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CAD-CAM技术在全口义齿制作中的虚拟评估

期刊:The Journal of Prosthetic Dentistry

这篇文档属于类型a,即报告了一项原创研究。以下是针对该研究的学术报告:


研究作者及机构
本研究由Josef Schweiger, CDT(牙科技师)、Jan-Frederik Güth, PhD(副教授)、Daniel Edelhoff, PhD(主任)和Juliane Stumbaum, DMD(副教授)共同完成。他们均来自德国慕尼黑的路德维希-马克西米利安大学(Ludwig-Maximilians-University)的修复牙科系。该研究发表于《The Journal of Prosthetic Dentistry》2017年1月刊。

学术背景
本研究的主要科学领域是修复牙科,特别是全口义齿(complete dentures)的数字化设计与制造。随着人口老龄化,全口义齿的需求不断增加,而传统的制作方法存在步骤繁琐、成本高、治疗结果不可预测等问题。近年来,计算机辅助设计与制造(CAD-CAM)技术被引入全口义齿的制作中,显著改善了工艺流程。然而,现有的数字化流程仍缺乏标准化,且传统临床评估方法(如蜡基托评估)在数字化流程中难以实现。因此,本研究旨在开发一种结合印模咬合记录(impression-occlusal rim, IOR)和三维面部扫描(3D face scan)的虚拟评估方法,以提高全口义齿制作的效率和预测性。

研究流程
本研究共包括13个步骤,详细流程如下:
1. 初步检查与印模:在牙科诊室对患者进行检查,并使用藻酸盐材料(Alginoplast)制作初步印模。
2. 定制托盘制作:根据解剖印模制作定制托盘(Palatray XL)。
3. 功能性印模与咬合记录:使用印模化合物(GC Compound)进行边缘塑形,并使用聚醚材料(Impregum Penta)制作上下颌的功能性印模。同时,将印模托盘作为记录基托,记录咬合关系,包括中线、上唇线和犬齿位置,并使用面弓记录上颌位置。
4. 垂直距离确定与IOR制作:确定发音时的垂直距离、外观和咬合间隙,并将上下颌印模托盘在正确的颌间关系下组合成IOR。
5. 三维面部扫描:在同一诊次中使用PritiMirror面部扫描仪对患者进行三维扫描,包括中性面部、微笑面部和带颊拉器及IOR的面部三种状态。
6. IOR与石膏模型数字化:使用实验室扫描仪(S600)扫描IOR,并制作石膏模型后数字化。
7. 模型上架:使用面弓和IOR将石膏模型安装到咬合架(SAM 2 PX)上。
8. IOR与面部扫描对齐:使用最佳拟合算法将IOR的STL数据与面部扫描对齐。
9. 虚拟牙齿排列:将上下颌印模和IOR的STL数据发送至制造中心(Merz-Dental),进行虚拟牙齿排列。
10. 虚拟评估与修改:将虚拟牙齿排列数据导入面部扫描软件,进行中线、咬合平面位置和前牙长度等调整。
11. 数控加工:根据修改后的数据,通过数控加工(CNC)制作义齿。
12. 义齿抛光与交付:对加工完成的义齿进行抛光和最终交付。
13. 随访:进行常规随访,评估义齿的使用效果。

研究结果
本研究的主要结果包括:
1. 虚拟评估的可行性:通过结合IOR和三维面部扫描,实现了无需患者到场的虚拟评估,显著减少了诊次数量。
2. 流程优化:将功能性印模和咬合记录合并为一步,减少了传统方法中可能出现的误差。
3. 预测性提高:虚拟评估方法能够从美学和功能角度对数字牙齿排列进行评估和修正,提高了治疗结果的预测性。
4. 临床整合:尽管传统石膏模型仍用于动态咬合评估,但未来可能通过面部扫描实现完全数字化流程。

结论
本研究提出了一种结合IOR和三维面部扫描的虚拟评估方法,为CAD-CAM全口义齿的制作提供了新的技术路径。该方法不仅优化了临床流程,减少了诊次和成本,还提高了治疗结果的预测性。此外,虚拟评估方法为数字化修复牙科的发展提供了重要参考。

研究亮点
1. 创新性方法:首次将IOR与三维面部扫描结合,实现了全口义齿的虚拟评估。
2. 流程简化:将功能性印模和咬合记录合并为一步,显著减少了传统方法中的误差和诊次。
3. 应用价值:该方法适用于老龄化社会中全口义齿的快速、高效制作,具有广泛的应用前景。

其他有价值的内容
本研究还探讨了面部扫描技术在临床实践中的潜在应用,并建议未来研究进一步评估面部扫描参数在数字化义齿制作中的作用。此外,虚拟评估方法可以与现有的CAD系统集成,为现有义齿的修正提供技术支持。


以上是对该研究的全面介绍,涵盖了背景、流程、结果、结论及其科学价值和应用前景。

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