影像学技术在口腔种植中的应用

陈琦琦，曹卫彬（通讯作者）

（新疆医科大学第六临床医学院口腔科 新疆 乌鲁木齐 830000）

随着计算机技术不断发展,以修复为导向的精准种植已经成为当今口腔种植学发展的趋势[1]。通过计算机及配套设施可以进行术前规划，术中实时追踪，术后疗效观察。本文将从种植修复的角度阐释数字化影像技术在种植修复中的应用,并总结数字化导板和动态引导手术的优缺点,并对未来进行展望。

1 锥形束计算机断层扫描（cone beam computed tomography, CBCT）在种植中的应用

因为种植位点的骨量关系到种植体与骨结合，所以术前应尽可能较多地了解植入区的骨质情况。CBCT优点如下：（1）扫描区域灵活，既可以扫描指定的种植区域，也可以扫描整个颌面部的区域；（2）图像精度高，其尺寸测量精度可达到0.1 mm，与被检查物之间呈现比例将近1:1。Dings[2]等评估CBCT线性测量的可靠性和准确性，结果显示CBCT的平均测量偏差为0.39～0.53 mm，认为CBCT图像在颌骨厚度时线性测量数据足够精确；（3）空间分辨率高，体素大小一般为0.07～40.4 mm，远高于螺旋CT的0.5 mm，可以清晰地显示骨骼、牙等硬组织结构图像细节尤其是骨小梁等结构的细微观察；（4）扫描时间短，其曝光时间为10～30 s，重建时间低于5 min；（5）射线量极低，CBCT的有效辐射剂量相当于2～200个全景X线片（10～1000μSv）[3]，因此患者所受到的辐射量极少，相对安全；（6）CBCT抗干扰较强，设置好正确的参数后，其成像质量稳定，层厚低，可以最大限度地避免金属伪影对图像质量的影响，且对患者头部体位较低；（7）对体位的要求不高，操作容易；（8）采买花费相对低；（9）保养费用较低。缺点：在对比度较低的情况下，区分不同组织间密度的能力相对较差，所以目前CBCT在软组织疾病中几乎不用。

1.1 CBCT在骨密度测量及初期稳定性的应用

种植区周围骨质量是种植成功的重要条件，其中骨密度对种植的初期稳定很重要[4]。许多相关研究表明CBCT可以用来测量骨密度。Van Dessel[5]等研究表明大多数CBCT机可以定量评估牙槽骨质量，其准确度和可靠性水平接近微型CT。丁鑫[6]等通过测量术前及术后12周的颌骨密度Hounsfield单位（HU）和初期稳定性（ISQ值）进行对比分析，认为HU值可影响早期植入的稳定性，并且通过术前种植区密度的测定可以估计术后的稳定性及成功率。沙长直等[7]通过CBCT测量种植体周围骨密度灰度值并评估与术后稳定性（ISQ）之间的关系。结果显示种植体周围骨密度HU值与稳定系数ISQ呈正相关性，认为可以通过CBCT测量的密度值对种植体效果进行预判。许长立等在72枚种植体植入前通过CBCT对种植区骨密度进行测量，同时测量种植体稳定系数，并对数据进行统计学分析，认为种植区骨密度是评估初期稳定性的重要指标，二者之间存在较强的相关关系，故可以通过术前评估种植区域的骨密度来预测种植效果[8]。CBCT最常见的应用之一是口腔种植的计算机辅助计划和转移，这种方法不可避免的需要3D数据集在专用软件中进行进一步规划，并有可能转移到种植领域[9]。是各种应用于口腔的辅助设计软件相继问世，比如数字化静、动态导板在种植领域得到广泛运用。

1.2 数字化种植导板在口腔的运用

数字化种植导板（digital implant surgery template）是根据拟种植位点的解剖条件和术前种植体设计方案并利用快速成型技术制作的辅助导板，可以用来进行种植体的虚拟设计。关于数字化种植导板精确性不少科研人员已经进行了深入的研究。Skjerven[10]等研究结果显示，种植体角度误差为（3.85±1.83）°，颈部误差为（1.05±0.59）mm，根尖部误差为（1.63±1.05）mm。Zhou WJ[11]等有关数字化外科导板精确性的一项Meta分析显示，种角度偏差为（4.10±0.12）°，植体颈部误差为（1.25±0.03）mm，根尖部误差为（1.57±0.04）mm，认为CBCT结合辅助软件可以精确转移术前设计方案，可以避开对重要解剖部位的损伤，规避及降低种植风险。尽管数字化种植导板具有高精度、操作简单、重复性好、可视化的优势，但医生丰富的临床经验和的全面培训是达到精准满意效果的重要前提。因为曾报道过在种植导板引导下植入种植体过程中曾出现过手术意外，这提示我们：利用导板指导种植手术对种植修复医生的临床水准要求很高[12]。导航引导种植过程中也会出现如下的并发症：修复体大小不合适、修复体折断、导板断裂、修复螺钉松动脱落、额外植骨的需要。追根溯源来自以下几方面的误差：三维重建过程中受CBCT图像质量的影响产生的误差、导板制作中受加工机器精度影响出现的误差；导板戴入时因没有就位发生移动产生的误差；配准比较时测量误差。从最初的方案设计到结束种植手术的每一个流程都将影响导板的精确性[13]。这表明临床医生应掌握种植导板的应用中误差来源，从而减小误差，这需要临床医生具有相当高的专业水平。

1.3 动态引导手术在口腔的运用

动态引导手术又称动态导航，可以在利用计算机辅助软件设计手术方案的基础上，通过导航系统完成术中对器械的精确定位，通过配准钉的配准实现真实坐标与虚拟坐标的对比，从而实现手术过程的可视化，并实时追踪定位、及时调整种植的角度及路径甚至手术方案。动态导航的优点:实时反馈操作过程、简单的数字工作程序、手术全程追踪可视化[14]。Jorba-García[15]通过实验比较传统徒手法和动态导航系统植入种植体的准确性，结果显示动态计算机辅助手术系统可以更准确地植入植体，并且显著减少它们的偏差。特别是术中随时调整手术方案的能力是动态导航的特有优点，此外由于手术器械短小轻巧，适用于口腔靠后的部位和开口度较小的患者；而且，临床医生可以通过显示器进行可视化操作，动态监测术区情况，能够调整到良好的手术姿势。目前动态导航也存在一些问题：（1）术前配准、调试耗时。Stefanelli等[16]的回顾性分析提示种植医生技术水平的提升可以动促进动态导航手术的精准度。缺点：动态引导手术同样也存在误差，其准确度受所有操作程序的共同影响，其中配准精度一直都是研究的难点。（2）计算机引导的种植体植入术可能是精确的，但偶尔引起的明显的偏移必须得到临床医生的关注；（3）导航仪器价格昂贵，基本只能在有这种大型仪器的种植中心才能实施，限制了该方法的广泛应用。

2 展望

种植成功的标准不仅要求种植手术功能的恢复，还要满足患者的美观要求，数字化导板在前牙种植区因其明显的技术优势而获得广阔的应用前景。动态导航技术的配准精度一直都是科研人员致力于解决的问题，但目前关于动态导航的体外研究相对较少，进一步探索是很必要的。