数字化微笑设计在美学区种植修复的临床应用

2021-2-5 10:02  来源:中国口腔种植学杂志
作者:马艺菡 周文娟 柳忠豪 阅读量:5217

    当今时代数字化技术正飞速发展,数字化微笑设计(Digital smile design,DSD)、3D扫描、3D打印、虚拟架等技术逐步进入美学修复领域。口腔医学的数字化技术经历了从二维到三维重建的过程,逐渐形成了更加精准、简便、快速的特点,为临床医生的工作和医患、医技沟通带来了便利。数字化微笑设计通过使用软件如Powerpoint、Keynote或者其他专业设计软件进行美学分析和设计,是目前比较前沿的美学设计手段。本文将从DSD设计的概念及发展、相关软件的应用、DSD设计在美学区种植中的应用及DSD设计的局限性等方面做一综述。

    1.数字化微笑设计(DSD)的概念及发展

    DSD设计是一种数字化美学设计手段,利用诸如Keynote、Photoshop或其他专业的数字化设计软件,对患者的颌面部照片和口内数码照片进行分析和设计,并对美学修复治疗的结果进行可量化的数码模拟,获得直观的数字化修复效果,其目标是帮助医生创建和规划一个诊疗疗程,并提供一个虚拟模拟的最终结果,此外,它可以有效增进口腔医师团队间以及医师与患者之间的沟通。

    DSD理念最早是由国外学者Dr.Christian Coachman提出,借助计算机根据美学理念进行可视化牙齿美容设计。其原理是以口腔美学标准为准则将设计要求的数码照片导入特定的电脑软件,随后在设计软件中进行美学分析并生成DSD虚拟设计,得出具体数据,然后再转移到石膏模型上实现诊断蜡型(wax-up),通过树脂模拟修复体(mock-up)再转移到口内,最终实现口腔美学修复评估。

    随着DSD技术的不断普及,有学者提出传统DSD设计在指导最终修复体形成时容易造成误差,影响最终修复效果。近年来椅旁计算机辅助设计与制作(CAD/CAM)系统不断发展,人们为了改良2D-DSD技术的局限性,达到更加精准的三维可视化虚拟设计结果,逐步将CAD/CAM与DSD联合应用,实现了三维空间内DSD设计,从此3D-DSD技术得到了发展。

    刘云松等人通过采用FaceScan面部扫描仪(3-DShape,德国)获取面部精确数据,将获取信息导入设计软件中分析匹配,完成三维数字化微笑设计,使用CAM设备制作最终美学修复体。

    2.DSD设计软件的分类

    近年来,一些数字微笑设计的计算机软件程序已被引入临床实践和研究。它们是多用途的概念工具,可以通过仔细分析病人的面部和牙齿特征,加强诊断视力,改善沟通,提高治疗的可预见性。目前最常用的DSD设计软件大致可分为二维设计软件和三维设计软件,下面将对二维、三维DSD设计软件的特点分别进行阐述。

    2.1二维DSD设计软件

    市面上常见的二维DSD设计软件有Keynote、Powerpoint、Photoshop、Aesthetic Digital Smile Design、DSDApp(二维版)等,其中Keynote、Photoshop软件使用较为广泛。有学者通过对面部、牙龈和牙齿的综合分析,对常用的几种二维DSD设计软件进行评估,得出结论,综合评分最高的为Photoshop和Keynote两款设计软件。Photoshop和Keynote软件进行DSD设计优势在于:可分析几乎全部的美学参数,其分析数据也均符合面部分析标准;可用于复杂的病例的分析;涉及正畸或相关外科治疗的综合分析,而不仅限于美学修复领域。

    两软件的主要缺点则在于无法对接三维设计,并且二者均不是专业DSD设计软件,口腔医生需要中等到高等程度的软件培训,方能充分利用软件功能。此外,与Photoshop软件相比,Keynote软件无法修改和生成牙齿表面的精细解剖特征。

    2.2三维DSD设计软件

    随着DSD设计的普遍应用,人们发现传统的二维DSD设计软件只能在二维平面内进行设计,无法对接后续三维设计,最终修复体呈现效果受到影响。而今计算机技术的日益成熟,三维DSD技术应运而生。近年来,三维设计软件出现,很多原本用于修复体制作的软件也推出了DSD设计版块。

