数字化正颌外科技术在临床实践中面临的挑战

计算机辅助正颌外科经过多年的发展、完善,其优势已被广泛认可,但在临床实际应用中,这项技术仍面临着诸多挑战。从影像数据采集、数字化技术的辅助诊断、数据处理及计算机辅助手术设计,到最后将虚拟方案转移到实际手术中,计算机辅助正颌外科流程中的每一步都可能产生误差,诸多误差的累计、放大,将会影响到最终的手术效果。目前正在探索的误差控制的思路包括:使用数字化设备,例如口内扫描仪;使用自动化方法和算法;使用个性化的骨块定位方式等。同时,术后软组织的精准模拟、下颌骨功能性运动评估、可吸收内固定材料等难题尚未得到完善的解决。只有充分理解当下计算机辅助正颌外科存在的不足之处,才能为继续优化现有方法提供方向,同时在临床实际工作中规避潜在的风险,充分发挥其优势,得到最佳的治疗效果。个体化钛板、人工智能和手术机器人等新技术的应用与发展,将进一步推动本学科的发展,期待未来数字化正颌外科技术在自动化、智能化、个性化方面的革新。

基于下颌运动轨迹的正颌外科术中下颌骨髁突定位方法及初步精度验证

目的:基于下颌运动轨迹建立正颌手术下颌骨髁突位置的术前规划和术中定位技术流程,并对其定位准确性进行评价。方法:通过大视野锥形束计算机体层摄影术(cone beam computed tomography,CBCT)和口内扫描分别获得面部骨组织和牙齿的三维数据,采用下颌运动记录仪记录患者下颌生理状态下各方向运动时的下颌运动轨迹。使用IVSPlan l.0.25软件,通过数据分割、三维重建得到上、下颌骨的三维模型,通过标志点配准将牙列数据与颌骨数据融合,将下颌运动记录仪得到的数据转化为下颌骨相对于上颌骨的矩阵变换方程组,通过下颌骨三维数据的矩阵变换得到不同时刻下颌骨髁突的坐标位置,并通过软件可视化呈现其三维运动轨迹。由一名具有颞下颌关节病诊治和正颌外科手术双专业背景的高年资口腔颌面外科医师在可视化界面上筛选合适的下颌骨髁突位置作为近心骨段的术后位置,常规进行正颌外科设计,基于咬合关系和面型设计远心骨段位置,将近、远心骨段数据融合得到术后下颌骨形态,通过3D打印得到实体模型。在实体模型上预成型钛板、打孔,设计下颌骨髁突定位导板。手术中,通过下颌骨髁突定位导板和预成型钛板引导包含下颌骨髁突的近心骨段就位于术前设计位置。通过10例骨性Ⅱ类牙颌面畸形患者验证该流程在双侧下颌升支矢状劈开截骨术(sagittal split ramus osteotomy,SSRO)中定位下颌骨髁突的准确性。误差的计算方法为术前设计与术后2周CBCT实际下颌骨髁突表面距离的均方根(root mean square,RMS)。结果:术前设计下颌骨髁突位置与术后2周的实际位置相比,下颌骨髁突表面平均距离的RMS为(1.59±0.36)mm,95%CI:1.35~1.70 mm,小于2 mm的专家共识建议值(P<0.05)。结论:下颌运动轨迹对正颌外科手术设计中确定包含下颌骨髁突的近心骨段位置可能具有指导作用,使用下颌骨髁突定位装置和预成型钛板术中引导下颌骨髁突就位的精度可以满足临床需求。

正颌外科规划软件中下颌运动交互模块的初步构建

目的:基于下颌运动轨迹构建数字化正颌外科规划软件中的下颌交互模块并进行临床验证。方法:基于CCMF Plan正颌规划软件,使用空间矩阵算法解算下颌运动轨迹数据,实现下颌运动的还原,根据距离重要性采样算法拟合患者个性化的下颌旋转轴并验证模拟下颌运动的精确性。使用下颌旋转轴指导手术规划,验证术中髁突位置实现的准确性。结果:开发出可再现患者下颌运动,以下颌旋转轴指导升支旋转的下颌运动交互模块。该模块还原模拟的下颌运动轨迹与真实轨迹误差约1 mm,同一开口度时的下颌骨模型表面距离均方根值(root mean square,RMS)值约0.3 mm。其指导的正颌手术术后髁突的角度偏差约为3°,距离偏差约1.5 mm。结论:该下颌运动交互模块可以较为精确地拟合下颌旋转轴,并还原患者个性化的下颌运动,术后髁突位置实现的精确性满足临床的要求。

