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种植义齿修复的临床应用日益广泛，其适用范围也在不断扩大，以往的一些相对禁忌症也变成了适应症，对其技术要求也越来越高。对于许多复杂病例，如多牙缺失区域、受植区骨结构异常或有骨缺损时，往往易导致并发症：术中牙槽骨侧壁穿孔、神经损伤或种植体位置、方向和深度的欠佳等。本研究采用先进的MIMICS、SimPlant、Magics13.0(Materialise，Inc，Leuven，Belgium)等软件结合高精度螺旋CT(Spiral Computerized Tomography，SCT)、激光固化立体造型(Stereolithography Apparatus，SLA)和快速成形技术(Rapid prototyping，RP)，制作精确的个体化模板，使术者在术前精确测量出种植位点可用骨的高度和厚度，指导种植手术的准确进行，提高种植牙的成功率。 第一部分牙颌骨计算机三维重建的准确性研究 研究目的 牙颌骨的准确三维重建一直以来是一个难点。利用高分辨率CT扫描资料在计算机上进行三维重建迅速受到了学者们的广泛关注，基于螺旋CT扫描图像的计算机三维重建更加精确。本研究使用螺旋CT对牙颌骨进行研究，以期选择出一种快捷准确的影像学手段，并对牙齿外形和颌骨空间位置进行准确三维重建并进行定量测定，探讨牙颌骨计算机三维重建的准确性，为进一步的研究打下基础。 材料与方法 1.材料：选取新鲜、完整拨除的离体牙(正畸或牙周病拨除的双尖牙30颗，发育完成拨除的第三磨牙11颗，牙周病拨除的磨牙22颗)；20例种植患者，16，11，21，26，36，46无缺失，牙齿发育正常。 2.方法：使用数显游标卡尺测量牙冠宽度及厚度，并取两次测量的平均值；螺旋CT对离体牙和患者进行扫描，经MIMICS12.0软件进行三维表面重建，测量牙冠宽度、厚度，将以不同的CT灰度值(HU值)重建的牙齿表面数据与离体牙测量数据比较，确定最佳的CT灰度值(HU值)，以最佳的CT灰度值重建20例患者颌骨三维影像，测量上颌磨牙间宽度、上颌尖牙间宽度和左右磨切牙距离，用SPSS17.0软件对结果进行配对t检验分析。 结果 软件处理后获得了良好的多维、多平面重建图像，清晰显示了牙颌骨的外形及重要的解剖结构，螺旋CT系统前后两次测量牙冠宽度及厚度的结果之间无统计学差异，游标卡尺前后两次测量牙冠宽度及厚度的结果之间无统计学差异，螺旋CT系统不同CT阈值(HU值)三维重建牙齿大小不一，1600HU值时三维重建的牙齿形态数据与实测离体牙数据最接近，牙冠外部形态基本相似，点隙裂沟、尖窝大小、外形高点等基本一致； 螺旋CT系统测量与游标卡尺测量上颌磨牙间宽度、上颌尖牙间宽度和左右磨切牙距离的数据相关系数r分别为0.916，0.934，0.928，0.921，P值均>0.05，表明两种测量之间差异无统计学意义。 结论 1.1600HU值可以作为本地成年人牙齿CT三维重建时的标准值； 2.MIMICS12.0软件可以读取二维CT图像数据文件，并进行准确的三维表面重建： 3.尖牙、双尖牙和磨牙表面标志清楚，可以作为CT准确测量的标志点； 4.牙颌骨计算机三维重建的准确性高，重复性好，可以用于进一步的研究。 第二部分快速成型技术的准确性和个体化种植模板的贴合性研究 研究目的 种植体植入位置由于各种因素的影响常常出现不准确，给手术、修复带来许多困难。CT扫描结合种植模板技术能使术者在术前精确地测量出种植位点可用骨的高度和厚度，提高种植牙的适应症和成功率。基于颌骨螺旋CT图像，并利用计算机辅助设计(computer-assisted design，CAD)和计算机辅助制造系统(computer-assisted manufacture，CAM)及快速成型工程制造技术，研究和开发新型的外科模板将是种植外科发展的一个趋势。本研究就是要确定CAD/cAM技术的准确性，并展示这种基于CT数据，通过软件虚拟植入、制作的个体化种植模板的准确性及可靠性。 材料与方法 1.材料：已经行CT扫描的63颗离体牙STL，数据和20例种植患者CT的DICOM(Digital Imaging Communications in Medicine，DICOM)数据，以及对应的超硬石膏记录模型。 2.方法：将离体牙的标准模板库(Standard Template Library，STL)数据导入CAM系统，转换成RP制作识别系统，立体光固化快速成型出光固化树脂牙；将光固化树脂牙齿与离体牙齿--对应，比较外形、大小、点隙裂沟、尖窝外形高点等。