引用本文：许丁艺，吕鸣樾，易晓，等.无牙颌种植修复印模制取方法及其精度研究进展[J].中国实用口腔科杂志，2024，17（2）：216-221. DOI：10.19538/j.kq.2024.02.015
摘要：无牙颌种植体支持修复可有效改善传统全口义齿的固位和稳定，提高患者的咀嚼功能。上部结构的被动就位对种植修复的长期成功率极为重要，而印模的精度与被动就位状态密切相关。无牙颌种植修复印模制取方法主要包括传统印模方法和数字化印模方法。随着数字化技术的发展，数字化印模因可简化取模流程、方便沟通设计及提高患者舒适度等优势而被逐渐应用于无牙颌种植修复中，但其印模精度尚不明确。文章就无牙颌种植修复印模制取方法做一阐述，并对印模精度的影响因素和评价方法及不同制取方法的精度进行论述，以提高临床医生的无牙颌种植修复印模制取技术水平。
种植体支持的全口义齿可有效减缓无牙颌患者的牙槽嵴吸收速率，促进种植体周围骨改建与重塑；其咀嚼效能与天然牙相近，且固位及稳定性能良好，可较好地恢复无牙颌患者的美观和咀嚼功能。上部结构的被动就位是种植修复成功的关键，而失配的修复体可能造成一系列机械性及生物学并发症（如种植体松动或断裂、骨整合失败、边缘骨吸收及种植体周炎等）［1］。因而，印模的精度（accuracy）是决定种植修复长期成功率的关键因素之一［2］。无牙颌种植修复印模制取方法主要包括传统印模方法和数字化印模方法；其取模范围跨度大，缺少重要的数字化扫描识别结构，且无法避免加工误差，故获得满足临床所需精度的印模较为困难［3］。本文就无牙颌种植修复印模制取方法做一阐述，并对印模精度的影响因素和评价方法及不同制取方法的精度进行论述，以提高临床医生的无牙颌种植修复印模制取技术水平。
1. 1 传统印模 目前传统开窗式印模仍为临床无牙颌种植修复印模的金标准。但由于无牙颌患者的缺牙跨度长，取模过程中种植体间相对位置的改变可能影响上部结构的被动就位，因而也常采用夹板开窗式印模［3］；该技术流程复杂，且操作过程中可能存在连接体断裂、脱落及连接材料不可控的聚合收缩等情况，需要临床医生具备丰富的临床经验。此外，有研究采用牙线或钢丝车针连接，或树脂夹板切断再连法以释放材料收缩时的应力［4］。王鹃等［5］设计的预成刚性结构连接杆，在缩短操作时间的同时可有效减少聚合收缩对精度的影响。然而，在实际临床操作过程中，传统印模制取方法的精度会受到患者咽部反射及印模材料变形等因素的影响。1. 2 数字化印模 无牙颌种植修复数字化印模主要分为口内扫描和口外扫描。口内扫描是基于光学扫描记录软组织和扫描杆形态，通过多视场实时拼接叠加图像以获取种植体位置信息；口外扫描是利用立体摄影测量技术，通过口外立体相机来获取物体几何外形和空间位置。口内扫描虽可简化操作流程，提升患者舒适度，但由于软组织缺少拼接特征，精度并不理想；口外扫描因无需将配件置于患者口内，且在大跨度牙弓中的精度较口内扫描优势显著，因而其在无牙颌患者中的应用是目前临床关注的热点［6］。1. 2. 1 口内扫描 口内数字化印模是以点云的形式获取口内软硬组织的原始数据，并通过连续拼接建立三维模型来还原口内情况。自1987年Sirona公司推出首个基于主动三角测量的数字化系统CEREC后，各类口内数字化系统［如新一代CEREC AC Ominicam、CS 3600［7］、Trios（共聚焦显微成像）［7］、iTero（平行共聚焦成像）［8］及True Definition（主动波阵面采样）［9］等］陆续应用于临床。但目前多数学者认为口内扫描尚不能取代传统印模方法。近年来有研究对口内扫描进行改良。由于黏膜缺少拼接的特征性标志，故主要的改良方向为增加稳定、可识别的结构（如添加玻璃珠、压力指示剂［4］、牙线［10］、几何结构［11］及氧化铝块［12］等标记）以减少拼接重叠误差，以及制作连接夹板或设计个性化延伸结构来连接邻近扫描杆以减少扫描时出现的拼接误差等［13-14］。以上方法在一定程度上提高了印模精度，但由于不同研究之间的设计存在异质性，故难以定量分析哪种方式精度更佳。