数字化辅助的CBL在研究生正畸-正颌外科联合治疗教学中的应用

目的:探讨数字化辅助的案例教学法(Case-based learning,CBL)在研究生正畸-正颌外科联合治疗教学中的应用,以提供教学模式新思路。方法:将30名口腔正畸专业一年级研究生随机分为两组,对照组采用PPT讲解知识点配合病例图片展示的传统教学模式,实验组在传统教学模式基础上增加三维数字化辅助的CBL教学,即在常规讲授教学前组织研究生学习三维数字化软件在正畸-正颌外科联合治疗典型病例中的应用。采用随堂测验和问卷调查法对学生知识点掌握情况和教学满意度进行综合评价。结果:随堂测验中,对照组得分为(9.87±1.71)分,实验组得分为(11.40±1.99)分,实验组对知识点的掌握情况显著优于对照组(P<0.05)。两组学生在课前对此次课程的期待程度比较,差异无统计学意义(P>0.05),课程满意度综合评价中,实验组得分均显著高于对照组(P<0.05)。结论:将三维数字化辅助的CBL教学模式应用于研究生正畸-正颌外科联合治疗教学,更能激发学生的学习兴趣,有助于学生在课堂上注意力的集中,使得教学内容更加容易理解,值得在正畸研究生教学中推广。

新型数字化定位导板在正颌外科手术中运用的精确性研究

目的设计一种运用于正颌外科手术的新型数字化定位导板,验证其在正颌手术定位中的精确性。方法收集20名正颌患者,随机平均分为试验组和对照组,使用新型数字化定位导板和传统双板进行正颌手术。术后1周拍摄CT,测量其相较于术前设计的误差值。通过独立样本t检验比较各组差异。结果新型数字化定位导板平均误差低达0.94 mm,与传统双板相比,拥有更高的手术精度。其精度优势主要出现在前后以及垂直方向上,且在前牙区及鼻旁区有更好的精度。结论此设计的新型数字化定位导板相较于传统双板,拥有明显的精度优势。对于牙颌面畸形的治疗和以及手术计划的精准实施有重要的临床意义,可以尝试在临床中进一步推广。

数字化技术在正颌外科治疗中的应用进展

数字化技术在牙颌面畸形诊治过程中的应用越来越广泛,一定程度上解决了术前传统模型外科费时、费力、误差大的问题;同时,3D打印技术、术中导航、面部软组织预测、人工智能等新型数字化技术的应用进一步促进了正颌外科的发展。数字化技术在正颌外科的应用包括:术前数据采集、计算机辅助设计与模拟、软组织预测,术中板、截骨导板、定位导板、截骨导板、个性化钛板的制作,以及术中导航系统辅助医师进行手术操作等多个方面,应用优势不容忽视。

虚拟模型外科在正颌外科线上教学中的应用

目的探索虚拟模型外科在口腔专业本科生正颌外科线上教学中的应用价值。方法选取2020年5月至11月90名口腔专业本科生为研究对象,将其随机分为A组(30例,PPT理论教学)、B组(30例,数字化理论教学)和C组(30例,数字化实验教学)。采用课后测验及Likert量表问卷评价三组学生的教学效果。结果三组学生的课后测验、问卷调查评分比较,差异具有统计学意义(F=29.448、74.004,P<0.001);A组的课后测验、问卷调查评分低于B组、C组,差异具有统计学意义(P<0.001);B组、C组的课后测验、问卷调查评分比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论将数字化正颌虚拟手术系统引入到本科生的线上教学中是对本科生培养方式的一种有效改进,有益于本科生对正颌外科学的理解,使得线上教学工作朝着更科学、合理的方向发展。

