数字化模型扫描技术在口腔正畸模型测量中的效果观察*

徐春华

1 江苏省镇江市口腔医院专家会诊中心 212000； 2 南通大学教学实践基地

口腔正畸是指配合相应措施来完成对口腔骨骼、肌肉等调整处理[1]。在口腔正畸治疗期间，确定治疗方案后，医生会结合患者情况进行口腔正畸模型获取，以往在模型制作中主要采用传统的印模技术，其能够准确获取口腔缺损部位情况，同时取材方便，操作简单[2]。但随着该项技术的持续推广，不少研究者均表示手工模型制作方法非常容易在制取期间出现脱模情况，对操作者有着非常高的要求，同时其测量准确性也很难得到保证，尤其是针对相对较为特殊的部位，精准度严重下滑，这就可能造成密合度下降，进而导致修复不到位、远期疗效不显著等问题[3-4]。

近年来，随着医学数字化技术的持续发展，口内数字化扫描技术也日益成熟，其能够通过口腔内扫描完成对数字化模型的制作，不仅制取更加方便快捷，操作流程更为简化，同时还能够有效避免传统印模因程序烦琐而引起的误差叠加积累和模型传递中出现的病原微生物传播等问题，特别是在新冠疫情阶段，该项技术更是发挥了极大的优势[5]。自“智慧医疗”概念提出以来，相关政策逐步推行，数字化模型扫描技术势必将成为未来的主流。尤其是口腔正畸领域中的应用，可以有效带动技术能力发展，借助数字化技术、数学建模、三维数据采集、计算机辅助、CAD/CAM设计、手机导航、材料技术等先进技术融合，将使得口腔正畸技术得到全面发展，使微创、精确、高效和智能化成为未来的主流[6-7]。

为进一步了解数字化模型扫描技术在口腔正畸模型测量应用中的临床实践效果，本研究结合我院接诊的口腔正畸治疗患者为研究对象，基于传统印模技术参照下，对数字化模型扫描技术在模型测量中的真实性进行评价，具体情况报道如下。

1 对象和方法

1.2 方法

1.2.1 术前准备：预备牙体，对患者的牙齿缺损程度、形态结果以及上下颌咬合关系进行检查，结合检查结果确定硅橡胶预备量，通常情况下在1～1.5mm之间。

1.2.2 制取印模：(1)数字化印模制取：由同一位操作人员通过口内扫描仪器进行模型制作。运用薄的凡士林纱布对颌骨缺损区基底鼻咽部面膜进行充分覆盖保护；配合棉卷与吸唾器能够尽快吸取口腔部黏膜以及牙齿上方的唾液，并采用医用组织胶水对患者缺损区域以及两端残留相对平整的腭部黏膜区域粘贴定制氧化锆瓷块，每例粘贴3块，将牙列瓷块、近缺损或者皮瓣区域的瓷块、后牙端瓷块分别设定为A、B、C。扫描均从上颌骨缺损部位的对侧到最后缘牙齿咬合面开始，随后以“之”字形对牙列的颊腭侧实施非常缓慢的扫描。将数据信息导入到软件中，通过对形态结果进行修建处理后，保存数字模型。所有数字化印模制备均由同一位医师负责完成相关操作。(2)常规印模制取：完成数字印模采集之后，采用光固化模型材料安排患者完成一个乙烯基聚硅氧烷加聚型弹性印模轻体材料与个性化印模托盘完成常规模型制取。所有常规印模均由同一名医师在相同条件下按照说明书的操作要求完成操作，对制取的印模进行认真检查，确定硅橡胶阴模与瓷块能够紧密结合。若观察发现瓷块在取模期间表现出脱落、松动或者异位等情况，那么该病例不纳入本研究。所有印模均在室温条件下保存8h，随后取出印模中的瓷块，经由同一名操作者完成超硬石膏模型灌注处理。采用高分辨率模型扫描仪来实现对石膏模型数据的获取。

1.3 口内测量与模型测量 (1)临床牙冠宽度(TW)：该宽度主要是指在牙齿排列正确的情况下所能够解除的解剖学上的距离，本次以牙冠最大近远中宽度作为判断标准。(2)临床牙冠高度(TH)：切牙选取相对应的切缘中点位置，其能够与唇侧弧形牙龈边缘最偏根方的点，具体是指龈缘顶点的距离；磨牙所选取的中颊尖顶点与龈缘顶点之间的距离；前磨牙与尖牙能够选取颊尖顶点与龈缘顶点之间的距离。(3)牙弓宽度(TD)：包括上颌与下颌的牙弓终端的宽度、牙弓前段的宽度、牙弓后段宽度。(4)牙列表面形态3D偏差(D-RMS)：主要是将两种不同的制模方式获取的信息导入到逆向工程软件中，沿着龈缘实施剪裁处理，即可将存在误差软组织部分去除，保留牙列。最后通过“最佳拟合对齐”-“3D比较”，即可获得两种不同模型牙列的RMS值。

2 结果

2.1 两种方法TW、TH准确度对比 两种方法TW、TH准确度测试结果比较，差异无统计学意义(P>0.05)，见表1。

表1 两种方法TW、TH准确度对比

2.2 两种方法TD准确度比较 两种方法TD测量结果比较，在上颌与下颌牙弓中段的宽度、牙弓前段的宽度、牙弓后段宽度方面，差异均无统计学意义(P>0.05)。见表2。

