数字化导板在埋伏多生牙拔除中的应用

    多生牙是常见的牙齿数目发育异常，好发于上颌前牙，常因替牙期儿童恒牙迟萌或牙间隙异常拍摄X线片后发现，多数需拔除。由于这类多生牙埋伏于骨内，口内不可见，锥形束计算机断层扫描（cone beam computed tomography，CBCT）影像可帮助术者明确多生牙埋伏深度、与邻牙和重要解剖结构（如切牙管、上颌窦）的位置关系、与恒牙（胚）接触情况及恒牙胚牙根发育阶段等。
    然而在具体的手术设计实施中，临床医生常因对影像学数据分析不全面、对解剖结构不熟悉而无法精准地将术前方案应用于实际，出现难以找到多生牙、去骨范围偏差过大等情况，造成不必要的损伤。因此，对于牙槽外科医生而言，准确、直观的引导方式将极大提高手术的安全性和微创效果。数字化导板能辅助埋伏多生牙的拔除，大大降低预估不足、操作偏差等可能性，同时通过精确控制翻瓣和去骨的范围，缩短手术时间，实现高效、微创拔牙。本文就数字化导板运用于埋伏多生牙拔除原理和现状进行探讨，并进一步展望其未来在牙槽外科的应用前景。
    1.数字化导板的设计与应用原理
    数字化导板需要利用CBCT和光学扫描技术获取患者口腔数据，导入软件进行图像分割、配准等处理，经计算机三维（three dimension，3D） 重建为临床医生呈现可视化的立体图像，便于分析患者数据，构思手术方案。通过计算机辅助设计/计算机辅助制造（computer-aided design/computer aided manufacturing，CAD/CAM）联合快速成型（rapid prototyping，RP）技术完成数字化导板的设计和制作，为埋伏多生牙拔除提供快速准确的定位，帮助手术微创实施。其主要流程包括图像数据的获取、3D成像、手术方案和导板设计、导板制作和手术实施。
    1.1 图像数据的获取
    上颌前牙区多生牙在牙槽骨内的空间位置、牙冠朝向、冠根比例、牙根发育程度、与邻牙关系及重要结构不确定性较强，CBCT可清晰地显示正常牙牙根、牙槽骨等硬组织形态，并直观地提供多生牙位置、深度、倾斜度、与周围组织关系等信息，是埋伏多生牙拔除的常规检查。但要想最大程度的还原真实的牙颌模型，仅通过单一成像技术是远远不够的。
利用口腔扫描系统对患者口腔印模材料翻制的石膏模型进行扫描，以表面成像的方式补充牙龈等软组织数据，同时准确显示牙冠形态，有助于后续的图像配准，为导板设计提供必要的定位与固位参考，提高导板使用的稳定性。一般而言，直接扫描天然牙列的精确性和可重复性更佳，但这种方式也受到患者开口度、牙列形态等影响。
    此时，CT数据又能填补扫描盲区的空白，因此二者的结合是采用不同支持方式的导板精确制作的基础。相比以往建模所运用的双扫描技术（dual scan technique），对佩戴放射导板的患者和放射导板进行2次CT扫描，口腔扫描和CT的组合还有减少辐射，操作简便的优势。
    1.2 3D成像
    将光学扫描的stl文件和CT影像的数据以dicom文件导入3D软件中，选择软硬组织阈值范围后配准拟合，使所有数据转移至同一坐标系，实现软硬组织等解剖结构的立体呈现。还可以在对CBCT数据图像分割、初步重建牙颌模型后，利用逆向工程（reverse engineering，RE） 技术，将口腔扫描牙列数据与重建的牙颌模型信息配准拼接，生成数据清晰、高像素的牙列3D模型。常用的3D软件包括3D-DORCTOR、Mimics、SimPlant、SurgiCase、PROPLAN CMF、Amira以及其他一些开源软件。
    1.3 手术方案和导板设计