导航辅助下正颌外科手术患者围手术期护理

探究导航辅助下正颌外科手术患者应用围手术期护理干预的应用价值。方法 选取我院口腔科2022年7月至2023年6月期间接收的正颌外科手术患者予以分组,其中32例正颌外科手术患者作为常规手术护理为主的参照组,另外资料差异不明显的32例正颌外科手术患者作为围手术期护理为主的探究组,整理两组患者的治疗依从性、护理满意度以及负性情绪评分,将其比较分析。结果 相较参照组治疗依从性、护理满意度、负性情绪评分而言,探究组各项指标改善程度均更优(P<0.05)。结论 导航辅助下正颌外科手术患者应用围手术期护理干预可有效提高患者治疗依从性,加快恢复的同时稳定情绪,提高护理服务满意度,值得推广。

虚拟现实技术在正颌外科临床教学中的应用

目的本研究将虚拟现实(vitual reality,VR)技术应用于正颌外科早期临床见习教学,探索其是否能打破教学时空限制,解决颌面部解剖结构复杂、正颌外科手术教学操作存在视野局限狭小的问题。方法本课题以34名自2021年8—9月进入正颌外科早期临床见习的本科阶段口腔医学生为研究对象,随机分为两组。对比、评估虚拟现实技术与传统教学方式对学生专业知识理解、接受难易程度以及学习时长的影响。结果临床早期见习结束时,VR教学组的学生专业考核成绩为(86.00±1.41)分,显著高于传统教学组学生平均考核成绩(78.18±2.02)分,同时VR教学组学生见习期间的学习难易程度评分为(1.82±0.12)分,显著低于传统教学组平均难易度评分(3.05±0.21)分。VR教学组学生平均每日学习时间为(3.76±0.23)h,也显著低于传统教学组学生的平均每日学习时间(5.47±0.27)h。差异均有统计学意义(P<0.05)。结论虚拟现实技术可显著提升正颌外科临床早期见习的教学质量。

从“经验外科”到“精准外科”——精准正颌外科体系的建立与临床应用

近年来,通过截骨和移动牙-颌骨复合体的正颌外科手术已成为治疗牙颌面畸形的重要方法。上、下颌骨最终的空间位置将直接影响正颌手术的治疗效果,也是治疗的关键步骤。为了精准实现理想的颌骨空间位置,在数字化外科和3D打印技术迅猛发展的推动下,正颌外科已经从过去的“经验外科”时代进入“精准外科”的新时代。本文详细阐述了多年来我们在“精准正颌外科”治疗模式方面的探索和研究,介绍其技术体系及在“Ortho+X”治疗模式中的应用,旨在为广大同行提供参考和帮助。

三维数字化技术在正颌外科手术治疗中的应用进展

正颌外科手术是治疗牙颌面畸形的有效方法,传统的手术依赖于二维的影像学检查和石膏模型来记录患者初始信息和疗程进展。这种方法难以评估颌骨复杂的三维结构和运动轨迹,存在着手术偏差,手术风险高,术后结果不精确等缺陷。近年来三维数字化技术的不断进步,正颌外科也得到了稳步发展,医生可以在术前通过计算机辅助设计手术方案并在三维虚拟模型上进行虚拟手术,通过设计数字化咬合导板完成从虚拟模型到手术室的转移,可以更好地规避手术风险和提高疗效。本文就三维数字化技术在正颌外科手术领域的应用进行综述。

塞来昔布超前镇痛对正颌外科患者术后疼痛的影响

目的:探究塞来昔布超前镇痛用于正颌外科手术的镇痛效果及安全性。方法:71例接受双颌正颌外科手术的患者随机分为试验组与对照组。试验组患者于术前2 h给予塞来昔布400 mg口服,术后每日予塞来昔布200 mg,1日2次,口服至术后4 d,对照组于同时间点予安慰剂。所有患者均完成正颌外科手术,术中麻醉方式及术后其他治疗措施完全相同,于麻醉清醒后及手术后1~4 d采用Wong-Baker脸谱评定量表评估术后疼痛,并记录术中失血量、额外镇痛需求及不良反应等。结果:试验组患者术后疼痛评分显著低于对照组患者(P<0.05),疼痛主诉发生率及额外镇痛药使用显著减少。但其中接受上颌Le FortⅠ型分块截骨术的患者麻醉清醒后至术后1 d两组疼痛评分无统计学差异。术后两组患者恶心呕吐发生率无统计学差异,未见其余用药相关不良反应,两组患者术中失血量无统计学差异。结论:塞来昔布超前镇痛显著降低正颌外科患者术后的疼痛,但在常规剂量下对接受上颌Le FortⅠ型分块截骨术的患者作用不显著,且不增加术中失血量和术后不良反应。