1. 2. 2 口外扫描 近年来摄影测量（photogrammetry technique）的数字化印模技术逐渐被应用于无牙颌种植修复的临床治疗中［15-16］；其原理为使用具有多个摄像头的立体相机对具有多个标记点的扫描对象进行多次不同角度的扫描，并通过所获图像计算出各标记点的三维位点及空间排列，进而获得扫描对象的三维位置。目前主要的摄影测量扫描系统为iCam4D和PIC，其主要通过红外传感和立体视觉来记录种植体的位置数据，并结合种植体信息及口内扫描获得的软组织信息来制备无牙颌种植修复的数字化印模［6］。临床研究表明，通过摄影测量扫描获得的无牙颌多颗种植体模型的平均偏差均在临床可接受误差范围内（≤150 μm）［17］，但尚需进一步研究探讨其临床应用精度及长期可靠性。摄影测量的主要优点：①相较于传统印模，其可提高患者舒适度，减少临床椅旁操作时间，减少印模材料和修复体制作费用［6］；②相较于口内扫描，口外扫描具有多个摄像头，扫描速度更快、范围更大，且可通过直接捕捉扫描体表面的参考点生成三维位置，避免因多次拼接图像造成的误差；③口外采集可避免唾液、血液及潮湿环境对扫描精度的影响。
摄影测量的主要缺点：①图像传感器和摄像机受到光学视觉灵敏度的限制，无法同时重建软硬组织和种植体位置，增加后期制作的复杂性；②光学扫描无法获得功能压力下的软组织形态，且无法避免因黏膜动度带来的误差；③摄像头配件尺寸较大，无法进入口内，对边缘种植体位置的识别可能受到患者张口度和口周软组织伸缩程度的影响［18］。
2. 1 评价方法 根据中华人民共和国国家标准GB/T 6379.1-2004（测量标准）和国际标准化组织标准ISO5725.5-1998（精度测量标准），种植印模精度的评价指标包括精密度（precision）和真实度（trueness）。精密度是指同一物体在相同条件下，重复测试结果间的一致性；真实度是指测量结果与真实结果之间的接近程度。临床中常采用交替指压法、直视法结合探诊法或谢菲尔德实验对印模的精度进行简单直观评估，同时辅以影像学检查、指示材料等方法［19］。研究表明，使用牙颌模型扫描仪（亦称为仓扫扫描仪）扫描石膏模型的精度较高，且与模型本身几乎无差异，因而可将其扫描结果作为参考评价标准［20］。现有研究中无牙颌种植修复印模精度的评价方法有所不同，主要为最佳拟合法和绝对线性偏差法［21］。前者直接叠加数字化印模与参考模型的STL文件，通过计算种植体表面的平均正负偏差来得到总体三维误差值，这可能会导致对实际误差的估计过小；后者测量比较数字化印模与参考模型间的距离及角度差异，避免了数据的直接叠加，但无法获取旋转角度偏差。目前关于不同评价方法的评价效果差异研究较少，采用何种方法更能精准评价印模与实际模型间的误差尚无定论。
2. 2 影响因素 相关研究表明，种植体的植入角度、植入间距、植入深度及连接形式等种植体相关因素，扫描体的材质、表面和结构设计及操作者经验等扫描相关因素均可能影响无牙颌种植修复印模精度。此外，研究采用的精度评价方法及软件配准方式等不同，也可能造成印模精度差异。2. 2. 1 种植体相关因素 不同研究中种植体植入角度对印模精度的影响有所不同，这可能与种植体数量、位置及印模方法等不同相关。Flügge等［22］系统综述和Meta分析指出，对于传统印模方法而言，各种植体平行植入时的印模精度优于成角度植入时。而大多数研究认为各种植体的平行程度可能不会显著影响数字化印模精度［23-24］；但Gómez-Polo等［25］体外研究表明平行种植体较成角度种植体数字化印模精度更高，Sallorenzo等［26］研究认为成角度种植体更利于数字化印模精度。Carneiro Pereira等［27］则认为，种植体的平行程度并不会显著影响传统印模及数字化印模精度，即当种植体之间植入角度差异较小（0 ~ 15°）时，传统印模较数字化印模更准确；而当差异较大（30 ~ 45°）时，二者精度差异有所减小，但传统印模仍较准确。