基于空间立体定位技术的模型法种植导板的应用研究

发布时间：2017-03-21 10:06

本文关键词：基于空间立体定位技术的模型法种植导板的应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着社会经济的发展，种植义齿受到越来越多患者和医生的青睐。口腔种植领域中，以修复体为指导的种植技术这一新理念使口腔种植技术有了质的提升，而种植导板正是贯彻这一种植理念的关键技术。目前种植导板依照制作方法可分为计算机辅助设计与制作（Computer aided designcomputer aided manufacturing，CAD/CAM）法和模型法两种。 CAD/CAM法种植导板结合患者计算机断层扫描（Computed tomography，CT）三维数据，在种植规划软件中进行虚拟设计，然后通过快速成型设备加工完成。其加工精度高，重要的是加工制作必须依赖昂贵的快速成型加工设备，整体制作费用昂贵，特别对于单个缺牙或缺牙较少的患者，医生为了节省人力物力，往往不使用种植导板，凭借经验来完成种植手术。上述因素限制了CAD/CAM种植导板的推广应用。传统的模型法种植导板的制作则是利用诊断蜡型、参考放射影像信息或骨地图大体定位种植方向，通过机械打孔装置来手工制作，制作简便，费用低，周期短。而其最大的缺点是导板精度不高，其准确性和安全性无法得以保障。于是一些依赖各种特殊定位仪器及其配套的种植软件的改良式的模型法种植导板的制作方法应运而生，该种方法能够通过特殊的口腔种植定位仪利用患者的CT三维数据，，将模拟种植体相对于石膏模型的三维空间位置精确定位，再通过机械打孔方式完成导板，完全不需要昂贵的快速成型加工设备，方法较为简便，经济实用。但其缺点是必须借助特殊的空间定位仪器及配套虚拟种植软件才能实现种植导板的准确定位，在推广应用上仍然受到限制。因此，本研究拟建立一种相对简单，由医生或技师利用临床常见的设备就能完成的种植导板的制作方法，以辅助指导一些缺牙较少的临床病例进行种植。本研究首先依据空间立体定位技术原理，自行设计构建简单、通用的空间立体定位装置，在其辅助下将种植软件中种植体与颌骨的三维关系准确地转移到模型上，利用传统机械打孔技术制作种植导板；接下来采用体外实验验证基于空间立体定位技术的模型法种植导板的精度及可行性；最后通过临床实际应用进一步验证了该方法的实用性和精度，为口腔种植导板临床的制作应用提供一种新的方法。研究内容实验一，根据牙弓大小和上下颌牙弓形态结构分别构建空间立体定位装置，该装置由弧形基板、平行定位柱，固位突起以及放射标记点组成。通过锥体束CT（Cone-beam computed tomography，CBCT）扫描获取空间立体定位装置的三维数据信息，建立其数字化模型。同时，以空间立体定位原理为基础，建立一种新的基于空间立体定位技术的模型种植导板制作方法。实验二，翻制下颌骨环氧树脂模型。依照实验一建立的种植导板的制作流程，首先把空间立体定位装置固定在放射导板上，然后将其完全就位于下颌骨树脂模型上进行螺旋C T扫描，数据导入SimPlant种植软件进行三维模型重建，通过牙胶放射标记点将其与所选用的空间立体定位装置的标准三维数字化模型相互配准，并测量模拟种植体相对于立体定位装置的空间位置关系，并将其转移至下颌骨环氧树脂模型上，制作种植导板。在种植导板的引导下，于4副颌骨模型上分别各植入3枚种植体，再次进行螺旋CT扫描获取种植体植入后的CT数据，将术前、术后CT数据在Geomagic Studio软件中进行精确配准，比较实际种植体与虚拟种植体在三维方向上的差异。实验三，临床随机选取牙列缺损患者17例，分别根据实验一所述的基于空间立体定位技术的模型法种植导板制作方法进行导板的制作。在种植导板引导下常规植入种植体32枚。将患者术前、术后CT数据在Geomagic Studio软件中进行精确配准，比较实际种植体与虚拟种植体在三维方向上的差异。研究结果和结论 1、建立一种新的基于空间立体定位技术的模型法种植导板制作方法。成功构建了一套通用的立体定位装置及其三维数字化模型。此定位装置及三维模型可反复使用，免去了二次扫描的繁琐过程，减少了时间金钱成本。该模型法种植导板制作方法为：利用空间立体定位装置制作放射导板，将其就位于患者口内后拍摄CT，将扫描所得数据导入SimPlant种植软件进行三维模型重建，通过牙胶放射标记点将其与所选用的空间立体定位装置的标准三维数字化模型进行配准。在SimPlant软件中以空间立体定位装置为参照，测量种植体植入位点以及近远中、颊舌向相对位置的角度。体外利用导线观测仪的万向观测平台、角度测量仪将种植软件中种植体与颌骨的三维关系转移到模型上，并通过激光台钻直接在放射导板上打孔完成最终种植导板的制作，或是于模型上打孔压膜成型种植导板。 2、下颌骨模型体外实验结果显示实际种植体的植入位置与术前SimPlant软件中设计的位置偏离值为：肩部0.97±0.24mm (95%CI:0.81 1.12mm)，根部1.44±0.25mm(95%CI:1.28 1.60mm)，角度5.01±1.76°(95%CI:3.89 6.12°)。结果表明：采用基于空间立体定位技术的模型法所制作的种植导板，在体外模型植入实验中，实际种植体与虚拟种植体在三维方向上存在一定偏差，但其差异范围在目前CAD/CAM导板的精度范围内（CAD/CAM导板肩部偏离值95％CI：0.76 1.22mm，根部偏离值95％CI：1.26 2.0mm，角度偏差95%CI:3.94° 6.58°），上述实验结果说明该方法制作的种植导板具有良好的精度及可行性，可用于下一步的临床应用研究。 3、临床实验得出术后种植体的位置与术前设计的位置偏离值为：肩部1.10±0.25mm（95%CI:0.61 1.59mm），根部1.76±0.38mm（95%CI:1.21 2.25mm），角度5.75°±2.62°（95%CI:3.01° 8.21°），其差异较CAD/CAM导板精度偏差略大，但种植导板仍然起到了准确定位的作用，能满足临床应用的基本要求。综上，本研究中的基于空间立体定位技术的模型法种植导板制作简便，经济实用，在其引导下植入种植体的位置同模拟种植体位置近似，精度较高，是一种模型法种植导板制作的新方法，具有一定的临床应用前景。
【关键词】：种植牙 种植导板 空间立体定位 精度 模型法 计算机辅助设计与制作
【学位授予单位】：第四军医大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R783.6
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