正颌外科学中关于人工智能算法模型应用的研究进展

以现代科技诠释和模拟人类智能,延伸人类智能的科学,就是“人工智能”(AI)。近年来,AI因具有模仿人类认知功能的能力而发展迅速,旨在重现人类的认知过程。AI擅长从大量数据中提取信息,并通过自动化实现对耗时任务的运算,实现在更短的时间内对某种疾病的诊断,从而使临床医生受益匪浅。尽管当前AI在医学应用中的发展是初步的,但其因高效、自动化的能力,在疾病诊断、治疗和预后预测中的潜在应用已在各种研究中得到证实。AI将以临床上可接受的误差范围对外科手术的诊断和预测产生深远影响。当前关于AI在医学领域的研究欠缺,有必要构建更优的AI模型/算法,以提高其在临床决策、诊断和手术计划中的效率。该文旨在综述AI、机器学习(ML)、深度学习(DL)算法及其在正颌外科中的应用,以期在口腔医学领域出现一个颠覆性技术的时代。

数字化正颌外科流程及临床效果回顾性分析

目的·建立规范的数字化正颌外科流程并评价其效果。方法·选择2014—2015年接受数字化正颌外科治疗的788例牙颌面畸形患者作为研究对象,按照"临床资料收集、数据处理、计算机辅助手术规划与模拟、三维打印与合板处理、正颌外科手术实施、手术效果反馈与资料回收、多方核查与记录"的流程实施治疗并评价其效果。结果·所有788例患者获得了良好的手术效果,患者术前、术中和术后随访资料以及手术医生的评价和反馈信息得到了完整保存。未发生板丢失、混淆等重大失误。医生、管理护士和设计人员在整个流程中能流畅配合,对流程安排满意。在流程中出现的设计医生忘记调试板、板未及时消毒等情况,均在多方核查时及时发现和处理。结论·规范化的数字化正颌外科流程应包括临床资料收集、数据处理、计算机辅助手术规划与模拟、三维打印与板处理、正颌外科手术实施、手术效果反馈与资料回收、多方核查与记录等步骤,其可有效减少失误,确保数字化板的精度,提高患者的就诊体验、工作效率和治疗效果,推动正颌外科的发展和普及。

快速成型技术在正颌外科中的应用

目的利用螺旋CT扫描、三维重建和快速成型技术制作三维头颅模型，并探讨其在口腔颌面部治疗中应用的可行性与准确性。方法对1例颅骨和口腔颌面部不对称严重畸形的第一、二鳃弓综合症患者使用螺旋CT连续薄层容积扫描，CT数据传至工作站后行三维重建并转换成STL文件格式。将处理后的数据输入快速成型机制造三维头颅模型，在此模型上直接进行测量，并利用患者健侧下颌骨镜像复制出其患侧下颌。结果根据CT数据制作的三维模型能立体、精确地显示颅面三维解剖结构及其相互关系。模型与真实个体之间总体误差可以控制在0．02～0．53mm。通过镜像复制出患侧下颌骨模型。为准确了解畸形情况、制定合理的手术治疗计划提供了极为重要的依据。结论快速成型技术制作颅骨镜像实体模型可行。

正颌外科技术在面部陈旧性复杂性颌骨骨折治疗中的应用

采用正颌外科技术治疗３７８例颌面部陈旧性复杂性颌骨骨折。结果表明，正颌外科技术、颅面外科技术和坚固内固定技术的结合，可有效地治疗此类疾病，比以往的小切口、局部复位固定有明显的优越性。文中就此类手术的术前准备、手术方法、手术中注意事项。

