數(shù)字化口腔醫(yī)學(xué)

1、數(shù)字化口腔醫(yī)學(xué)作者：郝麗靜 08級(jí)口腔醫(yī)學(xué)本科1班 學(xué)號(hào)2008065045 【摘要】隨著科學(xué)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)成了我們生活的一部分。我們已經(jīng)逐步從 比較閉塞的落后時(shí)代進(jìn)入了數(shù)字化時(shí)代，數(shù)字化已成為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的標(biāo)志擻字化技術(shù)同樣引領(lǐng)口腔醫(yī)學(xué)的發(fā)展。數(shù)字化口腔就是采用數(shù)字化的口腔設(shè)備治療 牙齒、更快、更精確、更安全、無后遺癥。包括： 3MLava(TM)數(shù)字化口腔美容 修復(fù)技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)在口腔種植中的應(yīng)用、 數(shù)字化曲面體層片及CBCT在牙種 植中的臨床應(yīng)用、三維激光掃描技術(shù)建立附著體義齒的三維數(shù)字化模型、利用 三維圖像處理軟件實(shí)現(xiàn)埋伏牙可視化，等等?！娟P(guān)鍵詞】數(shù)字化技術(shù)埋伏牙可視化 種植牙三

2、維激光掃描 數(shù)據(jù)處理三維數(shù)字化模型數(shù)字化曲面體層片及CBCT【正文】時(shí)代在進(jìn)步，科學(xué)在發(fā)展。計(jì)算機(jī)已經(jīng)成了我們生活的一部分， 無論是 工作、學(xué)習(xí)，還是看病就醫(yī)，各個(gè)領(lǐng)域都在廣泛的應(yīng)用計(jì)算機(jī)信息技術(shù)。我們都經(jīng)常聽到His系統(tǒng)和Packs系統(tǒng)，這些都是當(dāng)今醫(yī)院的必備設(shè)備，同樣也在我們 口腔領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。在此我主要談一下計(jì)算機(jī)一一數(shù)字化技術(shù)在口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的 應(yīng)用。我們已進(jìn)入了數(shù)字化時(shí)代。數(shù)字化已成為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的標(biāo)志，數(shù)字化技術(shù)同樣引領(lǐng)口腔醫(yī)學(xué)的發(fā)展。以 CT圖像數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，三維重建為模型外科提供了 最有效的手段，使得頜面外科的腫瘤切除、創(chuàng)傷修復(fù)、顏面整形可以在精確量化 的基礎(chǔ)得以模擬和準(zhǔn)備，使手術(shù)

3、的成功率、精確性大大提高；借助CT數(shù)據(jù),醫(yī)生們 可用鏡像反轉(zhuǎn)等方法修復(fù)缺損，并采用快速成形技術(shù)制作出鈦制的上頜骨、下頜 骨、顴骨,可以一次性完成精細(xì)重建手術(shù)；數(shù)字化技術(shù)用于顱面的精確測量，使傳統(tǒng) 的二維測量發(fā)展為三維測量，在此基礎(chǔ)上形成精細(xì)的正畸治療方案，以數(shù)字化技術(shù) 為基礎(chǔ)的隱形矯治 法,使許多患者去掉了戴金屬矯治 器的煩惱。義 齒制作的 CAD/CAM技術(shù)是數(shù)字化技術(shù)在口腔醫(yī)學(xué)中應(yīng)用的最好證例,依據(jù)數(shù)據(jù)印模，人們 可以在萬里之外為患者做好十分精確的義齒，提供種植手術(shù)的模板。導(dǎo)航技術(shù)使 得種植體的植入變得十分精準(zhǔn)而安全。數(shù)字化技術(shù)用于臨床牙齒比配色，使比色由定性轉(zhuǎn)為定量，顯著地提高了比配色的

