摘要：目的:基于红色打样膏初印模三维扫描,建立一种无牙颌个性化托盘的计算机辅助设计(computer aided design,CAD)和工艺熔融沉积制造(fused deposition modeling,FDM)制作方法,定量评价加工精度。方法:在标准上颌无牙颌石膏模型上制取红色打样膏初印模,用牙颌模型三维扫描仪扫描红色打样膏初印模,得到扫描数据,在Gemomagic 2012软件中用交互绘制曲线、局部填补空洞、局部增厚、整体偏移、整体抽壳等命令,完成提取托盘边界、填倒凹、缓冲、预留终印模三维空间和生成托盘厚度的操作,设计标准形状手柄,得到个性化托盘三维设计数据。将托盘设计数据导入与FDM三维打印设备连接的电脑系统,打印聚乳酸(polylactic acid,PLA)材质的无牙颌个性化印模托盘,用牙颌模型三维扫描仪扫描托盘整体。在Gemomagic 2012软件中,以托盘组织面为共同区域,将个性化托盘CAD数据和个性化托盘三维扫描数据进行配准,利用Imageware 13.0的点云偏差分析功能测量三维设计数据和三维扫描数据之间的偏差。扫描石膏模型得到其表面三维数据,将石膏模型数据对齐于印模数据,同时个性化托盘扫描数据对齐于个性化托盘三维设计数据,利用Imageware 13.0的点云偏差分析功能测量三维扫描数据和石膏模型数据表面的距离。结果:与CAD数据对比,加工完成的上颌个性化托盘内表面整体平均偏差为(0.17±0.20)mm,主承托区平均偏差为(0.19±0.18)mm,副承托区平均偏差为(0.17±0.22)mm,边缘封闭区平均偏差为(0.30±0.29)mm,缓冲区平均偏差为(0.08±0.06)mm;托盘内表面与石膏模型表面平均间隙大小为(1.98±0.40)mm,主承托区平均间隙量为(1.85±0.24)mm,副承托区平均间隙量为(1.86±0.26)mm,边缘封闭区平均间隙量为(1.77±0.36)mm,缓冲区平均间隙量为(2.90±0.26)mm。结论:结合红色打样膏初印模三维扫描、CAD和FDM技术,可成功实现上颌无牙颌个性化托盘的数字化设计和制作。

摘要：目的通过测量分析健康成人下颌髁突运动包络面三维模型参数,为人工颞下颌关节窝的设计提供参考。方法2019年9月至2021年9月于北京大学口腔医学院·口腔医院口腔颌面外科招募健康成年人34名(以在校大学生为主,包括少量校外人员,均接受过大学本科及以上教育)作为受试者,年龄(25.4±2.8)岁,其中男性9名,女性25名,采用下颌髁突功能面三维运动轨迹的推算模拟方法,获得研究对象的髁突运动包络面,进而分别获取髁突在下颌开口运动、前伸运动、侧方运动时的三维形态,测量包络面总面积、髁突在下颌不同运动中形成的三维形态面积及其占总面积的百分比。将受试者锥形束CT重建的头颅模型与髁突运动包络面模型配准,在Geomagic Studio软件内测量髁突前后径和内外径,包络面前后径、横径(前、中、后)以及包络面矢状角(包络面矫正矢状轴与正中矢状面的夹角)。使用SPSS 24.0进行Pearson相关性分析。结果包络面总面积为(760±133)mm^(2),其中髁突在下颌开口运动中形成的三维形态面积占总面积的(63.3±15.2)%,前伸运动占(14.9±9.6)%,侧方运动占(21.8±13.3)%;髁突内外径为(19.8±2.3)mm;包络面前后径为(21.2±3.1)mm,包络面横径(前、中、后)分别为(20.6±2.4)、(20.4±2.4)和(22.0±2.6)mm,包络面横径比髁突内外径增大约2 mm。包络面矢状角为6.8°±6.2°,包络面横径(前、中、后)与髁突内外径均呈高度正相关(r=0.98,P<0.001;r=0.99,P<0.001;r=0.93,P<0.001),包络面总面积与髁突内外径、包络面前后径呈中度正相关(r=0.64,P=0.002;r=0.62,P=0.004)。结论髁突在下颌开口运动中形成的三维形态面积在包络面总面积中占比最大,包络面矫正矢状轴与正中矢状面呈一定角度,包络面横径比髁突内外径增大约2 mm,包络面横径(前、中、后)与髁突内外径均呈高度正相关。

