隨著計算機和數字化技術的發展，運用計算機輔助技術已成為口腔種植領域的新趨勢。計算機引導口腔種植手術比傳統種植手術具有更安全、更精確等優勢，能真正實現以修復為導向的種植理念。但計算機引導口腔種植手術也由于步驟繁多而導致種植偏差步步累積，部分臨床醫師對其精度仍持有懷疑態度。由于目前尚未形成計算機引導口腔種植精度的量化評價體系，對于各步驟產生的種植偏差仍處于研究和爭議階段，未有定論。本文旨在對計算機引導口腔種植的優勢與缺陷、研究進展、精度及其影響因素等進行總結，以期為提升種植精度、指導臨床設計和手術提供參考。
引用本文： 陳韻酈, 蘇葆輝. 計算機引導口腔種植的精度及其影響因素. 生物醫學工程學雜志, 2022, 39(4): 841-847. doi: 10.7507/1001-5515.202110070 復制
引言
口腔種植是臨床治療牙列缺損或缺失的主要方法之一，種植體正確的三維位置是避免損傷重要解剖結構，獲得最終理想修復效果，維持軟硬組織的穩定及修復結構穩定并兼顧美學效果的必要條件，如何放置種植體是臨床醫師首要考慮的問題。隨著錐形束計算機斷層掃描（cone-beam computed tomography，CBCT）和計算機輔助設計/制造（computer-aided design/ manufacturing，CAD/ CAM）技術與手術引導相結合的應用，能促進實現以修復為指導的現代種植修復理念，并為患者和醫生的交流提供便利。如今計算機引導口腔種植已成為口腔種植領域的新趨勢，但部分醫師對其效果及準確性依舊存疑[1]。本文對計算機引導口腔種植技術進行簡介，就其優勢與缺陷、影響種植精度的相關因素作一綜述。
1 計算機輔助口腔種植技術簡介
傳統的口腔種植技術主要依賴二維放射影像和石膏模型進行術前評估、測量和設計，并由醫師徒手植入種植體。計算機輔助口腔種植技術則是利用CBCT、口內掃描（intraoral scanning，IOS）、三維（three dimension，3D）打印、計算機軟件和CAD/CAM等技術進行術前方案設計，以靜態引導或動態導航的形式實現種植體的植入[2]。
1.1 計算機輔助手術
在口腔種植領域，計算機輔助手術分為計算機引導（靜態）手術及計算機導航（動態）手術。其中，計算機引導手術為使用靜態導板通過CT數據重現種植體的虛擬位置，術中不能更改種植體位置；而計算機導航手術為使用手術導航系統通過CT數據重現種植體的虛擬位置，術中可以更改種植體位置。多篇文獻顯示靜態和動態手術精度相當[3-5]，但靜態手術由于設備成本更加低廉，比動態系統使用得更多也更受歡迎。
1.2 計算機引導系統的組成
計算機引導系統的組成，包括數字化口腔種植系統和導板設計軟件，還包括數字化導板和引導工具。
1.2.1 數字化口腔種植系統及導板設計軟件
國外口腔種植技術經過數十年的技術積累，已涌現出大批數字化口腔種植系統和導板設計軟件。常見的種植系統有NobelGuide（Nobel Biocare Services AG，瑞典）、Straumann（Institut Straumann AG，瑞士）、Friadent（FRIADENT GmbH，德國）、3I（Biomet3i，美國）、Dentium（Dentium Co., Ltd.，韓國）等，國內有CDIC（華西口腔種植中心，中國）、ZDI（浙江廣慈醫療器械有限公司，中國）等；導板設計軟件包括SimPlant（Materialise Dental，比利時）、NobelClinician（Nobel Biocare Services AG，瑞典）、coDiagnostiX（Institut Straumann AG，瑞士）、3Shape（3Shape A/S，丹麥）等，國內也有六維牙（杭州六維齒科醫療技術有限公司，中國）、彩立方（天津市亨達升科技股份有限公司，中國）等。
1.2.2 數字化導板
數字化導板是通過CBCT、3D重建及CAD/CAM實現精準定位的手術裝置，是一種為實現種植方案所設計制造的個性化手術輔助工具[1]。數字化導板依據支持類型可分為牙支持式、黏膜支持式、骨支持式。使用牙支持式及黏膜支持式手術導板能夠實現不翻瓣種植手術技術。依據植入限制類型可分為非限制導板、部分限制導板、全程限制導板。依據快速成型技術可以分為增材制造（3D打印）導板和減材制造（切削加工）導板。
1.2.3 引導工具
引導工具，包括先鋒鉆、精準鉆、擴孔鉆、牙鉆、硬骨鉆、攻絲鉆、固定釘等。
1.3 數字化導板的設計與制造
術前通過行CBCT與IOS，分別獲得患者頜骨影像與口內咬合關系信息，將CBCT數據和IOS數據分別以醫學數字成像和通信（digital imaging and communications in medicine, DICOM）格式與標準細分曲面語言（standard tessellation language, STL）格式導入導板設計軟件確定種植及修復方案，生成數字化導板模型，再通過快速成型技術，完成導板的制造。
