盧嘉儀 趙君儀 高靜 于海洋

口腔疾病研究國家重點實驗室 國家口腔疾病臨床醫(yī)學研究中心四川大學華西口腔醫(yī)院修復科，成都610041

固定義齒是臨床上常用的修復方式。隨著數(shù)字化口腔修復技術(shù)和修復工藝技術(shù)的發(fā)展，目前固定修復體的預備體模型的數(shù)據(jù)來源主要包括3種方式：傳統(tǒng)的石膏代型制作、數(shù)字化椅旁口掃和數(shù)字化掃描倉三維掃描技術(shù)。其中漸成主流的后兩種數(shù)字化模型反映了臨床醫(yī)生牙體預備、排齦、取模以及灌模等各項臨床工作的水平，并且方便進行制作加工難度和修復體質(zhì)量的評估。如果數(shù)字化模型有倒凹、表面粗糙有瘤體、邊緣不清晰、聚合度過度等問題，將導致目標修復體邊緣不密合、不能完全就位、粘接固位力不足等一系列問題的產(chǎn)生。因此，醫(yī)師端術(shù)后和技師端接件時應尋求一種簡易可量化的預備體質(zhì)量評估手段，從制作源頭加強對不合格預備體、印模和數(shù)字化模型的篩選，從而保證目標修復體的質(zhì)量。

當前常用的預備體或數(shù)字化模型評估手段包括肉眼評估和數(shù)字化牙體預備評估軟件評估等兩類手段。2004年，Alhouri等[1]制定了肉眼評估數(shù)字化模型的標準，根據(jù)肩臺質(zhì)量、表面光滑度和軟硬組織分界線將初始模型分為優(yōu)、中、差3個等級，但其分類結(jié)果無法對應模型的具體缺陷。2011年，何黃等[2]對1 039件石膏工作模型質(zhì)量和分級情況進行調(diào)查，對頸緣質(zhì)量、表面光滑度和牙體預備量的評價標準進行量化和細化，并設(shè)置了計分分級標準。該方法較前更具參考價值，但仍受限于肉眼評估的主觀性，依賴于調(diào)查員的個人累積經(jīng)驗。2013年，Renne等[3]指出數(shù)字化牙體預備軟件（E4D comparesoftware，Richardson公司，美國）用于單冠預備量的質(zhì)量評估精確度高。2018年，Wolgin等[4]比較了47名口腔醫(yī)學生行嵌體預備后肉眼自評和prepCheck評估的效果，結(jié)果顯示二者差異無統(tǒng)計學意義。該實驗中prepCheck軟件量化評估了嵌體的倒凹占比、軸壁深度和寬度以及齦壁深度和寬度，為學生提供可視化、可量化的直接反饋。2019年，Park等[5]證實了數(shù)字化評估軟件應用于牙體預備評估的高信度和高效度。綜上，數(shù)字化評估軟件用于預備體的質(zhì)量評估具有客觀、同一性好等明顯優(yōu)勢，用于數(shù)字化模型的質(zhì)量評估將有效提高結(jié)果的真實性。

2011年，何黃等[2]用裸眼目測評估的方法調(diào)查1 039件單冠石膏工作模型的質(zhì)量，結(jié)果顯示有倒凹的概率為10.59%，頸緣質(zhì)量不合格的為58.52%，表面光潔度不合格的為25.79%，質(zhì)量堪憂。從研究對象和方案上看，國內(nèi)外對石膏模型質(zhì)量調(diào)查研究的文獻報道很少，使用數(shù)字化手段進行模型質(zhì)量評估的研究更加少見。因此本研究旨在利用數(shù)字化預備體質(zhì)量評估軟件進一步客觀調(diào)查分析目前國內(nèi)單冠數(shù)字化模型質(zhì)量情況，從而對牙體預備質(zhì)量水平進行大樣本分析，為醫(yī)技間科學交流、提高修復體質(zhì)量、降低返工率提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料和方法

1.1 調(diào)查對象

選取成都登特義齒加工中心為調(diào)查地點，隨機選取從2019年6—12月期間收到的單冠數(shù)字化模型為調(diào)查對象，剔除漏檢及資料不全，共納入1 312件單冠數(shù)字化模型，其中前牙180件，前磨牙294件，磨牙838件。