摘要：目的探索牙列缺损数字化模型的观测方法，为下一步计算机辅助设计（CAD）可摘局部义齿支架奠定基础。方法三维点激光扫描仪采集牙列缺损石膏模型的三维点云数据，在国产三维CAD软件唐龙系统中进行数据处理和三维重建。以唐龙系统为平台，用C＋＋语言开发“模型观测”功能模块。在点云中心建立垂直于袷平面的中心轴，以10°为单位，将周围点云围绕中心轴等分为多个区域，通过计算每个区域内点云距中心轴的距离，得到颊、舌侧外形高点，分别连接每个区域颊侧及舌侧外形高点，得到以中心轴方向为就位道的观测线。通过调整中心轴角度得到不同的观测线。唐龙系统在生成观测线的同时自动标示倒凹区，并测量倒凹深度，通过将外形高点线沿就位道方向向倒凹区延伸完成去除倒凹的功能。结果在计算机中绘制出牙列缺损数字化模型的观测线，确定了倒凹区及倒凹深度，并可完成去除倒凹的操作。数字化模型的观测线与传统方法在石膏模型上绘制的观测线形态相似。结论基于唐龙系统开发的“模型观测”模块可实现对牙列缺损数字化模型的观测，操作简便，可在此模块基础上进一步进行可摘局部义齿CAD。

摘要：目的探索三维数字化仿真设计与实现技术在前牙美学修复中的应用路线,评价其临床应用效果。方法选择2017年12月至2019年6月于北京大学口腔医学院·口腔医院修复科就诊、需行前牙美学修复的患者30例,应用随机数表法随机分为两组,每组15例。试验组男性4例,女性11例,年龄(36.0±10.5)岁;对照组男性6例,女性9例,年龄(32.0±6.7)岁。试验组采用三维数字化仿真设计技术进行修复效果的术前三维数字化仿真预测,并根据患者意见修改修复体形态,患者对预测效果满意后,用数字化技术复制修复体形态设计至最终修复体,并用数控切削技术制作全瓷修复体。对照组采用二维数字化设计进行修复效果预测,技师参考二维预测图片,雕刻修复体蜡型并用热压铸技术制作全瓷修复体。患者采用视觉模拟评分法(visual analogue scales,VAS)对数字化设计效果的仿真度、数字化设计效果与实际修复效果的相似度进行评分,并对修复体进行患者满意度分级评价;由1名不知患者分组情况且具有高级职称的口腔修复医师参考改良美国公共健康服务标准,对两组修复体质量进行评价。结果成功建立前牙美学修复三维数字化仿真设计和实现技术流程。试验组患者对数字化设计效果仿真度的VAS评分[(8.5±0.5)分]显著高于对照组[(7.2±0.7)分](P0.05)。结论在前牙美学修复中应用三维数字化仿真设计和实现技术,可在术前进行三维数字化仿真设计和修复效果预测,设计效果可精准转移至最终修复体,能有效促进医患交流,提高患者对美学修复效果的满意度。

摘要：目的通过建立口内三维扫描仪扫描精度的定量评价方法,评价6种口内三维扫描仪的扫描精度,明确扫描范围与扫描精度之间的变化规律。方法计算机辅助设计全牙列固定义齿预备体简化模型,借助加工正确度为5μm的数控机床,使用7075铝合金制作实体模型5个,用测量精度为0.7μm的三坐标测量机检验加工偏差,选取5个模型中加工偏差最小的模型作为后续口内三维扫描仪扫描精度定量评价的实体模型,导出模型设计数据作为扫描精度定量评价真值。6种口内三维扫描仪采用相同扫描路径扫描实体模型各10次,共获得60个数字模型。导入Geomagic Studio 2014软件中,提取数字模型肩台外缘线以上预备体,分为单冠组、三单位组、五单位组、全牙列组,分别与设计数据配准以及组内两两配准,进行三维偏差分析,计算扫描精度(包括扫描正确度与精密度)。结果6种口内三维扫描仪单冠组、三单位组、五单位组和全牙列组的扫描正确度中位数范围分别为13.3~29.6、15.4~30.9、17.0~66.1和24.0~107.9μm,扫描精密度中位数范围分别为7.6~20.7、8.7~26.5、11.3~44.2和24.6~150.1μm。结论随着扫描范围的增加,6种口内三维扫描仪的扫描精度可出现不同程度的下降。

摘要：随着大数据时代的到来,基于机器学习的人工智能技术,尤其是人工神经网络技术发展迅速,相关研究已涉及口腔医疗多个领域,特别在口腔三维解剖特征的自动化分割与识别方面具有巨大的应用前景,可辅助口腔医师及技师完成繁琐重复的手工操作,并更高效精确地完成诊断与诊疗计划制订。本文简要总结人工神经网络在口腔三维解剖特征的分割与识别领域的应用现状与现存问题,为相关研究与临床应用提供参考。

摘要：目的:建立一种椅旁设计制作牙支持式种植导板的临床流程,并评价种植体植入准确度。方法:选取1名Kennedy Ⅲ类单牙缺失患者,完善术前检查,获取CBCT数据及口内扫描数据,导入coDiagnostiX软件设计种植导板,利用椅旁熔融沉积成形打印机打印导板。导板引导种植备洞,植入种植体后即刻口内扫描,获得种植体的三维位置信息,与术前设计比较,评价种植体植入准确度。结果:导板就位、固位良好,导板引导下顺利完成备洞,植入种植体。准确度评价显示,种植体角度偏差3.1°,三维偏差、近远中偏差、颊舌向偏差、[牙合]龈向偏差在种植体平台部分别为:1.03、0.33、0.44、0.98 mm;在种植体根尖部分别为:1.31、0.81、0.29、0.99 mm。结论:牙支持式椅旁3D打印种植导板能高效、准确的指导临床应用。