表2 两种方法TD准确度比较

2.3 两种方法D-RMS比较 两种方法的上颌与下颌D-RMS均值均在0.2mm范围内，见表3。

表3 两种方法D-RMS比较(mm)

3 讨论

伴随现代科学技术的发展，数字化模型扫描技术成为一种重要的支持技术，其在口腔正畸中的应用愈发广泛，并且在部分适用中取得了显著的效果[8]。在口腔正畸过程中，模型往往发挥着关键的作用，属于口腔正畸的基础性资料，也是实施诊断分析的根本依据[9]。目前，在大部分口腔医学领域，通常以石膏模型作为金标准，但同时也注意到石膏模型往往存在着诸多的劣势，包括难储存、易损坏等。而随着现代技术的逐步应用，数字化技术逐步开始展现巨大优势，其在口腔领域中的应用也日渐增多，如数字化模型扫描技术在口腔正畸模型测量中的应用，能够大幅改善传统石膏在上述方面的问题，使模型的测量更加精准、便利、高效，且可重复[10]。

根据本研究结果来看，数字模型与传统模型的TH、TW准确度对比差异无统计学意义(P>0.05)，即表明两项技术具有较高一致性，同时也表示两种方法所获得的测量结果与口内真实数据信息非常接近，口内扫描的准确度尚可，误差在0.1mm以内。在实际测定期间，发现传统印模组在右下颌第二磨牙中准确度受到的影响最大，而数字模型则在右上颌第二前磨牙上表现出准确度较低的特征[11]。但根据Hirogaki所提出的误差标准范围，若误差能够控制在0.3mm范围内，即可适用于临床[12]。而结合本次结果来看，两种方法在进行测量时，其所获得的数据信息均处于可接受范围内，具有较高临床应用价值。

同时对比两种方法TD上颌牙与下颌牙的测量结果来看，在上颌与下颌牙弓中段的宽度、牙弓前段的宽度、牙弓后段宽度方面，差异均无统计学意义(P>0.05)。即表明无论是在上颌还是下颌，两种方法针对牙弓均有较好的准确度。但也有研究者表示[13]，数字化模型扫描技术在实际运作期间，主要是基于激光共聚焦的基本原理，其主要依靠激光光束来实现对图像的“拼接”处理，这就使得他们在合并期间必然会产生相应的误差。同时还有报道表示[14]，只扫描1/4的牙列和进行全牙列扫描时，所取得的准确度有明显差异，其中全牙相对准确度更低，其认为图像拼接和数据采集可能会对图像的准确度带来一定的影响。本研究在进行扫描期间，主要按照说明书的相关要求来实现连续性的扫描，扫描范围从右侧起到左侧止，结果并未出现较大的差异性。一方面可能与本研究样本量较少有关，另一方面也可能与本次样本纳入群体有关。有研究者表示[15]，相较于传统模型，针对牙弓长度在10个牙数以内的情况，采取数字模型能够取得较好的准确度；但若牙弓长度在10个以上，那么数字模型的偏差较为突出。为此，本研究认为数字扫描的准确度实际上能够满足现阶段的临床准确度要求，但在实际应用期间，必须尽可能地做好数据信息的仔细获取，防止因反复重建而导致的误差问题。

本研究基于口内直接数据作为参考，根据结果来看，数字模型、传统模型的上颌与下颌D-RMS均值分别为(0.17±0.05)mm、(0.14±0.03)mm，即表明两者的准确度误差均在0.2mm以内，扫描结果处于可以接受的范围内。有学者[16]提出线性测量差异<0.5mm范围均属于临床允许范围。另有报道认为[17]，采取数字化模型的测量方法，其误差值<1.0 mm时，同样可认为其定点属于“精确”范畴。本研究通过口外激光扫描对相关模型参数数据进行获取，能够更好地还原口腔内模型的真实情况，从而取得较为科学的结果。有报道表示[18]，利用数字化模型测量时，针对拥挤问题较为严重的区域，尤其是前磨牙区应以更多的点线定位，以避免在模型测量中产生差异问题。同时有学者研究认为[19]，石膏模型在测量中主要是利用触觉及视觉来实现三维认知，而数字化模型测量则可以依赖于电脑三维进行测量，以丰富测量人员的基本感知，使其将虚拟图像设置于视觉上的正确位置。而在重度拥挤模型测量时，石膏模型在上腭高度测量时优势显著，其能够以触感定点接触，这极大提升了操作的便利性。而采用数字化模型测量时，则难以利用触觉进行定位，仅能够依赖于视觉定位，这将在实际的测量中导致误差的产生，导致测量操作时无法实现与视线的平行，造成测量的误差的概率将有所上升。为此，在实际应用中，必须加重视起对特殊部位的重点扫描，以便更好地提升其准确度。

综上所述，伴随着数字化模型扫描技术的应用，口腔正畸领域也迎来较大的突破。依托数字化模型扫描技术的优势，能够大幅降低模型测量的难度和效率，根据研究所获得的相关结果，可以证实数字化模型测量能够满足临床需求，其与传统的石膏模型测量精度基本保持了一致性。并且，数字化模型测量可具备一定的重复性，能够进一步改善其实践应用效果，改变传统石膏模型中的难以存储、易于损坏的问题，为口腔正畸提供了更丰富的技术选项，也将为口腔正畸患者提供更好保障。但通过研究也需要注意，尤其在重度拥挤情况下，采用数字化模型测量需要更加关注，以避免与手工测量之间产生较大误差，帮助数字化模型测量能够获更好效果。总体而言，数字化模型扫描技术在口腔正畸中值得应用推广。