基于口腔修復(fù)工藝角度淺析數(shù)字化口內(nèi)掃描技術(shù)的應(yīng)用

莫國(guó)勝 陳建華 李張維

1 深圳市康泰健牙科器材有限公司 （廣東 深圳 518054）

2 廣州市番禺區(qū)健華口腔門(mén)診部有限公司 （廣東 廣州 511495）

3 廣東藥科大學(xué)附屬第一醫(yī)院口腔科 （廣東 廣州 510080）

內(nèi)容提要： 隨著現(xiàn)代科技、計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷創(chuàng)新發(fā)展，數(shù)字化口內(nèi)掃描技術(shù)日趨成為口腔修復(fù)工作中的重要組成部分，其獲得的口內(nèi)掃描數(shù)據(jù)精確度高、差異性小，且口內(nèi)掃描技術(shù)提高了患者的舒適度，簡(jiǎn)化了臨床操作流程。文章主要以磨牙單冠全瓷固定義齒修復(fù)為例，針對(duì)口內(nèi)掃描技術(shù)的工作原理、特點(diǎn)和精度情況進(jìn)行全面分析，同時(shí)概述口內(nèi)掃描技術(shù)在現(xiàn)代口腔醫(yī)學(xué)修復(fù)中的應(yīng)用情況、相關(guān)優(yōu)勢(shì)、操作注意事項(xiàng)及發(fā)展前景。

隨著口腔材料、工藝和技術(shù)的不斷發(fā)展，口腔頜面部錐體束CT（Cone-Beam Computed Tomography，CBCT）、3D打印技術(shù)、椅旁計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與輔助制作（Computer Aided Design and Computer Aided Manufacture，CAD/CAM）等數(shù)字化技術(shù)在口腔診療中日漸廣泛的應(yīng)用，口腔醫(yī)療正邁入數(shù)字化時(shí)代[1]。而與口腔醫(yī)療領(lǐng)域緊密關(guān)聯(lián)的口腔修復(fù)工藝也隨著時(shí)代的發(fā)展，正由傳統(tǒng)的修復(fù)體制作工藝逐步向數(shù)字化過(guò)渡[2]?？谇恍迯?fù)工藝在口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中是一門(mén)不可或缺的專業(yè)學(xué)科，其實(shí)踐性很強(qiáng)，涉及的交叉學(xué)科廣泛，以口腔醫(yī)學(xué)、物理化學(xué)、材料學(xué)、冶金學(xué)和美學(xué)藝術(shù)等相關(guān)知識(shí)為理論基礎(chǔ)，結(jié)合口腔生理解剖知識(shí)，該專業(yè)的技術(shù)人員在口腔修復(fù)義齒加工企業(yè)通過(guò)機(jī)械設(shè)備制作義齒、各種修復(fù)體及矯治器的專門(mén)技術(shù)[3]。口腔印模是口腔修復(fù)中最為重要的一步，是用于記錄或重現(xiàn)口腔組織外形以及關(guān)系的方法。臨床上，傳統(tǒng)的口腔印模技術(shù)是醫(yī)師使用彈性印模材料在患者口內(nèi)進(jìn)行模型制取，雖然印模材料和操作方法在不斷地改良，但由于患者咽喉反應(yīng)、分泌的唾液、齦溝出血、印模材料及石膏模型制作過(guò)程的形變等原因，傳統(tǒng)印模技術(shù)對(duì)患者口腔軟硬組織的準(zhǔn)確性記錄仍會(huì)造成不可避免的影響[4]。自20世紀(jì)80年代口內(nèi)數(shù)字印模設(shè)備首次應(yīng)用于口腔修復(fù)以來(lái)，數(shù)字化口內(nèi)掃描技術(shù)以其精確、便捷、無(wú)創(chuàng)等優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越受口腔臨床醫(yī)師、患者以及口腔修復(fù)工藝技術(shù)人員的青睞。本文從口腔修復(fù)工藝角度出發(fā)，以磨牙單冠全瓷固定義齒修復(fù)為例，闡述數(shù)字化口內(nèi)掃描技術(shù)在口腔修復(fù)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，以期為同行提供參考。

