动态导航系统在部分特殊种植病例中的应用研究进展

    近年来，牙种植已逐渐成为口腔牙列缺损和（或）牙列缺失的主要修复方式之一；在此基础上，相对于传统的自由手种植，即使经验丰富的医生也无法精确将种植体根据术前设计植入既定三维位点。此外，由于口腔颌面部结构复杂，种植自由手有时并不能完美避开术区的重要解剖结构，如下颌神经管、上颌窦等，从而导致各种并发症的出现，而当患者伴有严重牙槽骨吸收时，其种植难度将大大增加，然而动态导航可以协助种植医生最大程度的利用现有骨量，避免损伤重要解剖结构，从而更精准、微创、低并发症的完成种植手术。
    1.动态导航技术的发展
    近年来，动态导航系统逐渐开始在医学领域有广泛的应用，包括眼科、耳鼻喉、整形外科、血管外科、肿瘤外科等。计算机辅助种植手术（computer-aided implant surgery， CAIS）于1995年首次应用于临床，目的在于更加精确地将种植体植入术前欲设的三维种植位点。
    经过多年的不断发展，目前逐渐演变为动态导航系统（dynamic navigation system， DNS）与静态导板系统两种技术，而前者可以将术前三维虚拟图像实时定位于种植手术位点。
    动态导航技术于2000年左右开始运用于口腔种植手术，辅助种植体植入时通过空间定位，使用光学定位追踪系统，术中实时确定种植器械与颌骨内的空间位置关系，并通过空间配准技术与CBCT数据融合，实时精准引导手术顺利进行，同时实现种植器械的可视化及实时追踪。相对于静态导板而言，动态导航系统在精度方面的优势并不明显，但在提高舒适度、可视化暴露术区、缩短就诊周期等方面具有明显优势。
    2. DNS辅助长种植体在上颌骨重度牙槽嵴萎缩病例中的应用
    上颌后牙缺失后，由于上颌窦气化可导致牙槽骨高度降低，牙槽嵴顶与上颌窦底甚至可能仅存双侧皮质骨，从而列入常规种植的禁忌。此外，上颌骨后牙区牙槽骨通常较为疏松，部分病例中短种植体甚至标准植体植入后都无法获得良好的初期稳定性，从而影响其长期留存率，利用长种植体植入颧骨或翼上颌区成为了解决这一系列问题的方法之一，但其技术难度也随之伴随而来。
    2.1 DNS引导下的穿颧种植
    20世纪80年代Brånemark等首先提出了颧种植体的理念并完成了第1例颧骨种植病例。颧骨种植体（zygomatic implants， ZIS）与常规种植体类似，但其长度却增加到了30～52.5 mm，手术需要良好的术区暴露且保护周围重要的解剖结构，因此术前的充分评估极其重要，但临床检查仅能够提供较为有限的上颌骨、颧骨骨量及上颌窦信息，因此制定手术方案时常采用数字化技术进行颌骨的重建，从而设计颧种植体的三维位置。
    学者将数字化技术进一步应用于种植术中；Vrielinck等在导板引导下植入68颗颧种植体，成功率为93%，其植体平均角度误差5.4°。Gao等采用数字化设计，但随后使用自由手植入穿颧种植体，平均颈部误差（4.99±2.66）mm，平均根尖误差（6.11±4.28）mm，平均角度偏差（8.36±5.3）°；使用数字化静态导板进行穿颧种植，平均颈部、根尖及角度误差分别为2.77 mm、4.46 mm、11.2°。
    DNS引导下的穿颧种植是一种可预期性的种植方式，静态导板进行颧骨种植体手术时其误差很难控制；而由于颧骨种植体临近重要的解剖结构，种植体长度远高于常规种植体，无牙手术导板不方便固定等因素，手术静态导板的微小位置差异都有可能导致种植体位置较大的偏差。因此静态导板并不能在颧骨种植体手术中常规采用。