2 計算機引導口腔種植技術的優勢與缺陷
2.1 計算機引導口腔種植技術的優勢
計算機引導口腔種植技術最突出的優點是簡化手術步驟，減少手術時間。由于術前即可充分了解患者解剖結構、骨量等信息，便于合理設計種植體位置，避免復雜骨增量手段，易于種植后即刻修復，也便于直接與患者溝通診療方案。在數字化導板和引導工具的幫助下依據術前設計完成備洞，節省了傳統方式中翻瓣與定位的時間，且不翻瓣的傷口愈合更快，骨量流失和術后反應也大大減少，在很大程度上減輕了患者的痛苦和焦慮[1]。
同時，計算機引導種植的精度高體現在數字化生產過程以及臨床使用中的準確性更高。Nagata等[6]的研究表明，傳統導板的制作需要硅膠印模、石膏模型，用3D掃描儀讀取模型，再將其轉換為STL數據，然而，印模材料的變形、石膏的膨脹和3D掃描儀的準確性都會產生一定程度的誤差。使用IOS可以省去傳統過程中涉及的步驟，從而減少這些誤差。Nagata等[6]的研究結果也顯示了數字化IOS相對于傳統工藝有更精準的引導性，利用數字化導板植入精度較自由手更高。Murat等[7]指出，在自由手種植時，種植體沿阻力最小的軌跡移動，容易導致較大的偏差，尤其是對于骨密度相對較低的患者。
計算機引導種植的優勢還體現在它的長期效益上。一篇評估計算機引導種植長期經濟效益的文獻中指出：與非引導種植相比，計算機引導種植體植入顯示了更高的種植體存活率和更低的長期成本[8]。
2.2 計算機引導口腔種植技術的缺陷
數字化導板限制了醫生的視野與手感，難以判斷骨質的情況，術中不能調整鉆針方向，可操控性較低。在后牙區，數字化導板、壓板、導環、鉆針等的高度疊加對患者開口度是種考驗。由于導板與患者天然牙及粘膜貼合緊密，術中易過度產熱，冷卻水并不能起到很好的冷卻效果[1]。
還有學者指出，數字技術的發展使得手術導板的制造需要用到多種類型的數據，如IOS獲得的STL數據，CBCT產生的DICOM數據。此外，還需要使用將各種數據重疊的技術，與傳統技術相比，這些新的數字技術是否具有更高的精度尚未得到充分驗證[6]。也有學者研究了IOS和傳統印模的準確性，顯示兩者的差異并無統計學意義[9]。
另外，數字化導板的制作需要額外的時間和費用成本。但Martelli等[10]指出，對于時間成本的看法是相對主觀的，這取決于評估節省時間的角度，例如在手術中節省的10 min可能與在導板設計和制作上節省的1 h具有相同的價值，且在這個計算中還需要考慮手術時間減少的其他后果，包括麻醉時間的縮短，這通常會減少對止痛藥的需求，減少感染的風險，甚至可能減少抗生素的使用。然而，由于還必須考慮許多其他因素，如緊急程度、手術類型、每年的病例數量等，因此很難在各醫院進行這種計算。 而對于費用成本，筆者認為其會隨著導板廣泛大量的普及使用而逐步降低。
3 計算機引導口腔種植的精度
3.1 計算機引導口腔種植精度的研究方法
計算機引導口腔種植技術要廣泛應用于臨床，需要大量臨床試驗來驗證其可行性、安全性與精確性。臨床醫師最關心的是能否將術前設計準確轉移到患者口內，即計算機引導口腔種植的精度能否得到保證[1]。評價精度需要比較術前設計的種植體位置與術后實際種植體位置之間的偏差，最常用的方法是將術前術后的 CBCT 影像重合，再測量術前設計與術后實際種植體的肩部、根部、角度和深度等特征參數的偏差值。
但這種 CT 匹配方法存在的問題很多。例如患者在行 CBCT 拍攝時的位置難以保持標準且一致，這會影響術前方案的設計與術后偏差值的測量。Lin等[11]提出，由于鈦植入材料產生的偽影導致術后植入物的輪廓模糊不清，種植體的整體輪廓放大，正確識別種植體形狀較為困難，而再次使用CBCT 來單獨進行這種評估，將使患者暴露在額外的輻射風險中。有學者為規避以上問題，如Franchina等[12]建議采用IOS印模匹配的方法，即基于每個單獨的導板制作術前石膏模型，并通過口內常規印模制作術后模型，掃描兩個模型，以評估植入位置的差異，但該方法將引入新的不可控偏差參數，還需更多的臨床隨機對照試驗來驗證該方法的可行性。還有學者提出用IOS取代術后CBCT，將術前CBCT與術后IOS重疊對比，且試驗結果顯示此方法與術前術后CBCT重疊的精度相當[13]。
3.2 計算機引導口腔種植精度的研究結果
通過收集近年來各國學者對計算機引導種植精度薈萃（Meta）分析的研究中總結得出，種植體平均肩部偏差約為1.1～1.4 mm，根部偏差約為1.2～1.6 mm，角度偏差約為3.0°～4.3°，深度偏差約為0.46 mm。具體數據來源文獻[5, 14-17]，如表1所示。但這些Meta分析未對精度的影響因素進行分類，直接取平均值對臨床的指導意義不強。在一項前瞻性種植精度研究中， Lin等[17]測得43枚全程引導種植的種植體偏差（見表1），顯示了計算機全程引導種植較傳統種植精度更高。目前基本把2 mm定為應用計算機輔助技術種植的安全距離，否則會有損傷重要解剖結構的風險[14]。
表1
近年來計算機引導口腔種植精度結果統計
Table1.
