaching provides technical support for improving the efficiency of orthodontic teaching. Compared with conventional teaching， three-dimensional digital teaching can better meet the needs of domestic orthodontic medical treatment. In the specific teaching practice， starting from three-dimensional digital analysis software， cone beam CT， digital dental model and three-dimensional facial imaging technology， we can comprehensively improve the teaching quality in orthodontic teaching and provide feasible reference for orthodontic teaching.

【Key words】Three-dimensional digital teaching； Orthodontics； Digital dental model

口腔正畸是臨床治療口腔疾病的關(guān)鍵，但在治療過程中護有各種因素導(dǎo)致治療失敗。為進一步獲得完善的診斷圖像質(zhì)量效果，并能達到有效制定治療計劃，保障獲得高水平矯治治療的效果[1]。傳統(tǒng)正畸多以一般診療技術(shù)和方法，來達到對顱、面、頜及其他各部分間結(jié)構(gòu)特征的關(guān)聯(lián)性了解[2]。以往口腔正畸的教學中，多受傳統(tǒng)教學模式影響，學生對相關(guān)概念等內(nèi)容的學習局限，僅通過課本進行發(fā)散考驗學生的思維能力，教學效果存在較大的差異。且受常規(guī)教學中二維診療技術(shù)的影響，檢查過程中易因X線的放大、重疊、變形等，容易導(dǎo)致測量精確性不足、結(jié)構(gòu)定位不明等問題的出現(xiàn)，以至于口腔正畸教學效率不高[3]。三維數(shù)字化教學方法應(yīng)用于口腔正畸教學中，可有效提高診斷措施和方法，被臨床醫(yī)生所重視?；诖耍疚木腿S數(shù)字化教學在口腔正畸教學中的應(yīng)用進行論述，以期為相關(guān)教學提供一定參考。

通過檢查診斷中的牙頜模型設(shè)計，并在教學中對進行測量，可以增強學生對治療機制的理解[4]。而一般二維教學中，受手工測量中石膏模型教具制作的局限性，加之模型多、易磨損、丟失、體積龐大等影響，會產(chǎn)生一定的誤差，甚至可能直接影響教學質(zhì)量。三維數(shù)字化教學方法立足計算機應(yīng)用技術(shù)，融合掃描檢查、設(shè)備儀器等，在臨床、教學及科研層面，構(gòu)筑三維數(shù)字化牙頜模型。通過重建技術(shù)，結(jié)合光學掃描技術(shù)的探究式優(yōu)勢，讓其數(shù)字化施行效果更佳[5]。通過三維數(shù)字化牙頜模型的構(gòu)筑，以提高教學的直觀性和便捷性，具體表現(xiàn)在正畸檢查中，基于牙大小、尖牙間牙弓寬度的定性分析更精準，測量質(zhì)量更高。

2.1 三維數(shù)字化分析軟件 三維數(shù)字技術(shù)就口腔科手術(shù)患者模擬演示、3D診斷技術(shù)，整合了資料收集模塊及其病例分析整理軟件、頭影測量等內(nèi)容，融合了數(shù)字化技術(shù)、計算機技術(shù)，在實際教學中應(yīng)用整理效果更佳，溝通交流更能準確、測量效果更佳[6]。三維數(shù)字技術(shù)，在口腔正畸教學的邏輯中，以信息化工具實現(xiàn)了師生的自主和諧交流?；谟洃浐诵闹R點的頭影測量定點和描跡等，讓正畸教學的完成效率更高；在臨床正畸教學中，基于數(shù)字化整合教學的優(yōu)勢，不僅能夠提升學生對相關(guān)癥狀的直觀記憶，還可以使正畸治療效果達到更佳[7，8]?？谇蝗S數(shù)據(jù)采集設(shè)備上，在口腔正畸治療中應(yīng)用廣泛，此外，在口腔種植及頜面手術(shù)治療中，其設(shè)計作用愈發(fā)突出。有近10個品牌通過應(yīng)用錐形束CT （CBCT），使得其硬件性能更高。數(shù)字化教學所構(gòu)筑的數(shù)據(jù)與三維面部數(shù)據(jù)、口內(nèi)掃描數(shù)據(jù)或牙頜模型數(shù)據(jù)等的配套設(shè)施關(guān)聯(lián)性密切。數(shù)字化軟硬件產(chǎn)品線，為進一步提升軟硬件間數(shù)據(jù)兼容性，優(yōu)化多源數(shù)據(jù)融合、頭影測量、種植設(shè)計、正畸分析等的功能，以此來提升口腔正畸治療的效果[9，10]。學生可以通過相關(guān)演示，直觀了解患者軟硬組織的變化，還可以獲得治療前后關(guān)節(jié)髁突、咬合接觸點的動態(tài)化數(shù)據(jù)，進而提升教學效果。