4、準(zhǔn)確性，減少了誤差，是近年修復(fù)學(xué)中的 重要進(jìn)展。由第四軍醫(yī)大學(xué)口腔醫(yī)院發(fā)展的頜面缺損修復(fù)體的智能化設(shè)計(jì)及快速 制作技術(shù)，由可見光掃描技術(shù)獲取顏面部數(shù)據(jù)印模，經(jīng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，可在短時(shí) 間內(nèi)完成準(zhǔn)確的高仿真的顏面修復(fù)應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)有很多優(yōu)越性：優(yōu)越一：如在口腔檢查時(shí)采用數(shù)字口腔內(nèi)窺鏡能及時(shí)準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)牙齒早期齲 病，并讓患者親眼目睹自己牙齒不好的癥狀需要及時(shí)治療，避免傳統(tǒng)醫(yī)生用肉眼去看，發(fā)現(xiàn)不了問題，造成牙齒病情延誤、錯(cuò)過最佳的治療時(shí)期。優(yōu)越二：如在治療時(shí)，我們采用數(shù)字根管測量儀和數(shù)字填充儀能精確測量出 根管的長度位置進(jìn)行治療，治療后的髓腔采用數(shù)字填充儀進(jìn)行準(zhǔn)確徹底填充，使 患牙一次性達(dá)到根治。優(yōu)

5、越三：如在做烤瓷方面，我們中心采用數(shù)碼定位儀對(duì)患者口腔情況、基牙 狀況、五官、臉部結(jié)構(gòu)膚色特殊情況結(jié)合力學(xué)、美學(xué)、工程學(xué)、生物學(xué)等原理 科學(xué)論證設(shè)計(jì)，使做出來的牙齒更精確、更牢固、更安全、更舒適、更美觀、更 科學(xué)避免后遺癥。優(yōu)越四：如在做個(gè)全瓷牙或美容貼面我們采用德國進(jìn)口的數(shù)字3D設(shè)備整個(gè)過程全電腦制作僅需1個(gè)小時(shí)，更不需要石膏牙模型。它是通過特殊數(shù)字激光掃 描器對(duì)治療的牙體進(jìn)行數(shù)字取像，將精確的數(shù)據(jù)整合形成 3D的效果立體牙，讓 患者直觀滿意后，再將數(shù)據(jù)傳到 CAD/CAM加工設(shè)備，使用特殊的進(jìn)口材料僅 需6分鐘就研磨出一顆牙齒，經(jīng)拋光、上色、戴牙粘接，只要一個(gè)小時(shí)就能做出 完美的牙齒，不需

6、要像傳統(tǒng)的做牙齒要一個(gè)星期時(shí)間。優(yōu)越五：如牙齒美容方面一四環(huán)素牙、氟斑牙、黃黑牙等癥狀，單憑潔牙、噴沙、冷光美白（只能去表面污穢或臨時(shí)表層美白一點(diǎn)） 是無法改變的。其主要 原因是胎兒孕育期或牙齒生長期發(fā)育受到 （如：孕婦吃了四環(huán)素、長期喝帶色素 的水等因素）一定影響而造成牙齒本質(zhì)發(fā)黃、黑色的或生長發(fā)育不良，最有效徹底的辦法是采用我中心數(shù)字3D齒雕美容系統(tǒng)對(duì)其實(shí)施美容 3D全瓷貼面。其方 法是世界最先進(jìn)、最佳、最理想、最徹底、最完美、最安全的方法傳統(tǒng)的修復(fù)技術(shù)需經(jīng)過磨牙、取模、倒石膏牙模、咬蠟做臨時(shí)牙，外送技工 所分模、刻蠟、鑄造、堆瓷燒結(jié)、上釉等約 20道煩瑣程序，患者要來回復(fù)診折 騰七天時(shí)間

7、才能戴牙。而且整個(gè)過程僅憑醫(yī)生的肉眼觀察和經(jīng)驗(yàn)判斷以及手工制 作，其中任何一道工序出現(xiàn)問題，都會(huì)導(dǎo)致鑲牙失敗。據(jù)悉，傳統(tǒng)修復(fù)技術(shù)每道 工序精確率為99%而近20道工序下來，誤差總率可能高達(dá)20流右。大量臨床 事實(shí)表明，很多口腔患者牙齒鑲復(fù)后會(huì)出現(xiàn)：因設(shè)計(jì)誤差，義齒制作欠缺而使部 分甚至全部的咬合面崩瓷；咬合面接觸不當(dāng)，咀嚼食物打滑、咬不碎；顏色誤差， 影響美觀；形態(tài)偏差，比例不和諧；材質(zhì)生物相容性差，出現(xiàn)牙齦過敏紅腫、出 血、發(fā)炎、發(fā)黑等癥狀等諸多問題。如何避免鑲復(fù)后出現(xiàn)的各種不適， 已成 為眾多牙病患者普遍關(guān)心的問題。隨著口腔醫(yī)學(xué)的發(fā)展，由德國西諾德公司與國際齒科計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)共同研發(fā) 的數(shù)字3