Accuracy statistics of computer-guided oral implant in recent years
4 影響計算機引導口腔種植精度的相關因素
計算機引導種植手術有許多步驟會導致種植體臨床植入位置與設計的偏差，種植體植入的總體精度反映了整個過程中誤差的總和。由于缺乏足量的病例數據和臨床隨機對照試驗，計算機引導種植精度與影響因素的關系尚未形成系統的評價標準，但已有許多研究對影響因素進行了討論。
4.1 引導系統
目前認為不同引導系統的精度存在差異，例如種植系統以及設計軟件中數據匹配精度、3D重建閾值的設置不同等，均會對精度有影響，但針對此方面的研究較少，且現有的研究往往局限于單個試驗或體外模型實驗，沒有足夠樣本量互相比較。Vasak等[18]研究表明，與其他軟件相比，NobelGuide系統顯示出類似或更少的空間和角度偏差。Murat等[7]研究了StentCad Beyond（Ay Tasarim Ltd，土耳其）引導系統的準確性，發現其與導板設計軟件Simplant/SurgiGuide（Materialise Dental，比利時）產生的平均深度偏差（0.6 ± 0.4） mm、平均肩部偏差（1.5 ± 0.8） mm、平均角度偏差7.9° ± 5.0°類似。
4.2 導板生產過程中的偏差
CBCT的拍攝、數據的配準、制造方法等都會直接影響數字化導板的精確度，從而導致種植體植入的偏差。CBCT掃描層厚0.2～0.4 mm，掃描層厚決定了CBCT的精度，進而會影響后續方案的設計[1]。在一項對圖像配準精度的體外研究實驗中，研究人員分別檢測了間接掃描和直接掃描同CBCT配準的精度，并與傳統放射導板精度進行對比，平均偏差分別為0.03、 0.04、0.33 mm[19]。還有學者研究了光學掃描圖像與放射圖像配準條件對精度的影響，得到基于全表面配準比基于局部匹配條件下的精度更高[20]。另一方面，在研究導板制造方法對精度的影響中，已有文獻說法不一。Matta等[21]發現使用相同計劃生產的熱成型和3D打印導板精度差異具有統計學意義，但都能夠將預定的植入位置轉移到臨床。在另一項體外研究中觀察到，不同3D打印機制造的導板精度差異具有統計學意義[22]。還有學者比較了兩種3D打印機打印導板的精確性，發現數字光處理（digital light processing，DLP）打印機比立體光固化（stereolithography，SLA）打印機制造的導板更加精準，在植入種植體的肩部和深度上顯示出更小的偏差[23]。還有學者發現，聚合噴射（PolyJet）3D打印的導板比SLA打印的更加精準[24]。然而，另一項使用不同打印機制造的導板并沒有顯示出任何具有統計學意義的差異[25]。在研究兩種不同打印材料對導板精度的影響中也無統計學意義的差異[26]。Henprasert等[27]和Chai等[28]的一項體外研究表明，用增材或減材技術制造的導板對植入精度沒有影響。相反，Abduo等 [29]卻在另一項研究中證明了通過減材制造導板可以得到更精確的結果。另有研究提到，SLA 3D打印的誤差小于0.25 mm[30]。
4.3 導板支持形式
Tahmaseb等[15]報道了牙齒和粘膜支持的導板比骨支持的導板更準確。Mai等[31]分析指出由粘膜支持的導板會由于粘膜的彈性而固定不穩，減少導板移動的最有效方法是在無牙齒支撐端提供剛性支撐。與一側由粘膜支撐的導板相比，牙齒支撐和微螺釘支撐的導板具有更高的功能穩定性，且研究表明牙齒支撐和微螺釘支撐下的導板穩定性基本相似。這些發現表明，牙支持式的導板最為精確，微螺釘可以作為牙齒的適當替代物，以增加粘膜支持式導板的穩定性。
4.4 導板限制類型
根據多篇研究獲悉，全程導板比半程導板的精確度更高。Lou等[32]在研究半程導板和全程導板于前牙種植手術中的準確性中發現，全程導板的4個特征參數偏差明顯小于半程導板和自由手，自由手偏差最大。Chen等[33]在63例患者的前牙區采用全程和半程導板共植入76枚種植體，術后測量偏差也得出了相同的結論，即全程導板的準確性更高。多篇文獻均得出了全程導板在無經驗醫生的種植手術中達到的精度與經驗豐富醫生無差別[34-35]。Younes等[36]更是主張全程引導手術“應該是黃金標準方法。”
4.5 種植牙所在位置