1.數(shù)字化印模技術(shù)的概念與分類

在認(rèn)識(shí)數(shù)字化口內(nèi)掃描技術(shù)之前，需要知道何為數(shù)字化印模技術(shù)與其分類。數(shù)字化印模技術(shù)是指利用數(shù)字化掃描設(shè)備對(duì)患者的牙體組織及周?chē)浻步M織進(jìn)行掃描，從而得到數(shù)據(jù)，再通過(guò)軟件處理進(jìn)行下一步的設(shè)計(jì)和制作，這種采集數(shù)據(jù)的方法分為間接法和直接法?！伴g接法”是口腔醫(yī)師在患者口內(nèi)通過(guò)傳統(tǒng)的物理取模方法制取模型，然后通過(guò)設(shè)備掃描陰模或陽(yáng)模獲得牙列的三維信息?！爸苯臃ā奔词菙?shù)字化口內(nèi)掃描技術(shù)，是口腔醫(yī)師用掃描設(shè)備直接伸入患者口內(nèi)，對(duì)牙列進(jìn)行掃描測(cè)量，實(shí)時(shí)獲取數(shù)字化印模數(shù)據(jù)[5]。近年來(lái)，數(shù)字化口內(nèi)掃描技術(shù)逐漸發(fā)展成熟，已成為口腔修復(fù)印模技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。而“直接法”最關(guān)鍵、最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)是口內(nèi)掃描儀（圖1）。

圖1. 數(shù)字化口內(nèi)印模采集（注：1a.美迪特MEDIT口內(nèi)掃描儀；1b.臨床進(jìn)行口內(nèi)掃描；1c.全口牙列掃描后呈現(xiàn)圖像；1d.口內(nèi)掃描單冠后呈現(xiàn)圖像）

2.傳統(tǒng)口腔印模與數(shù)字化口內(nèi)掃描的區(qū)別

口內(nèi)掃描儀又稱口腔數(shù)字印模儀或電子印模掃描儀，指使用小型探入式光學(xué)掃描頭，通過(guò)直接在患者口內(nèi)移動(dòng)，以獲取牙體組織、牙齦、黏膜等軟硬組織表面三維形狀和彩色紋理信息，由于掃描頭相對(duì)較小，避免觸及軟腭等易引起患者惡心不適等問(wèn)題的區(qū)域，從而也避免了傳統(tǒng)托盤(pán)取模時(shí)引起患者惡心反胃、托盤(pán)刺激引起口角炎等臨床癥狀[6]。以單顆磨牙固定義齒修復(fù)為例，口內(nèi)掃描儀從臨床口腔醫(yī)師使用到修復(fù)工藝制作全過(guò)程，與傳統(tǒng)的口腔印模區(qū)別如下（圖2）。

圖2. 傳統(tǒng)印模制取和口內(nèi)掃描掃描流程圖對(duì)比

2.1 采用傳統(tǒng)印模進(jìn)行口腔全瓷冠修復(fù)的制作流程

醫(yī)師在患者口內(nèi)取?！斯み\(yùn)輸送到義齒制作中心灌注石膏工作模型→修整、分割模型→制作代型→掃描石膏模型和代型→設(shè)計(jì)數(shù)字模型→設(shè)計(jì)牙冠→切削牙冠→牙冠燒結(jié)→牙冠打磨修形在石膏模型上確認(rèn)→上釉拋光→完成終義齒。

2.2 采用口內(nèi)掃描儀進(jìn)行全瓷冠的制作流程

醫(yī)師直接使用口內(nèi)掃描儀掃描患者口腔獲取數(shù)字化印模數(shù)據(jù)；將數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)處理，直接傳導(dǎo)到義齒制作中心的計(jì)算機(jī)，經(jīng)圖像化處理后形成數(shù)字模型；通過(guò)軟件對(duì)數(shù)字模型進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)，同時(shí)完成數(shù)字模型和數(shù)字牙冠，然后將數(shù)字模型和數(shù)字牙冠分別發(fā)送至3D模型打印機(jī)打印樹(shù)脂模型，氧化鋯切削設(shè)備切削氧化鋯冠；完成燒結(jié)的氧化鋯全瓷冠在3D模型打印的樹(shù)脂模型進(jìn)行修整確認(rèn)，最終加工完成終義齒。

3.基于口腔修復(fù)工藝角度淺析數(shù)字化口內(nèi)掃描技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

