数字化口腔种植学

口腔医学已进入精准医疗的新时代，口腔医师致力于为患者提供个性化的精准治疗。一系列能获取和利用患者数字化信息的高科技设备及技术被引入了口腔种植治疗的各个领域。无论从概念还是从方法上，与传统临床治疗程序相比，数字化技术以其高效精准的疗效和即时友善的交互界面赢得了医、患、技多方面的青睐。经过近几年的不断发展，临床上涌现出了大量应用数字化技术完成的口腔种植病例，数字化口腔种植领域呈现出百家争鸣、百花争艳的繁荣景象。然而，由于数字化技术发展迅速，软、硬件不断迭代更新，再加上材料学的发展，使得当前治疗呈现出多样化的特点，数字化口腔种植已经走到关键阶段，亟需一部著作将其梳理、整合，从而规范治疗技术，并与广大医技同仁共同交流学习，更好地普及推广，这即是编写本书的初衷。
本书中“数字化”的概念是指将许多不同来源的信息转变为可以度量的数字、数据，再以这些数字、数据建立起可视的数字化模型，引入计算机内部进行统一处理的过程。数字化口腔种植技术是指将数字化的理念部分或全程应用于口腔种植治疗过程，并用数字化的方法，通常指计算机辅助设计与计算机辅助制造（CAD/CAM）进行口腔种植治疗的技术。CAD/CAM 技术作为主轴线技术贯穿于整个数字化口腔种植治疗过程，包括：数字化信息的获取、数字化诊断评估、数字化种植外科导板及上部修复结构的设计与制作等，本书将针对上述治疗过程依次展开阐述和讨论。数字化技术的应用进一步贯彻了“以修复为导向”的口腔种植治疗理念，并显著推进了种植治疗向精准、高效、可预期的方向发展。然而，数字化技术也有其局限性，如软硬件的兼容与开放、医师的学习成本、加工与制作的误差等，在本书中也将展开讨论。
本书终能付诸出版，离不开全体编委和工作人员的通力合作。林潇医师和孙玉洁医师为本书的组织、编写及校对付出了辛勤的劳动，在此表示衷心感谢。本书在编写过程中，得到了宿玉成教授的悉心指导，也得到了首都医科大学附属北京口腔医院、四川大学华西口腔医院、上海交通大学医学院附属第九人民医院、福建医科大学附属口腔医院、滨州医学院附属烟台口腔医院、重庆医科大学附属口腔医院、广州医科大学附属口腔医院、大连市口腔医院、北京大学口腔医院、香港中文大学（深圳）医学院的领导及同仁的大力支持，特此一并表示感谢。
数字化口腔种植技术发展日新月异，本书编写时间仓促，编者水平有限，在内容上难免存在遗漏和错误，恳请广大读者包容和批评指正。相信在不远的未来，数字化口腔种植技术的发展必将使更多患者受益！
耿 威
于北京
2022 年5 月6 日 

本书贯彻“以修复为导向”的口腔种植治疗理念，将CAD/CAM技术作为主轴线技术贯穿于整个数字化口腔种植治疗过程，包括：数字化信息的获取、数字化诊断评估、数字化种植外科导板及上部修复结构的设计与制作等，并对上述治疗过程依次展开阐述和讨论；同时，对软硬件的兼容与开放、医生的学习成本、加工与制作的误差等展开讨论。

主任医师，教授、博士研究生导师。中华口腔医学会口腔种植专业委员会常委、口腔颌面修复专业委员会委员，北京口腔种植专业委员会副主任委员，国际口腔种植学会（ITI）专家组成员。担任《国际口腔颌面种植学杂志》中文版编委，《中国口腔种植学杂志》编委。美国加州大学洛杉矶分校（UCLA）访问学者，2005年入选北京市科技新星，2015年获北京市高层次卫生人才项目资助，主编《数字化口腔种植学》，参编规划教材《口腔种植学》《口腔固定修复学》，及专著《现代口腔种植学》。主译、参译论著4部，主持国家及省部级课题7项。

章 概论/ 1
节 数字化口腔种植技术概述 / 2
第二节 数字化口腔种植治疗程序 / 3
一、 数字化诊断评估与设计程序 / 3
二、 数字化口腔外科程序 / 4
三、 数字化口腔修复程序与数字化口腔技工工艺程序 / 4
第三节 数字化口腔种植技术的挑战与展望 / 5
第二章 口腔种植数字化信息采集/ 7