Lin等[37]指出在磨牙缺損病例中，使用的導板通常僅一端支持在剩余的牙齒上，雖然已經普遍認為牙支持式導板精度較高，但這種導板的遠端游離狀態可能導致穩定性不足。Sigcho López等[16]指出在鉆孔過程中可能會出現手術導板的微運動，且由于導板的傾斜和彎曲，使用這種單側支撐的導板可能會導致較大的植入偏差。El Kholy等[38]在一項體外模型實驗中報道，與放置在雙側牙固位的種植體相比，放置在遠端的種植體有明顯更大的肩部和根部偏差。Tang等[39]研究了種植牙所在的象限會影響種植體根尖部頰舌側的偏差。種植體位于上頜骨的第一、二象限的根尖點和角度傾向于向頰側傾斜。相比之下，在緊實的下頜骨中，頰舌方向偏差不明顯，這可能與上頜骨頰側的骨密度低于顎側的骨密度有關，且與下頜骨相比，上頜骨與水平面不垂直。同時還發現種植體在第一象限的入口點也傾向于向頰側偏移，但在第二象限中未觀察到此類偏差，這種現象可能與醫生的位置和支配手有關。Zhou等[40]指出種植體植入位置在下頜骨的比在上頜骨的有更小的角度偏差，這可以從骨骼解剖和骨密度進行解釋，由于下頜骨的結構是直弓形，而上頜骨的形狀是圓形的曲線，所以限制了對角度的控制，且下頜骨密度更大。Vinci等[41]針對無牙頜患者使用粘膜支持式導板行種植手術時，對其精確度研究得出：下頜骨比上頜骨的誤差更大，且與上下頜骨的前牙部相比，后牙區的誤差更大。還有學者的研究指出術區牙位對精度的影響不明顯[42]。
4.6 患者因素
患者年齡、性別、吸煙情況、缺牙情況、用牙習慣、骨密度等方面均可能對種植精度產生影響，但目前關于此類研究較少，關于同一因素研究的說法也不盡相同。Tahmaseb等[15]在一篇系統性綜述中提到與完全無牙患者相比，部分無牙患者的治療更準確。Kivovics等[43]研究的結果顯示，患者骨密度與角度偏差之間存在微弱的具有統計學意義的負相關關系。種植體放置位置的骨密度越高，其精度越高，這可能是因為骨密度越大，種植體越難以偏離導鉆的軌跡。相反，Zhou等[40]的Meta分析顯示患者年齡對精度沒有顯著影響。這一結果也否定了由于有較高的骨密度，年輕患者具有更高精度的假設，且結果顯示無論種植體放置方式如何，骨密度都并不影響角度偏差。對此，作者給出的解釋是研究選擇的受試患者年齡均在40歲及以上，這一階段的人群都已存在骨流失現象。筆者認為此項研究將年齡限定過高，認為患者大多已存在骨流失情況，但在未對骨密度進行實測的條件下直接將年齡與骨密度相關聯并不科學，但40歲以下患者行種植手術的病例樣本較少，這也是難以從年齡角度進行系統評估的原因之一。
4.7 術者經驗
Lin等[11]實驗結果顯示，當在良好控制環境中使用牙支持式導板時，操作經驗并非影響種植精度的關鍵因素，所以無論是經驗豐富還是經驗不足的術者，都必須小心謹慎。也有學者研究了術者經驗對于半程限制導板和粘膜支持式導板精度的影響，得出了相同的結論[43]。但也有學者的研究表明，種植體植入的深度偏差最受術者經驗水平的影響[44]。
4.8 其他影響因素
El Kholy等[45]首次研究了導套高度、鉆孔距離和導向鍵高度對導板精度的直接影響，研究結果表明，減小自由鉆距、降低導套高度以及增加導套上方導向鍵高度可以提高精度，但此項研究使用的是石膏模型，而非臨床實際病例。最近的一篇研究提到，導板的一個局限性是它的內表面不能完全貼合在放置它的牙齒解剖結構上。由于咬合面由細小而復雜的解剖結構組成，這些解剖結構可能會影響導板的正確位置，而3D打印誤差或導板內表面的粗糙都會使導板與咬合面過早接觸。為了在臨床實踐中解決這一問題，應在設計過程中采用蠟封好的精細解剖槽，或在設計時就對預制導板進行偏移[46]。Zhou等[40]研究顯示，帶固定釘的導板比不帶固定釘的導板具有更小的角度偏差，固定導板比手動加壓或徒手放置能更準確地給種植體定位。有研究表明，種植體的直徑和長度也對精度有一定的影響，直徑較小的種植體角度偏差較小，而種植體越長偏差越大[42]。
5 結論
計算機引導口腔種植的精度是口腔種植領域的研究熱點，除此之外，計算機導航（動態）手術和種植機器人也正蓬勃發展，為數字化口腔種植提供了更多的可能與選擇，也為口腔種植領域確立了未來的發展趨勢和研究方向。但無論是哪種數字化種植方法，都離不開對其精度的探究，只有精度得到了充分的保證，才能在口腔種植領域脫穎而出。但目前對精度及其影響因素的研究仍處于百家爭鳴的階段，尚未有一個成體系的參考標準，這也受臨床病例數據搜集難度大、數據采集不標準等原因的影響，同時由于不同國家、不同公司對數據的保護，產出的數字化系統和數據等大多不能兼容，也一定程度阻礙了對精度的研究進程。
根據本文梳理的計算機引導口腔種植精度的影響因素，建議醫院特別關注圖像采集、導板制作等硬件設備以及導板設計規劃軟件等的更新換代，以獲得更精確的數字化技術支持。臨床種植醫師應根據患者的個性化條件，在術前對導板的設計規劃中加強參與度。在術中，醫生需要注意正確規范地放置使用導板，注重不同情況下的導板就位和穩定，嚴格把控種植手術中每一個操作步驟可能造成的偏差。術后更需要注重收集病例數據便于后續研究使用。自由手種植、術中應急處理方法、種植工具的應用以及數字化技術設備的使用等重要培訓也需要規范和強化。