1.2 調(diào)查方法

1.2.1 數(shù)字化模型的獲取 3名工齡一致的調(diào)查員利用軟件CEREC SW 4.4完成單冠數(shù)字化模型的建檔，按照統(tǒng)一方向旋轉(zhuǎn)掃描預備體數(shù)字化模型的邊緣及各個軸面，生成數(shù)字化模型的三維圖像，手動去除鄰牙干擾，獲取數(shù)字化模型的完整視野，自動繪制預備體數(shù)字化模型的頸緣后選定就位道，手動校正。保存CEREC CAD設(shè)計后的三維圖像（圖1），將三維圖像導入prepCheck 3.1軟件，自動繪制單冠數(shù)字化模型的面或切端，手動校正，點擊“preparation analysis”開始數(shù)字化模型質(zhì)量分析，結(jié)果導出pdf格式（圖2、3）。

圖1 口內(nèi)掃描系統(tǒng)掃描36牙單冠數(shù)字化模型Fig 1 36 tooth sigle crown digital model scanned by intraoral scanning system

圖2 數(shù)字化牙體預備評估軟件評估36牙單冠數(shù)字化模型Fig 2 Evaluation of 36 tooth siglecrown digital model by tooth preparation evaluation software

1.2.2 數(shù)字化模型質(zhì)量評價參數(shù) 1）倒凹面積率：預備體倒凹是指由于牙體預備未將軸面外形高點線降到預備體的頸緣形成[2]。本研究中，prep‐Check 3.1軟件的倒凹分析工具選定觀測就位道為參考以檢測倒凹，設(shè)置倒凹的標準值參數(shù)為0.0 mm，最大容差值為0.5 mm，表示倒凹深度的容許范圍為0.0～0.5 mm，超過0.5 mm的倒凹深度則被標記為不合格，軟件通過參數(shù)編輯計算得出不合格倒凹面積百分率。

2）表面光滑度：prepCheck 3.1軟件的表面光滑度分析工具通過計算數(shù)字化模型表面的局部曲率以檢測模型表面光滑度。本研究設(shè)置“識別銳角角度（taper of a sharp edge）”的標準值為50°。若所識別銳角角度超過50°，則被標記為不光滑，軟件通過參數(shù)編輯計算得出表面不光滑的面積百分率。

3）肩臺質(zhì)量：prepCheck 3.1軟件的肩臺質(zhì)量分析工具通過檢測數(shù)字化模型肩臺完成線的缺口或銳角以分析肩臺是否圓緩連續(xù)。本研究設(shè)定肩臺質(zhì)量的虛擬管道的半徑（tube radius）和長度（half window size）分別為0.05 mm和0.04 mm，若肩臺完成線無法完全通過預設(shè)半徑和長度的虛擬管道，說明該肩臺不連續(xù)或有銳角，則被標記為不合格，軟件通過參數(shù)編輯計算得出肩臺質(zhì)量不合格的面積百分率。實驗結(jié)果根據(jù)不同牙位的單一質(zhì)量評價指標的數(shù)值范圍不同，將倒凹、表面光滑度和肩臺質(zhì)量不合格百分率分為≤0.05、>0.05且≤0.10、>0.10 3個分類，分別代表優(yōu)良、臨床可接受和不達標3個等級。

圖3 單冠數(shù)字化模型質(zhì)量評估結(jié)果Fig 3 Theassessment scoreof single crown digital model

4）聚合度和軸壁分離角：聚合度是指預備體兩個軸面之間的相對角度。軸壁分離角是指軸壁與水平面之間的夾角減去90°的差值，反映預備體單一軸面的傾斜度，兩個相對的軸壁分離角之和即兩相對軸壁間的聚合度[6]。prepCheck 3.1軟件的聚合度分析工具默認距離肩臺完成線1 mm處為測量起點，由于單冠預備體的頸部1/3主要提供固位力，因此該范圍為聚合度和軸壁分離角的測量區(qū)域。本研究設(shè)置頰舌向聚合度和近遠中向聚合度的標準范圍為5°～20°；設(shè)置各軸壁分離角的標準范圍為2.5°～10°。通過軟件參數(shù)編輯計算得出聚合度和軸壁傾斜度的具體數(shù)值。根據(jù)不同牙位的單一質(zhì)量評價指標的數(shù)值范圍不同，將頰舌向聚合度和近遠中向聚合度分為≥5°且≤20°、>20°且≤40°、<5°或>40°3個分類，分別代表優(yōu)良、臨床可接受、不達標3個等級；將各軸壁分離角分為≥2.5°且≤10°、>10°且≤20°、<2.5°或>20°3個分類，分別代表優(yōu)良、臨床可接受、不達標3個等級。

