2022動態(tài)導(dǎo)航技術(shù)在無牙頜種植中的應(yīng)用進(jìn)展

2022動態(tài)導(dǎo)航技術(shù)在無牙頜種植中的應(yīng)用進(jìn)展（全文）

摘要

無牙頜種植一直是種植領(lǐng)域的難點，動態(tài)導(dǎo)航技術(shù)在無牙頜種植中的應(yīng)用

可解決傳統(tǒng)無牙頜種植修復(fù)中的諸多問題。動態(tài)導(dǎo)航技術(shù)的優(yōu)勢在于，精

確定位引導(dǎo)，修復(fù)引導(dǎo)外科，美學(xué)效果好；方案設(shè)計與種植實時引導(dǎo)可以

同時進(jìn)行；術(shù)中將"盲視"變?yōu)?直視"，可實時引導(dǎo)醫(yī)師種植及調(diào)整方

案；全程提高醫(yī)、技、患三者溝通效率等。本文對動態(tài)導(dǎo)航技術(shù)在無牙頜

的工作流程、臨床應(yīng)用現(xiàn)狀和挑戰(zhàn)、精度分析及其局限性進(jìn)行探討，并對

其未來發(fā)展提出展望，以期為臨床開展動態(tài)導(dǎo)航技術(shù)引導(dǎo)的無牙頜種植提

供參考。

無牙頜是一種主要由牙周病引起的老年常見病，可導(dǎo)致患者牙槽骨、口腔

黏膜、顆下頜關(guān)節(jié)等損傷，嚴(yán)重影響患者的咀嚼、吞咽和發(fā)音等口腔功能，

患者的面容因缺少牙列支撐而易顯老態(tài)，影響其社交生活與心理健康。隨

著種植修復(fù)技術(shù)的進(jìn)步及生活水平的提高，種植修復(fù)已成為目前臨床上首

選的無牙頜修復(fù)方式之一。然而無牙頜種植修復(fù)難度較高，且涉及諸多風(fēng)

險［1］：①無牙頜患者多伴隨中、重度的牙槽骨萎縮，牙槽崎呈刀刃狀，

余留骨量較少，增加了術(shù)中種植體定位的難度；②傳統(tǒng)的“自由手"式的

植入操作高度依賴術(shù)者的臨床經(jīng)驗，在刃狀牙槽崎上車針可發(fā)生滑移偏位,

易損傷上頜竇、下頜神經(jīng)等解剖結(jié)構(gòu)，并難以保證多顆植體之間保持良好

的位置關(guān)系；③為在術(shù)中取得良好的術(shù)區(qū)視野，往往采取大面積翻瓣，增

加了患者術(shù)后的疼痛、腫脹及感染風(fēng)險。

近年來，臨床醫(yī)師逐漸選擇使用靜態(tài)導(dǎo)板輔助完成無牙頜種植手術(shù)［2］,

但受制于繁冗的術(shù)前設(shè)計，可視性較差及術(shù)中難以靈活更改方案［3L動

態(tài)導(dǎo)航的應(yīng)用一定程度上彌補(bǔ)了靜態(tài)導(dǎo)板的局限性，術(shù)中將解剖結(jié)構(gòu)的

"盲視"變?yōu)?直視"，實時弓I導(dǎo)種植體植入并可靈活改種植方案［4］

本文旨在探討動態(tài)導(dǎo)航技術(shù)在無牙頜的臨床應(yīng)用現(xiàn)狀，以期為臨床決策提

供參考。

一、動態(tài)導(dǎo)航技術(shù)的工作流程

動態(tài)導(dǎo)航技術(shù)由硬件與軟件組成，硬件包括導(dǎo)航儀、專用的導(dǎo)航手機(jī)、配

準(zhǔn)定位裝置，軟件包括系統(tǒng)自帶具備術(shù)前方案設(shè)計、術(shù)中實時引導(dǎo)等功能

的專用軟件，導(dǎo)航設(shè)計軟件術(shù)前可處理及導(dǎo)入錐形束CT等影像制訂優(yōu)化

的手術(shù)方案。動態(tài)導(dǎo)航技術(shù)的工作流程分為數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理及種植方