8、D齒雕系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化鑲牙，可輕松化解患者的顧慮和煩惱。該系統(tǒng) 依托口腔醫(yī)學(xué)、臨床、口腔工藝為基礎(chǔ)，結(jié)合計(jì)算機(jī)學(xué)、光學(xué)、美學(xué)、材料學(xué)、 生物力學(xué)等原理，并根據(jù)患者的臉型、膚色、牙齒形態(tài)和咬合關(guān)系，量身訂做個(gè) 性化修復(fù)方案。3D齒雕系統(tǒng)首先利用特殊攝影器對(duì)患者口腔整體情況及牙齒進(jìn) 行掃描采集數(shù)據(jù)，再由計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成三維立體模型，再由專家結(jié)合計(jì)算機(jī)強(qiáng)大 的數(shù)據(jù)庫精心設(shè)計(jì)，讓患者預(yù)先觀察牙齒鑲復(fù)3D效果，認(rèn)可滿意后再將數(shù)據(jù)傳至CAD/CAM中心，加工研磨制成，讓患者滿意的義齒。整個(gè)過程在幾十分鐘內(nèi)即 可完成，輕松快捷、安全高效、效果自然美觀，真正做到了補(bǔ)牙、鑲牙、美牙一 步到位。3D琺瑯冠修復(fù)去除了

9、傳統(tǒng)鑲復(fù)技術(shù)需要印模、制作臨時(shí)假牙等耗費(fèi)的時(shí)間， 將原本二到三次診療減少成為一次， 大大節(jié)省患者的寶貴時(shí)間，且全電腦制作工 藝，減少了誤差，精準(zhǔn)度高，修復(fù)后的牙齒完全符合患者牙齒和口腔比例，讓患者感到滿意舒適。優(yōu)越六：數(shù)字像束聲納美容潔治系統(tǒng)：利用電氣原理，磁致伸縮式和壓電 陶瓷技術(shù)，生產(chǎn)空穴作用、聲流作用、產(chǎn)熱作用、協(xié)同作用的聲納生物波，以像束的方式穩(wěn)定輸出，對(duì)牙齒進(jìn)行美容潔治，在不損傷牙齒及牙齦和其他組織的情 況達(dá)到理想效果，更好地保護(hù)口腔健康。（有效范圍：1、取出牙本質(zhì)碎屑和污穢； 2、有效溶根據(jù)內(nèi)有機(jī)物質(zhì)，有一定的殺菌力；3、改善狹窄、彎曲和復(fù)雜根管的 沖洗效果；4、去除牙菌斑、牙結(jié)石

10、、牙齒表面色素斑及污垢等。）優(yōu)越七：數(shù)控隱形矯正系統(tǒng)：通過對(duì)畸形牙患者整個(gè)口腔的數(shù)字影像掃描， 進(jìn)行精確的數(shù)據(jù)測量，結(jié)合口腔的特殊性，采用特殊隱形材料，制作出相應(yīng)舒服 的隱形矯治器對(duì)畸形進(jìn)行矯正。 避免傳統(tǒng)弓矯正，給人明顯感覺滿口鋼絲的難看形象，不易讓人發(fā)現(xiàn)矯正牙齒的尷尬局面埋伏牙是口腔科常見病之一，對(duì)患者頜面功能和美觀都有很大影響，必須進(jìn)行正確診斷和及時(shí)治療。而研究牽引埋伏牙的生物力學(xué)機(jī)制可以為正畸臨床治療 提供基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)依據(jù)。有限元分析研究的發(fā)展為研究埋伏牙的生物力學(xué)提供了可 能。對(duì)埋伏牙有限元研究的關(guān)鍵是建立埋伏牙的三維有限元模型，根據(jù)對(duì)各種模型建立方法優(yōu)缺點(diǎn)的比較，選擇 CT斷層圖像法建