1.3 統(tǒng)計分析

調(diào)查結(jié)果采用Excel 2016軟件整理，應用SPSS 25.0軟件進行分析。定量資料進行描述分析和Kruskal-Wallis檢驗統(tǒng)計，三分類資料進行卡方檢驗，同時使用效應量（Effect size）研究差異幅度情況。所有統(tǒng)計方法的檢驗均設(shè)為0.05。P<0.05時，差異具有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 數(shù)字化模型質(zhì)量評估的描述分析

本調(diào)查共納入1 312件數(shù)字化模型，其中前牙180件，前磨牙294件，磨牙838件。通過計算平均概率反映單個數(shù)字化模型的單個關(guān)鍵質(zhì)量指標不合格的平均百分比。結(jié)果顯示：1 312件單冠數(shù)字化模型表面有倒凹的平均概率為2.7%，表面光滑度不合格的平均概率為1.9%，肩臺質(zhì)量不合格的平均概率為21.2%，頰舌向聚合度的平均值為25.847°±13.129°，近遠中向聚合度的平均值為28.372°±14.038°，頰側(cè)分離角的平均值為12.143°±8.576°，舌側(cè)分離角的平均值為13.733°±9.494°，近中分離角的平均值為13.957°±9.162°，遠中分離角的平均值為14.425°±8.945°（表1）。

表1 單冠數(shù)字化模型的描述分析Tab 1 Description analysis of single crown digital models

2.2 不同牙位對各項數(shù)字化模型質(zhì)量評估指標的差異性分析

Kruskal-Wallis檢驗統(tǒng)計結(jié)果顯示：前牙、前磨牙和磨牙表面光滑度的差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05），前牙、前磨牙和磨牙在倒凹、肩臺質(zhì)量、頰舌向聚合度、近遠中向聚合度、舌側(cè)分離角、頰側(cè)分離角、近中分離角和遠中分離角共8項上差異有統(tǒng)計學意義（P<0.01）。不同牙位在各評估指標上的比較結(jié)果見表2。

表2 單冠數(shù)字化模型的Kruskal-Wallis檢驗統(tǒng)計Tab 2 Kruskal-Wallis analysis of single crown digital models

2.3 不同牙位對各項數(shù)字化模型質(zhì)量評估分類指標的差異性分析

卡方檢驗的統(tǒng)計結(jié)果顯示：前牙、前磨牙和磨牙的倒凹、表面光滑度的差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05），前牙、前磨牙和磨牙在肩臺質(zhì)量、頰舌向聚合度、近遠中向聚合度、舌側(cè)分離角、頰側(cè)分離角、近中分離角和遠中分離角共7項上的差異有統(tǒng)計學意義（P<0.01）。從效應量分析-列聯(lián)系數(shù)的數(shù)值來看，前牙、前磨牙和磨牙之間的差異在頰舌向聚合度一項上最高（列聯(lián)系數(shù)=0.268），其次是舌側(cè)分離角（列聯(lián)系數(shù)=0.217）（表3）。