节 体数据获取技术 / 7
一、 体数据概念 / 7
二、 体数据分类及特点 / 8
三、 体数据的获取方法 / 8
四、 体数据的三维重建 / 9
五、 体数据输出 /10
第二节 面数据获取技术 /11
一、 面数据概念 /11
二、 口内扫描 /12
（一） 口内扫描的概念 /12
（二） 口内扫描仪的组成 /12
（三） 口内扫描仪的原理 /13
（四） 文件格式 /13
三、 口外扫描 /15
（一） 口外扫描的概念及原理 /15
（二） 种植体三维位置口外扫描仪技术优势 /16
四、 模型扫描 /18
（一） 模型扫描的概念 /18
（二） 模型扫描仪的发展 /18
（三） 模型扫描仪的分类及组成 /18
五、 颜面部三维扫描 /20
（一） 颜面部三维扫描的概念 /20
（二） 颜面部三维扫描技术的原理及分类 /20
（三） 动态面部三维捕捉（4D）系统 /22
第三节 下颌运动数据获取技术 /23
一、 下颌运动记录的标志点和观测面 /23
（一） 下颌运动记录的标志点 /23
（二） 下颌运动记录的观测面 /23
二、 下颌运动轨迹描记的方法及发展 /24
（一） 机械描记法 /24
（二） 电磁法 /24
（三） 电子下颌运动轨迹描记法 /25
（四） 超声波法 /25
三、 下颌运动轨迹描记的功能 /27
（一） 诊断评估患者口颌系统运动功能状态的必要手段 /27
（二） 确定颌位关系的依据 /27
（三） 获取下颌运动的“动态数据”，实现精准的修复体设计 /27
（四） 医患沟通的桥梁——可视化 /27
（五） 下颌运动数据与CBCT 数据结合，获取解剖结构动态特征 /27
第四节 多源数据融合技术 /28
一、 数据配准 /28
（一） 同名点配准 /28
（二） 附加标志点（标靶）配准 /28
（三） 坐标系配准 /29
二、 数据配准及融合策略 /29
（一） 基于附加标志点叉的牙颌数字模型与面扫数据配准策略 /29
（二） CBCT 数据、颜面部三维数据和牙颌模型数据配准及融合的策略 /29
三、 配准误差 /32
（一） 数据采集误差 /32
（二） 多源数据配准误差 /32
四、 数字化系统分类 /32
（一） 封闭式数字化系统 /32
（二） 开放式数字化系统 /32
第五节 虚拟口腔科患者 /33
一、 虚拟口腔科患者的概念 /33
二、 虚拟口腔科患者的应用及意义 /33
（一） 三维虚拟口腔科患者在辅助治疗中的应用 /33
（二） 虚拟患者在教育中的应用 /34
第三章 口腔种植数字化诊断评估与设计/37
节 牙列缺损患者的数字化信息获取、诊断评估与设计 /37
一、 数字化信息获取与整合 /37
（一） 剩余牙列及黏膜数字化表面信息的获取 /37
（二） 颜面部三维信息获取 /39
（三） 下颌运动轨迹数据采集 /40
（四） 修复体数字化信息的获取与建立 /41
（五） 颌面部解剖结构数字化信息的获取 /43
（六） 数字化信息的整合 /44
二、 诊断评估与设计要点 /45
（一） 前牙美学区 /46
（二） 后牙区 /52
第二节 牙列缺失患者的数字化信息获取、诊断评估与设计 /55
一、 数字化信息的获取与整合 /57
（一） 黏膜表面形态的数字化信息获取 /57
（二） 颜面部三维信息获取 /58
（三） 预期修复体数字化信息的建立与获取 /59
（四） 颌面部解剖结构数字化信息的获取 /62
（五） 数字化信息的整合 /64
二、 诊断与评估要点 /66
三、 病例设计要点 /69
第四章 计算机辅助口腔种植外科规划及设计 /79
节 概述 /79
一、 导板外科的概念 /79
（一） 概念 /79
（二） 分类 /80
（三） 特点 /81
二、 导航外科的概念 /81
（一） 概念 /81
（二） 组成及分类 /82
（三） 特点 /82