2.2 錐形束CT CBCT為X射線發(fā)生器、平板探測器、機械零部件、電子零部件、計算機等硬件供應(yīng)商以及提供各類圖像處理軟件、計算存儲服務(wù)[11]。在專業(yè)化的系統(tǒng)開發(fā)、軟件開發(fā)、工藝設(shè)計及設(shè)備生產(chǎn)等工作中，通過外采解決核心硬件的供應(yīng)。由于上游核心器件的采購來源差異較小，因此在產(chǎn)品設(shè)計、工藝設(shè)計、軟件設(shè)計以及錐形束CT重建算法、圖像處理算法等技術(shù)的差異相對較小[12]。

2.3 3 D功能模型技術(shù) 3D功能模型技術(shù)廣泛應(yīng)用于數(shù)字化建檔、三維診斷及治療方案的輔助設(shè)計、正畸矯治、正畸材料設(shè)備制造、科研教學等；石膏模型存在固化時間長、邊緣不清楚、取模變性等缺點，難以快速準確地測量數(shù)據(jù)，因此導(dǎo)致對治療結(jié)果的預(yù)測存在一定的局限性[13-15]?？趦?nèi)掃描通過儀器直接獲取患者口腔內(nèi)信息，并通過連接網(wǎng)絡(luò)直接將信息傳輸至矯治設(shè)計公司進行相對應(yīng)的加工、診斷、設(shè)計，并生產(chǎn)虛擬排牙動畫，使患者可以更直觀地了解矯治流程。此外，口內(nèi)掃描避免了材料變形導(dǎo)致的誤差，精度較高，同時省去了取模及郵寄等繁瑣步驟，使整個過程更方便，且節(jié)省時間、有利于遠程會診[16-19]。三維數(shù)字化牙頜模型能夠縮短口腔正畸患者的臨床治療時間，且不良事件發(fā)生率低，患者滿意度更高；通過不同方法采集數(shù)據(jù)重建模型，應(yīng)用于正畸治療的分析診斷、排牙實驗、輔助設(shè)計個性化托槽和隱形矯治器；將正畸逐步發(fā)展成為數(shù)字化分析、診斷和治療的全新模式，提高患者的治療效果。通過CBCT獲取影像資料，應(yīng)用Dolphin 11.0軟件在垂直于髁狀突長軸的斜位測得顳下領(lǐng)關(guān)節(jié)前、上、后間隙值，運用Pullinger分析法判斷髁狀突在關(guān)節(jié)窩的位置，提高診斷效率及準確性，學生在實際診療過程中運用此類技術(shù)不僅可以降低誤診率，還能夠更加直觀了解患者治療前后的各項數(shù)據(jù)變化，從而準確判斷治療效果，方便根據(jù)患者實際治療情況對治療方案作出調(diào)整[20-22]。

2.4 數(shù)字化牙頜模型 通過融合數(shù)字化技術(shù)的集成化優(yōu)勢，在牙頜模型的三維掃描設(shè)備、三維重建算法中，讓后續(xù)獲取的牙頜表面或石膏模型表面聚合處理及其曲面重建的數(shù)據(jù)構(gòu)建更合宜，在接近原型、形狀信息囊括中，融合激光掃描、CT圖像重構(gòu)、接觸式三坐標測量儀等的支持，對口腔內(nèi)微小解剖結(jié)構(gòu)、精度等的掃描精度更高、成本更低，從而提高學生對口腔微結(jié)構(gòu)的理解，加深記憶[23-25]。在取印模環(huán)節(jié)，基于數(shù)字化牙頜模型精確度設(shè)計層面的加工處理技術(shù)上，整體保障了數(shù)字化牙頜模型的準確度，防范了模型變形問題?？趦?nèi)直接掃描獲取數(shù)字化模型的教學方法，在模型測量速度、精度，遠程會診及其傳輸中，達到了個性化設(shè)計的效果。

例如日本森田Morita Accuitiomo僅需將石膏?；蛴∧７旁谂臄z區(qū)內(nèi)便可通過CT的牙頜模型掃描程序進行掃描。掃描后的3D牙頜模型還可與CBCT的圖像進行疊加，從而創(chuàng)建一個虛擬患者以滿足醫(yī)生所有臨床治療規(guī)劃的需求。這種疊加式的數(shù)據(jù)可以提供一個無偽影的患者牙列區(qū)模型，其中會呈現(xiàn)出骨骼、牙冠。這為口腔種植計劃、手術(shù)導(dǎo)板制作、正畸及正頜外科的診斷治療提供了更有價值的新路徑[26-29]。