表3 單冠數(shù)字化模型的卡方檢驗Tab 3 Chi-square analysis of single crown digital models

3 討論

隨著數(shù)字化掃描印模技術(shù)和計算機輔助設(shè)計/計算機輔助制造（computer aided design/computer aided manufacturing，CAD/CAM）技術(shù)的發(fā)展，越來越多的固定義齒使用全程數(shù)字化方式進行設(shè)計和加工，數(shù)字化模型是臨床端向技師端完成訂單交付和信息轉(zhuǎn)移的重要載體，數(shù)字化模型的質(zhì)量能反映臨床工作的基本水平，直接影響技師的加工難度，并能最終影響修復體質(zhì)量。研究[7-8]表明，使用數(shù)字化椅旁口掃技術(shù)掃描基牙預備體較數(shù)字化掃描倉三維掃描技術(shù)可以獲得更高的精確度和相似的準確度。本研究基于數(shù)字化椅旁口掃技術(shù)獲取三維圖像，采用可視化可量化的數(shù)字化手段對1 312件單冠數(shù)字化模型的質(zhì)量情況進行調(diào)查分析，以期對臨床工作和技師制作有指導價值。

3.1 倒凹和表面光滑度

倒凹的存在往往需要通過制作時填補倒凹以及臨床上水門汀填補間隙的方式彌補，必然導致單冠與基牙不密合、厚薄不均的水門汀應力分布不均等問題。而預備體表面不光滑易導致基牙表面清潔不當、菌斑附著聚集以及局部水門汀粘接界面崩裂等問題。本調(diào)查結(jié)果顯示：單冠數(shù)字化模型有倒凹≤0.05的概率為85.14%；表面光滑度≤0.05的概率為97.71%，且所有牙位之間的差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。有研究[2]顯示國內(nèi)單冠石膏工作模型有倒凹的概率為10.59%，表面光滑度不合格占25.79%。研究[9]發(fā)現(xiàn)三單位固定橋基牙的倒凹存在率高達59.1%。本調(diào)查結(jié)果說明臨床預備體倒凹消除及表面光滑處理情況較前有所提升。這可能得益于口腔醫(yī)生對于倒凹消除和基牙拋光操作的意識增強、對于細粒度金剛砂車針的使用更加規(guī)范、對于印模氣泡缺陷等的把控更佳等。參考10年前單冠牙體預備的質(zhì)量結(jié)果，隨著10年來手機和車針等的進步，倒凹和表面光滑度這兩項標準對于臨床醫(yī)生來說較易達標，有所進步。

3.2 肩臺質(zhì)量

肩臺質(zhì)量十分重要。其中預備體肩臺完成線的連續(xù)性會影響技師對于肩臺的位置判斷，并影響最終修復體的適合性。Chan等[10]調(diào)查3 850件間接修復體模型信息后發(fā)現(xiàn)最常見的錯誤包括咬合記錄缺失和印模肩臺不清。Minyé等[11]指出由于邊緣不密合導致的修復體返工可追溯到臨床醫(yī)生對預備體肩臺質(zhì)量控制不佳以及印模變形或缺陷。本調(diào)查結(jié)果顯示：81.17%的單冠數(shù)字化模型的肩臺質(zhì)量不達標，其中前牙（87.78%）的比例大于前磨牙（85.37%）和磨牙（78.28%）的比例。

導致高比例肩臺不連續(xù)的原因可能有：1）軸面轉(zhuǎn)角處預備不當：臨床醫(yī)生行肩臺預備時往往習慣根據(jù)不同軸面行分段式預備，導致在軸面轉(zhuǎn)角處易形成肩臺中斷或錯位連接。2）肩臺拋光意識不強：肩臺寬度是臨床醫(yī)生行肩臺預備時最關(guān)注的標準，而肩臺光滑度易被忽視。使用單一粗粒度金剛砂車針完成牙體預備的現(xiàn)象在臨床上屢見不鮮。3）視野不佳：前牙舌面和后牙鄰面位于視野盲區(qū)，臨床操作中需要口鏡輔以鏡像操作，操作難度偏大。前牙肩臺質(zhì)量較差可能與舌側(cè)肩臺需鏡像操作有關(guān)。4）印模不當：包括排齦不當及印模操作未排除唾液干擾等。為節(jié)約操作時間，臨床醫(yī)生簡化甚至忽略排齦步驟，導致基牙和軟組織未分離或分離不佳，模型上二者難以區(qū)分。另外，排齦后肩臺被唾液或血液覆蓋、未行潔凈處理亦會導致模型肩臺不清晰或不連續(xù)。針對肩臺質(zhì)量的問題，建議臨床醫(yī)生行肩臺預備時關(guān)注二次排齦、肩臺拋光和鏡像操作訓練等。