第二节 计算机辅助口腔种植外科规划及设计发展史 /83
一、 导板外科发展简史 /83
二、 导航外科发展简史 /84
第三节 导板外科规划及设计流程 /84
一、 数据输入与整合 /84
（一） 体数据输入与处理 /85
（二） 剩余牙及黏膜和预期修复体数据输入 /87
（三） 数据整合 /90
二、 口腔种植外科规划及设计 /91
（一） 拟种植区域的定量测量 /91
（二） 模拟种植手术 /92
三、 数字化口腔种植外科导板的设计及数据输出 /93
（一） 导板设计 /93
（二） 数据输出与加工 /95
（三） 数字化口腔种植外科导板引导下的种植外科手术实施 /95
（四） 终修复完成 /95
第四节 多颗牙连续缺失的计算机辅助口腔种植外科规划与设计 /98
一、 患者简介 /98
二、 病例分析与方案设计 /98
（一） 术前信息采集 /98
（二） 术前计算机辅助口腔种植手术规划与设计 /99
三、 手术及修复流程 / 100
（一） 数字化口腔种植外科导板引导下的种植外科手术实施 / 100
（二） 种植修复完成 / 101
第五节 牙列缺失的计算机辅助口腔种植外科规划与设计 / 102
一、 患者简介 / 102
二、 病例分析与方案设计 / 102
三、 手术及修复流程 / 103
第六节 动态导航系统的口腔种植外科规划与设计 / 108
一、 患者简介 / 108
二、 病例分析与方案设计 / 109
三、 手术及修复流程 / 109
（一） 术前准备及信息采集 / 109
（二） 计算机辅助口腔种植外科设计 / 110
（三） 口腔种植外科过程 / 110
（四） 种植修复过程 / 111
第七节 计算机辅助口腔种植外科规划及设计的意义与展望 / 115
一、 计算机辅助口腔种植外科规划及设计软件的功能总结 / 115
二、 展望 / 116
第五章 数字化口腔种植外科导板引导的口腔种植外科/ 117
节 口腔种植外科导板 / 117
一、 口腔种植外科导板的概念 / 117
（一） 口腔种植外科导板的发展 / 117
（二） 传统口腔种植外科导板 / 118
（三） 数字化口腔种植外科导板 / 118
二、 口腔种植外科导板的作用 / 119
（一） 精确定位、定向和定深 / 119
（二） 减少手术并发症 / 119
（三） 实现微创种植手术 / 119
（四） 缩短手术时间，减少患者不适 / 120
第二节 数字化口腔种植外科导板分类 / 120
一、 按支持方式分类 / 120
（一） 牙支持式口腔种植外科导板 / 120
（二） 骨支持式口腔种植外科导板 / 121
（三） 黏膜支持式口腔种植外科导板 / 121
（四） 混合支持式口腔种植外科导板 / 121
二、 按引导方式分类 / 122
（一） 全程引导的数字化口腔种植外科导板 / 122
（二） 非全程引导的数字化口腔种植外科导板 / 122
三、 按导板功能分类 / 123
（一） 取骨植骨定位导板 / 123
（二） 截骨导板 / 126
（三） 龈缘指示导板 / 126
（四） 固位钉导板 / 128
（五） 临时修复体导板 / 130
第三节 口腔种植外科方案设计 / 132
一、 预期修复体的位置及形态 / 132
（一） 患者诉求 / 132
（二） 修复空间 / 132
（三） 软硬组织条件 / 132
（四） 邻牙及对侧同名牙分析 / 132
（五） 咬合分析 / 132
（六） 美学分析 / 132
二、 种植体的三维位置 / 132
三、 导板设计要求 / 133
第四节 数字化口腔种植外科导板的制作 / 134
第五节 口腔种植外科导板手术器械盒 / 134
一、 非全程导板器械盒（通用型导板器械盒） / 134
（一） 固位钉 / 134
（二） 固位钻 / 135
（三） 牙龈环切钻 / 135