案設(shè)計、手術(shù)實施以及種植上部修復(fù)幾個環(huán)節(jié)。

1.數(shù)據(jù)獲?。簞討B(tài)導(dǎo)航技術(shù)需獲取頜骨的三維信息及修復(fù)體信息。通過推

形束CT和口內(nèi)掃描獲取頜骨三維信息，錐形束CT獲取患者口腔頜面部

軟硬組織的重要信息，包括種植區(qū)域的牙槽骨高度及厚度、上頜竇底的位

置、下頜神經(jīng)管的位置等［5］;口內(nèi)掃描獲取口腔內(nèi)組織表面三維圖像信

息，生成患者口腔的三維模型，該模型可與錐形束CT的數(shù)據(jù)配準(zhǔn)，更直

觀地反映患者軟硬組織的情況，進(jìn)而更好地模擬種植體植入過程［6］.無

牙頜修復(fù)體信息則需進(jìn)行下頜運(yùn)動軌跡描記、下頜副功能檢測、咀嚼效率

檢測和肌功能檢測，建立研究模型，分析咬合關(guān)系，再制作放射導(dǎo)板，使

用雙掃描技術(shù)等步驟獲取。數(shù)據(jù)收集完成后，術(shù)者整合數(shù)據(jù)資料，指導(dǎo)后

續(xù)種植修復(fù)設(shè)計。

2.數(shù)據(jù)處理及種植方案設(shè)計:無牙頜種植修復(fù)設(shè)計需遵循生物力學(xué)、種植

美學(xué)原則和以修復(fù)為導(dǎo)向的治療理念。通過采集、分析和標(biāo)記關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部

位，無牙頜種植修復(fù)可實現(xiàn)三維交互設(shè)計，實時追蹤手術(shù)進(jìn)程，可直觀地

設(shè)計和模擬手術(shù)過程。

使用動態(tài)導(dǎo)航技術(shù)進(jìn)行無牙頜種植術(shù)前需配準(zhǔn)，術(shù)中可實時追蹤手術(shù)器械

尖端，顯示其所在位置、路徑及周圍解剖結(jié)構(gòu)，術(shù)者可及時調(diào)整器械方向

及位置。配準(zhǔn)分為有標(biāo)記點配準(zhǔn)與無標(biāo)記點配準(zhǔn)。臨床上無牙頜種植使用

較多的是有標(biāo)記點配準(zhǔn)，分為骨標(biāo)記物配準(zhǔn)、咬合夾板配準(zhǔn)、U型管配準(zhǔn)、

面部框架式配準(zhǔn)和解剖標(biāo)志點配準(zhǔn)等形式［7L

3.手術(shù)過程：先掃描患者的口腔數(shù)據(jù)并導(dǎo)入系統(tǒng)，消毒鋪巾局部麻醉后,

在術(shù)區(qū)放置配準(zhǔn)裝置，并將紅外探測裝置對準(zhǔn)術(shù)區(qū)，確保固位穩(wěn)定準(zhǔn)備配

準(zhǔn)。配準(zhǔn)時，用導(dǎo)航儀的光學(xué)追蹤設(shè)備捕捉手機(jī)鉆頭以及患者頜骨位置,

再利用標(biāo)準(zhǔn)點匹配頜骨和三維重建影像。在動態(tài)導(dǎo)航下，導(dǎo)航儀實時展示

鉆針與術(shù)區(qū)的位置，并根據(jù)誤差圖標(biāo)的引導(dǎo)，精準(zhǔn)實施預(yù)定設(shè)計方案，術(shù)

后即刻拍攝錐形束CT,評估種植體植入位置。

4.動態(tài)導(dǎo)航對無牙頜種植修復(fù)的影響:動態(tài)導(dǎo)航中的數(shù)字化技術(shù)通過口內(nèi)