    目前应用较为广泛的三维DSD设计软件包括3ShapeSmileDesign、CerecSW4.2、DSDApp(三维版)等。相对于Photoshop和Keynote等二维软件而言,使用三维等专业口腔设计软件发表的报告较少。CerecSW4.2是CAD/CAM专用软件,可进行3D分析,从而构建患者面部的三维数字模型,以控制数字设计修复体的所有维度,包括模型中关节的评估。3ShapeSmileDesign是通过3Shape扫描仪的使用进入人们的视野,该软件可使2D与3D影像相匹配,从而进行较精准的三维化设计,设计后可展示各个角度的虚拟修复结果,实现3D效果的完美医患沟通。

    可以看出,无论二维还是三维数字化设计软件,均可有效将数字化技术纳入微笑设计过程中,作为诊断、治疗计划可视化以及与患者和技术人员沟通的工具,从而增加治疗结果的可预见性。然而,并不是所有现有的DSD设计软件都可以全面分析“红白”美学参数,达到理想修复效果,口腔医师应该视临床实际需要选取合适的二维或三维数字化设计软件。

    3.DSD设计在口腔种植中的应用

    口腔种植是目前解决缺失牙问题的有效手段,而美学区的种植一直以来是口腔种植的难点,数字化时代的到来,为美学区种植领域增添了新的内涵。通过数字化数据采集、数字化美学分析、数字化种植外科、数字化种植修复等贯穿数字化美学区种植的全过程,从而实现“以修复为导向”的种植理念。

    3.1美学区种植中的DSD设计

    DSD设计可以通过对患者面部形态结构及牙齿牙龈形态进行美学分析设计,辅助实现数字化术前诊断、评估与信息获取;利用软件中的虚拟排牙技术或数字化蜡型设计来规划理想的修复体位置;同时美学区的种植治疗,常常伴有骨量不足,软组织外形欠佳等问题,通过DSD设计获得植体准确三维位置也有利于植体周围软硬组织的长期稳定,进一步结合CAD/CAM、数字化印模制取等方式减少每一步骤的误差,实现最终美学修复目标。

    3.2美学区种植DSD设计临床流程

    3.2.1术前评估:口腔种植术前评估是患者诊疗过程中十分重要的一环,主要包括:根据病史确定适应症、全身及口腔一般检查,以排除绝对禁忌症、口腔曲面断层及口腔锥形术CT检查,明确待种植区重要解剖结构的位置及周围骨量情况。

    3.2.2数字化信息的获取:美学区种植参考的美学要素有很多,如牙齿的形态、大小、排列、比例、颜色,牙龈的位置、形态、颜色等,想要完成全面的DSD设计首先要获取患者的数字化信息,可参考口腔医学影像采集规范拍摄,也可为患者录制视频,让患者在镜头前自然的发音、微笑,从视频中截取所需信息。至少需要最为核心的三张数码照片,1.息止颌位照片(用作是否改变上前牙切缘的参考);2.自然放松状态下展露笑容的面部照片;3.暴露所有前牙的照片(前牙黑背景特写照片)。通过拍摄口腔的数码照片,还可以准确表现牙齿的饱和度及色彩,以及其表面个性特征,从而比色效果优于常规操作,可提高患者对最终修复体色彩的满意度。

    3.2.3DSD美学分析与设计(以keynote为例):将微笑照片导入设计软件中,以瞳孔间线为初始参考建立水平面;然后根据眉间、鼻子、下巴等面部特征,画出面部中线,裁剪只保留嘴唇部分的图像;从美学库中导入相似缺失牙,使用数字标尺对邻近牙齿进行测量,根据相关邻牙比例的美学参数,调整缺失牙大小合适;绘制相应参考线后根据其余美学参数,如微笑时牙龈暴露量、下唇曲线、前牙宽度比等参数使用牙齿轮廓等美学辅助工具完成牙冠的解剖形态设计。与患者充分沟通后,得到最终DSD设计图样,进一步行种植外科手术及后续最终修复体的制作。

    4.DSD设计的局限性与展望

    DSD设计可以极大的提高患者的参与度,改善医患沟通,为医医/医技沟通也提供了有效的方式,但仍存在一定的局限性。2D-DSD美学分析功能较全面,所呈现最终美学效果较好,但对医师的软件技术要求高,DSD设计的成功与否很大程度上取决于医师对设计软件的熟练应用程度;而3D-DSD虽设计效果不够自然,但可与后续三维设计对接,指导最终修复体的制作。为达到更好的临床效果,还需与数字化比色技术、数字化口扫技术、数字化印模技术等相结合应用。因此DSD在临床上的推广及普及仍需一定时间,如何灵活运用2D-DSD及3D-DSD技术,实现更精确、更稳定的数字化美学修复效果值得进一步探讨。

编辑: 陆美凤

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