目前，針對計算機引導口腔種植的精度及其影響因素問題，仍需大量的臨床病例和臨床隨機對照試驗進行更系統的研究，從而更好地改進方法、指導臨床，推進口腔數字化技術的發展。
重要聲明
利益沖突聲明：本文全體作者均聲明不存在利益沖突。
作者貢獻聲明：陳韻酈為綜述主要撰寫人，完成文獻資料的整理收集與分析，以及論文初稿的撰寫；蘇葆輝參與論文的修改、指導與審校。
引言
口腔種植是臨床治療牙列缺損或缺失的主要方法之一，種植體正確的三維位置是避免損傷重要解剖結構，獲得最終理想修復效果，維持軟硬組織的穩定及修復結構穩定并兼顧美學效果的必要條件，如何放置種植體是臨床醫師首要考慮的問題。隨著錐形束計算機斷層掃描（cone-beam computed tomography，CBCT）和計算機輔助設計/制造（computer-aided design/ manufacturing，CAD/ CAM）技術與手術引導相結合的應用，能促進實現以修復為指導的現代種植修復理念，并為患者和醫生的交流提供便利。如今計算機引導口腔種植已成為口腔種植領域的新趨勢，但部分醫師對其效果及準確性依舊存疑[1]。本文對計算機引導口腔種植技術進行簡介，就其優勢與缺陷、影響種植精度的相關因素作一綜述。
1 計算機輔助口腔種植技術簡介
傳統的口腔種植技術主要依賴二維放射影像和石膏模型進行術前評估、測量和設計，并由醫師徒手植入種植體。計算機輔助口腔種植技術則是利用CBCT、口內掃描（intraoral scanning，IOS）、三維（three dimension，3D）打印、計算機軟件和CAD/CAM等技術進行術前方案設計，以靜態引導或動態導航的形式實現種植體的植入[2]。
1.1 計算機輔助手術
在口腔種植領域，計算機輔助手術分為計算機引導（靜態）手術及計算機導航（動態）手術。其中，計算機引導手術為使用靜態導板通過CT數據重現種植體的虛擬位置，術中不能更改種植體位置；而計算機導航手術為使用手術導航系統通過CT數據重現種植體的虛擬位置，術中可以更改種植體位置。多篇文獻顯示靜態和動態手術精度相當[3-5]，但靜態手術由于設備成本更加低廉，比動態系統使用得更多也更受歡迎。
1.2 計算機引導系統的組成
計算機引導系統的組成，包括數字化口腔種植系統和導板設計軟件，還包括數字化導板和引導工具。
1.2.1 數字化口腔種植系統及導板設計軟件
國外口腔種植技術經過數十年的技術積累，已涌現出大批數字化口腔種植系統和導板設計軟件。常見的種植系統有NobelGuide（Nobel Biocare Services AG，瑞典）、Straumann（Institut Straumann AG，瑞士）、Friadent（FRIADENT GmbH，德國）、3I（Biomet3i，美國）、Dentium（Dentium Co., Ltd.，韓國）等，國內有CDIC（華西口腔種植中心，中國）、ZDI（浙江廣慈醫療器械有限公司，中國）等；導板設計軟件包括SimPlant（Materialise Dental，比利時）、NobelClinician（Nobel Biocare Services AG，瑞典）、coDiagnostiX（Institut Straumann AG，瑞士）、3Shape（3Shape A/S，丹麥）等，國內也有六維牙（杭州六維齒科醫療技術有限公司，中國）、彩立方（天津市亨達升科技股份有限公司，中國）等。
1.2.2 數字化導板
數字化導板是通過CBCT、3D重建及CAD/CAM實現精準定位的手術裝置，是一種為實現種植方案所設計制造的個性化手術輔助工具[1]。數字化導板依據支持類型可分為牙支持式、黏膜支持式、骨支持式。使用牙支持式及黏膜支持式手術導板能夠實現不翻瓣種植手術技術。依據植入限制類型可分為非限制導板、部分限制導板、全程限制導板。依據快速成型技術可以分為增材制造（3D打印）導板和減材制造（切削加工）導板。
1.2.3 引導工具
引導工具，包括先鋒鉆、精準鉆、擴孔鉆、牙鉆、硬骨鉆、攻絲鉆、固定釘等。
1.3 數字化導板的設計與制造
術前通過行CBCT與IOS，分別獲得患者頜骨影像與口內咬合關系信息，將CBCT數據和IOS數據分別以醫學數字成像和通信（digital imaging and communications in medicine, DICOM）格式與標準細分曲面語言（standard tessellation language, STL）格式導入導板設計軟件確定種植及修復方案，生成數字化導板模型，再通過快速成型技術，完成導板的制造。
2 計算機引導口腔種植技術的優勢與缺陷
2.1 計算機引導口腔種植技術的優勢
