数字化印模技术重建牙颌模型精度的研究

王明臻 宋春平

[摘要]目的：评价数字化印模技术重建牙颌模型的精度，为数字化技术应用于口腔修复提供参考。方法：以2017年1月-2018年1月在笔者医院进行口腔修复的45例患者为研究对象，采用直接法进行口内数字化扫描及三维重建，间接法制取硅橡胶印模，翻制石膏模型后扫描模型并三维重建，应用软件测量数字化模型的L0、L1、L2、L3、L4，同时使用电子游标卡尺对石膏模型上相同位点进行测量，评价数字化重建印模的精确度。结果：直接法数字化模型的L0、L1、L2、L3、L4分别为（26.72±1.75）mm、（34.40±2.15）mm、（48.78±3.70）mm、（48.78±3.70）mm、（48.78±3.70）mm，間接法数字化模型的L0、L1、L2、L3、L4分别为（26.76±1.69）mm、（35.27±2.19）mm、（48.55±3.74）mm、（36.77±3.05）mm、（36.77±3.05）mm，石膏模型的L0、L1、L2、L3、L4分别为（26.71±1.73）mm、（34.61±2.12）mm、（47.76±3.75）mm、（36.49±3.10）mm、（35.42±3.15）mm，三种模型比较差异无统计学意义（P>0.05）。结论：数字化印模技术重建牙颌模型的精度较高，均与传统石膏模型接近，可用于口腔修复体的制作。

[关键词]口腔修复；数字化印模技术；牙颌模型；三维重建；精度

[中图分类号]R783.4 [文献标志码]A [文章编号]1008-6455（2018）09-0107-03

Study on the Precision of Dental Model Reconstructed by Digital Printing Technology

WANG Ming-zhen， SONG Chun-ping

（Department of Prosthodontics， the Stomatological Hospital of Qingdao， Qingdao 266003， Shandong， China）

Abstract： Objective To evaluate the precisionof dental model reconstructed by digital printing technology， in order to provide reference for the application of digital technology in prosthodontics. Methods 45 cases of patients were taken as research object which was carried out dental restoration in our hospital during 2017.1-2018.1.The intraoral digital scanning and three-dimensional reconstruction was carried out by direct method.The model scanning and three-dimensional reconstruction was carried out after silicone rubber impression was obtained by indirect method and the plaster model was reconstructed. The L0， L1， L2， L3， L4 of digital model was measured by software and the same site of plaster model was measured by electronic vernier caliper at the same time. The precisionof digital reconstructedimpression was evaluated. Results The L0， L1， L2， L3， L4 of direct method digital model was （26.72±1.75）mm， （34.40±2.15）mm， （48.78±3.70）mm， （48.78±3.70）mm， （48.78±3.70）mm， respectively. The L0， L1， L2， L3， L4 of indirect method digital model was （26.76±1.69）mm， （35.27±2.19）mm， （48.55±3.74）mm， （36.77±3.05）mm， （36.77±3.05）mm， respectively. The L0， L1， L2， L3， L4 of plaster model was （26.71±1.73）mm， （34.61±2.12）mm， （47.76±3.75）mm， （36.49±3.10）mm， （35.42±3.15）mm， respectively. There was no statistical significance between three model（P>0.05）.Conclusion Digital printing technology had high precision in the reconstruction of dental model， it was close to the traditional plaster model and it could be used in the production of dental prostheses.

Key words： prosthodontics； digital printing technology； dental model； three-dimensional reconstruction； precision

随着数字化技术的快速发展，数字化口腔修复技术在临床上得到了广泛应用[1-2]。数字化印模分为直接法与间接法，直接法是在口腔内直接扫描进行数字化模型重建，具有模型制作步骤少、操作人员及材料影响小、材料及时间消耗低等优点[3-4]；间接法首先制作石膏模型，再采用扫描系统进行数字化模型重建，因为间接法在制取印模的过程中存在盲区，导致精度的测量受到一定限制，从而产生微小误差会对数字化模型精度产生一定的影响[5-6]。本研究通过直接法口内扫描及间接法数字化扫描印模，分析数字化印模在口腔修复中的精密度，通过与传统聚醚橡胶取模后获取的石膏模型的精密度进行比较，从而得出相关结论，为临床提供一定的数据支持。

1 资料和方法

1.1 一般資料：选择2017年1月-2018年1月拟在笔者医院进行口腔修复的45例患者为研究对象，其中男15例，女30例，年龄18～45岁，平均年龄（33.64±6.20）岁，其中固定修复6例，活动修复9例，种植固定修复18例，种植覆盖义齿修复12例。

1.2 方法

1.2.1 牙颌印模的重建：①直接法重建数字化牙颌印模：牙齿修复者采取正确坐姿于口腔治疗椅，调整好灯光，采用口内扫描系统（普兰梅卡Planmeca PlanScan）直接获取上颌与下颌的牙列模型数据，输出后以三角面片（STL）格式进行保存，见图1；②间接法重建数字化牙颌印模：采用聚醚橡胶对牙齿修复者取印后制作的石膏模型，采用3shape口外扫描仪对石膏模型进行扫描获取数字化模型数据，输出后以三角面片（STL）格式进行保存，见图2；③传统石膏模型：采用聚醚橡胶对牙齿修复者取印后制作的石膏模型，见图3。

1.2.2 牙颌模型精度的测算：在保证系统可靠性及可重复性良好的前提下，在上颌数字化印模上直接使用3Shape dental design软件上提供的测量工具对四个上切牙牙冠宽度总和（L0）、牙弓前段宽度（L1）、牙弓后段宽度（L2）、牙弓前段长度（L3）、牙弓后段长度（L4）进行测量，每个测量项目测量5次，直接法口内扫描模型组作为直接法数字化模型组；间接法数字化扫描印模作为间接法数字化模型组；再由其用精确度为0.01mm的电子游标卡尺分别对石膏模型进行L0、L1、L2、L3、L4的测量，每个测量项目测量5次，作为石膏模型组。统计学分析三种模型的测量结果，验证数字化印模技术的精确程度。