三維數(shù)字化教學作為一種新的數(shù)字化教學手段，相比傳統(tǒng)二維面像更容易激發(fā)學生的學習興趣，分析結(jié)果更加準確，主觀偏倚小，可重復(fù)性強，有助于提高口腔正畸教學效果；在教學方法容易激發(fā)學習興趣、分析準確可靠、主觀偏倚小、適合治療前、中、后的對比分析等；在教學資料獲取方式、教學方法有利于鞏固理論知識、操作簡便易掌握中，教學方法量化效果更佳[30-32]。

以往齒科修復(fù)的做法是采用口內(nèi)印模技術(shù)，臨床制取印模、翻制石膏模型，在患者治療過程中還需等待印模材料凝固和印模消毒、灌注模型，繁瑣的步驟導(dǎo)致取模周期長。而且取模的過程中，患者長時間張口，口內(nèi)異物感強烈，易產(chǎn)生惡心干嘔等不良反應(yīng)，患者的就診體驗感較差，因此容易產(chǎn)生抗拒心理，不愿定期復(fù)診[33]。數(shù)字化口內(nèi)掃描儀配合3D打印可以實現(xiàn)椅旁即刻制作修復(fù)體模型、牙冠等，醫(yī)生用口腔掃描儀對患者的口腔進行掃描，就能獲取精準的口腔數(shù)據(jù)，椅旁利用3D打印設(shè)備打印出患者牙模，再生產(chǎn)出相應(yīng)的齒科器械或產(chǎn)品，節(jié)省了時間成本。同時，這樣的流程以數(shù)字化效果模擬器展示，可鍛煉學生的臨床思維能力，提高口腔正畸診斷與治療計劃的制定的教學效果；在“制定方案主動性”和“考慮牙移動細節(jié)”方面，更多學生認為數(shù)字化模擬器可提高學習興趣、加深對診斷與治療計劃的理解和考慮更多三維牙移動[34]。

結(jié)合虛擬仿真實驗系統(tǒng)使用3D max軟件進行三維重建，并利用HTML、CSS編程語言進行頁面設(shè)計。通過術(shù)前準備、操作前準備、托槽粘結(jié)、術(shù)后處理4個模塊，學生可以分步驟系統(tǒng)性學習正畸患者從初診資料搜集、X線片分析、托槽粘結(jié)及術(shù)后醫(yī)囑等臨床一系列流程，從而在今后的臨床實踐中能夠降低診療成本，給予患者更好的就診體驗以及治療效果。

三維數(shù)字化技術(shù)在口腔正畸教學中的應(yīng)用，有助于學生全面獲取牙、牙槽骨、頜骨和關(guān)節(jié)等口腔正畸治療環(huán)節(jié)的要素。并在全面細致化分析中，進一步達到輔助學生做出正確診斷、合理治療的效果。數(shù)字化口腔城市醫(yī)療中心各個共建單位，分別帶來各自領(lǐng)域最新的科研成果和技術(shù)展示：數(shù)字化牙科3D打印機、數(shù)字化為驅(qū)動和目標的全方位門登特斯口腔種植解決方案系統(tǒng)、數(shù)字化口內(nèi)印模儀、數(shù)字化正畸導(dǎo)板系統(tǒng)、AI口腔診療分析系統(tǒng)、數(shù)字化口內(nèi)掃描儀等。

未來以數(shù)字化技術(shù)賦能精準、高效、便利的個性化口腔診療已成為口腔醫(yī)學未來的發(fā)展方向與客觀需求。教學層面，深入發(fā)展數(shù)字化口腔服務(wù)，積極引進一系列國際領(lǐng)先數(shù)字化設(shè)備，加強國內(nèi)外學術(shù)交流，共同探討口腔種植領(lǐng)域上的新技術(shù)、新成果、新理念，深入了解數(shù)字化口腔診療技術(shù)應(yīng)用，為我國口腔種植技術(shù)的進一步提升起到推動作用，同時也為缺牙患者提供更高質(zhì)量的口腔醫(yī)療服務(wù)。也能在實際應(yīng)用層面，豐富正畸臨床診療經(jīng)驗，更能滿足患者需求，提高臨床治療效果，讓教學的實效性更佳，并可規(guī)避治療風險。通過貫徹落實數(shù)字化口腔理念，為提升教學質(zhì)量奠定了基礎(chǔ)。

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編輯 柴泛宇