数字化技术在口腔正畸治疗中的研究进展

[摘 要] 在现代医学背景下，口腔正畸治疗需要进一步确保整体美观度提升，实现与面部软组织美观协调。但患者个体差异较大，如何通过科学有效的途径获取患者更为全面真实的口腔信息并采取针对性干预手段，是现阶段口腔正畸治疗领域的重要研究方向之一。目前随着数字领域的快速发展，很多数字化技术正逐步应用于口腔正畸学领域。本文主要通过对数据采集及分析技术的数字化矫治技术作一综述，为未来口腔正畸治疗提供参考。

[关键词] 口腔正畸治疗；自动化正畸排牙系统；三维头影测量

[中图分类号] R783.5 [文献标识码] A [文章编号] 1004-4949（2024）14-0196-03

Research Progress of Digital Technology in Orthodontic Treatment

WU Shuang

（Department of Stomatology， Gaoming District People’s Hospital， Foshan 528500， Guangdong， China）

[Abstract] Under the background of modern medical concepts， orthodontic treatment needs to ensure the improvement of overall aesthetics and achieve coordination with facial soft tissue aesthetics. However， there are great individual differences among patients. How to obtain more comprehensive and real oral information of patients through scientific and effective ways and adopt targeted intervention methods is one of the important research directions in the field of orthodontic treatment at this stage. At present， with the rapid development of the digital field， many digital technologies are gradually applied to the field of orthodontics. This article mainly reviews the digital correction technology of data acquisition and analysis technology to provide reference for future orthodontic treatment.

[Key words] Orthodontic treatment； Automated orthodontic tooth arrangement system； 3D cephalometric measurement

口腔正畸治疗是指通过各种矫正装置对患者面部骨骼、牙齿及颌面部肌肉神经进行调整的手段[1]，能够有效实现口颌系统平衡，从而帮助患者改善咀嚼功能并恢复面部美观度[2]。影响口腔正畸临床疗效的因素较多，不仅与患者机体生长发育有关，还与治疗手段有关[3]。不同辅助治疗手段均会对临床疗效、预后及安全性产生一定影响[4]。早期口腔正畸技术多数操作流程依托于医师，受手术器械及医师专业素养影响往往难以取得良好效果[5]。近些年，随着社会经济高速发展及计算机三维数字化技术普及，口腔正畸治疗领域有了革命性改变[6]。探究诸多数字化技术在口腔正畸治疗中的应用，可为临床治疗提供重要数据支持[7]。

1 数据采集及分析技术

1.1 三维头影测量 影像学技术与口腔治疗领域融合发展为正畸治疗数据采集及分析工作的开展带来了新方向，其中以口腔颌面锥形束CT为首的新技术有效提高了临床治疗效果[8]。口腔颌面锥形束CT本质是一种锥形束投照计算机重组断层影像设备，通过内部的X线发射器（管电流10 mA）向目标区域发射较低射线量并投影180～360次的方式获得三维图像。口腔颌面锥形束CT具有以下几大特点：①图像清晰：通过该技术成像的图像像素较高，且图像重建时间仅不到15 s；②成像范围广：口腔颌面锥形束CT一次扫描就能够获得患者全口腔牙列、双侧TMJ、正位片影像；③设计规范合理：口腔颌面锥形束CT具有较为独特的金属伪影矫正技术，能够有效避免金属伪影影响治疗的情况。且该设备采用了坐式结构，能够避免运动伪影的影响。临床中医师借助口腔颌面锥形束CT可获得精准三维信息，并通过软件构建三维软硬组织结构。漆昱君等[9]在一项研究中采用三维头影测量患者3～4个解剖面，试验发现通过三维头影测量技术能够有效获取体积面积及线距角度等诸多精确数据，试现对颌骨及颅面的三维观测。深度学习技术是机器学习领域中新的研究方向，深度学习技术基于人工神经网络，通过组合低层特征形，成更加抽象的高层类别属性或特征，可发现数据分布规律。近些年随着数字化技术、智能化技术发展，深度学习技术在口腔正畸治疗头影测量领域中发挥了重要作用。陈苏蓉[10]及其研究团队发现，传统标注及头影测量过程繁琐且易出现误差，而深度模型算法能够有效将患者骨骼进行精准分类。试验中陈苏蓉结合患者基本情况构建深度学习模型共7个，分别包括6个预训练模型及1个自训练模型。引入平均分类标准率进行网络性能评价后发现，试验模型分类性能高达96%，提示依托深度学习技术构建的训练模式在骨骼分类中具有应用意义。