信息掃描、面部信息和錐形束CT數(shù)據(jù)擬合后進(jìn)行虛擬排牙，以確定理想

的種植體植入位點，使無牙頜種植即刻固定修復(fù)，實現(xiàn)了以修復(fù)為導(dǎo)向。

與自由手相比，術(shù)者可結(jié)合臨床經(jīng)驗與動態(tài)導(dǎo)航顯示的解剖結(jié)構(gòu)及骨質(zhì)密

度，將種植體精準(zhǔn)植入理想位置，并使種植體獲得良好的種植體初期穩(wěn)定

性［8］,從而實現(xiàn)無牙頜種植即刻修復(fù)。此外，動態(tài)導(dǎo)航術(shù)前也可通過三

維可視化設(shè)計修復(fù)體［9］,根據(jù)種植體與修復(fù)體的三維位置關(guān)系預(yù)選最適

角度與穿齦高度的復(fù)合基臺，設(shè)計修復(fù)螺絲開口位置，使修復(fù)體、基臺與

種植體在三維空間上達(dá)到生物力學(xué)及美學(xué)的和諧統(tǒng)一。Jokstad等［8］和

Pozzi等［10］研究證實，動態(tài)導(dǎo)航引導(dǎo)下的無牙頜種植即刻修復(fù)預(yù)后良

好，并發(fā)癥發(fā)生率低，隨訪10年結(jié)果顯示邊緣骨平均吸收0.76mm,治

療效果較理想［11L

二、動態(tài)導(dǎo)航技術(shù)在無牙頜種植中的應(yīng)用及挑戰(zhàn)

1.動態(tài)導(dǎo)航技術(shù)在常規(guī)無牙頜種植中的應(yīng)用：動態(tài)導(dǎo)航技術(shù)應(yīng)用于無牙頜

種植既有明顯優(yōu)勢，也有不可忽視的缺點。

(1)優(yōu)勢：①精細(xì)定位引導(dǎo)，修復(fù)引導(dǎo)外科，美觀效果好；②患者可在

同一天接受掃描、計劃和手術(shù)，節(jié)省治療時間成本；③手術(shù)計劃和方案可

根據(jù)臨床情況改變；④手術(shù)實時可視化，精確度可隨時驗證［3L

(2)缺點：①術(shù)前準(zhǔn)備耗時較長，系統(tǒng)錯誤可影響參考點與患者的關(guān)系；

②技術(shù)敏感性高，醫(yī)師需前期培訓(xùn)；③多數(shù)導(dǎo)航研究為體外研究，臨床應(yīng)

用較少；④手術(shù)費(fèi)用較高。

動態(tài)導(dǎo)航技術(shù)是降低無牙頜種植手術(shù)難度、提高其修復(fù)效果的有效手段。

精準(zhǔn)的術(shù)前設(shè)計和術(shù)中正確實施是減少手術(shù)并發(fā)癥的重要手段，術(shù)后融合

工作模型、咬合參數(shù)、口掃面掃、錐形束CT等數(shù)據(jù)，通過咬合分析系統(tǒng)、

肌電儀及電子面弓等工具，評估數(shù)字化無牙頜上部修復(fù)、咬合重建、面部

外形重建的精確性，咀嚼肌收縮力及雙側(cè)既突運(yùn)動平衡性等。因此，進(jìn)一

步提高導(dǎo)航的精度和準(zhǔn)確性將是未來發(fā)展的趨勢。此外，動態(tài)導(dǎo)航系統(tǒng)現(xiàn)

階段的裝置和臨床操作流程較復(fù)雜，限制了導(dǎo)航系統(tǒng)的普及化，需優(yōu)化導(dǎo)

航系統(tǒng)的裝置和操作流程。

2.動態(tài)導(dǎo)航技術(shù)在截種植中的應(yīng)用：截種植體的長期留存率高達(dá)95.2%

［12］,顆種植體成為治療嚴(yán)重萎縮性上頜骨和上頜骨缺損的較優(yōu)解決方

案。但由于術(shù)中可見范圍有限及解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，頷種植被認(rèn)為是"半盲手

術(shù)"，而動態(tài)導(dǎo)航技術(shù)具有可視化和術(shù)中實時更改方案的優(yōu)勢，解決了頷

種植視野不佳的問題。2000年，Schramm等［13］提出在頷種植體手

術(shù)中應(yīng)用動態(tài)導(dǎo)航技術(shù),與靜態(tài)導(dǎo)板手術(shù)相比，動態(tài)導(dǎo)航技術(shù)在頷骨植入