    实时导航技术在术中可捕捉、显示钻针与颌骨、颧骨之间的相对位置关系，指示钻针方向，可与术前设计进行实时对比，动态显示偏移方向和偏移量，以便于术者术中随时调整种植三维位点。Wu等在2015～2020年间使用动态导航引导穿颧种植术后的平均精度显示，221颗穿颧种植体平均颈部误差（1.57±0.71）mm，根尖误差（2.1±0.94）mm，角度误差（2.68±0.25）°，植体总留存率98.64%。Hung等评估实时手术导航系统用于双侧双穿颧骨种植准确性，颈部、根尖和角度误差分别为（1.35±0.75）mm、（2.15±0.95）mm和（2.05±1.02）°，且与种植体长度或位置无关，所有误差差异均无统计学意义。
    总之，动态导航系统在不同临床表现中的应用可以最大限度地利用现有骨量，精准进行种植手术，从而减小软组织剥离范围，手术创伤，缩短手术时间并减少各类并发症发生的可能性。
    2.2 DNS引导下的穿翼种植
    植入翼突的种植体最早由Linkow于1972年提出，这种延伸至翼突的种植体可获得良好的初期稳定及最终修复效果。1995年Balshi等将共51颗15～20 mm的长种植体植入上颌结节、锥突或翼突内，随访观察1～64个月，期间6颗种植体在二期手术前失败，1颗种植体在负载3个月后脱落，总成功率为86.3%；将植入翼上颌区（包括上颌结节、腭骨锥突、蝶骨翼突）的种植体统称为翼上颌种植体（pterygomaxillary implants）。
    临床中更长的种植体意味着需更深窝洞制备，随之损伤重要解剖结构、局部骨灼伤等手术风险发生率将大大增高，而数字化技术在翼上颌种植领域的应用，同样可简化其外科操作，提高种植的可预期性与安全性。
    Baishi等研究纳入981位患者共计1608翼上颌种植体经过静态导板及自由手种植后的临床数据，累计种植体留存率为90.80%，应用数字化导板辅助翼上颌种植体植入与自由手植入后种植体的留存率并没有显著临床差异。
    但导板应用于翼上颌种植可避免外科翻瓣，从而相对减少了手术创伤；无论是半程导板或全程导板，从术前设计到最终种植体植入过程仍存在客观误差，尤其是上颌结节处牙龈较厚造成导板就位误差翼上颌种植之中并不罕见，从而导致术中导板就位不准确和种植体植入三维位置偏差等并发症，可见静态导板技术在翼上颌种植中往往有一定的局限性。
    动态导航技术则可有效提高种植体植入精度，减少术中并发症的发生。Yao等临床病例报道显示，使用DNS辅助翼上颌种植体植入时，植入精度误差为：颈部0.91 mm，根尖部1.48 mm，角度4.06°。Stefanelli等对比了导航和自由手下进行穿翼种植时的精度，显示导航下颈部误差0.66 mm，根尖处误差1.13 mm，深度误差0.67 mm，角度误差2.64°；相对应的自由手误差分别为：1.54 mm、2.73 mm、1.17 mm、12.49°，且导航手术时间更短；提示DNS引导下的翼上颌种植体精度与常规种植精度相似，均高于自由手进行穿翼种植。创伤更小、疗程更短和治疗体验更好，熟练掌握不断发展的数字化技术以提供可预期的翼上颌种植治疗选项将是未来种植专科医生的必修课之一。
    3. DNS引导下的全口无牙颌种植
    种植体修复牙列缺失已被证实是一种科学且有效的临床治疗方法，大大提高了无牙患者的生活质量，随着种植技术的不断成熟，相关并发症发生率越来越低，无牙颌患者中植体十年留存率超过90%。
    牙列缺失患者通常牙槽骨吸收明显，解剖结构复杂，进行种植修复的过程中位点把控不易掌握，为减少相关并发症的发生，以修复为导向放置种植体被认为是最理想的方法，这样更有利于种植体的长期稳定。近年来临床医生开始使用静态导板来完成全口种植手术，Vercruyssen等分别使用静态导板以及自由手牙列缺失种植，导板精度颈部误差1.4 mm，根尖误差1.6 mm，角度误差3.0°；自由手精度颈部误差2.7 mm，根尖误差2.9 mm，角度误差9.9°。使用静态导板引导无牙牙合种植可显著提高种植精度，但其对患者张口度要求高、冷却效果差、术中不能自行更改方向等缺点。