11、立埋伏牙的三維有限元模型， 并分析了不同加載情況下埋伏牙的牙周應(yīng)力狀況。本研究采用逆向建模方法，即將已有的埋伏牙患者模型通過 CT掃描獲得實(shí)體信息，然后充分利用通用的大 型有限元分析Ansys軟件對(duì)CT掃描圖像的輪廓線取坐標(biāo)值，從而得到埋伏牙的 三維實(shí)體模型。由于牙體是多材質(zhì)組合組織，CT掃描可使牙髓、牙本質(zhì)、釉質(zhì)等不同區(qū)域的密度變化顯示出來，能夠?qū)⒀乐苣^(qū)域運(yùn)用構(gòu)體方法建模后和牙齒 整體模型進(jìn)行布爾操作，從而得到高仿真性完整的三維實(shí)體模型。其模型不但可 以進(jìn)行模擬牽引力加載，分析牙周應(yīng)力分布模式的改變，還可以應(yīng)用于模擬臨床 各種牽引力作用下的生物力學(xué)分析。另外，準(zhǔn)確可靠的影像學(xué)資料的支持是成

12、功制訂埋伏牙正畸治療計(jì)劃的關(guān) 鍵。近年來，隨著醫(yī)學(xué)影像學(xué)的發(fā)展，對(duì)埋伏牙的診斷定位也越來越準(zhǔn)確。在 此基礎(chǔ)上，我們結(jié)合Mimics軟件，找到一種簡單準(zhǔn)確而又快速的實(shí)現(xiàn)埋伏牙完 全可視化的方法。Mimics軟件是一套高度整合而且易用的三維圖像生成及編輯 處理軟件，它能輸入各種掃描的數(shù)據(jù)（CT、MRI）,建立三維模型進(jìn)行編輯，然 后輸出通用的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD ）、有限元分析（FEA ）、快速成型（RP） 格式，可在個(gè)人計(jì)算機(jī)上進(jìn)行大規(guī)模數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換處理。Mimics軟件應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，可達(dá)到診斷、手術(shù)計(jì)劃和演習(xí)等目的。它可以建立有特色的分割對(duì)象， 對(duì) 于灰度值圖像有著綜合的分割方法；可處理任意

13、數(shù)目的圖像切層（允許矩形圖 像）。目前，Mimics軟件已用于臨床手術(shù)過程的模擬，以協(xié)助臨床醫(yī)生制訂更加 切合實(shí)際需要的手術(shù)方案，降低手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。在口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域內(nèi)，利用患者的螺旋 CT數(shù)據(jù)即可重建9顱面三維模型。通過調(diào)整閾值，醫(yī)生可得到所需組織結(jié) 構(gòu)的三維圖像，以適應(yīng)不同的臨床需要。在頜面外科領(lǐng)域，根據(jù)三維重建圖像， 醫(yī)生可準(zhǔn)確判斷骨折線的數(shù)目和位置， 有效避免誤診和漏診；直觀準(zhǔn)確地判斷畸 形和腫瘤的范圍及對(duì)周圍骨質(zhì)和組織的影響； 還可結(jié)合快速成型功能，制作較精確的術(shù)后贋復(fù)體，對(duì)患者的術(shù)后整形有很大幫助； 對(duì)顱頜面畸形、顱面外傷及腫 瘤等的診斷和手術(shù)治10-12 療有重要指導(dǎo)作用。此外，Mimi

14、cs軟件還可應(yīng) 用于定位種植體植入的最佳位置， 指種植體導(dǎo)板的制作，從而降低種植體應(yīng)用中 的失敗率。在口腔修復(fù)領(lǐng)域，Mimics軟件可指導(dǎo)制作人造冠，不僅精確而且可 降低對(duì)牙齦、鄰牙和口頜功能的損傷。在口腔正畸臨床工作中，Mimics軟件可用于指導(dǎo)隱形矯治器制作；模擬不同應(yīng)力狀態(tài)下牙齒的力學(xué)反應(yīng)，可輔助制訂最 佳正畸加力系統(tǒng)等。本研究主要是利用 Mimics軟件實(shí)現(xiàn)埋伏牙完全可視化，只 需要患者的CT數(shù)據(jù)，正畸科醫(yī)生即可在個(gè)人計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)埋伏牙的完全可視化。 患者牙頜三維重建的過程不需要放射科醫(yī)生的參與，避免了放射科醫(yī)生提供可視 化信息不足的缺點(diǎn)。正畸科醫(yī)生只要選擇合適閾值就可以重建出適宜的牙

