刘欣然, 郭航, 刘峰. 椅旁数字化修复系统的历史和发展[J]. 中国实用口腔科杂志, 2014 (12): 762-766.
计算机辅助设计(computer aided design, CAD)和计算机辅助制作(computer aided manufacture,CAM)技术简称CAD/CAM,目前已被广泛用 于牙科修复体的加工和制作。
- CAD主要指以计算 机作为主要工具来生成和运用各种数字信息和图 形信息,辅助进行修复体的设计;
- 而CAM则是指 由计算机控制的数控加工设备对产品进行自动加 工成型,获得修复体[1]。
目前市售的牙科CAD,CAM加工系统非常多, 如常见的Cercon、Lava、Procera、Everest、CEREC Inlab等系统,这些系统大部分是用在牙科技工室 中完成修复体的设计与加工[2]。
椅旁数字化修复设备致力于在椅旁完成修复体的设计与加工,缩短患者的就诊时间,长期以来 比较成熟的只有CEREC和E4D 2个系统,其中 CEREC系统创立最早,并且一直专注于椅旁数字 化修复设备的开发和改进[3]。近年来,Cs Restore、 Digident等可用于椅旁的数字化修复设备也陆续 被推上市场,国内相关设备的研发也有了很大的 进展,临床医生开始有了更多选择。
Sec0201 CEREC系统
应用CEREC AC系统成功制 作修复体需要多个临床过程有机结合,包括病例 的选择、材料的准备、口腔环境控制、正确应用 CAD,CAM系统、图像的采集与分析、修复体的美 学设计和完成以及粘接固定。总的说来,cEREC 系统大致分为取像系统、cAD系统、CAM系统3个 单元[2,3]。
Sec020101 取像系统
CEREc Ac系统采用蓝光替代了初期使用的 红外光。cEREC Ac蓝光成像系统使口腔医生能 够制作更高分辨率的虚拟模型,并且更接近于技 工室成像水平n1。用同一或相似的材料,CEREC AC系统制作出的修复体在适合性与边缘精确度 上与技工室水平相当。cEREc短波蓝光图像非 常精确,不仅适用于单冠,也适用于多张图像采集 及多个单位桥的制作。西诺德公司正采用一种反 光膜粉末来优化蓝光的成像水平,这种粉末可迅 速应用且很轻,可轻松地用水冲洗干净,几乎对治 疗区无污染。
2012年,Omnic锄真彩摄像问世。该取像系 统通过自动频闪摄像获取精确的3D自然色彩影 像,不需喷粉直接扫描。厂商称该取像系统能取 得精准的数字印模,而且生成具有天然色泽的三 维图像,以便用户更直观地看到预备体的表面细 节。
Sec020102 CAD系统
CEREC AC系统一旦获得修 复区图像,口腔医生可以向近中或远中移动相机 以获取相邻牙齿的图像,构建虚拟模型。通过5颗或更少的牙齿图像可以在不到20 s的时间内构 建一个5齿象限模型。由于软件的升级,全牙列 图像可以在60~90 s内获得,对颌牙图像也只需 数秒钟获得,无法使用的信息计算机将自动舍 弃[8]。
cEREC AC系统以2种方式与对颌牙做咬合 关联。
- 一种是扫描已预备的基牙和对颌牙的咬合 记录,利用计算机内储存的殆面形态模型和计算 咬合关系而设计成像,这样就不需要对颌牙的扫 描图像。
- 另一种是分别扫描上下两个对颌牙列, 然后获取对应颌弓的闭口正中位颊侧图像。将取 像镜头平行于闭合牙列的颊面,取得1个或2个颊 面的图像就能用软件将患者的闭合正中位咬合关 系精确地关联,确定上颌牙列和下颌牙列的虚拟 模型,确保了修复体能够与患者的咬合关系相适 应。
cEREc AC软件具有的“生物再造”模式,能 自动地确认现存的结构,并且能以患者不同的牙 齿形态为基础重建咬合面,医生可根据不同患者 的需要,通过生物再造构建牙齿模型;“复制”功能 也就是一种复制、粘贴功能,能够复制预备体处理 前图像或蜡型;“镜像”功能是复制对侧同名牙齿, 通过反光镜的原理创建对称的镜像图像[3]。
Sec0302 Planmeca PlanCAD系统
PlanCAD系统是 E4D系统配备的CAD系统。此系统软件可全部装 载于PlanCAD便携式电脑上。PlanCAD的软件系 统直观易用,具有图像操作界面,并有导航功能。 该系统可以将选定的牙齿模板进行自动定位和外 形设计,将目标牙齿和真实的邻牙进行中央沟、牙 尖高度以及边缘嵴的自动匹配,从而设计出个性化的修复体外形。
Ch05 椅旁数字化修复的未来
椅旁数字化修复系统的优势很明显。工业化 预成和质量控制的修复材料可使修复体的质量得 到更好的保障;数字化的存储和传输使多种多样、 多环节的治疗程序得以简化和标准化,并能实现更 加有效的管理;尽管目前看来CAD/CAM设备的购 置成本较高,但是综合考虑修复体设计制作的各个环节所需要的人力、物力、耗材、空间等因素,未来 的数字化修复设备终将有助于治疗成本的降低。
除去以上CAD,CAM系统所具备的优势外,椅 旁数字化修复设备还拥有一次就诊完成全部修复 治疗过程的巨大优势,可以大量节省患者、医生的 时间,提高诊疗效率。
Sec0502 美学设计
很多cAD软件都在开发美学设 计模块,主要思路是将口内扫描与数码照相和 cBcT相结合,将面型、牙列和牙齿数据整体整合, 按比例和美学参考数据设计牙列或牙体修复外形 和牙体颜色。设计图像可让患者参与互动点评, 便于沟通术后效果和增加术后修复结果的稳定 性。