計算機引導口腔種植技術最突出的優點是簡化手術步驟，減少手術時間。由于術前即可充分了解患者解剖結構、骨量等信息，便于合理設計種植體位置，避免復雜骨增量手段，易于種植后即刻修復，也便于直接與患者溝通診療方案。在數字化導板和引導工具的幫助下依據術前設計完成備洞，節省了傳統方式中翻瓣與定位的時間，且不翻瓣的傷口愈合更快，骨量流失和術后反應也大大減少，在很大程度上減輕了患者的痛苦和焦慮[1]。
同時，計算機引導種植的精度高體現在數字化生產過程以及臨床使用中的準確性更高。Nagata等[6]的研究表明，傳統導板的制作需要硅膠印模、石膏模型，用3D掃描儀讀取模型，再將其轉換為STL數據，然而，印模材料的變形、石膏的膨脹和3D掃描儀的準確性都會產生一定程度的誤差。使用IOS可以省去傳統過程中涉及的步驟，從而減少這些誤差。Nagata等[6]的研究結果也顯示了數字化IOS相對于傳統工藝有更精準的引導性，利用數字化導板植入精度較自由手更高。Murat等[7]指出，在自由手種植時，種植體沿阻力最小的軌跡移動，容易導致較大的偏差，尤其是對于骨密度相對較低的患者。
計算機引導種植的優勢還體現在它的長期效益上。一篇評估計算機引導種植長期經濟效益的文獻中指出：與非引導種植相比，計算機引導種植體植入顯示了更高的種植體存活率和更低的長期成本[8]。
2.2 計算機引導口腔種植技術的缺陷
數字化導板限制了醫生的視野與手感，難以判斷骨質的情況，術中不能調整鉆針方向，可操控性較低。在后牙區，數字化導板、壓板、導環、鉆針等的高度疊加對患者開口度是種考驗。由于導板與患者天然牙及粘膜貼合緊密，術中易過度產熱，冷卻水并不能起到很好的冷卻效果[1]。
還有學者指出，數字技術的發展使得手術導板的制造需要用到多種類型的數據，如IOS獲得的STL數據，CBCT產生的DICOM數據。此外，還需要使用將各種數據重疊的技術，與傳統技術相比，這些新的數字技術是否具有更高的精度尚未得到充分驗證[6]。也有學者研究了IOS和傳統印模的準確性，顯示兩者的差異并無統計學意義[9]。
另外，數字化導板的制作需要額外的時間和費用成本。但Martelli等[10]指出，對于時間成本的看法是相對主觀的，這取決于評估節省時間的角度，例如在手術中節省的10 min可能與在導板設計和制作上節省的1 h具有相同的價值，且在這個計算中還需要考慮手術時間減少的其他后果，包括麻醉時間的縮短，這通常會減少對止痛藥的需求，減少感染的風險，甚至可能減少抗生素的使用。然而，由于還必須考慮許多其他因素，如緊急程度、手術類型、每年的病例數量等，因此很難在各醫院進行這種計算。 而對于費用成本，筆者認為其會隨著導板廣泛大量的普及使用而逐步降低。
3 計算機引導口腔種植的精度
3.1 計算機引導口腔種植精度的研究方法
計算機引導口腔種植技術要廣泛應用于臨床，需要大量臨床試驗來驗證其可行性、安全性與精確性。臨床醫師最關心的是能否將術前設計準確轉移到患者口內，即計算機引導口腔種植的精度能否得到保證[1]。評價精度需要比較術前設計的種植體位置與術后實際種植體位置之間的偏差，最常用的方法是將術前術后的 CBCT 影像重合，再測量術前設計與術后實際種植體的肩部、根部、角度和深度等特征參數的偏差值。
但這種 CT 匹配方法存在的問題很多。例如患者在行 CBCT 拍攝時的位置難以保持標準且一致，這會影響術前方案的設計與術后偏差值的測量。Lin等[11]提出，由于鈦植入材料產生的偽影導致術后植入物的輪廓模糊不清，種植體的整體輪廓放大，正確識別種植體形狀較為困難，而再次使用CBCT 來單獨進行這種評估，將使患者暴露在額外的輻射風險中。有學者為規避以上問題，如Franchina等[12]建議采用IOS印模匹配的方法，即基于每個單獨的導板制作術前石膏模型，并通過口內常規印模制作術后模型，掃描兩個模型，以評估植入位置的差異，但該方法將引入新的不可控偏差參數，還需更多的臨床隨機對照試驗來驗證該方法的可行性。還有學者提出用IOS取代術后CBCT，將術前CBCT與術后IOS重疊對比，且試驗結果顯示此方法與術前術后CBCT重疊的精度相當[13]。
3.2 計算機引導口腔種植精度的研究結果
通過收集近年來各國學者對計算機引導種植精度薈萃（Meta）分析的研究中總結得出，種植體平均肩部偏差約為1.1～1.4 mm，根部偏差約為1.2～1.6 mm，角度偏差約為3.0°～4.3°，深度偏差約為0.46 mm。具體數據來源文獻[5, 14-17]，如表1所示。但這些Meta分析未對精度的影響因素進行分類，直接取平均值對臨床的指導意義不強。在一項前瞻性種植精度研究中， Lin等[17]測得43枚全程引導種植的種植體偏差（見表1），顯示了計算機全程引導種植較傳統種植精度更高。目前基本把2 mm定為應用計算機輔助技術種植的安全距離，否則會有損傷重要解剖結構的風險[14]。
表1
近年來計算機引導口腔種植精度結果統計
Table1.