种植体的植入间距也会影响印模精度。随着种植体植入间距或扫描范围的增加，软件对齐图像过程中的拼接处理次数逐渐增多，进而可能加大扫描误差。Vandeweghe等［28］研究表明，种植体植入间距的增加会导致数字化印模精度下降，因而扫描结束处（牙弓最远端）的扫描误差最大。Tan等［29］研究得出同样结论，并提出种植体植入间距不会影响传统印模精度。此外，种植体的植入深度也会影响印模精度。对于传统印模而言，龈下部分的转移杆随种植体植入深度增加，使得印模材料的覆盖面积减小，进而影响印模稳定性，导致其印模精度下降［30］。数字化印模精度则受到种植体植入深度及扫描暴露高度的影响，其印模精度随种植体植入位置的加深而不断下降［31］，此时为获得更高的印模精度，可选择较长的扫描体。
目前关于种植体连接形式对数字化印模精度影响的相关研究较少。有研究认为，种植体的连接形式会影响传统印模精度，但不影响数字化印模精度［32］；这可能是由于传统印模制取过程中可造成印模材料变形和转移杆位移，而该情况在数字化印模制取过程中不会发生。
2. 2. 2 扫描相关因素 种植扫描体的材质、表面和结构设计及操作者经验等均可能影响数字化印模精度。多项研究表明，扫描体表面的几何形状设计会影响数字化印模精度［10，33-35］。Mizumoto等［10］比较了5种不同表面修饰设计扫描体（IO-Flo Dentsply Sirona、Nt-Trading GmbH & Co KG、DESS-USA、Core3Dcentres及Zimmer Biomet Dental）的距离和角度偏差，结果表明其可影响数字化印模精度。Huang等［13］设计了具有延伸结构翼臂的扫描体，并在体外模型中获得了较高精度；其认为延伸结构可提供稳定可靠的扫描点，进而提高数字化印模精度。Arcuri等［33］提出扫描杆的材质也可能会影响扫描精度；其认为相较于钛及聚醚醚酮与钛混合的扫描杆，聚醚醚酮扫描杆显示出更高的精度。此外，Giménez等［36-38］一系列体外研究表明，不同年资操作者的扫描熟练程度不同，也可能会影响印模精度；由于数字化印模可能具有较明显的学习曲线，故操作者需多次练习才可掌握正确的扫描方法，以提高最终的印模精度。2. 2. 3 精度评价相关因素 印模精度的不同评价方法具有不同的评价效果。Ma等［15］通过最佳拟合法比较了传统印模、口内扫描及口外扫描对上颌6颗种植体模型的印模精度差异，发现传统印模的真实度和精密度均低于口外扫描，但高于口内扫描。Revilla-León等［39］通过绝对线性偏差法同样比较了传统印模和数字化印模对上颌6颗种植体模型的印模精度差异，发现传统印模的精度更高。Lyu等［40］比较了不同评价方法对无牙颌印模精度的影响，发现在超过一半的数字化模型中，绝对线性偏差法较最佳拟合法的印模差异更大。配准方式不同也会影响印模精度。Tohme等［16］认为，特定区域配准的印模差异可能较整体位置配准更大。此外，既往相关研究中多采用逆向工程软件进行印模精度验证，近年来也有研究采用工业领域中作为高精度检验基准的三坐标测量机（coordinate measuring machine，CMM），尽管CMM可对旋转和三维差异进行较为一致且可重复的配准，但由于其探针的球形形状和固定的规格尺寸，无法检测底切和复杂区域，因此在评估自由曲面时精度较低［16］。
随着无牙颌种植数字化印模技术和扫描仪器性能的发展，印模精度不断提高，但尚未达到临床应用标准，其精度仍受到临床医生操作经验、扫描方式、扫描设备及环境等多因素影响。由于纳入研究的印模方法精度排名差异较大，且缺乏足够的体内研究证据，临床应用数字化印模能否完全取代传统开窗式印模尚存在争议［41］。