正颌外科联合正畸治疗骨性Ⅱ类上颌前突畸形

目的探讨应用正颌外科联合正畸治疗矫治骨性Ⅱ类上颌前突畸形的疗效。方法对67例骨性Ⅱ类上颌前突畸形患者按规范的术前X线头影测量分析、诊断,术前正畸,正颌外科手术,术后正畸及随访疗效评估的诊治程序进行正畸正颌外科联合治疗。手术设计依畸形类型而定,基本术式为:Le FortⅠ型骨切开术(LeFortⅠosteotomy)整体后退上颌骨、上颌前部骨切开术(anterior maxillary osteotomy,AMO)后退前颌骨,双侧下颌升支矢状骨劈开术(bilateral sagittal split ramus osteotomy,BSSRO)前移下颌,颏成形术(genioplasty)前移颏部等不同手术搭配进行。结果 67例患者上齿槽座点后退量为(5.8±3.2)mm;术前前牙覆盖为(7.5±3.5)mm,术后覆盖为(2.0±1.1)mm;术前∠ANB为(8.4±3.1)°,术后∠ANB为(1.7±1.3)°;所有患者伤口均一期愈合,无感染及骨块坏死;术后随访12～36个月,所有患者颌骨关系正常,牙弓形态及曲线正常,牙排列整齐,咬合关系良好,颜面外形明显改善。结论严格按照规范的诊治程序,应用正颌外科联合正畸治疗骨性Ⅱ类上颌前突畸形患者,可取得咬合关系和颜面外形俱佳的疗效。

数字化虚拟手术设计辅助正颌外科手术12例临床分析

目的:探索数字化技术在辅助正颌外科手术中的应用价值。方法:2008年1月—2011年12月间收治12例颌骨发育畸形患者,经CT扫描及三维重建,对12例患者进行手术治疗,并对结果进行评价。结果:经CT扫描,Mimics重建,能够清晰显示颌骨畸形的状态,通过在Mimics软件中虚拟手术,辅助术中导航,术后效果均满意。结论:数字化正颌外科手术能够提高手术操作的可预见性,便于医患沟通,缩短手术时间,减轻患者的痛苦。

正颌外科技术在颌面部陈旧性骨折中的应用

目的:探讨正颌外科技术在颌面部陈旧性骨折中的临床应用,以寻找恢复面部外形和正常咬合关系的方法。方法:对20例颌面部陈旧性骨折患者,术前经三维CT重建、头影测量分析、模型外科等确定截骨部位及手术方案。对有咬合关系错乱者,制作定位咬合导板,然后采用正颌外科技术在预定部位截骨或截开错位愈合骨段,恢复骨段连接、咬合关系及面形后,予以坚强内固定。结果:20例患者术后均恢复了正常面形,咬合关系满意,其中4例行上颌骨截开者,上颌骨前外侧壁发生骨不愈合,2例出现口腔上颌窦瘘。结论:利用正颌外科设计程序和截骨手段结合坚强内固定技术治疗颌面骨陈旧性骨折,在将错位骨愈合的骨段重新复位或设计骨段移动到位的情况下,可恢复良好的面部外形和最大限度地改善咬合关系。

正颌外科治疗前后患者容貌变化及满意度的研究

目的正颌外科是改造牙颌面结构达到功能和美貌统一的理想手段。研究正颌外科患者容貌改变前后的心理变化,分析其对疗效的影响和应对措施。方法对42例正颌外科患者进行综合问卷调查,记录各种心理因素包括治疗动机、审美要求、治疗效果期望值等。比较正颌患者术前及术后各阶段心理健康水平,评估主观心理变化、疗效及满意度之间的关系。结果在SCL-90评定中,治疗后9个因子得分及总分均明显低于治疗前,尤其以人际关系敏感、抑郁、焦虑、敌对4个因子最为显著,差异有统计学意义(P<0.01)。在SDS、SAS评定中,治疗前后比较差异有统计学意义(P<0.01)。结论正颌外科术后患者外貌得到改善,其疗效与患者心理状态关系较密切。治疗中医师对其心理问题可进行正确引导,为正颌外科治疗提供心理干预的参考。