摘要：目的评价几何特征对口内三维扫描仪获取牙列缺失种植修复数字印模精度的影响,为临床应用及口内三维扫描仪算法优化提供参考。方法选择上颌牙列缺失种植修复标准模型1个作为参考模型,其上植入6枚种植体替代体及相应扫描杆(编号1~6号)。使用牙颌模型扫描仪扫描上颌模型,重复5次,获取扫描数据作为真值。设计并三维打印制作几何特征实体,分别使用口内三维扫描仪A(Trios 3)和B(Aoralscan 2)扫描添加几何特征前后的上颌模型,获取扫描数据,各重复10次。扫描结果导入逆向工程软件(Geomagic Studio 2015),分别测量1号扫描杆与其余扫描杆上平面中心点间线性距离,即D12、D13、D14、D15和D16。正确度为各口内三维扫描仪测量值与真值相减的绝对值;精密度为各口内三维扫描仪测量值组内两两相减的绝对值;数值越小,代表正确度或精密度越好。统计分析添加几何特征前后线性距离的差异,评价添加几何特征与否对两款口内三维扫描仪正确度与精密度的影响。结果对于口内三维扫描仪A,添加几何特征后D14、D15、D16正确度均显著好于添加前(t=2.66、2.75、2.95,P0.05),但添加后精密度均显著好于添加前(U=702.00,489.00,P<0.05)。结论几何特征辅助可提高不同扫描原理的口内三维扫描仪获取牙列缺失种植修复数字印模的精度。

摘要：目的:研究飞秒激光表面处理后获得的微沟槽结构对氧化锆表面显微形貌、晶相组成及弯曲强度的影响,为氧化锆种植体表面微观结构优化提供参考。方法:根据不同表面处理方法,将57个计算机辅助设计/计算机辅助制造(computer aided design/computer aided manufacture,CAD/CAM)的长方体氧化锆标准试件(20.0 mm×4.0 mm×1.4 mm)分为3组(每组19个):(1)终烧结组,终烧结后无处理,作为对照;(2)喷砂组,终烧结后用110μm氧化铝(Al_(2)O_(3))喷砂;(3)微沟槽组,用飞秒激光加工宽50μm、深30μm、间距100μm的微沟槽。通过扫描电镜和3D激光形貌测量显微镜观察表面显微形貌,计算各组表面粗糙度和微沟槽组的沟槽尺寸,采用X射线衍射仪进行晶相分析,进行三点弯曲试验,通过Weibull分布分析其强度特征。结果:扫描电镜显示终烧结组表面较为平整,晶粒结构清晰,喷砂组表面凹凸不平,出现边缘锐利的凹坑,形状不规则,微沟槽组表面微沟槽排列规则,未见明显缺陷,沟槽内壁形成纳米级颗粒状显微结构。微沟槽组粗糙度Ra值(9.42±0.28)μm显著高于喷砂组(1.04±0.03)μm和终烧结组(0.60±0.04)μm,喷砂组与终烧结组之间差异亦有统计学意义(P<0.001)。飞秒激光加工的微沟槽尺寸精确,宽度(49.75±1.24)μm,深度(30.85±1.02)μm,间距(100.58±1.94)μm;晶相分析结果显示,喷砂组的单斜相体积百分数(18.17%)较终烧结组(1.55%)明显增加,微沟槽组(2.21%)与终烧结组相近;喷砂组的弯曲强度(986.22±163.25)MPa与终烧结组(946.46±134.15)MPa相比差异无统计学意义(P=0.847),而微沟槽组弯曲强度(547.92±30.89)MPa较其余两组显著下降(P<0.001);终烧结组、喷砂组、微沟槽组的Weibull模数m分别为7.89、6.98、23.46。结论:飞秒激光处理可在氧化锆表面形成具有微纳结构的微沟槽,会显著降低氧化锆的弯曲强度。

摘要：目前,机器人已广泛应用于口腔修复研究领域,也有少数机器人应用于临床,可进行牙体预备、口腔种植手术、全口义齿排牙、修复材料测试等操作。口腔修复机器人的优势在于能定量化精准操作、无限期重复工作流程,辅助口腔医师完成繁重、复杂的日常诊疗工作。口腔修复机器人在研发时应充分考虑口腔狭小操作空间的限制,并具有较高的安全性和灵活性。本文简要总结机器人在口腔修复领域的研发及应用现状以及现存问题,以期为口腔修复机器人未来的研发设计提供参考。