3. 1 口内扫描精度 现有研究中，口内扫描与传统印模获得的无牙颌种植修复印模精度差异有所不同。多数研究认为口内扫描精度不及传统夹板开窗式印模。Huang等［13］比较了不同口内扫描仪与传统开窗式印模的精度差异，结果显示传统开窗式印模精度更佳，这可能与种植体间距离较大及操作人员经验较少相关；同时，其指出对扫描杆延伸结构标志点的识别可减少扫描过程中的拼接误差，提高印模精度。Gómez-Polo等［42］研究也表明，传统开窗式印模精度优于口内扫描，而使用夹板辅助结构有助于提高口内扫描精度。但有研究认为，口内扫描的印模精度与传统印模相当，甚至优于传统印模。Papaspyridakos等［43］将夹板开窗式印模技术获得的传统印模与Trios扫描获得的数字化印模进行比较，发现二者印模精度相近。Amin等［44］比较了夹板开窗式印模和2种口内数字化印模［ CEREC Omnicam 4.4.1（Sirona，德国）；True Definition scanner 4.1（3M ESPE，德国）］精度差异，结果表明口内数字化印模精度高于传统印模。上述研究结果不一致的原因可能与研究参考数据获取方式、精度评价方法、种植体间平行关系及扫描仪原理等因素不同相关。Gherlone等［45］比较了30例All-on-4种植修复患者传统印模和数字化印模精度，发现基于口内数字化印模的计算机辅助设计与制造（computer aided design and computer aided manufacturing，CAD/CAM）支架密合性良好，且经过1年的随访，2组患者的种植体存留率及边缘骨吸收程度均无显著差异。Papaspyridakos等［46］通过最佳拟合方法比较了27例无牙颌患者的传统印模及口内数字化扫描印模精度差异，发现上颌3D平均偏差为（85 ± 25）μm，下颌3D平均偏差为（92 ± 23）μm，均在临床可接受范围内。然而，目前口内扫描的体内研究样本量较少，尚不能证明其印模精度，因而不推荐广泛应用于临床。3. 2 摄影测量精度 作为一种新兴的数字化印模技术，摄影测量因具有一定的临床应用价值而逐渐被应用于无牙颌数字化印模中。Ma等［15］体外研究比较了摄影测量、口内扫描及传统印模的无牙颌种植印模精度差异，发现与桌面扫描仪（E4）获得的参考数据相比，摄影测量（iCam4D）精度最高，传统印模（改良夹板开窗式印模）次之，口内扫描（TRIOS3）精度最低。Tohme等［16］体外研究比较了摄影测量（PIC）、口内扫描及传统印模的全局角度偏差和3D偏差，发现PIC的真实度及精密度最佳。Zhang等［17］通过逆向工程软件比较摄影测量和传统夹板开窗式印模在无牙颌患者中取模获得的种植体间距离和角度偏差，发现摄影测量的精度在临床可接受范围内。目前已有的体外研究结果显示，临床常用的2种摄影测量系统在无牙颌印模扫描时精密度相近，但真实度范围略有不同。体外研究显示PIC系统真实度为10 ~ 49 μm、精密度为5 ~ 65 μm［3，16，26，47］，iCam4D系统真实度为24 ~ 77 μm、精密度为2 ~ 203 μm［15，39］。而体内研究中多采用PIC系统，Orejas-Perez等［48］临床体内研究报道，PIC系统的最大精度值为108 μm。但由于摄影测量无法直接获取口内软组织信息，需结合口内扫描仪或锥形束CT等方式，其操作过程繁琐，且缺乏足够的临床研究来评估其精度及相关影响因素。
无牙颌种植修复印模制取方法主要包括传统印模方法和数字化印模方法。大多数研究表明，在无牙颌患者中应用数字化印模具有一定可靠性，但其大范围临床应用存在一定的限制。目前关于数字化印模精度的分析多为体外研究，体内研究较少；相较于体外研究，体内临床研究可能受到患者张口度的限制、口腔黏膜可动性及唾液和龈沟液等潮湿环境的影响而使精度降低；数字化印模的光学扫描无法获得传统印模过程中压力状态下的黏膜信息，且目前的研究缺乏对无牙颌黏膜精度的比较。未来还需更进一步探究影响数字化印模精度的相关因素来克服其精度不足等问题，以实现无牙颌种植全数字化修复流程。
