引导性根管治疗：根管通路洞形的三维规划与导板辅助制备

摘要

引导性牙髓治疗是一种借助模板辅助进行开髓准备的技术。该操作需要锥形束计算机断层扫描和表面扫描来制作模板。模板中整合的导向套管可引导钻针到达目标位置，从而实现对钙化牙齿进行微创牙髓开髓预备。

摘要

牙髓腔闭锁（PCO）通常是牙外伤（如牙脱位损伤）的后果。尽管牙本质沉积是牙髓活力的标志，但长期仍可能发展为牙髓炎或根尖周炎。对于严重PCO且伴有牙髓或根尖周病变的患牙，根管治疗对全科医生甚至设备完善的牙体牙髓专科医生而言均具有挑战性。为了准确定位钙化根管并避免过度损失牙体组织或发生根管侧穿，数年前引入了基于导板的静态导航技术（“引导性牙体牙髓治疗”）。其常规工作流程包括：采用锥形束计算机断层扫描（CBCT）进行三维成像、数字化表面扫描，以及在规划软件中将两者影像叠加。随后在软件中对开髓腔进行虚拟设计，并规划出可引导钻针到达目标位置的导板。为此，必须在软件中精确放置按真实比例建模的钻针虚拟图像，使其尖端抵达钙化根管的开口处。导板通过计算机辅助设计与计算机辅助制造（CAD/CAM）或3D打印技术制作完成后，即可在临床实施引导式开髓。在研究中，可通过术后CBCT影像评估开髓操作的准确性。本文旨在系统介绍从影像采集到临床实施的静态引导性牙体牙髓治疗技术。

引言

牙髓腔闭锁（PCO）是牙髓活力的征象，常在牙外伤¹后或对龋病、修复性操作²或活髓牙治疗³等刺激产生反应时被观察到。当临床上和影像学上均无病理迹象时，无需进行根管治疗。然而从长期来看，残留的牙髓组织可能发生病变⁴。当出现牙髓或根尖周病变的临床或影像学征象时，非手术性根管治疗应作为保存患牙的首选治疗方法。

为了确保根管治疗的成功，制备合适的进入通路至关重要。对于需要进行根管治疗的钙化闭塞牙（PCO），即使是在牙髓病学领域具有专业经验的牙医也难以处理⁵。尝试寻找钙化的根管可能导致大量牙体组织丧失，从而削弱牙齿结构，甚至造成根部穿孔。这会降低牙齿的预后效果，可能需要拔除患牙⁶。

由于基于模板（静态）导航在口腔种植学中已成功应用，其在牙髓病学中的应用在数年前首次见于文献报道⁷。此后，大量病例报告和研究证明了在伴有牙冠覆盖（PCO）的情况下，借助模板进行牙髓治疗开髓预备的优势^8,9。

本研究旨在介绍采用引导性牙髓治疗技术进行引导性开髓预备的方法。出于研究目的，在术后进行锥形束CT（CBCT）扫描后，可对治疗效果进行评估（即分析计划开髓路径与实际开髓路径之间的角度和空间偏差），本文也展示了该评估方法。

方案

由于本研究不涉及患者数据的使用，因此无需获得批准或同意。本研究使用了来自上颌模型的DICOM数据，该模型包含已拔除且去标识化的人牙。牙齿拔除的原因与本研究无关。

1. 虚拟开髓通路规划

1. 启动数字化规划程序。
2. 右键单击 专家 选择高级模式。
3. 右键单击 新 新建病例。
4. 选择包含DICOM图像数据的文件夹，以将图像数据导入软件。
5. 必要时调整亨氏单位（HU）阈值以获得最佳可视化效果（可在左下角的小窗口中查看）。
6. 点击 创建数据集 完成数据导入。
   注意：此处使用的DICOM数据来自一个上颌模型，该模型包含提取的、去标识化的人牙。
7. 通过左键单击选择规划类型 上颌骨 或 下颌骨 并命名该计划。
8. 点击 编辑分割结果 开始图像分割过程。
   注意：分割过程会自动打开一个新窗口。
9. 通过左键单击选择轴向视图 轴向 在左上角的方框中。
10. 点击 密度测量 测量高阻射线的牙面与周围非阻射线区域（空气）的密度，计算两者密度的平均值。图1).
    注意：平均值需要手动计算；软件中没有集成的计算工具。
11. 点击 3D 重建.
12. 将下限阈值设置为确定的平均值（图 2A).
13. 用以下方法分割牙列 洪水填充工具 并根据需要命名分割结果（图2B).
    注意：当选择并激活洪水填充工具后，可通过在3D视图中单击左键来分割目标区域。
14. 通过点击完成分割 关闭模块.
15. 通过选择添加模型扫描 添加 > 对象 > 模型扫描.
    注意：需要预先生成表面扫描数据（例如，使用口内扫描仪获取并以 stl 文件格式提供的数据）。
16. 从数字表面扫描中导入 stl 文件。
17. 选择 与其他对象对齐.
18. 选择已执行的分割图2C).
19. 在3D视图中，为两个数据集（分割结果和表面扫描）的标志点配准选择三个不同的匹配点。
    注意：点的空间分布将有助于数据的半自动匹配。
20. 验证所有平面上的正确配准，并完成配准。
    注意：如果CBCT与表面扫描之间存在明显偏差，则可能需要进行手动校正。如有需要，可左键单击并拖动以在空间上调整对齐，右键单击并拖动以在显示的平面上调整角度偏差。图3)
21. 将种植体（所使用的根管钻需预先导入软件的种植体数据库中）添加至软件，以规划根管的通路。
22. 将钻头置于所需的角度和深度，并在所有平面上进行确认（图4A).
23. 将相应的套管安装到车针上（所使用的套管系统必须事先添加至数据库中） 通过 附加内容 > 定制袖状系统编辑).
    注意：套管不得与牙齿的牙冠接触。如果套管与牙冠接触，则需要选择更长的车针，以在套管与牙体结构之间留出空间（图4B).
24. 选择 对象 > 添加 > 手术导板 根据需要设计模板（图 5A).
25. 将模板导出为 stl 文件，并使用 3D 打印机进行制造（图5B，补充文件1).
    ​注意：完成3D打印后，应根据所用打印机及打印材料的制造商说明对模板进行修整。准确去除支撑材料对于模板在牙弓上的贴合度至关重要，进而也影响开髓洞预备的精确性。

