计算机辅助设计与制作(CAD/CAM)数字化系统在口腔修复中的应用

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【摘 要】计算机辅助设计与制作（cad/cam）系统以其高效率、高精确性等诸多优点在口腔修复学领域中得到了日益广泛应用，使得修复体的制作效率和质量得到了有效的提高，本文就当前国内外CAD/CAM数字化系统在口腔修复的应用做一综述。

【关键词】CAD/CAM；口腔修复；数字化

烤瓷熔附金属全冠（porcelain fused to metal，PFM）及其固定桥是目前临床应用较为广泛的针对牙体缺损、牙列缺损病患的修复体，但当前烤瓷熔附金属全冠在临床应用过程中存在许多问题，如瓷崩裂、龈染色、牙龈红肿、美观性差、基牙损伤等。随着高强度陶瓷的发展，全瓷冠（all ceramic crowns）克服了PFM在材料等方面的缺陷，以极佳的生物相容性与良好的美学性能在临床上得到了逐步的推广[1]。近年来出现的计算机辅助设计与制作（CAD/CAM）技术，以其精确的设计与制作及工作效率高等优点，备受口腔临床医生的青睐。现将其技术路径与操作系统简单介绍如下：

1 CAD/CAM技术路径

CAD/CAM一般由以下三个部分构成

1.1 数据获取装置（数字化印模）

CAD/CAM系统利用光电原理和数字化处理系统对预备体形态、邻牙情况、对颌牙等信息进行摄取[2]。

1.2 修复体设计部分（CAD）

使用先进的设计软件对扫描数据进行处理，同时设计出义齿数据模型。

1.3 修复体的制作部分（CAM）

医生将数据通过互联网传送到义齿加工中心，经CAD/CAM全瓷修复系统的自动加工设备加工出义齿胚体，经烧结、染色或上瓷完成制作。

2 主要的CAD/CAM系统

2.1 CEREC系统

1985年，M■rmann创始了第一个椅旁系统――CEREC1系统，之后Sirona公司陆续推出了CEREC2、CEREC3和CEREC In-lab系统。随着硬件和软件技术的逐步提升，于2009年该公司又推出最新的第4代椅旁系统――CEREC AC Bluecam系统[3]。CEREC系统凭借CEREC模拟控制器和CEREC蓝牙相机系统在CAD/CAM技术中制定了更高的标准。口内扫描可以迅速、清晰、精确地进行三维定位。全颌骨的成像扩宽了适应证的范围，使用虚拟的模型可以使诊室与研究室一起工作而不受印模的限制。CEREC AC的核心部分是蓝牙相机。蓝牙相机通过二极管发出的是短波蓝光，而不是红外光。而且，镜头的结构是新的：非球面镜将光束汇聚，再将其平行射向感光板，光的敏感性增强，图像获得的时间缩短了50%，图像的排序也被加快了。通过使用切削设备CEREC MC XL，新的3D软件和CEREC连接设备，CEREC AC已在牙科修复治疗中建立了新的标准，为口腔临床操作提供了持续、省时的工作流程。

2.2 E4D Dentist系统

E4DDentist系统是由位于美国德克萨斯州理查森市的E4D Technologies公司于2008推出的，由E4D科技公司发明的它是除CEREC系统之外仅有的另一椅旁系统。在常规的牙体预备之后，临床医生可根据需要在牙齿表面喷粉，而后进行口内取像，E4D系统的取像原理是基于光学相干断层成像和共焦显微技术，通过控制脚踏开关逐一获得多张图像后利用系统软件形成3D图像[4]。该系统通过利用红激光与每秒震动2万次的微镜单元，在不需要喷粉的情况下，可以得到口腔内部软组织、硬组织及预备体的咬合关系图像，同时能够迅速生成三维模型。在图像获取的过程中，操作者可以根据需要选择手动启动或脚踏开关启动。启动后之，系统可以自动在对焦准确时获取图像的数据。

2.3 Lava C.O.S.系统

该系统创始于美国肯塔基州列克星敦市的Brontes科技公司，于2006年由3M公司收购，并在2008年由美国3M ESPE公司推出了Lava椅旁口内印模扫描仪（Lava chairside oral scanner，Lava C.O.S.）系统。该系统获取图像原理是激活波前采样技术，Lava C.O.S.系统中的图像处理程序和可视化的实时三维模型重建功能，对于移动三维取像的概念是革命性的。通过这个系统获得数字印模的速度比其他系统要快该系统的取像单元的尖端约13.2mm宽，几乎是当前所有数字印模取像单元中最小的，故可快速获得口内清晰影像。

2.4 iTero系统

iTero系统是由美国Cadent公司通过5年的深入研究于2007年推出的首个数字化印模系统。该系统是基于平行共焦成像的原理获取数字化印模，与其他系统不同的是，其无需在取像前对牙齿表面进行喷粉，这大大提高了患者就诊的舒适性。扫描得到的图像信息经过无线传输到Cadent技工中心进行加工处理，处理之后的数字信息再送到Cadent公司切削出模型，而后技工中心根据模型完成最终高精度修复体的制作[5]。

2.5 Procera系统

Procera系统是由瑞典Nobel Biocare公司推出的。Procera扫描仪通过接触式扫描方式读取石膏代型表面的数据，经过Procera软件处理后形成数字化的代型，技工人员利用计算机对基底冠的外形进行三维设计，并将设计后的数据传输到Procera工作站进行计算机辅助制作。该系统的CAD部分有个重要的功能，它可以将数字化代型和底层冠放大12%～20%，以补偿氧化铝15%～20%的烧结收缩[6]。

2.6 Cercon系统

Cercon系统是美国Dentsply公司在2001年推出的。该系统是先人工制作蜡冠，然后通过激光扫描系统收集在口内或代型上的蜡型表面外形数据，并传递到数控铣床同步制作修复体，所以它并非真正意义上的CAD/CAM系统。切铣完成之后再放入专用的烧结炉中烧结形成最终的修复体。

总之，CAD/CAM数字化口腔技术，是基于计算机网络及多媒体技术的发展，应用先进、科学的数字智能技术与高端设备达成无缝对接，减少传统口腔产业中人流、物流传递及依靠经验的制作工艺，从而达到自动、快捷、标准、精准制作精密修复体的现代先进工艺技术。

【参考文献】

[1]Zarone F，Russo S，Sorrentino R.From porcelain-fused-to-metal to zirconia：clinical and experimental considerations[J].Dent Mater，2011，27（1）：83-96.

[2]吴琳.可摘局部义齿支架计算机辅助设计与制作的初步研究[D].中国医科大学，2006：84-90.

[3]Fasbinder DJ.The CEREC system：25years of chairside CAD/CAM dentistry[J]. J Am Dent Assoc，2010，141（Suppl2）：3S-4S.

[4]苏庭舒，孙健.口内数字化印模技术[J].中华临床医师杂志：电子版，2012，6（19）：5780-5782.

[5]Garg AK. Cadent iTero’ digital system for dental impressions：the end of trays and putty[J].Dent Implantol Update，2008，19（1）：1-4.

[6]王航，刘双云.Procera AllCeram――一种高强度全瓷冠系统介绍[J].国外医学：口腔医学分册，1998，25（5）：271.