15、頜三維 圖像。整個(gè)圖像的重建過程只需要數(shù)分鐘即可完成，縮短了患者的就診時(shí)間。通過調(diào)節(jié)圖像的角度，可直接在電腦屏幕上從不同的方位觀察埋伏牙的三維位置以 及牙體形態(tài)、牙齒的發(fā)育情況、與鄰牙和周圍組織結(jié)構(gòu)的位置關(guān)系。 對(duì)決定埋伏 牙是否有保留價(jià)值、術(shù)前估計(jì)手術(shù)的難易、術(shù)中確定手術(shù)的入路、設(shè)計(jì)牽引助萌 的方向或牙齒拔除時(shí)脫位的方向，都有很重要的指導(dǎo)意義。利用Mimics軟件實(shí)現(xiàn)埋伏牙的完全可視化，方便快捷且直觀易懂。便于醫(yī)生和患者之間的溝通，有 利于正畸治療計(jì)劃的制訂優(yōu)越八：導(dǎo)航定位種植系統(tǒng)：本中采用進(jìn)口全景機(jī)對(duì)種植患者進(jìn)行數(shù)字影像 掃描，根據(jù)牙槽骨的情況及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、定位， 引導(dǎo)進(jìn)口種植機(jī)選擇最佳位置

16、和最 合適的種植體材料及規(guī)格植入，極大地提升了種植成功率和適應(yīng)癥，避免后遺癥！ 傳統(tǒng)的口腔種植牙術(shù)前需做口腔曲面斷層片，但該方法僅能提供二維平面圖 像,只能間接通過二維圖像來推測三維解剖結(jié)構(gòu)關(guān)系，即所謂的"思維三維",隨著計(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù)的發(fā)展，醫(yī)師可以得到人體結(jié)構(gòu)的序列圖像。數(shù)字化影像在口 腔種植中有非常重要的地位，數(shù)字化曲面體層片由于其方便、快捷以及準(zhǔn)確的特 點(diǎn)，已經(jīng)在醫(yī)療單位普遍使用。但是許多相關(guān)的醫(yī)務(wù)人員對(duì)于其放大率仍然沒有 明確的理解，往往還是使用膠片的放大率概念，所以常常會(huì)影響對(duì)于種植體長度的 判斷。我們對(duì)已經(jīng)植入的種植體進(jìn)行了兩種照片的比較，發(fā)現(xiàn)膠片上測量的

17、垂直放大率和水平放大率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于數(shù)字化曲面體層片，而數(shù)字化曲面體層片可以穩(wěn)定在5%左右。CBCT是今后口腔醫(yī)學(xué)中使用頻繁的口腔專用 CT機(jī),幾乎零放大率的效果以及三維觀察和重建，對(duì)于口腔種植的發(fā)展有非常重要的臨床意義口腔數(shù)字化改造達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。實(shí)現(xiàn)了影像數(shù)字化傳輸及存儲(chǔ)，提高了放 射質(zhì)控管理水平。實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化圖像測量等后處理技術(shù)， 有利于口腔正畸等業(yè)務(wù) 的開展。技改項(xiàng)目完成后，即停用了傳統(tǒng)醫(yī)用膠片洗片機(jī)，節(jié)省了洗片機(jī)消耗及 維護(hù)費(fèi)用，同時(shí)節(jié)省了人力及場地?？谇蝗癐P板投照劑量差異問題仍有待于 進(jìn)一步研究。相信在數(shù)字化技術(shù)的不斷發(fā)展的同時(shí)，口腔醫(yī)學(xué)也會(huì)突飛猛進(jìn)?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】1章曙光 口腔全景機(jī)數(shù)字化改造方案及實(shí)施A. 2008年中華臨床醫(yī)學(xué)工程及數(shù)字醫(yī)學(xué)大會(huì)暨中華醫(yī)學(xué)會(huì)醫(yī)學(xué)工程學(xué)分會(huì)第九次學(xué)術(shù)年會(huì)論文集C, 2008 .2王虎,數(shù)字化曲面體層片及 CBCT在牙種植中的臨床應(yīng)用A.第十三屆中國國際口腔 器材展覽會(huì)暨學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集C, 2009