中的應(yīng)用不受種植體長度、種植體角度、導(dǎo)板固定不良等因素的影響，且

可以幫助建立顆種植體精確定位，有利于實現(xiàn)頷種植體良好的初期穩(wěn)定性

和術(shù)后即刻修復(fù)。但其在顆種植術(shù)中的應(yīng)用仍存在局限，如成本較高，目

前臨床應(yīng)用研究依然匱乏等［3LRamezanzade等［14］認(rèn)為動態(tài)導(dǎo)航

微創(chuàng)不翻瓣手術(shù)仍存在挑戰(zhàn)，目前建議使用保守切口。此外，還有一些導(dǎo)

航設(shè)備相關(guān)的故障風(fēng)險，如紅外攝像機(jī)等故障可能終止動態(tài)導(dǎo)航手術(shù)［15］,

因此術(shù)前必須進(jìn)行常規(guī)設(shè)備檢查，并確保導(dǎo)航裝置在患者頭部保持固定。

3.無牙頜種植中動態(tài)導(dǎo)航技術(shù)與靜態(tài)導(dǎo)板技術(shù)的比較：目前靜態(tài)導(dǎo)板已廣

泛應(yīng)用于無牙頜種植修復(fù)中［2,16,17］,但其依然存在諸多缺陷：①冷

卻方法不良；②解剖結(jié)構(gòu)可視性不佳，術(shù)中方案難以更改；③對患者開口

度要求較高。動態(tài)導(dǎo)航技術(shù)一定程度上解決了以上問題：①冷卻水可直達(dá)

種植位點，減少產(chǎn)熱及骨灼傷；②實時顯示解剖結(jié)構(gòu)，便于醫(yī)師種植及靈

活調(diào)整種植方案［］③對開口度的要求相對較低［］動態(tài)導(dǎo)航技術(shù)可

4;30

為患者提供更好的就診體驗及可預(yù)期的種植修復(fù)效果。Kaewsiri等［18］

研究顯示，在嚴(yán)格控制相關(guān)條件下，相同醫(yī)師分別進(jìn)行動態(tài)導(dǎo)航和靜態(tài)導(dǎo)

板手術(shù)，兩者的精準(zhǔn)度差異無統(tǒng)計學(xué)意義。Wu等［19］針對不同術(shù)者操

作的研究也顯示，動態(tài)導(dǎo)航與靜態(tài)導(dǎo)板的精準(zhǔn)度差異無統(tǒng)計學(xué)意義。綜上

所述，動態(tài)導(dǎo)航具有良好的精準(zhǔn)度，同時可彌補(bǔ)靜態(tài)導(dǎo)板技術(shù)的不足。

4.種植機(jī)器人導(dǎo)航定位系統(tǒng)：動態(tài)導(dǎo)航可與種植機(jī)器人結(jié)合使用。口腔種

植機(jī)器人通過視覺導(dǎo)航與圖像配準(zhǔn)技術(shù)，實現(xiàn)對機(jī)械臂的實時導(dǎo)航，輔助

醫(yī)師完成種植手術(shù)，保證手術(shù)精準(zhǔn)性［20L口腔種植機(jī)器人系統(tǒng)可實現(xiàn)

手術(shù)區(qū)域解剖結(jié)構(gòu)的判讀、術(shù)前種植精確設(shè)計、手術(shù)自動精準(zhǔn)定位、手術(shù)