（四） 定位钻 / 135
（五） 扩孔钻 / 136
（六） 钻针引导器 / 136
二、 全程导板器械盒 / 136
（一） 牙龈环切钻 / 136
（二） 研磨钻 / 136
（三） 扩孔钻 / 136
（四） 骨皮质成形钻 / 136
（五） 攻丝钻 / 136
（六） 扩孔钻钻针引导器 / 137
（七） C 型钻针引导器 / 137
（八） 导板固位杆 / 137
（九） 棘轮扳手 / 137
（十） 棘轮扳手适配器 / 137
（十一） 种植体植入适配器 / 137
第六节 数字化口腔种植外科导板的临床程序 / 138
一、 单颗牙缺失 / 138
（一） 导板设计 / 138
（二） 试戴导板 / 139
（三） 导板引导种植窝洞预备 / 139
二、 连续多颗牙缺失 / 142
（一） 导板设计 / 143
（二） 截骨导板引导下修整牙槽骨 / 144
（三） 口腔种植外科导板引导47 牙位种植窝洞预备 / 145
（四） 口腔种植外科导板引导46 牙位种植窝洞预备 / 146
三、 无牙颌 / 149
（一） 制作放射线模板 / 149
（二） 导板设计 / 151
（三） 固位钉导板引导固位钉就位 / 151
（四） 口腔种植外科导板引导种植窝洞预备 / 153
（五） 临时修复体导板引导临时修复 / 153
第七节 数字化口腔种植外科导板的误差 / 156
一、 设计与制作误差 / 156
（一） 信息获取时产生的误差 / 156
（二） 方案设计时产生的误差 / 157
（三） 数字化口腔种植外科导板制作产生的误差 / 157
二、 口腔种植外科手术操作误差 / 157
（一） 导板的检查 / 158
（二） 数字化口腔种植外科导板器械盒检查 / 158
（三） 术区软硬组织条件 / 158
（四） 术者操作 / 158
第六章 实时导航引导的口腔种植外科技术和口腔种植机器人/ 161
节 概念 / 161
一、 实时导航引导口腔种植外科的概念 / 161
二、 实时导航系统的发展史 / 161
（一） 导航系统的起源及临床应用 / 161
（二） 导航系统在口腔种植领域中的发展 / 162
第二节 实时导航系统的分类、原理及优势 / 163
一、 实时导航系统的分类 / 163
（一） 主动式结构 / 163
（二） 被动式结构 / 163
（三） 半主动式结构 / 163
二、 实时导航系统的原理 / 163
三、 实时导航系统的优势 / 165
第三节 实时导航系统的构成 / 165
一、 软件 / 166
二、 硬件 / 167
三、 导航工具 / 168
第四节 导航种植手术流程 / 169
一、 配准 / 169
（一） 配准方法 / 170
（二） 配准标记放置原则 / 171
二、 影像数据导入及术前规划 / 172
（一） 单颗牙及少量牙缺失 / 172
（二） 无牙颌 / 172
三、 术中导航 / 173
第五节 临床病例展示 / 175
第六节 口腔种植导航手术误差 / 179
一、 导航与自由手 / 179
二、 导航与导板 / 179
（一） 单颗牙种植 / 179
（二） 多颗牙种植 / 180
（三） 严重上颌萎缩无牙颌 - 颧种植 / 180
第七节 导航技术的学习曲线 / 181
第八节 口腔种植机器人 / 182
一、 机器人的概念 / 182
二、 医疗机器人的发展 / 182
三、 口腔种植机器人及原理 / 184
（一） 口腔种植机器人产品及组成 / 184
（二） 口腔种植机器人基本原理 / 185
（三） 口腔种植机器人优势与局限性 / 186
四、 临床病例展示 / 187
第七章 数字化技术辅助的骨缺损重建 / 199
节 骨缺损的数字化评估及虚拟重建 / 199
一、 牙槽骨缺损的数字化评估与虚拟重建 / 199
