半自主机器人系统与动态导航在无牙颌种植手术中的精度比较：体外模型研究

本研究针对无牙颌种植手术中因牙槽骨吸收和解剖标志缺失导致的植入精度挑战，对比了半自主机器人系统（SARS）与动态导航系统（DNS）的准确性。通过32个无牙颌模型实验发现，SARS在倾斜植入和窄牙槽嵴等复杂条件下展现出更优的角度控制精度和平台位置稳定性，为机器人辅助种植技术的临床应用提供了实验依据。

在口腔种植领域，无牙颌患者的修复始终面临特殊挑战。由于牙槽骨严重吸收、解剖结构变异以及邻牙参考标志的缺失，传统自由手种植容易偏离预设位置，影响修复体的功能与长期稳定性。计算机辅助种植手术（CAIS）虽能提升精度，但静态导板存在术野遮挡、无法术中调整等问题，而动态导航系统（DNS）对术者手眼协调能力要求较高，且在复杂骨形态下钻针稳定性不足。近年来，机器人辅助计算机辅助种植手术（r-CAIS）逐渐兴起，其中半自主机器人系统（SARS）融合了术者决策与机械臂精准执行，理论上兼具灵活性与稳定性，但其在无牙颌种植中的应用效果尚不明确。

为明确SARS在无牙颌种植中的精度表现，浙江大学医学院附属人民医院口腔科团队在《BMC Oral Health》发表研究，通过体外模型实验系统比较了SARS与DNS的植入准确性。研究采用32个标准化无牙颌模型，按前牙区牙槽嵴形态（宽圆形 vs 窄嵴）分组，遵循All-on-4方案植入128颗种植体，其中前牙区垂直植入，后牙区分别采用垂直或远中倾斜植入。术后通过CBCT数据融合测量平台、根尖的全局/侧向/深度偏差及角度偏差，并采用线性混合模型分析差异。

关键技术方法包括：使用聚氨酯模型模拟临床骨条件；通过光学跟踪系统实现手术器械与模型的实时配准（DNS配准误差<0.5 mm，SARS<0.8 mm）；利用3D Slicer软件进行术前计划与术后实际位置的数据融合与偏差计算；采用ISO 5725标准定义正确度（trueness）和精密度（precision）作为精度评估指标。

精度整体对比

全部128颗种植体均成功植入。SARS组角度偏差（1.03±0.56°）显著低于DNS组（1.29±0.67°），表明机器人系统在角度控制上具有优势。两组在平台全局偏差（SARS: 0.69±0.29 mm vs DNS: 0.72±0.41 mm）和根尖全局偏差（SARS: 0.74±0.27 mm vs DNS: 0.70±0.40 mm）方面无统计学差异。

植入方向对精度的影响

在后牙区倾斜植入场景中，SARS展现出显著优势：其角度偏差（0.87±0.52°）远低于DNS（1.70±0.64°）。精密度分析进一步显示，在倾斜植入时，SARS的平台全局精密度和角度精密度更高，而DNS在平台和根尖深度控制上更稳定。对于垂直植入，DNS在根尖侧向精密度上略优，SARS则在根尖深度控制上更精准。

牙槽嵴形态的影响

在前牙区垂直植入条件下，宽圆形牙槽嵴上SARS的平台全局偏差（0.56±0.26 mm）和侧向偏差（0.39±0.23 mm）均显著小于DNS。而在窄牙槽嵴上，SARS虽出现较大平台和根尖深度偏差，但其角度偏差（0.79±0.46°）仍显著低于DNS（1.31±0.51°），说明机器人系统在狭窄解剖条件下仍能保持优越的角度控制能力。

系统稳定性分析

精密度比较发现，在复杂条件（倾斜植入、窄牙槽嵴）下，SARS的平台位置一致性优于DNS；而在宽圆形牙槽嵴上，SARS的根尖精密度和角度控制稳定性更高。值得注意的是，SARS组内倾斜植入与垂直植入的精度无显著差异，而DNS组倾斜植入的角度偏差明显大于垂直植入，反映机器人系统对操作复杂性的耐受性更强。

研究结论表明，SARS和DNS在无牙颌种植中均能达到亚毫米级精度，但SARS在倾斜植入和狭窄牙槽嵴等复杂场景下具有更优的角度正确度和平台精密度。该结果首次通过体外实验验证了半自主机器人技术在完全无牙颌模型中的可靠性，为后续临床研究奠定了基础。讨论部分指出，SARS的机械臂轨迹控制能力可有效减少人为操作误差，尤其在需要精确角度调整的案例中价值显著；但窄嵴条件下的深度偏差提示机器人系统对骨不对称性的自适应能力仍需优化。未来需开展临床试验，进一步验证该技术在真实口腔环境中的表现。