導(dǎo)航實時校準(zhǔn)和即刻種植修復(fù)等功能，達(dá)到精準(zhǔn)、高效、微創(chuàng)、舒適的手

術(shù)要求，也將成為無牙頜種植領(lǐng)域的研究熱點。

三、牙頜種植動態(tài)導(dǎo)航的精度分析及影響因素

誤差分析是在應(yīng)用數(shù)字化種植外科技術(shù)值得討論的話題。利用種植體誤差

分析軟件，先將術(shù)前種植體虛擬植入圖像和術(shù)后圖像進(jìn)行配準(zhǔn)重疊，再測

量并比較術(shù)前設(shè)計與術(shù)后實際位點的偏差值。評估參數(shù)包括種植體肩部偏

差、根尖部偏差、植入深度偏差、角度偏差、頰舌向偏差及近遠(yuǎn)中向偏差。

數(shù)字化無牙頜種植修復(fù)程序復(fù)雜，在實施的不同階段存在諸多誤差，將影

響最終種植修復(fù)的精準(zhǔn)度。動態(tài)導(dǎo)航工作流程包括圖像處理、虛擬種植體

規(guī)劃、校準(zhǔn)、配準(zhǔn)和外科手術(shù)等步驟，每個步驟都可能產(chǎn)生誤差，因此精

準(zhǔn)的術(shù)前設(shè)計和術(shù)中正確實施是減少手術(shù)誤差的重要手段。

1.圖像獲取與數(shù)據(jù)處理誤差:錐形束CT掃描層的厚度、體素尺寸的大小、

掃描時患者的穩(wěn)定、口內(nèi)金屬修復(fù)體造成的偽影等都會影響圖像數(shù)據(jù)的準(zhǔn)

確性。較厚的層可產(chǎn)生偽影，因此層厚度和體素大小均影響數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。

目前，研究中推薦的層厚為200pm,層厚超過1000pm可能導(dǎo)致較大

的誤差［21L此外，圖像體素尺寸隨著三維圖像分辨率的增加而降低，

縮小體素尺寸有利于提高圖像質(zhì)量［221術(shù)前和術(shù)后拍攝錐形束CT時間

間隔可影響測量精度［2］,患者下頜運(yùn)動在拍攝錐形束CT時容易移動造

成偽影,導(dǎo)致成像不準(zhǔn)確［因此術(shù)后需及時拍攝錐形束

23］,CT0

2酒已準(zhǔn)方式：配準(zhǔn)方式是影響動態(tài)導(dǎo)航精確度最重要的因素，不同的配準(zhǔn)

方式可影響最終的種植精度。臨床醫(yī)師必須了解不同配準(zhǔn)方法的適應(yīng)證和

配準(zhǔn)特點，以減少誤差。配準(zhǔn)包括標(biāo)記點配準(zhǔn)及無標(biāo)記點配準(zhǔn)兩種方式,

臨床常用前者，其誤差主要來源于基準(zhǔn)點定位誤差、基準(zhǔn)點配準(zhǔn)誤差和目

標(biāo)點配準(zhǔn)誤差［24L因在圖像采集和手術(shù)中不受位移影響，骨標(biāo)記物配

準(zhǔn)被視為配準(zhǔn)金標(biāo)準(zhǔn)［25］,但其對骨量要求較高；咬合夾板配準(zhǔn)雖然無

創(chuàng)，但其術(shù)前成本較高，且不適用于牙槽骨嚴(yán)重萎縮的無牙頜患者，可能

導(dǎo)致無法精準(zhǔn)定位空間［26］0無標(biāo)記點配準(zhǔn)利用面部融合原理進(jìn)行輪廓

匹配，其優(yōu)點在于無創(chuàng)，但掃描精度會受術(shù)區(qū)軟組織影響。有研究顯示，

在上頜骨采用無標(biāo)記點配準(zhǔn)方法進(jìn)行術(shù)區(qū)配準(zhǔn)，精度較差［27］,成本較

高，無法在無牙頜種植中廣泛應(yīng)用。另外一項體外研究對幾種不同配準(zhǔn)方

法精度進(jìn)行比較，結(jié)果顯示骨標(biāo)記物配準(zhǔn)、咬合夾板配準(zhǔn)和面部框架式配

準(zhǔn)的精度誤差均在臨床可接受的范圍內(nèi)［281

3.術(shù)者經(jīng)驗：術(shù)者操作的熟練程度、種植體植入位點、方向和深度等均可

影響最后修復(fù)的精確度。Golob等［29］研究使用動態(tài)導(dǎo)航技術(shù)在模型上

放置的嘗試中，新手通過練習(xí)可以在減少角度偏差和縮短手術(shù)時間方面取

得明顯改