臨床上常借助探針或肉眼判斷肩臺質(zhì)量，往往受到低分辨率的限制。放大鏡和牙科用顯微鏡可以協(xié)助術(shù)者觀察到更多牙體預備的細節(jié)，如4倍放大鏡可以使分辨率提高到50μm[12]；而20倍顯微鏡可以將分辨率提高到5μm。此外，數(shù)字化印模技術(shù)使術(shù)者在口外直觀地檢查三維圖像的肩臺質(zhì)量，同時減少了托盤和印模材料等的使用，簡化操作步驟。2017年美國的調(diào)查研究[13]顯示，已有9%的口腔醫(yī)生使用數(shù)字化印模技術(shù)取代傳統(tǒng)硅橡膠取模法。數(shù)字化取模技術(shù)能有效降低由于口腔醫(yī)生經(jīng)驗不足導致的印模邊緣不清的問題。

3.3 頰舌向聚合度和近遠中向聚合度

1955年，J?rgensen[14]測試了不同聚合度的基牙固位力，結(jié)果說明聚合度為5°時具有最佳固位力；1994年，Wilson等[15]認為6°～12°聚合度的預備體具有最佳固位力；2001年，Goodacre等[16]提出牙體預備的標準：聚合度在10°～20°時固位力最佳；2014年，Seo等[6]指出雖然4°～14°的聚合度能夠獲得較好固位力，然后由于臨床判斷難度較大，臨床上可接受的聚合度的范圍實際為10°～24°；Mc-Craken等[17]總結(jié)出現(xiàn)有牙科教育關(guān)于聚合度的預備標準一般設(shè)定在10°～20°，過度預備的聚合度與修復體低臨床可接受度有直接相關(guān)性。綜上，本研究將聚合度的合格范圍定為5°～20°。

本調(diào)查結(jié)果顯示：在所調(diào)查的單冠石膏工作模型中，19.59%的數(shù)字化模型在頰舌向聚合度、22.48%的數(shù)字化模型在近遠中向聚合度上評價不達標。其中前磨牙的頰舌向和近遠中向聚合度評價優(yōu)良的比例遠高于前牙和磨牙，分別為44.90%和38.10%；前牙頰舌向和近遠中向聚合度評價不達標的比例為41.67%和29.44%，遠高于前磨牙和磨牙的比例（總范圍為12.24%～24.11%）。

Abdulla等[18]調(diào)查206件單冠預備體的頰舌向和近遠中向聚合度，結(jié)果顯示頰舌向聚合度平均值為32.6°，近遠中向聚合度平均值為24.6°，遠超臨床可接受的聚合度范圍，與本研究結(jié)果相符。

聚合度遠超合格范圍的可能原因有：1）后牙區(qū)視野不佳，臨床醫(yī)生為避免倒凹的產(chǎn)生，往往存在過度預備的傾向；而前磨牙區(qū)視野靠前，聚合度較易判斷。2）前牙區(qū)舌隆突預備不佳，形態(tài)控制差，人為造成前牙舌側(cè)斜坡狀預備形態(tài)。3）臨床醫(yī)生在行近遠中向牙體預備時，由于擔心傷及鄰牙，傾向于使車針盡可能靠近預備體，導致鄰面過度預備。臨床上為了補償過大的聚合度導致的固位力衰減，建議使用具備化學固位力的樹脂水門汀進行單冠粘接。

3.4 軸壁分離角

根據(jù)本實驗設(shè)定的聚合度合格范圍為5°～20°，軸壁分離角的合格范圍應為2.5°～10°。本調(diào)查結(jié)果顯示：舌側(cè)分離角（13.733°±9.494°）、頰側(cè)分離角（12.143°±8.576°）、近中分離角（13.957°±9.162°）、遠中分離角（14.425°±8.945°）的平均值均超出合格范圍。前牙舌側(cè)分離角（19.045°±11.681°）遠超合格范圍。這與上述聚合度的結(jié)果分析相符，導致前牙舌側(cè)分離角過度預備的可能原因是：1）臨床醫(yī)生對于前牙舌側(cè)的解剖形態(tài)掌握不佳，舌隆突預備時車針選擇或軸向控制不正確。2）前牙區(qū)舌側(cè)視野不佳，鏡像操作增加了軸向控制的難度。此結(jié)果說明牙科臨床前教育的標準把控不嚴，口腔醫(yī)生關(guān)于牙體預備聚合度及分離角的自我評估能力不甚理想，臨床中尚缺乏可推廣的用于實測核查聚合度和分離角的方法或量具。