Accuracy statistics of computer-guided oral implant in recent years
4 影響計算機引導口腔種植精度的相關因素
計算機引導種植手術有許多步驟會導致種植體臨床植入位置與設計的偏差，種植體植入的總體精度反映了整個過程中誤差的總和。由于缺乏足量的病例數據和臨床隨機對照試驗，計算機引導種植精度與影響因素的關系尚未形成系統的評價標準，但已有許多研究對影響因素進行了討論。
4.1 引導系統
目前認為不同引導系統的精度存在差異，例如種植系統以及設計軟件中數據匹配精度、3D重建閾值的設置不同等，均會對精度有影響，但針對此方面的研究較少，且現有的研究往往局限于單個試驗或體外模型實驗，沒有足夠樣本量互相比較。Vasak等[18]研究表明，與其他軟件相比，NobelGuide系統顯示出類似或更少的空間和角度偏差。Murat等[7]研究了StentCad Beyond（Ay Tasarim Ltd，土耳其）引導系統的準確性，發現其與導板設計軟件Simplant/SurgiGuide（Materialise Dental，比利時）產生的平均深度偏差（0.6 ± 0.4） mm、平均肩部偏差（1.5 ± 0.8） mm、平均角度偏差7.9° ± 5.0°類似。
4.2 導板生產過程中的偏差
CBCT的拍攝、數據的配準、制造方法等都會直接影響數字化導板的精確度，從而導致種植體植入的偏差。CBCT掃描層厚0.2～0.4 mm，掃描層厚決定了CBCT的精度，進而會影響后續方案的設計[1]。在一項對圖像配準精度的體外研究實驗中，研究人員分別檢測了間接掃描和直接掃描同CBCT配準的精度，并與傳統放射導板精度進行對比，平均偏差分別為0.03、 0.04、0.33 mm[19]。還有學者研究了光學掃描圖像與放射圖像配準條件對精度的影響，得到基于全表面配準比基于局部匹配條件下的精度更高[20]。另一方面，在研究導板制造方法對精度的影響中，已有文獻說法不一。Matta等[21]發現使用相同計劃生產的熱成型和3D打印導板精度差異具有統計學意義，但都能夠將預定的植入位置轉移到臨床。在另一項體外研究中觀察到，不同3D打印機制造的導板精度差異具有統計學意義[22]。還有學者比較了兩種3D打印機打印導板的精確性，發現數字光處理（digital light processing，DLP）打印機比立體光固化（stereolithography，SLA）打印機制造的導板更加精準，在植入種植體的肩部和深度上顯示出更小的偏差[23]。還有學者發現，聚合噴射（PolyJet）3D打印的導板比SLA打印的更加精準[24]。然而，另一項使用不同打印機制造的導板并沒有顯示出任何具有統計學意義的差異[25]。在研究兩種不同打印材料對導板精度的影響中也無統計學意義的差異[26]。Henprasert等[27]和Chai等[28]的一項體外研究表明，用增材或減材技術制造的導板對植入精度沒有影響。相反，Abduo等 [29]卻在另一項研究中證明了通過減材制造導板可以得到更精確的結果。另有研究提到，SLA 3D打印的誤差小于0.25 mm[30]。
4.3 導板支持形式
Tahmaseb等[15]報道了牙齒和粘膜支持的導板比骨支持的導板更準確。Mai等[31]分析指出由粘膜支持的導板會由于粘膜的彈性而固定不穩，減少導板移動的最有效方法是在無牙齒支撐端提供剛性支撐。與一側由粘膜支撐的導板相比，牙齒支撐和微螺釘支撐的導板具有更高的功能穩定性，且研究表明牙齒支撐和微螺釘支撐下的導板穩定性基本相似。這些發現表明，牙支持式的導板最為精確，微螺釘可以作為牙齒的適當替代物，以增加粘膜支持式導板的穩定性。
4.4 導板限制類型
根據多篇研究獲悉，全程導板比半程導板的精確度更高。Lou等[32]在研究半程導板和全程導板于前牙種植手術中的準確性中發現，全程導板的4個特征參數偏差明顯小于半程導板和自由手，自由手偏差最大。Chen等[33]在63例患者的前牙區采用全程和半程導板共植入76枚種植體，術后測量偏差也得出了相同的結論，即全程導板的準確性更高。多篇文獻均得出了全程導板在無經驗醫生的種植手術中達到的精度與經驗豐富醫生無差別[34-35]。Younes等[36]更是主張全程引導手術“應該是黃金標準方法。”
4.5 種植牙所在位置