2. 开髓腔预备

1. 检查导板在牙列上的就位情况（图5C）。
   注意：在设计过程中可增加观察窗，以增强对就位和贴合情况的视觉控制。
2. 检查套管在导板中的就位情况。
3. 在开髓部位标记釉质位置。可在车针尖端使用染料（例如龋齿检测染料）（图6A、B）。
4. 在不使用导板或根管治疗专用车针的情况下，去除开髓部位的釉质。改用金刚砂车针，直至暴露牙本质（图6C）。
5. 将带有套管的导板放置于牙弓上。
6. 将用于术前规划的车针插入手机手柄中。
7. 在导板引导下进行开髓预备（图6D）。
   ​注意：开髓应间断进行。需及时清除钻头和窝洞内的碎屑，以减少产热。在到达根尖位置之前，可使用手用锉检查是否能够进入根管口。根尖位置由车针上的限位装置确定。可使用手用锉探查或进入根管口。一旦定位到根管口，即可采用常规根管治疗技术，使用手用锉和/或旋转器械进行治疗。

3. 治疗评估

1. 使用术前 CBCT 设置创建术后图像数据。
2. 开始新的病例规划。
3. 参照术前规划的方式导入图像数据。
4. 点击 编辑分割。
5. 将下限阈值设置为针对术前数据计算得出的平均值。
6. 使用 区域填充工具 对牙列进行分割。
7. 点击 关闭模块 以完成分割。
8. 打开术前规划。
9. 选择 规划 > 治疗评估。
10. 选择 术后体积数据集（图7A）。
11. 加载正确的术后数据集，并选择生成的分割结果。
12. 通过选择三个不同的区域进行标志点配准，以对齐术前和术后 CBCT 数据。
    注意：点的空间分布将有助于数据的半自动匹配（图7B）。
13. 在所有平面上验证配准的准确性，并完成配准。
    注意：如果 CBCT 与表面扫描之间存在明显偏差，可能需要手动校正（图8）。
14. 将虚拟根管钻沿实际进行的开髓洞预备方向放置，并在所有平面上进行检查（图9）。
    注意：如果钙化根管的直径大于所用根管钻的直径，则无法在根尖-冠方方向进行调整。因此，仅可评估角度偏差和侧向偏差，而无法评估根尖偏差或三维偏差。
15. 选择 完成，软件将自动计算偏差，并以表格形式显示结果。此外，计划与实际开髓洞预备之间的偏差可在三维渲染视图中进行可视化展示。

结果

图10A 显示上颌第一磨牙在通过导板辅助完成近中颊侧根管通路制备后，根管治疗通路洞形的𬌗面观。图10B 显示插入三根根管手动锉，以确认在完成腭侧和远中颊侧通路制备后成功探及根管。将术后锥形束CT（CBCT）数据与术前设计数据配准后，虚拟牙钻定位可生成关于偏差的信息（图11A）。此处，角向偏差为0.7°，在牙钻基部的三维偏差为0.74 mm，在牙钻尖端的三维偏差为0.87 mm。为便于可视化，偏差可在不同平面或三维渲染图像中显示（图11B）。

讨论

在牙髓治疗中，借助模板的开髓预备技术为牙本质钙化（PCO）患牙的非手术性牙髓治疗带来了巨大进展。传统的开髓预备方法可能非常耗时⁵，在严重牙本质钙化的病例中尤其容易出现操作误差。体外研究和临床病例报告表明，引导式牙髓治疗技术在根管定位方面具有可行性，且实际开髓与计划开髓之间的偏差较小，整体效果令人满意⁸。然而，由于引导式牙髓治疗需要使用电离辐射（锥形束CT，CBCT），因此其应用应仅限于传统徒手开髓预备存在较高医源性错误风险的病例¹⁰。

为了尽量减少计划与最终实施的开髓腔之间的偏差，需要考虑一些因素。进行全牙弓表面扫描时，可能会出现局部偏差和不准确¹¹，这可能导致锥形束CT（CBCT）数据匹配过程产生一定程度的误差，从而引起开髓腔预备的偏差。因此，高精度的表面扫描仪可为引导性牙髓治疗提供更准确的结果。不同的设计软件以及导板制作方式（增材制造与减材制造）也被研究证实对结果具有影响...

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
Accuitomo 170	Morita Manufacturing	NA	CBCT 设备
coDiagnostiX	Dental Wings Inc	版本 10.4	主要用于种植手术的规划软件。通过将所用车针添加至种植体数据库，可规划根管治疗的开髓通路
Endoseal 钻头	Atec Dental GmbH	NA	用于导板引导下开髓预备的碳化钨车针
StecoGuide Endo-Sleeve	steco-system-technik	货号 M.27.28.D100L5	插入至制作完成的导板模板中的套管
TRIOS 3	3Shape A/S	NA	表面扫描仪
P30	Straumann	NA	3D 打印机
P pro Surgical Guide Clear	Straumann	NA	用于增材制造的光固化树脂材料