    术者术前可在3D图像中清晰地标注出重要的解剖结构（如邻牙牙根、上颌窦、下颌神经管、颏孔等），并根据临床经验和影像学检查确定手术入路，设计手术方案，并运用CAD绘制导板，使导板能够在术中快速而准确地定位多生牙。在该步骤中，导板固位的稳定和手术分牙时切割深度的控制是较为关键的要素。导板固位良好是准确定位的前提，不同的支持方式决定了导板使用的稳定性。
    一般而言，口腔手术导板的支持方式分为牙支持式、骨支持式以及黏膜支持式。目前，牙支持式在临床应用最为广泛，且在3种支持方式中固位稳定最好，所引导的手术偏差最小。然而在拔除多生牙时，由于牙齿埋伏位置较深，手术翻瓣范围大，而牙支持式导板需要靠牙固位，导板体积也往往较大，尤其是对于上颌骨高位埋伏多生牙的病例，很大程度上影响手术的实施。因此，为最大限度地减少导板体积对手术操作的干扰，未来可考虑采用固位钉固位的骨支持式导板。
    研究表明，固位钉支持式导板和牙支持式导板具有同样良好的稳定作用。设计时可借鉴种植领域的导板设计——在第一个牙支持式的固位导板引导下预备固位孔，然后更换骨支持式的导板，并向固位孔中插入固位钉。如此既能减小骨支持式的导板体积，同时也能达到较好的稳定性和准确性，极大地改善手术的可操作性及效果。分牙时，切割深度的把握是减少深部创伤的关键。
    有学者参考CBCT上多生牙唇侧和腭侧缘至腭侧黏膜的距离选择合适长度的球钻和裂钻，结合引导环高度确定止动片位置；Giacomino等借鉴种植导板和根尖手术导板，利用环钻搭配垫圈和导板引导环控制下钻深度。此外，在实现手术导板基本功能的基础上，还可通过软件的分析和模拟，将数字化导板设计为基础的固位导板和其他部件自由组装的形式，进而在更多细节上辅助手术的精细化操作。
    比如对于靠近邻牙牙根、下颌神经管或上颌窦底的病例设计安全边界的指示部件，翻瓣后沿部件边缘在骨面作浅沟，或导板部件提示邻牙牙根位置，明确操作限制范围；设计高速涡轮机的钻针切割槽，引导钻取方向；设计带排水孔的引导环结构，既能保持翻瓣游离，划定操作区域，又能达到使去骨器械的冷却水快速溢出的目的。
    1.4 导板制作
    目前，导板制作主要通过CAM联合RP技术实现。3D打印即是RP技术之一，其他PR技术还有光固化成型（stereolithography，SLA）、选择性激光烧结（selective laser sintering，SLS） 等，制作周期一般在数小时到数天不等，取决于材料和设计的复杂程度。材料上，既可选择金属塑料复合材料，也可考虑生物相容性复合树脂导板主体和切割槽或开窗孔周金属部件组装的方式。但无论哪种材料都需具备一定的抗力、耐热特性，可以保证分牙和术前灭菌时导板的稳定性，并且切割时不产生碎屑污染术野。制作好的导板应在石膏模型或患者口内进行精确性匹配，符合精确性等要求后方能用于具体手术中。
    1.5 手术操作
    为满足不同的临床需要，导板在设计和应用上各不相同。尽管导板的首要功能是定位，但除此之外，导板还可辅助皮瓣切口和去骨，这就涉及到手术切口的选择。在现有研究中，手术切口可大致分为导板形态切口和器械形态切口。前者是指切口形态同导板边缘形态，既可直接沿导板边缘作切口，如学者们设计的导板，也可用染料标记后取下导板再行切口，如郑相淮等设计的导板。
    目前多数研究都采取了导板形态切口，而采用该种切口的皮瓣仅掀起，即翻瓣，仍保有皮瓣的血供。后者利用导板定位，但按器械末端形态在黏膜上作标记，如Giacomino等在导板引导下利用环钻在黏膜上加压形成出血点，并以此为皮瓣边界切取全厚瓣保存在Hanks平衡溶液中，术后原位缝合。采用这种切口皮瓣可一定程度缩小创面面积，减少手术创伤和出血量，但存在皮瓣坏死的可能。总之，不同的手术操作方式与导板设计密切相关，术者在前期方案制定时应考虑周全。