3.1 規(guī)避傳統(tǒng)印模造成的形變、誤差

以硅橡膠印模材料為例，硅橡膠進(jìn)入口腔到固化，會(huì)造成基牙周?chē)浗M織的壓迫、塌陷。而在取出硅橡膠時(shí)會(huì)施加較大力量，將導(dǎo)致陰模的變形，該永久變形率為0.2%～0.3%。其次，硅橡膠從口內(nèi)取出后仍會(huì)有聚合反應(yīng)，最終出現(xiàn)0.05%～0.1%的收縮率。此外，印模材料還受溫度、手套、消毒等影響。翻制模型過(guò)程中，石膏固化將產(chǎn)生純膨脹現(xiàn)象，膨脹率約0.085%，石膏的晶體大小為12～25μm，形狀呈棱柱狀或不規(guī)則性針狀，因此石膏材料的精細(xì)結(jié)構(gòu)復(fù)制能力較差[7]。由此可見(jiàn)，數(shù)字化口內(nèi)掃描技術(shù)實(shí)現(xiàn)從口內(nèi)牙列到數(shù)字化牙頜模型的直接轉(zhuǎn)化，避免印模制取、傳遞和灌制石膏模型過(guò)程中的誤差，使修復(fù)體制作更高效、更快捷。

3.2 簡(jiǎn)化程序，降低材料損耗

兩種不同的制作流程可以發(fā)現(xiàn)：①傳統(tǒng)印模通過(guò)印模材料與石膏制作修復(fù)體，相較口內(nèi)掃描儀建立虛擬信息制作修復(fù)體而言，前者產(chǎn)生更多的資源浪費(fèi)與醫(yī)療垃圾。②醫(yī)師在傳統(tǒng)印模過(guò)程中出現(xiàn)脫模，或基牙邊緣記錄不清、模糊，有經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)師會(huì)當(dāng)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)并重新取模；但經(jīng)驗(yàn)不足的醫(yī)師則會(huì)直接送到義齒制作中心才發(fā)現(xiàn)，甚至有些模型待灌注陽(yáng)模后才決定是否需要重新取模。這期間花費(fèi)的時(shí)間，精力及醫(yī)療垃圾都是巨大的，同時(shí)也造成醫(yī)患、醫(yī)技間的矛盾叢生。③口內(nèi)掃描儀則通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù)，電腦顯示醫(yī)師牙體預(yù)備情況，并給予建議和意見(jiàn)。再通過(guò)網(wǎng)絡(luò)直接傳到義齒制作中心，在如今倡導(dǎo)節(jié)約能源的背景下，真正做到簡(jiǎn)化程序，降低損耗。④傳統(tǒng)印模和灌注后的石膏模型往往需要通過(guò)人工運(yùn)輸?shù)搅x齒加工中心，在運(yùn)輸過(guò)程中石膏模型可能發(fā)生磕碰、損傷，導(dǎo)致模型變形影響到修復(fù)體的邊緣密合性，而使用口內(nèi)掃描技術(shù)將印模通過(guò)數(shù)據(jù)的形式發(fā)送到義齒加工中心，則可以很好地避免這一潛在的問(wèn)題。

3.3 減少污染，阻斷轉(zhuǎn)染途徑

醫(yī)師從患者口內(nèi)取得印模，直接或翻制成石膏模型后送往制作中心，這些牙科模型會(huì)受到患者的唾液、血液等污染，隱藏有病毒、細(xì)菌等，因此必須對(duì)這些物件進(jìn)行消毒、滅菌及清潔處理，避免醫(yī)患技三方間可能形成的交叉感染。整個(gè)處理過(guò)程卻是時(shí)間、精力、成本等的浪費(fèi)，而口內(nèi)掃描儀的應(yīng)用，只需處理掃描頭，真正做到充分利用信息化手段，最優(yōu)化的實(shí)現(xiàn)資源分配，盡可能的減少資源浪費(fèi)，阻斷感染途徑。

3.4 多項(xiàng)性能優(yōu)于傳統(tǒng)印模

Koulivand等[8]研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)數(shù)字化口內(nèi)掃描制作的修復(fù)體，其內(nèi)冠密合性和冠邊緣密合性上均優(yōu)于傳統(tǒng)印模技術(shù)。Berrendero等[9]發(fā)現(xiàn)，由于傳統(tǒng)印模制作過(guò)程涉及到材料的聚合收縮、硬石膏的膨脹系數(shù)、制作代型時(shí)的切削磨損等造成的誤差，以至避開(kāi)了這些影響因素的經(jīng)口內(nèi)掃描儀處理制作的修復(fù)體，在邊緣密合性、鄰接關(guān)系等方面均優(yōu)于傳統(tǒng)印模技術(shù)。此外，使用口腔掃描儀對(duì)存在較大組織倒凹或因牙周病難以使用傳統(tǒng)印模的患者而言，數(shù)字化口內(nèi)印模技術(shù)可顯示明顯的優(yōu)勢(shì)。在數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存、統(tǒng)計(jì)和查找方面，由于傳統(tǒng)印模方法翻制的石膏模型占據(jù)大量空間、容易丟失，需要查找時(shí)還要翻箱倒柜，更顯示了數(shù)據(jù)化采集的優(yōu)勢(shì)[10]。

