正颌外科手术完成后使用三维上颌定位装置进行临床应用的可行性和重复性研究:一项基于口内扫描仪的工作流程与传统印模工作流程的体外对比研究

时间:2026年2月4日
来源:Journal of Dentistry

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三维数字化 workflows 在上颌定位蜡片法中的临床可行性及精度研究,比较传统(藻酸盐取模/石膏模型/实验室扫描)、Trios 和 Prime两种IOS( intraoral scanner)全数字流程的临床接受度及重复性。结果显示Trios和Prime组100%临床可接受(三维偏差≤0.5mm/1°),传统组90%符合要求。Prime组三维重复性标准差最优(0.04-0.10mm/0.17°),显著优于传统组(0.13-0.20mm/0.22°)。验证了IOS全数字流程在体外条件下的可行性及高精度特性。

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崔恩赫克(Eun-Hack Andrew Choi)、申允智(Yunji Shin)、余在勋(Jae-Hun Yu)、金镇英(Jeenyoung Kim)、曼加尔·乌特卡什(Utkarsh Mangal)、金俊英(Jun-Young Kim)、崔成焕(Sung-Hwan Choi)
韩国首尔延世大学牙科学院颅面畸形研究所正畸科,邮编03722

摘要

目的

在体外条件下,使用手术薄片转移后,量化计划中的上颌位置与实际实现位置之间的三维(3D)偏差,并评估每种工作流程的临床可接受性和重复性。

方法

使用安装在人体模型上的托槽型牙模将研究分为三组:传统组(藻酸盐印模/石膏模型/实验室扫描)、Trios组(Trios 3口内扫描仪)和Prime组(Primescan IOS),每组进行10次技术重复实验。对于每次重复实验,首先进行虚拟手术规划,设计并3D打印手术薄片,然后调整上颌位置;3D偏差的量化指标包括:(1)基于点的3D位置偏差(三个标志点);(2)基于矩阵的3D平移和旋转偏差。临床可接受性定义为每组中3D偏差在预定义临床容差范围内的样本比例(位置偏差/平移偏差为0.5毫米,旋转偏差为1.0度)。重复性通过ISO 5725标准规定的重复性标准差(sr)来表示。

结果

Trios组和Prime组在所有3D偏差指标上均达到了100%的临床可接受性。传统组中,前牙标志点的位置和平移偏差的可接受性为90%,其余指标均为100%。传统组的sr分别为0.13–0.20毫米(位置偏差)、0.23毫米(平移偏差)和0.22度(旋转偏差);Trios组为0.04–0.13毫米、0.06毫米和0.24度;Prime组为0.04–0.10毫米、0.11毫米和0.17度。

结论

在体外条件下,所展示的临床可接受性和重复性为基于完全数字化的口内扫描仪(IOS)的工作流程提供了初步证据,证明其用于薄片辅助上颌定位的临床可行性。

临床意义

基于IOS的工作流程在保证精度的同时,从临床可接受性和重复性的角度来看,可以被认为是用于薄片辅助上颌定位的可行方法,且有可能省去取模和制作石膏模型的步骤。

部分内容摘录

引言

随着数字技术的进步,数字化工作流程在正颌外科和正畸治疗中的应用逐渐增加[1,2]。三维(3D)成像和虚拟手术规划/数字扫描的结合可以提高诊断和规划的准确性,从而优化手术结果[[3], [4], [5]]。然而,多年来甚至在某些近期出版物中,仍采用半数字化工作流程

组别分配和数据采集

根据数字模型采集方法,定义了两种临床可行的工作流程:(1)传统印模工作流程(藻酸盐印模、石膏模型制作和实验室扫描);(2)基于IOS的完全数字化工作流程(图1)。
使用具有Angle I类正常咬合关系的Dentiform D16DP-500A牙模(Nissin Dental Products,日本京都)。将预调好的自锁托槽系统(Clippy-M – Tomy,日本东京)粘贴到模型上

基于点的位置偏差

基于点的3D位置偏差数据总结见表1,并在图4中绘制。各组的中位数(平均值)分别为:传统组0.036–0.049毫米(0.129–0.174毫米);Trios组0.154–0.170毫米(0.148–0.192毫米);Prime组0.079–0.231毫米(0.097–0.217毫米)。传统组的sr范围为0.142–0.196毫米,Trios组为0.043–0.132毫米,Prime组为0.036–0.104毫米。根据预定义的临床容差范围(0.5毫米),临床可接受性为

讨论

在正颌外科中,数字化工作流程的准确性通常通过量化实际患者中计划位置与实际实现位置之间的偏差来评估[1,2]。然而,这种体内评估受到多种因素的影响,包括手术技术和患者特定因素,这使得难以单独评估数字化工作流程本身的内在准确性。因此,在本研究中,我们重现了整个工作流程

结论

在这项体外研究中,我们使用手术薄片确定了上颌位置,并通过两种互补方法(基于点和基于矩阵的分析)量化了计划位置与实际位置之间的3D偏差。根据严格的临床容差标准(0.5毫米;1.0度),基于IOS的完全数字化工作流程实现了100%的临床可接受性;其重复性符合ISO 5725标准中的重复性标准差(sr)要求

术语表

3D:三维
IOS:口内扫描仪
STL:立体光刻
MxDR:上颌牙形参考数据集
MnDR:下颌牙形参考数据集
VSP:虚拟手术计划
WPD:放置的薄片
WR:薄片参考数据
WS:薄片扫描数据
ROI:感兴趣区域
d:位置偏差向量
d‖:3D位置偏差
R:旋转矩阵
r:旋转向量
r‖:3D旋转偏差
t:平移向量
t‖:3D平移偏差
RMS:均方根重复性标准差(sr

数据获取

本研究的数据可向相应作者提出合理请求后获取。

资金支持

本研究得到了延世大学牙科学院基金(6-2025-0013)的支持。

作者贡献声明

崔恩赫克(Eun-Hack Andrew Choi):撰写——原始草稿、可视化、验证、方法学、研究、数据分析、概念构建。申允智(Yunji Shin):撰写——审阅与编辑、软件使用、方法学、研究、数据分析、数据管理。余在勋(Jae-Hun Yu):软件使用、方法学、研究、数据分析、数据管理。金镇英(Jeenyoung Kim):可视化、数据管理。曼加尔·乌特卡什(Utkarsh Mangal):撰写——审阅与编辑、可视化、方法学、数据分析、概念构建。金俊英(Jun-Young Kim):

利益冲突声明

作者声明没有已知的可能影响本文研究结果的财务利益或个人关系。

致谢

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