基于磁共振成像的虚拟种植设计和全程引导种植手术——原理验证

武东乐 译；赖红昌 审校

      关键词：计算机辅助设计，引导种植手术，磁共振成像，虚拟种植设计
 

      摘要

      目的：介绍一种无电离辐射的基于磁共振成像(MRI)和虚拟牙科模型的工作流程，以实现虚拟种植设计和全程引导种植手术。
 

      方法：5位计划接受种植治疗的患者使用个性化的二维和三维涡轮自旋回波(TSE)序列和专用头部线圈在3个特斯拉进行磁共振检查。将MRI数据和光学模型扫描或口内扫描获得的虚拟牙科模型导入虚拟种植设计软件。根据软组织和硬组织的解剖特点，进行虚拟种植和修复设计。使用计算机辅助设计(CAD)在虚拟牙科模型上设计导板，并使用3D打印机打印。
 

      结果：MRI能够显示所有与种植设计相关的解剖结构，如皮质骨和松质骨、鼻窦和上颌窦底、下牙槽神经管和邻牙。使用解剖标志可以对虚拟牙科模型和磁共振图像进行手动校准。成功进行了种植设计、导板的CAD/CAM设计加工和全程引导的种植手术。
 

      结论：MRI引导种植手术是可行的，可以避免电离辐射。还需要进一步的研究来确认本工作流程的准确性，并将其与目前广泛使用的CBCT引导的种植手术进行比较。

 

      虚拟种植设计和引导种植手术是基于骨的三维图像数据和牙及软组织的虚拟表面模型实现的。本报告致力于使用一种无电离辐射的方法进行虚拟种植设计和影像学引导的种植手术。
 

      通常来说，骨的体积数据是通过射线照相技术获得的，患者必将暴露于电离辐射。影像学引导的种植手术应根据ALARA辐射原则选择适应症。基于影像学数据，可以根据种植区域的骨量和种植体支持的修复体设计预先进行虚拟种植设计。然后，使用CAD/CAM转移预设的种植体位置，以制作导板。
 

      除了尽量减少电离辐射外，修复体造成的伪影也可能影响放射图像的质量，从而降低虚拟种植设计的精确度。（锥束）计算机断层扫描(CB-CT)数据通常需要和虚拟的模型表面相结合，以补偿成像伪影和软组织形态的缺失。虚拟表面模型可以通过患者的口内扫描或者个性化石膏模型或传统印模的口外光学扫描获得。将(CB-)CT数据与虚拟模型配齐的过程定义为配准。配准过程的准确性取决于伪影的大小，伪影与金属修复体的数量直接相关，导致设计的种植位置的偏差可能远超过临床可接受的1mm阈值(Flugge et al.，2017)。MRI可以在没有电离辐射的情况下显示与种植设计相关的口腔内解剖结构。在牙科方面，目前为止,MRI的临床应用仅限于颞下颌关节和口腔及颅骨软组织肿瘤的成像。一些研究致力于MRI在牙科中的应用，并通过使用特制线圈获得牙齿硬组织和软组织的高分辨率图像。由于特殊的硬件需求和高昂的成本限制了其使用，使得这项技术还没有成为临床常规。迄今为止，核磁共振成像的一个主要缺点是低氢含量结构的可见度差，例如牙齿，标准的核磁共振技术显示为信号空洞(Hovener et al.,2012)。与使用CBCT数据进行种植设计类似，MRI数据也需要光学扫描得到的虚拟表面模型进行补充。目前为止，尽管MRI显示口腔结构的精度已经足以进行相关测量(Flugge et al.,2016)，尚未有报道使用MRI进行虚拟种植设计和引导种植手术。


       本文刊登在《临床口腔种植研究》中文版 2020年9月 第5卷 第3期