    2.应用现状
    当前，数字化导板在牙槽外科的应用还相对有限，为数不多的报道主要集中在前牙埋伏多生牙拔除的病例。在这些研究中，导板设计和手术实施的复杂程度有所差异。Jo等仅将导板用于定位和指导去骨，故在翻瓣后就位，限制钻针的操作范围；刘培才等对唇侧入路手术设计了两段式导板，沿黏膜支持部分作导板形态切口，再按骨面支持部分的开窗孔去骨，两部分通过角度对齐或设计为嵌入式接合；腭侧入路的导板则设计为一整体，在沿龈沟切口翻瓣后就位，去骨；郑相淮等设计了唇侧一体式导板，就位后用龙胆紫标记定位部件下缘，移走导板，作黏膜弧形切口，翻瓣后再次就位，沿定位部件上缘去骨，暴露多生牙。
    王雨薇等设计出一款步骤组装式导板，翻瓣、去骨、分牙，在软件中模拟和分析后分别设计导板部件，按需组装至固位导板上。各式导板或简单或复杂，无绝对优劣之分，结合具体病例实现安全微创拔牙才是核心。然而，数字化导板的应用不止于此，同样需要“定位”的手术还有完全埋伏智齿拔除和颌骨囊肿摘除。王文超等在翻瓣后利用方形3D打印导板准确开窗，6例完全埋伏牙的拔除和囊肿摘除均一期愈合；Ahn等在软件中设计下颌磨牙根尖定位导板时先定位去骨的中心位置，再模拟颊部软组织阻挡最少的去骨角度设计钻道，手术时沿钻道钻取定位的中心点至一定深度后，取下导板，在直视洞内的情况下逐步扩展。
    这在某种程度上解决了口内操作空间有限，而导板在口腔深部可能加剧操作空间限制的问题。数字化导板的应用，通过快速定位多生牙可缩短手术时间至平均16.8 min。这不仅避免了因定位偏差需扩大创面、延时操作的情况，而且术后并发症少，真正做到安全、微创拔除埋伏多生牙，这对经验尚且不足的医生或在基层医疗机构将有很好的应用前景。然而，导板辅助拔牙也存在着明显劣势，比如医院需配备相应的设备如口内扫描仪、3D打印机等，而这些设备在基层医疗机构难以配置。
    未来，随着主动外包医疗服务医疗的发展，有望形成患者在基层医疗机构完成术前基本检查、外包公司与医师配合完成导板与手术设计、公司完成导板制作，最后医疗机构完成手术的新模式，上述模式的规范应用有望促进导板辅助拔除多生牙的微创化、精准化发展。除了数字化导板的静态导航方式外，在颌面外科应用广泛的手术动态导航系统也有用于拔除埋伏多生牙的报道。将导航系统安装于患者头部，术者通过查看实时图像，根据导航探针的移动情况判断多生牙位置，也可实现快速、准确的拔除。对比数字化导板，动态导航系统虽然在准确性上可能更胜一筹，甚至提供操作预警，但在设备上的资金投入远大于导板制作，推广难度相对较大。
    3.展望
    数字化导板在多生牙拔除中的应用，其直观、快速、准确、便捷等优势显而易见，手术微创效果肯定。同时，导板的应用大大降低了拔除埋伏多生牙的技术敏感性，对临床经验相对不足的年轻医生或基层医疗单位开展手术业务大有裨益。不过数字化导板在多生牙拔除的实际应用中还有诸多方面有待完善。
    现阶段，已报道的数字化拔牙导板多为用于定位，在设计上较为简易，难以用于辅助拔除较为复杂的阻生多生牙，这些导板在定位的精确性上与传统方式相比有多大差异、导板除了引导定位和去骨外其他细节设计如何帮助手术更微创高效仍需大样本、高质量的临床研究进行深入探索。此外，目前应用较多的牙支持式导板设计体积相对较大，一定程度上影响了较为复杂手术的实施。随着导板设计精确化程度不断提高和材料的不断改进，未来骨支持式导板有望在多生牙拔除、阻生牙开窗、颌面部囊肿摘除中获得更多的应用。