1.3 统计学方法：采用SPSS17.0软件进行分析。计量资料以均数±标准差（x?±s）表示，三组之间的比较采用F检验，两两比较采用t检验；以P<0.05表示差异具有统计学意义。

2 结果

三组的L0、L1、L2、L3、L4比较，差异无统计学意义（P>0.05）。直接法数字化模型组与石膏模型组的L0、L1、L2、L3、L4比较，差异无统计学意义（P>0.05），间接法数字化模型组与石膏模型组的L0、L1、L2、L3、L4比较，差异无统计学意义（P>0.05），直接法数字化模型组与间接法数字化模型组的L0、L1、L2、L3、L4比较，差异无统计学意义（P>0.05），见表1。

3 讨论

传统石膏模型具有可视化不好，物理存储空间要求大及影响因素较多等不足[7]。随着信息化技术的不断发展，具有较多优点的数字化印模技术可能成为一种比较理想的牙颌模型重建方法[8-9]。保证修复体制作质量的首要条件是印模精度，目前，临床上进行模型制取主要使用弹性印模材料，虽然印模材料得到不断的改良，但在实际的操作中印模的质量仍会受到影响[10-11]。数字化印模技术重建牙颌模型是精度的一个整体体现，包括测量设备的精度及软件的精度[12]。由于数字化印模技术在牙颌模型重建的过程中会受到测量方法、数据处理曲线及曲面拟合等的影响，使得数字化模型在各个环节均会发生相应的误差[13]。数字化印模技术重建牙颌模型，能够弥补传统石膏模型的不足，能够采用数字化技术对修复体加工过程进行实现，临床医师可能通过计算机按照自己的意愿及要求进行设计，而且测量的结果精度比较高，可视化效果比较好[14-15]。

口腔数字化印模技术重建口腔三维模型反映的是一个整体精度，即设备测量精度和软件重构精度。因此，数字化模型的精度并不是只和三维测量设备的测量精度有关，还与计算机软件的处理运算方法有关。由于数字化模型重建过程中受到测量方法、数据处理曲线、曲面拟合过程的影响，在重建牙颌数字化模型的过程中，各个部分均会产生相应的误差，最终所获得的数字化模型的误差为各部分误差的总和。数字化模型是由曲面代替点云数据来反映模型的表面特征，无论点云密度多么的高，都不可能完全反映出曲面的所有特征，误差在应用允许的范围内，曲面只能无限接近点云数据。本研究对于数字化印模技术的可靠性、可重复性和精度做了综合的统计学分析和评价，研究结果显示数字化印模技术具有较高的精度，符合制作修复体对模型数据的快速采集和数字化重建的需求。

[参考文献]

[1]毛智，王秋玉，李雷，等.数字化牙颌模型的建立方法[J].口腔医学，2017， 37（8）：764-768.

[2]程明轩，姜婷，孙玉春，等.比较口内扫描和模型扫描对数字化牙列模型咬合定量分析的影响[J].北京大学学报（医学版），2018，50（1）：136-140.

[3]李雅，陈志宇，张辉伟.不同扫描方法重建上颌牙列数字化模型的三维对比分析[J].现代口腔医学杂志，2015，29（3）：157-160.

[4]蒋洁，司徒燕，张娟，等.口内数字化印模制作全瓷冠的临床效果观察[J].口腔疾病防治， 2018，16（1）：38-42.

[5]安宏，罗晓晋，武峰，等.两种印模技术制作全瓷冠的临床效果比较[J].中国医学工程， 2015，14（12）：10-11.

[6]维巍，种凤红，吕林.数字扫描与硅橡胶取模制作二氧化锆全瓷冠效果的比较[J].全科口腔医学电子杂志，2016，3（6）：51-52.

[7]吴文孟.口腔数字化技术在口腔修复临床中的应用与研究[D].天津：天津医科大学，2017.

[8]刘一帆，郑秀丽，马瑞，等.数字化制造技术在口腔修复中的应用[J].实用口腔医学杂志， 2017，33（2）：277-282.

[9]王亚妹，陈志宇，陈树国，等.不同数字印模技术对3D打印模型精度的影响[J].实用口腔医学杂志，2016，32（3）：313-316.

[10]别苗苗.基于数字化三维牙颌模型的山东地区尖牙前磨牙颊面轮廓形态研究[D].济南：山东大学，2016.

[11]胡心怡，法晨，潘晓岗.激光扫描法建立三维数字化牙颌模型的准确性和可靠性评价[J].口腔材料器械杂志，2015，24（3）：123-128.

[12]王敏娇，司家文，张剑飞，等.数字化模型外科在牙颌面畸形治疗中的应用[J].中国口腔颌面外科杂志，2015，13（6）：497-501.

[13]颜光启，王雪，杨鸣良，等.数字化软件在牙颌面畸形正颌术前模拟设计中的应用研究[J].中国实用口腔科杂志，2014，7（10）：608-612.

[14]刘怀勤，徐建华，高宇，等.数字化技术与钛合金相结合在下颌骨缺损个体化修复中的应用[J].中国美容医学，2014，23（8）：627-630.

[15]郭建军，翟晓梅.三维重建齿槽裂模型并鼻畸形相关性分析[J].中国美容医学，2016， 25（4）：35-37.

[收稿日期]2018-05-29 [修回日期]2018-07-12

编辑/李阳利