摘要：针对国内种牙手术中普遍存在的依赖医生

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1、摘要：针对国内种牙手术中普遍存在的依赖医生　　摘要：针对国内种牙手术中普遍存在的依赖医生临床经验进行操作，手术的精确度和质量有待改善的问题，将图像处理、三维重建、快速成形制造等现代设计与制造技术与医学结合，构建精确种牙技术体系。对系统框架、口腔三维重建、手术导板设计、物理模型制造等关键问题进行了深入研究，实现了种牙导板的设计与制造，并在11例种牙手术中得到了应用。临床应用实例表明，应用精确种牙技术体系，种牙的效率和质量可以得到有效提高。　　　　关键词：设计制造精确种牙快速成形　　　　0前言　　　　20世

2、纪50年代，被誉为种植牙鼻祖的瑞典哥德堡大学教授BRANEMARK发明钛金属与骨的结合并提出了“骨整合”的概念，从而奠定了现代种植学的发展方向。人工种牙就是在缺牙区的齿槽骨里植入能与骨头结合良好的钛金属牙根，即种植体，经过3～6个月的逾合期，钛金属牙根和周围的牙床骨完全结合，成为坚固且能承受巨大咬合力的人工牙根，然后在人工牙根上通过基台联接氧化铝等材料做成的人工牙冠，这样就在坚固的牙根上再造出美观、舒适、感受很像真牙的牙齿，如图1a所示【l】。由于钛金属具有良好的生物相容性，不被排斥，可与骨内的骨细胞相

3、结合而牢牢地固定在颌骨内，因此人工牙根具有良好的固定力，可支撑咀嚼时所需的各种假牙。　　种牙时，怎样确定人工牙根植入的位置、角度、深度等参数是非常重要的问题，这将直接影响种牙后牙齿的咬合情况，进而影响牙齿的使用。目前的种牙手术中，医生通过二维X光片进行分析并制定方案，即术前须做口腔曲面全景体层摄影检查，虽然x线曲面体层片能显示种植区域周围骨关系的一定信息，但该方法仅能提供二维平面图像，医生只能间接通过二维图像来推测三维解剖结构关系，即所谓的“思维三维”，并且缺乏相关计算机辅助设计和制造技术的支持，实际临

4、床手术时，所有的操作只能靠医生经验进行，制定的方案无法得到精确实施。（转载自zanufacture，CAM)、快速成形(Rapidprototyping，RP)等在医学领域得到了广泛应用，牙科特别是种植牙手术中也逐渐应用到这些先进工程技术，并形成了计算机辅助种牙方法。目前，国外计算机辅助种牙技术已经有比较成熟的解决方案和应用实例，比较有影响的是瑞典的NobelBiocare公司ProceraⅢ牙科解决方案和比利时Materlise公司的SimplaIlt圆牙科解决方案，为世界各地的医生和患者提供种植所需

5、的数据处理服务、手术导板和种植体等产品。由于国内缺乏相关的研究和技术支持，种植中所需的数据处理服务、导板和种植体等产品都依赖进口，费用高昂，且周期较长，因此国内种植界大多采用常规方法进行种植，手术效果得不到保证。图1b、lc是常用种牙手术和国外在导板支持下的种牙手术的比较，导板是通过在骨骼三维重建的基础上进行理论分析和计算得到种牙参数的基础上设计出来的，种植时将导板置于患者口腔中固定，种植的角度、深度完全由导板上的钻套确定和保证，医生根本无须考虑；而国内种牙手术中通过一些粗略的估计和汁算确定人工种植的位

6、置和方向，临床手术中完全靠医生的经验进行操作。　　随着医学技术与工程技术的不断交叉与融合，反求工程、快速成形等现代设计与制造技术在医学领域的应用已经得到了广泛研究。HIEU掣¨1利用快速成形等技术实现了颅颌面缺损修复个性化植入体的设计和制造，并在临床手术中得到了成功应用。LIU等【5】详细探讨了快速成形的各种原理以及在牙科中应用的可行性，分析了实现精确种牙的工程技术方法。国内研究主要集中在三维重建、生物力学分析等方面，柏钢等【6】研究了下颌神经管的CT扫描、重建方法及在后牙种植中的应用。游素兰等

7、【7J利用Mimics软件建立了下颌的三维有限元模型，用于生物力学分析。林艳萍等【8】研究了正颌外科手术中计算机生成牙合板的方法，临床应用表明手术精度和效率都得到了提高。分析国内外的研究现状表明，在利用现代设计与制造技术实现精确种牙方面，目前还缺乏有针对性的系统研究。　　针对目前国内牙种植的现状和世界种牙技术的发展趋势，基于医学图像处理、三维模型重建、复杂产品快速设计与快速制造等工程技术，构建精确种牙技术体系，重点研究利用现代设计和制造技术解决其中的种牙方案制定、数据处理、导板设计、导板制造等关键问题，

8、使先进的工程技术在种牙中得到应用，提高牙种植的精确性、手术效率和质量，减小手术过程中对医生经验的依赖，实现精确种牙，并为国内精确外科手术的发展提供借鉴。　　　　1精确种牙体系框架　　　　精确种牙是利用图像处理、三维模型重建、曲面与实体造型设计、有限元分析等现代设计技术和快速成形、数控加工等现代制造技术，基于三维计算机模型和快速成形的实体模型以及手术辅助导板，辅助完成种牙的外科手术，使手术基于一定的理论计算和分析，并通过一系列精度保障方案得到