（一） 牙槽骨缺损的数字化评估 / 199
（二） 牙槽骨缺损的虚拟重建 / 200
二、 颌骨缺损的数字化评估和虚拟重建 / 201
（一） 颌骨缺损的术前评估与临床分类 / 201
（二） 颌骨缺损重建的目标 / 202
（三） 颌骨缺损虚拟重建的步骤 / 202
第二节 数字化技术在骨缺损重建口腔外科中的应用 / 202
一、 3D 打印个性化钛网的CAD/CAM 流程及临床应用 / 203
（一） 3D 打印个性化钛网的数字化设计及加工/ 204
（二） 3D 打印个性化钛网的临床应用 / 206
（三） 临床病例展示：上颌前牙区个性化钛网牙槽骨重建 / 206
二、 个性化口腔外科导板在骨增量术中的临床应用 / 212
（一） Onlay 口腔外科截骨导板 / 212
（二） 临床病例展示：下颌前牙区数字化导板辅助下Onlay 自体骨移植 / 212
（三） 上颌窦底侧壁开窗导板 / 217
三、 CAD/CAM 个性化块状骨的应用及展望 / 219
（一） 个性化同种异体块状骨的设计加工 / 220
（二） CAD/CAM 个性化块状骨的优势 / 222
（三） CAD/CAM 个性化块状骨的局限性 / 222
（四） CAD/CAM 个性化块状骨的展望 / 222
四、 数字化颌骨重建口腔外科技术的临床应用 / 223
（一） 全程数字化辅助的腓骨瓣修复颌骨缺损 / 223
（二） 基于生物力学分析的腓骨重建方式选择 / 224
第八章 计算机辅助设计与计算机辅助制造种植体支持上部结构 / 229
节 数字化印模与模型 / 229
一、 概念 / 230
二、 获取方法及适应证 / 230
（一） 口内扫描 / 230
（二） 口外扫描 / 238
（三） 模型扫描 / 240
第二节 上部结构的数字化解决方案设计 / 244
一、 印模方式 / 244
二、 固位方式 / 244
三、 修复平台 / 245
四、 支架设计 / 246
五、 修复材料 / 246
（一） 支架材料 / 246
（二） 人工牙材料 / 247
（三） 牙龈材料 / 247
第三节 个性化基台 / 247
一、 个性化愈合基台 / 247
（一） 患者简介 / 248
（二） 病例分析与方案设计 / 248
（三） 治疗程序 / 249
二、 个性化基台 / 252
（一） 一体式全瓷个性化基台 / 252
（二） 基于Ti-base 的复合个性化基台 / 260
第四节 种植体支持的单冠的数字化解决方案 / 267
一、 基于粘接固位基台的单冠 / 268
（一） 患者简介 / 268
（二） 病例分析与方案设计 / 269
（三） 修复程序 / 269
二、 基于Ti-base 的一体化全瓷冠（骨水平） / 271
（一） 患者简介 / 271
（二） 病例分析与方案设计 / 271
（三） 修复程序 / 272
三、 基于角度Ti-base 的一体化全瓷冠（骨水平） / 277
（一） 患者简介 / 277
（二） 病例分析与方案设计 / 277
（三） 修复程序 / 279
第五节 种植体支持的联冠或固定桥的数字化解决方案 / 283
一、 基于粘接固位基台全瓷固定桥或联冠修复 / 284
（一） 患者简介 / 284
（二） 病例分析与方案设计 / 285
（三） 修复程序 / 285
二、 基于桥用Ti-base 的氧化锆全瓷固定桥或联冠修复 / 288
（一） 软组织水平种植体基于桥用Ti-base 的氧化锆联冠修复 / 289
（二） 骨水平种植体基于桥用Ti-base 的氧化锆固定桥修复 / 293
三、 基于一体式纯钛支架的联冠修复 / 296
（一） 患者简介 / 296
（二） 病例分析与方案设计 / 296
（三） 修复程序 / 297
四、 基于螺丝固位基台的固定桥修复 / 301