方法文章

使用椅边数字CAD-CAM手术指南在牙根间部放置正畸迷你螺钉

DOI：

10.3791/71122

⸱

2026年6月12日

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1Department of Stomatology, Beijing Tiantan Hospital, Capital Medical University, 2Z Smile Orthodontics, 3Beijing Stomatological Hospital, Capital Medical University

本文内容

摘要

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该方案的目标是提供一个临床边数字工作流程，整合CBCT和CEREC的CAD/CAM技术，设计和制造门诊内生物兼容的正畸微型螺钉放置手术导管，提升准确性，同时消除外部软件和实验室依赖操作。

摘要

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本研究旨在引入一种新型椅边数字技术，用于创建手术导引，以协助正畸迷你螺丝的植入。在这项临床验证研究中，6名患者使用椅边经济美容修复（CEREC）系统结合锥形束计算机断层扫描（CBCT）植入了12个正畸迷你螺丝。通过将CBCT扫描与通过椅边数字系统获取的数字牙科模型整合，生成了三维图像。正畸迷你螺丝的最佳插入角度和位置均基于此图像规划。随后，外科导引在计算机辅助设计（CAD）软件中设计，并使用计算机辅助制造（CAM）系统制造。将术前和术后患者的CBCT扫描数据叠加，比较计划与实际迷你螺杆位置之间的角度偏移、进入点偏移及终点偏差。平均入点和终点偏差分别为2.4 ± 0.7毫米（范围：1.2–3.4毫米）和2.4±0.6毫米（范围：1.3–3.4毫米）。平均角度偏差为3.8°±2.3°（范围：0.4°–7.2°）。6个月随访期间未观察到微型螺杆失效。本研究成功开发了基于CAD/CAM的侧面微型螺钉手术导引方法，其准确性和稳定性在患者中得到了初步验证。

引言

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正畸迷你螺丝因其简单、插入迅速、创伤微小以及成本效益高而广受欢迎 1,2,3。尽管有这些优势，临床成功往往受解剖结构限制、操作员技能的多样性以及缺乏标准化辅助工具的限制。最关键的挑战之一是迷你螺钉的精确定位，因为放置不当可能导致牙根损伤或影响骨骼完整性。

手术导引系统已被广泛认可为提高置放准确性和减少并发症的有效工具 4,5。目前大多数导引系统依赖第三方规划、实验室制造工艺或与专业技术人员的协作，这增加了处理成本、延长周转时间，并限制了即时的临床实施6.此外，许多工作流程涉及多个数据转换步骤和软件平台，增加了注册错误的风险并降低了程序效率。

为解决这些局限性，本研究引入了一套简化的临床实验室数字工作流程，将锥束计算机断层扫描（CBCT）与计算机辅助设计/计算机辅助制造（CAD/CAM）系统整合，用于设计和制造手术导管。与需要外部实验室支持的传统工作流程不同，该....

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方案

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本研究经北京天坛医院（首都医科大学）机构审查委员会批准（KY2022-041-01），并根据《赫尔辛基宣言》及机构人类研究指南进行。在参与和开始临床操作前，所有患者均获得了书面知情同意。2022年4月至2023年6月间，北京天坛医院正畸科接受的6名患者接受了正畸迷你螺丝植入。

1. 获取目标区域的数字数据

  1. 获取口腔内数字模型。
    1. 使用口腔内扫描仪进行口腔内扫描，以获得完整的上颌数字牙科模型。确保全弓覆盖并准确捕捉到根间区域。
  2. 获取CBCT影像。
    1. 使用CBCT单元获取颌面区域的CBCT扫描。
      1. 使用0.16毫米的体素尺寸。
      2. 视野范围为8厘米×8厘米，足以包括上颌牙及周围的牙槽骨。
      3. 根据制造商的正畸种植规划建议设定影像参数。
      4. 确保清晰可见齿槽骨及邻近牙根（见图1A）。

2. 执行迷你螺旋杆放置的虚拟规划

  1. 记录CBCT和口内扫描数据。

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结果

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共计12个正畸迷你螺丝通过数字制造的椅边导管，成功植入6名患者在上颌后部的颊部或腭根间区域。所有手术导管在手术过程中均显示口内坐姿稳定，未观察到导管骨折或术中并发症。导管定位和导管微型螺钉插入的代表性临床图像见 图2A–C。

术后CBCT数据与术前虚拟计划模型叠加以评估安置准确性。 图2D展示了代表性的三维叠加分析，计划的迷你螺旋位置以紫色显示，实际术后位置以蓝色显示。计划与放置的迷你螺钉之间的紧密空间对应性证明了虚拟治疗计划向临床环境的准确转移。

定量准确度测量汇总于 表1。平均入点偏差为2.4 ± 0.7毫米（范围：1.2–3.4毫米），平均终点偏差为2.4± 0.6毫米（范围：1.3–3.4毫米）。平均角度偏差为3.8°±2.3°（距离：0.4°–7.2°）。观察到的线性和角度偏差表明，椅边数字工作流程可能为狭窄的神经间隙内的微型螺钉定.......

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讨论

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正畸迷你螺钉植入物因其微创性、插入简便性以及作为临时锚定装置的有效性，获得了广泛的临床认可。然而，准确定位仍具技术挑战，尤其是在骨质有限且与邻近根部距离较近的根间区域，增加了根部损伤和微型螺杆不稳定的风险。以往研究表明，计算机引导的手术方法相比自由手置入技术，能够提高正畸微型螺钉的准确性并减少并发症（8,9）。然而，目前许多可用的工作流程依赖于多个软件平台、外部实验室制造或复杂的数字协议，这些限制了常规的椅边实施。

本研究引入了一套完全在椅边的数字工作流程，将CBCT影像与CAD/CAM系统整合，用于引导正畸迷你螺钉放置。与传统的依赖实验室的工作流程相比，现有技术支持在单一临床环境中实现虚拟规划、设计和制造指导，从而缩短治疗时间并减少对外部制造服务的依赖。除了提高工作流程效率外，该系统还允许将CBCT中的3D解剖信息直接与口腔内数字模型整合，便于在虚拟.......

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披露

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作者声明不存在利益冲突。

致谢

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本研究得到了北京天坛医院创新转型竞赛特别资助（TYZH202606）以及北京科技协会（BAST）（BYESS2024347）青年精英科学家资助项目的支持。

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
CEREC Guide Bloc maxiDentsply SironaREF 6447093用于制造手术导板的树脂块
CEREC OmnicamDentsply SironaREF 6390327口腔内扫描仪
CEREC SW 4.4Dentsply SironaREF 6731637用于设计微螺钉手术导板的软件
GALILEOS Implant software v 1.9Dentsply SironaREF 6369503用于叠加数字牙齿模型和CBCT数据的软件
GuideMia V5.0GuideMia Inc.https://ai.guidemia.com/downloads/用于访问植入物放置准确性的软件
植入物电动机W&H SI-923REF 00900100用于放置微螺钉的机器
微螺钉OrmcoREF 601-0021正畸锚定装置
Orthophos XG 3DDentsply SironaREF 6303452CBCT机器

参考文献

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  1. Ceratti, C., Serafin, M., Del Fabbro, M., Caprioglio, A. Effectiveness of miniscrew-supported maxillary molar distalization according to temporary anchorage device features and appliance design: systematic review and meta-analysis. Angle Orthod. 94 (1), 107-121 (2024).
  2. Zhang, X., Su, Y., Wu, R., Wang, H., Wang, Z.

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