确定标志点，使用数显游标卡尺测量牙冠宽度及厚度，与离体牙进行比较；经SimPlant11.04软件读取牙颌骨DICOM文件，选取CT值，选取模拟种植体植入，自动生成虚拟的个体化种植模板，以高分子光敏树脂制作个体化种植模板，将个体化种植模板贴于相应的超硬石膏模型上，检测模板与石膏记录模型表面贴合情况。 结果 用螺旋CT对颌骨标本进行扫描及电脑软件处理后均获得了良好的多维、多平面重建图像，清晰显示了牙颌面部骨的外形及重要的解剖结构，为种植的研究提供科学、客观的数据； 63颗快速成型光固化树脂牙与离体牙肉眼观察；牙冠形态相似，表面尖窝相似，大小无明显不同，离体牙比树脂牙根部略长； 个体化模板戴在超硬石膏模型上，可以见到板面(模板-牙及牙龈软组织表面)高度贴合。模板完全就位于相应的牙表面；按压模板中部未见模板与牙表面间有翘动、高点、板面分离等现象；模板边缘与牙及牙龈软组织表面形成紧密接触，最大间隙0.95mm；在一定方向推压模板，模板不会滑动，固位良好。 结论 1.快速成型技术可以准确地复制牙齿外形，误差小于0.15mm，可以用于制作个体化模板： 2.SimPlant11.04软件可以读取螺旋CT扫描原始DICOM数据，并进行三维表面重建和自动生成个体化模板； 3.MIMICS12.01和Magics13.0软件能对个体化模板的STL数据进行修改，以便更适合于临床： 4.个体化模板能很好地贴合于超硬石膏模型上，固位良好，无松动： 5.个体化模板能准确反映术前设计方案，可以用于进一步的临床研究。 第三部分个体化种植模板应用于后牙部分缺失种植手术中的研究 研究目的 目前，种植义齿修复己在临床上广泛应用。如果能用微创的方法种植，医生和患者都将会很容易接受。不翻瓣种植越来越受到关注并被证明是可行的。术前对种植体精确定位并转移到术中准确执行是保证不翻瓣种植成功的关键。种植模板作为最终信息载体，通过准确的定位和引导，能够有效地实现牙种植手术的设计思想，这对于种植修复的安全以及功能与美学效果均具有重要的临床意义。基于牙颌骨螺旋CT图像，并利用CAD/CAM及快速成型工程制造技术，研究和开发新型的种植模板将是种植外科发展的一个趋势。国外种植手术模板技术也比较成熟，但是价格太高，等待时间长，不适合国内开展。本研究个体化种植模板对于种植体的定位采取新的设计、新的制作并在临床中应用，希望获得良好的效果，同时价格低廉，便于临床上广泛使用。材料与方法 临床病例20例，从个别后牙缺失到游离多个牙缺失，上、下颌都有。经过螺旋CT扫描后，输入DICOM格式图像数据入SimPlant软件分析，描绘曲面断层曲线，分别生成曲面断层图、轴向、三维重建图和全景图；模拟植入种植体，从三维方向观察植入区的情况，特别注意上颌窦底和下颌神经等重要部位，留出2mm的安全距离。根据缺牙数目和部位选择牙支持模板或粘膜支持模板，模板导向孔厚度5mm。将模板数据导入CAM系统，转换成国内快速成型中心识别的系统，立体光固化快速制作出种植导板。个体化种植模板指导种植手术过程，术后观察手术效果。 结果 牙支持模板固位良好，与邻牙贴合。术中应用模板，不需要翻瓣，植入点指示明确，预备过程中对种植体植入方向有严格的导向作用，手术时间明显缩短，出血少，病人恐惧感降低，术中术后未出现明显并发症。未出现邻牙松动、上颌窦意外穿孔而致上颌窦炎症；无不可复性神经麻木；种植体在非翻瓣的情况下愈合良好，无松动脱落： 全景片上种植体的长轴方向理想，与邻牙牙根、上颌窦、下牙槽神经处于安全距离；种植体周牙槽嵴顶的骨高度无明显下降，部分新生骨形成，可见牙槽嵴顶升高。 CT检查充分证实了全景片的结果，种植体按照术前设计处于理想的位置，并与周围骨组织结合良好。93颗种植体冠点距离偏差、顶点距离偏差和长轴角度偏差均值分别为0.38mm、0.43mm、2.02°，最大距离偏差0.65mm，最大角度偏差2.75°；角度偏差与冠点距离偏差及顶点距离偏差之间有显著线性相关。 结论 1.以MIMICS12.0、SimPlant11.04和Magics13.0软件，在个人电脑上成功建立了个体化种植模板设计系统，可以对牙颌骨系统CT原始DICOM数据进行读取、分析、设计、模拟手术种植、形成个体化种植模板，精确指导微创种植手术的进行： 2.种植模板指引下非翻瓣手术较经典手术方法(翻瓣种植术)操作简单，时间缩短，术中出血减少，术后出血、肿胀、疼痛较传统方法减轻，对生活的影响减轻，患者恐惧不适感降低； 3.种植体按照术前设计处于理想的位置，并与周围骨组织结合良好； 4.国产个体化种植模板价格低廉，操作简单，准确实用，值得临床推广应用。