1.2 三维颜面成像 美观度是正畸治疗效果的重要指标，早期应用的摩尔云纹法成本低廉但面部重建度较差，三维颜面成像相比于传统技术提高了测量速度及精度，能够便于关键数据信息存储。陈李清等[11]在一项对照实验中分别采用莫尔云纹、三维激光颜面扫描，结果表明患者经三维颜面成像技术处理后能够精准呈现三维软组织、硬组织数据异常，医师将上述数据同其他来源硬组织结合能够形成较为完整的三维颅面数据。不仅能够为后续治疗提供有力数据支持，还进一步便于医患沟通。李苏娜等[12]在一项对照试验中分别采用锥形束CT与结构光扫描模式，结果表明结构光扫描模型精度优于CBCT重建模型。依托数字化技术将摄像头捕捉变形的光栅转变为点云数据形成面部三维图像，凸显其测量精度高、无辐射及扫描速度快等技术特点。但结构光扫描对面部较凹的部位如鼻唇沟的成像易失真，需重复测量或后期进行图像拼接。

2 数字化矫治技术

2.1 3D个性化正畸治疗系统软件 数字化技术在口腔正畸治疗领域中的应用推动了个性化治疗方案的发展。临床中接受固定矫治患者多以唇侧矫治为主，数字化技术的应用主要体现在精准定位托槽粘接及弓丝成形以及个性化虚拟排牙，能够根据患者实际病情提供针对性数据[13]。医师可以根据患者牙颌情况对软件数据进行微调，一项参数变化后，对应的咬合深度、牙尖接触位点以及牙龈边缘变化情况均会发生变化。通过上述功能能够为医师提供个性化转移托盘模板，实现精准定位粘接。黄玉梅等[14]在一项对照试验中分别采用传统唇侧矫治技术以及3D个性化正畸治疗系统软件，结果表明接受数字化软件治疗的观察组患者术后脱落率及复诊次数低于对照组，说明3D个性化正畸治疗系统软件根据患者牙齿唇情况制定的个性化模板能够有效满足其力学性能需求[15]。

2.2 数字化舌侧矫治系统 舌侧矫治技术具有隐蔽性强的特点，在满足患者治疗需求的同时不会影响美观度，但该技术流程相对复杂。数字化舌侧矫治系统的出现有效解决了传统治疗方式的弊端，该系统能够根据患者牙体情况灵活调节托槽形态，确保底板完全匹配患牙。该系统应用期间，采用3D打印机处理托槽模型，与个性化转移托盘及弓丝协同配合，从而满足患者个性化治疗需求[16]。张洪宇等[17]在一项对照试验中发现，数字化舌侧矫治系统相比于传统治疗方式能够降低矫治所需时间，同时能够通过精准定位提高倾斜牙齿的矫治效果，提示数字化舌侧矫治系统临床效果确切。

2.3 数字化口内扫描系统 隐形矫治也称为无托槽隐形矫治，分为直接法及间接法。其中间接法为传统方法，是指通过硅橡胶印模获取患者全牙列信息，而直接法是通过数字化口内扫描系统对患者牙齿以及黏膜等软硬组织结构数据进行分析，从而获取精准的三维牙颌模型[18]。现阶段数字化口内扫描系统已能够支持实时连续扫描功能，短时间内即可精准分析患者口内数据[19]。在此基础上利用计算机辅助设计能模拟排牙，进而获取预期矫治效果，以此不断调整治疗方案，能最大程度地减少误差对治疗效果产生的影响[20]。

2.4 支抗种植体导板的辅助治疗 种植体支抗会受到植入部位骨量以及植入方向的影响，可能会损害牙根组织。为进一步提高植入精准性，引入了数字化技术。李彬等[20]发现，通过三维外科引导装置能有效降低种植体钻孔及植入偏差，确保其安全性。此外，锥形束CT及3D打印技术在支抗种植体导板的辅助治疗领域中同样发挥了重要作用。利用锥形束CT对患者上下颌牙根间植入位置骨量进行测量分析，能有效确定植入的安全空间，且利用快速成型技术制作正畸种植体导板，能进一步确保其安全性及精度。

3 总结

本文分别从口腔正畸治疗数据采集分析、矫治两个维度探究了数字化技术在口腔正畸治疗领域中的价值。发现在数字化技术支持下能够有效提高整体治疗的精准度，满足患者群体个性化治疗需求。但从实际应用角度看，受地域性因素影响导致我国不同地区数字化基础建设程度存在较大差异，部分地区基础设施建设不完善、技术管理体系框架相对滞后，无法有效发挥数字化技术价值。未来发展阶段不仅需要加强数字化建设以及数字化口腔正畸技术引入，还需要建立一套科学完整的口腔正畸数字化诊疗平台。监测管控数字化技术应用的全过程，进一步提高我国口腔医疗水平。

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收稿日期：2024-4-10 编辑：刘亦洋