摘要：
虚拟面弓（Virtual Facebow）是一款用于平板电脑的开源软件，可以用来替代传统的面弓来辅助将上下颌模型在HE架上定位固定。
虚拟面弓的设计中采用了多种技术，来预防和减小误差，将模型在HE架上更精确的定位。对于牙科种植体的诊断与治疗计划的制定来说，虚拟面弓是一个有效的，高效的，且易于使用的得力助手。
简介：
在开始牙科治疗之前，我们先需要对患者进行确切的诊断和制定完善的治疗计划。对于种植治疗来说，尤为如此。
将诊断模型上HE架，就是为了上述这些步骤。上了HE架之后，我们可以评估患者的咬合关系，种植体植入的位置，以及应力方向等许多重要因素。我们还可以在HE架上判断种植体上部修复体的制作方式，例如是否使用角度基台（图1）。
图1：种植治疗方案计划
图2：实物面弓
为了将上下颌模型更准确的上HE架，我们一般使用面弓来辅助定位。它通过确定上颌骨相对于面部参考平面的位置来将模型转移到HE架上。没有使用面弓，或者没有正确的使用面弓，会导致诊断与治疗计划的制定中出现严重的错误。这些错误在随后种植修复体的设计和制作中会进一步的放大。
虚拟面弓是一种数字面弓技术，可以用来代替传统面弓，并能克服传统面弓的一些缺点。
背景：传统面弓
面弓用于将上颌模型转移到HE架。Whip Mix Quick Mount面弓（…见原文…）类似一个卡尺，卡尺的两个脚分别在患者的双侧外耳道定位，其中部有一结构在患者鼻梁辅助定位。
将HE叉上放置聚乙烯硅氧烷材料，来记录上颌牙的咬合位置。将HE叉放于口内咬合后，固定于面弓上，然后取出，转移并固定于HE架上的上颌体。
在日常临床中，面弓操作这一步骤在诊断和制定治疗计划时常常被省略了。因为其操作起来存在诸多不便。对于患者来说，面弓在外耳道的定位器，在鼻梁上的辅助定位装置，以及放于口内的HE叉，都很不舒服，可能还会有疼痛；而对于医生来说，这个操作过程中需要反复调整和主观判断定位，非常繁琐和累人（图3）。
图3：实物面弓的临床应用
面弓在下述操作中，如果使用不正确，就会导致错误的结果。
· 面弓放置
· 面弓各部分的连接
· 患者体位
· 位置关系的确认
· 上颌模型的定位
· 下颌模型的定位
· HE关系的确认
过程中的错误会直接影响上下牙弓间距离，咬合接触和应力方向的判断（图1，4）。这些判断的错误会直接影响到正确的诊断，治疗计划的制定，种植体类型的选择，基台的角度选择以及修复体的设计。
图4：模型在HE架上处于错误的位置
如果上HE架中的错误没有早期发现，最终可能获得仅仅只能凑合的治疗结果，或者非常糟糕的修复体（外形和功能），并且需要不断复诊调整，最后还是需要重新修复。
就像其他各种不良修复体一样，最终的后果就是导致时间和费用的浪费，患者的怨言，医生的压力，还有不必要的环境危害。
虚拟面弓
为了克服上述种种不良恶果，虚拟面弓软件（VF，Research Driven，Komoka Ontario）应运而生。其在临床工作中，可以用来替代传统的实物面弓（图5）。
图5：VF软件二维码
软件采用了多重安全设计，使其在面弓定位与转移过程中，能够最大程度的减少误差，它还将患者照片，定位确认，解剖以及咬合关系特征记录都整合在了一起。VF软件是一款开源的平板电脑软件，因此您只用购买一台普通的平板电脑，再加上一点点购买软件的费用，就可以无限地使用虚拟面弓技术了。
软件中的数据可以轻松共享，能够在各种设备上通用，不需要特殊的终端软件，打开和读取都很方便，还能够通过邮件快捷传送。软件设计的初衷就是为了更加有效，更加高效，更加经济，更有教育意义。VF软件的运行环境要求有：安装有安卓系统的任何可以支持的平板电脑，带有后置摄像头，操作系统的最低版本为4.0.3。它目前可以在google的应用商店中下载。
虽然软件可以单独使用，用来代替传统面弓，但是我们还可以使用一些辅助器械来使得HE位关系的转移变得更加简单易行。患者定位器可以确认患者的体位，垂直的平板电脑底座可以固定电脑，HE架底座可以帮助固定上颌模型。
操作方法：病例报告
下面我们来详细说一下这个软件的使用步骤。先让患者保持恰当的体位，将平板的电脑放于底座，并放置于距离患者6-12英寸的范围内。启动软件（图6）。