Lin等[37]指出在磨牙缺損病例中，使用的導板通常僅一端支持在剩余的牙齒上，雖然已經普遍認為牙支持式導板精度較高，但這種導板的遠端游離狀態可能導致穩定性不足。Sigcho López等[16]指出在鉆孔過程中可能會出現手術導板的微運動，且由于導板的傾斜和彎曲，使用這種單側支撐的導板可能會導致較大的植入偏差。El Kholy等[38]在一項體外模型實驗中報道，與放置在雙側牙固位的種植體相比，放置在遠端的種植體有明顯更大的肩部和根部偏差。Tang等[39]研究了種植牙所在的象限會影響種植體根尖部頰舌側的偏差。種植體位于上頜骨的第一、二象限的根尖點和角度傾向于向頰側傾斜。相比之下，在緊實的下頜骨中，頰舌方向偏差不明顯，這可能與上頜骨頰側的骨密度低于顎側的骨密度有關，且與下頜骨相比，上頜骨與水平面不垂直。同時還發現種植體在第一象限的入口點也傾向于向頰側偏移，但在第二象限中未觀察到此類偏差，這種現象可能與醫生的位置和支配手有關。Zhou等[40]指出種植體植入位置在下頜骨的比在上頜骨的有更小的角度偏差，這可以從骨骼解剖和骨密度進行解釋，由于下頜骨的結構是直弓形，而上頜骨的形狀是圓形的曲線，所以限制了對角度的控制，且下頜骨密度更大。Vinci等[41]針對無牙頜患者使用粘膜支持式導板行種植手術時，對其精確度研究得出：下頜骨比上頜骨的誤差更大，且與上下頜骨的前牙部相比，后牙區的誤差更大。還有學者的研究指出術區牙位對精度的影響不明顯[42]。
4.6 患者因素
患者年齡、性別、吸煙情況、缺牙情況、用牙習慣、骨密度等方面均可能對種植精度產生影響，但目前關于此類研究較少，關于同一因素研究的說法也不盡相同。Tahmaseb等[15]在一篇系統性綜述中提到與完全無牙患者相比，部分無牙患者的治療更準確。Kivovics等[43]研究的結果顯示，患者骨密度與角度偏差之間存在微弱的具有統計學意義的負相關關系。種植體放置位置的骨密度越高，其精度越高，這可能是因為骨密度越大，種植體越難以偏離導鉆的軌跡。相反，Zhou等[40]的Meta分析顯示患者年齡對精度沒有顯著影響。這一結果也否定了由于有較高的骨密度，年輕患者具有更高精度的假設，且結果顯示無論種植體放置方式如何，骨密度都并不影響角度偏差。對此，作者給出的解釋是研究選擇的受試患者年齡均在40歲及以上，這一階段的人群都已存在骨流失現象。筆者認為此項研究將年齡限定過高，認為患者大多已存在骨流失情況，但在未對骨密度進行實測的條件下直接將年齡與骨密度相關聯并不科學，但40歲以下患者行種植手術的病例樣本較少，這也是難以從年齡角度進行系統評估的原因之一。
4.7 術者經驗
Lin等[11]實驗結果顯示，當在良好控制環境中使用牙支持式導板時，操作經驗并非影響種植精度的關鍵因素，所以無論是經驗豐富還是經驗不足的術者，都必須小心謹慎。也有學者研究了術者經驗對于半程限制導板和粘膜支持式導板精度的影響，得出了相同的結論[43]。但也有學者的研究表明，種植體植入的深度偏差最受術者經驗水平的影響[44]。
4.8 其他影響因素
El Kholy等[45]首次研究了導套高度、鉆孔距離和導向鍵高度對導板精度的直接影響，研究結果表明，減小自由鉆距、降低導套高度以及增加導套上方導向鍵高度可以提高精度，但此項研究使用的是石膏模型，而非臨床實際病例。最近的一篇研究提到，導板的一個局限性是它的內表面不能完全貼合在放置它的牙齒解剖結構上。由于咬合面由細小而復雜的解剖結構組成，這些解剖結構可能會影響導板的正確位置，而3D打印誤差或導板內表面的粗糙都會使導板與咬合面過早接觸。為了在臨床實踐中解決這一問題，應在設計過程中采用蠟封好的精細解剖槽，或在設計時就對預制導板進行偏移[46]。Zhou等[40]研究顯示，帶固定釘的導板比不帶固定釘的導板具有更小的角度偏差，固定導板比手動加壓或徒手放置能更準確地給種植體定位。有研究表明，種植體的直徑和長度也對精度有一定的影響，直徑較小的種植體角度偏差較小，而種植體越長偏差越大[42]。
5 結論
計算機引導口腔種植的精度是口腔種植領域的研究熱點，除此之外，計算機導航（動態）手術和種植機器人也正蓬勃發展，為數字化口腔種植提供了更多的可能與選擇，也為口腔種植領域確立了未來的發展趨勢和研究方向。但無論是哪種數字化種植方法，都離不開對其精度的探究，只有精度得到了充分的保證，才能在口腔種植領域脫穎而出。但目前對精度及其影響因素的研究仍處于百家爭鳴的階段，尚未有一個成體系的參考標準，這也受臨床病例數據搜集難度大、數據采集不標準等原因的影響，同時由于不同國家、不同公司對數據的保護，產出的數字化系統和數據等大多不能兼容，也一定程度阻礙了對精度的研究進程。
根據本文梳理的計算機引導口腔種植精度的影響因素，建議醫院特別關注圖像采集、導板制作等硬件設備以及導板設計規劃軟件等的更新換代，以獲得更精確的數字化技術支持。臨床種植醫師應根據患者的個性化條件，在術前對導板的設計規劃中加強參與度。在術中，醫生需要注意正確規范地放置使用導板，注重不同情況下的導板就位和穩定，嚴格把控種植手術中每一個操作步驟可能造成的偏差。術后更需要注重收集病例數據便于后續研究使用。自由手種植、術中應急處理方法、種植工具的應用以及數字化技術設備的使用等重要培訓也需要規范和強化。
目前，針對計算機引導口腔種植的精度及其影響因素問題，仍需大量的臨床病例和臨床隨機對照試驗進行更系統的研究，從而更好地改進方法、指導臨床，推進口腔數字化技術的發展。
重要聲明
利益沖突聲明：本文全體作者均聲明不存在利益沖突。
作者貢獻聲明：陳韻酈為綜述主要撰寫人，完成文獻資料的整理收集與分析，以及論文初稿的撰寫；蘇葆輝參與論文的修改、指導與審校。