3.5 有助于走出“醫(yī)技關(guān)系障礙”困局

醫(yī)技關(guān)系障礙指義齒制作過(guò)程中，由于醫(yī)技間信息的傳遞不暢、不及時(shí)或無(wú)法傳遞等原因，導(dǎo)致雙方互不理解、工作質(zhì)量下降的現(xiàn)象，嚴(yán)重者將影響正常的義齒制作和臨床醫(yī)療服務(wù)[11]。由此可見(jiàn)，及時(shí)的溝通是走出醫(yī)技關(guān)系障礙困局的關(guān)鍵，這也是數(shù)字化口內(nèi)掃描技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)之一。醫(yī)師牙體預(yù)備的正確與否，有無(wú)倒凹等問(wèn)題經(jīng)掃描后可以在電腦上直接可視。還可以通過(guò)數(shù)據(jù)云平臺(tái)處理，醫(yī)師進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳，技師及時(shí)下載，雙方進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的溝通確認(rèn)，醫(yī)師甚至可以在物料訂單線上實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)追蹤，這種及時(shí)化、遠(yuǎn)程化、可視化及便捷化的溝通形式，為醫(yī)技融洽打下良好的基礎(chǔ)。

4.口內(nèi)掃描儀取模過(guò)程的注意事項(xiàng)

口內(nèi)掃描儀收集的數(shù)據(jù)精度會(huì)受患者的一些個(gè)人因素影響，如患者張口受限致使掃描頭難以進(jìn)入口內(nèi)，或掃描期間患者頭部移動(dòng)頻繁，口內(nèi)唾液量多，舌部的活動(dòng)度大等，這就需要操作口掃的人員能熟練而有經(jīng)驗(yàn)的操作。由于目前市面上口內(nèi)掃描儀的品牌很多，各家醫(yī)院或診所配備的也不盡相同，因此，義齒制作中心或口內(nèi)掃描儀生產(chǎn)廠家，均有安排相應(yīng)品牌的經(jīng)專業(yè)培訓(xùn)并考核通過(guò)的技術(shù)人員，在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)患者進(jìn)行口內(nèi)掃描操作。而在此期間，口腔修復(fù)醫(yī)師可以虛心的向技術(shù)人員學(xué)習(xí)，反復(fù)操作，甚至可以參加廠家舉辦的培訓(xùn)班，得以熟練掌握各自科室配備的口內(nèi)掃描儀的技術(shù)原理和操作特點(diǎn)，總結(jié)出能采集患者口內(nèi)精確數(shù)據(jù)的經(jīng)驗(yàn)，為患者帶來(lái)更舒適、更高效的診療體驗(yàn)，更為構(gòu)建醫(yī)、患、技之間和諧的溝通交流提供良好的保障。

5.小結(jié)及展望

數(shù)字化口內(nèi)掃描技術(shù)通過(guò)在臨床獲取患者口內(nèi)數(shù)據(jù)，再將信息數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸儲(chǔ)存，之后使用相關(guān)軟件分析處理后制作出所需的修復(fù)體或配件，且獲得的數(shù)據(jù)可以與CBCT數(shù)據(jù)相結(jié)合，使得數(shù)字化口內(nèi)掃描模型和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)與輔助制作有機(jī)的結(jié)合起來(lái)。目前，數(shù)字化口內(nèi)掃描技術(shù)的臨床應(yīng)用在國(guó)內(nèi)仍處于起步發(fā)展階段，不穩(wěn)定的黏膜形態(tài)會(huì)增加數(shù)據(jù)拼接處理的難度、全牙列掃描精度有待提升、消毒次數(shù)對(duì)掃描的精度影響不明、大部分的口內(nèi)掃描頭尺寸偏大、口內(nèi)掃描技術(shù)應(yīng)用范圍較局限等問(wèn)題尚未解決。但數(shù)字化口內(nèi)掃描技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)印模技術(shù)提高了患者的舒適度，簡(jiǎn)化了臨床操作流程，具有較高的掃描精度。雖然傳統(tǒng)印模技術(shù)在技術(shù)原理方面存在一些局限性，還不能完全被取代，但數(shù)字化口內(nèi)掃描的效率、穩(wěn)定性和可重復(fù)性高，具有明顯的優(yōu)勢(shì)。相信在不久的未來(lái)，數(shù)字化口內(nèi)掃描技術(shù)將成為口腔醫(yī)學(xué)中重要的診療流程和必要手段。