图6：平板电脑——患者之间的相互位置
将软件中的颅面骨外形和参考点与患者的外貌相重叠，确认平板电脑位置正确，拍摄一张照片。如果需要，可以调整所拍摄照片的大小和位置，然后保存。通过分别调整软件中颅面骨参考图像和所拍摄照片二者的透明度，进一步确认中线，切嵴，HE平面和其他解剖参考点的位置正确（图7）。在患者口内检查咬合接触情况，并通过触摸屏输入平板（图9）。临床部分的操作就结束了。
图7：患者面部照片和颅面部参考图像重叠的截屏
图8：咬合接触
图9：软件中咬合记录结果的截屏
技工室
如果医生将上HE架的工作交给了技工室，那么有关咬合记录的工作就结束了，之后的步骤由技工室完成。对于那些自己上HE架的医生，我们来进一步说明怎么进行下面的步骤。将平板电脑放置于底座，并放置于模型前方大约6-12英寸，启动软件。将上颌模型放置于HE架的上颌体上（图10）。调出之前拍摄的患者照片。
图10：模型照片
调整上颌模型的倾斜度，使之与图像上的各个标志点位置重合。确认中线，切嵴，HE平面与面部参考点的位置（图11）。
图11：患者面部照片和上颌模型照片重叠的截屏
将模型调整到正确位置后，拍摄一张照片。如果需要，可以对所拍摄照片调整大小和位置，然后保存。通过调整面部照片和上颌模型照片的透明度，可以再次确认上颌模型的位置是否正确，然后将上颌模型固定于HE架上的上颌体。打开有关咬合关系的记录（图9），并据此将下颌模型放置于正确的位置，然后在HE架上固定。
此时，VF软件中有了三张图像，一张是颅面部的参考图像，一张是患者的面部照片，还有一张是上颌模型的照片。通过调整任何一张图片的透明度，进一步确认三者之间位置的正确性（图12），从而保证最终上颌模型在HE架上处于正确的位置。技工室的操作部分到此也就全部完成了（图13）。在视频网站YouTube上有相关的操作视频，可以查看（图14）。
图12：颅面部参考图像，患者面部照片和上颌模型照片重叠的截屏
图13：VF软件指导下完成的模型上HE架
图14：Youtube上的操作视频二维码
相关的文件可以保存为一系列的PDF格式或者JPG格式文件，且文件大小适中。术者可以将整套文件或者单个文件通过电子邮件发送给第三者。术后，使用者可以再次调出图像数据查看，但是不能再次修改。
讨论
此款VF软件采用了多种专利设计特性，可以确保平板电脑能够正确的记录，确认，并重现上颌骨相对于面部参考标志点的位置。因此，对于上颌模型上HE架的操作，VF软件提供了一种非常简便，高效的技术。
VF软件也可以记录上下颌之间的咬合关系，这对于将模型精确的上HE架很重要，所以对于复杂的种植病例（图15），VF软件也可以胜任将HE关系转移至HE架的工作。HE架上的模型位置精确，种植体植入的位置和角度才能准确（图16）。
图15：种植病例
图16：种植体X片
西安大略大学的Schulich医学与牙学院最近完成了一项相关研究。研究通过对完成了种植治疗的患者取印模，记录咬合，上HE架，来比较传统面弓与虚拟面弓技术之间的差异。
一位牙学院学生采用传统实物面弓，另外一位采用虚拟面弓。模型上HE架之后，评价以下几种指标：模型位置（前后位置，侧向位置），咬合接触的数量，临床操作时间，技工室操作时间，以及费用。初步的研究结果显示虚拟面弓更加精确，更加高效，具有更高的性价比。相关的数据会很快发表。
锥体束CT仍然是种植治疗计划设计的金标准，但是由于费用或者其他的原因，很多的医生没有条件使用。许多种植治疗都是没有经过良好的咬合记录观察和设计就完成的。VF软件为这些医生提供了一种价格低廉，简单易用的数字化解决方案。
结论
此VF软件是一款开源的平板电脑软件，不仅可以帮助将上颌模型正确地上HE架，还可以记录咬合关系。不仅如此，VF软件加强了HE架与面部解剖特征之间的对应关系，还通过一系列照片记录了临床操作过程。
虚拟面弓为临床医生们提供了代替传统实物面弓的数字化方法。尽管初步研究证实了它的有效性，但是还需要更大规模的研究来进一步确认。
在种植治疗中，通过降低诊断和治疗过程中发生错误的可能性，VF软件有助于预防，或者最大程度的减小因模型在HE架上位置不正确而引起的治疗问题，提高种植治疗最终的成功率。