    Stefanelli等使用动态导航治疗无牙患者精度结果显示：平均颈部误差0.67 mm， 根尖误差0.9 mm，深度误差0.55 mm， 角度误差为2.5°。Block等使用第2代导航系统（X-GuideTM，X-Nav Technologies）治疗部分无牙患者100例，精度结果显示：动态导航系统引导植体平均颈部误差（0.87±0.42）mm，根尖误差（1.56±0.69）mm，角度误差（3.62±2.73）°；自由手植入植体对应的误差平均值为（1.15±0.59）mm，（2.51±0.86）mm， （7.69±4.92）°。使用动态导航与静态导板对无牙患者进行种植修复时精度误差对比不明显，但均明显优于自由手种植。
    传统DNS引导无牙种植拍摄CBCT前于颌骨植入钛钉作为手术前配准所需的配准点，术中也需植入安装参考板所需的钛钉，其所需时间、技术敏感性以及患者舒适度方面仍有不足。满毅等利用新型导航装置将追踪点连接在下颌前牙区的种植体上从而获得了较为稳定的位置。术后精度显示颈部误差1.38 mm，根尖误差1.60 mm，角度误差1.80°，效果良好。
    满毅等将静态导板与动态导航相结合：首先常规设计静态导板，并在导板上安放阻射性钢珠并拍摄CBCT，将参考板安放固定于患者颌骨上的静态导板上，以导板上的阻射性钢珠作为配准点，避免了术前及术中于颌骨上安放钛钉这一步骤，提高患者舒适度，从而在导航与导板的共同引导下进行种植手术，精度方面相较于单纯使用静态导板或者动态导航也有所提高。目前牙列缺失种植病例中使用导板仍是大多数医师的首选，而简化动态导航系统操作流程、降低其使用成本，会成为日后导航系统在此类病例中使用的发展方向。
    4. DNS引导下的跨神经管种植
    由于下颌后牙区长期缺牙，导致该部位牙槽骨高度降低，当可用骨量不足6 mm， 短种植体不再适用时，需提前进行垂直骨增量或下牙槽神经移位术等增加可利用骨高度，但这些方法技术敏感性较高，伴较多并发症，如软组织裂开、生物膜暴露、感染及神经感觉异常等。因此对于下颌后牙区牙槽骨极度萎缩的患者，需要有一种更加微创、风险更低、精确度更高的技术。下颌神经管在颌骨中的位置通常偏向舌侧，其距离颊侧骨板外表面通常约4～8 mm，为跨神经管种植奠定了基础。由于该种方法精度要求较高，并不适合自由手种植，DNS系统已被较多学者证明其精确度明显高于自由手种植，近年来逐渐开始有学者进行DNS引导下跨下颌神经管的种植。
    王苏月等使用动态导航系统对9位患者共11颗植体进行了跨神经管种植，精度分析显示：颈部误差（1.1±0.4）mm， 根尖部误差（1.6±0.7）mm， 角度误差（3.2±1.1）°；11颗种植体均偏颊侧方向植入且均使用角度基台，术后复查咀嚼功能恢复良好，种植体边缘骨吸收在正常范围内；且无患者出现神经损伤症状。
    Chen等报道1例DNS引导下偏神经管颊侧种植病例，下颌神经管距离种植体距离为1.7 mm；精度方面，植体颈部，根尖部以及角度误差分别为0.682 mm、0.867 mm和2.317°。修复后复查边缘骨未见明显吸收，软组织健康，邻接及咬合均正常。下颌后牙区骨高度不足而骨宽度充足患者，利用DNS引导跨下颌神经管种植可能是一种不错的选择。
    5.日后发展方向及展望
    动态导航技术因其高度精准性、可在术中适时调整位置、不要求较大的张口度等优点深受青睐，但该技术引导种植手术国内现仍处于起步阶段。Casap等发现，使用过动态导航进行种植外科手术的学生在精度把控方面表现更佳，动态导航系统有利于加强学生对于种植体安放位置的把控、提高其熟练度。
    与静态引导手术相比，以往的研究表明动态导航导航需要更长的学习曲线，且需适应新的操作习惯。导航手术由于其复杂的准备和操作步骤，需比传统手术多25%的时间。CBCT拍摄、配准、追踪定位系统、人为因素以及种植位点等方面的微小误差都会对种植精度有所影响，包括其较高的技术敏感性以及昂贵的系统所需经济成本等，都是DNS在口腔种植领域发展所需要优化的方向。