3.5 數(shù)字化牙體預備評估系統(tǒng)的有效性

口腔數(shù)字化印模技術(shù)因其臨床操作高效簡便、印模精度高、便于數(shù)據(jù)存儲發(fā)送、患者體驗感佳、簡化修復工藝流程等優(yōu)勢而越來越廣泛應用于臨床端和技師端。2017年，McCracken等[13]的研究發(fā)現(xiàn)使用數(shù)字化印模技術(shù)和CAD/CAM技術(shù)可以獲得較為理想的修復體密合度。數(shù)字化印模技術(shù)為臨床工作和修復體制作流程帶來許多便利，此外，口內(nèi)掃描系統(tǒng)自帶的數(shù)字化牙體預備評估軟件能將預備體信息即時反饋于臨床醫(yī)生，便于醫(yī)生自我評估和技術(shù)進步，數(shù)字化量化評估的結(jié)果也便于醫(yī)技患三方溝通，有效規(guī)避修復體加工制作的風險。預備體自我評價能輔助術(shù)者深入理解牙體預備的標準，保證術(shù)者獨立高效地完成牙體預備操作。Park等[5]在2017年研究了不同操作水平的醫(yī)學生使用數(shù)字化評估軟件實現(xiàn)自我評估的有效性、使用體驗感和使用頻率評分的差異性，結(jié)果顯示，軟件用于評估倒凹和聚合度的有效性評分最高；對于操作水平較差的醫(yī)學生，自我評估軟件的有效性、使用體驗感和使用頻率的評分更高。數(shù)字化評估軟件可量化可視化的即時反饋功能，為牙科臨床前教育提供了一種新的模式。

采用傳統(tǒng)印模轉(zhuǎn)移和設(shè)計單信息遞交的方式完成臨床向加工廠的訂單交付是常用的醫(yī)技合作方式。但加工單信息缺失、醫(yī)技雙方缺乏溝通等現(xiàn)象普遍，由于印模或預備體質(zhì)量不佳導致修復體制作困難等問題往往導致醫(yī)技雙方責任分割不明，而數(shù)字化牙體預備評估軟件可為醫(yī)技溝通提供客觀公正的第三方參考。基于量化評估的結(jié)果，技師端向臨床端反饋指向性建議，可協(xié)助醫(yī)技雙方達成高效合作。Bertoli等[19]證實了加工廠技師和臨床醫(yī)生關(guān)于預備體的評分標準上存在差異，而Kateeb等[20]的研究表明數(shù)字化牙體預備評估系統(tǒng)的高信度和高效度能有效保證評估結(jié)果的真實性。因此，目前在義齒工廠進行的數(shù)字化評估系統(tǒng)因其客觀真實、入檢時即時反饋、易于保存回顧等優(yōu)勢，有望成為牙科教育和醫(yī)技溝通的科學易行方案，值得推廣。

綜上所述，本研究通過口內(nèi)掃描系統(tǒng)和數(shù)字化牙體預備評估軟件進行1 312件單冠數(shù)字化模型的質(zhì)量評估，結(jié)果顯示牙體預備評估指標除倒凹和表面光滑度的合格率達標外，肩臺質(zhì)量、頰舌向聚合度、近遠中向聚合度和各軸面分離角的平均值遠低于合格要求，不同牙位之間亦有差異，亟待繼續(xù)提升。單冠數(shù)字化預備體模型的整體質(zhì)量情況不佳，仍有較大提升空間。另外，數(shù)字化牙體預備評估系統(tǒng)因其客觀真實、同一性好，除義齒工廠外也可椅旁即時反饋即時糾錯，記錄的圖像資料易于保存、有利于后期回顧分析、分享等優(yōu)勢，具有極大的發(fā)展前景。

利益沖突聲明：作者聲明本文無利益沖突。