2022动静态导航技术在牙髓根尖周病治疗中的应用及展望(全文)

1、2022 动静态导航技术在牙髓根尖周病治疗中的应用及展望（全文）摘要根管治疗及根尖手术是处理牙髓根尖周病的常规方法。相比裸眼操作，口 腔手术显微镜的普及和应用有效提高了治疗精准度及预后。然而，在面临 严重根管钙化、根尖周病损定位困难或毗邻重要解剖结构等复杂情况时， 即使经验丰富的术者在进行显微牙髓治疗的过程中也存在风险因素。近年 来，随着数字化信息技术的快速发展，动静态导航技术为应对疑难复杂牙 髓根尖周病提供了行之有效的治疗新模式，即通过锥形束 CT 拍摄、口内 扫描、结合导航软件设计手术虚拟入路，继而在三维打印导板或实时导航 设备的辅助下进行精准根管治疗或根尖手术。本文对导航牙髓治疗的分 类

2、、特点以及国内外临床应用现状进行了系统阐述。动静态导航技术广泛应用于口腔种植领域，通过术前设计虚拟入路、术中 引导车针，从而对特异性位点进行精准入路预备。静态与动态导航方式各 有优势与不足，前者需打印导板引导临床操作，后者则利用运动跟踪技术 进行实时引导 1。国内外报道的动静态数字化导航牙髓治疗技术正是 基于现有的种植导航软件、 设备和器械等， 开展根管治疗、 显微根尖手术、 自体牙移植术，旨在提高治疗的精准度并规避风险，达到预期疗效 2.3.4.5.6.7.8.9 。该技术正逐渐成为牙髓病学领域的新兴治疗模式， 具 有广阔的临床应用前景，现就其分类、特点以及临床应用现状进行阐述和 分析。、静

3、态导航牙髓治疗 ( static guided endodontics，SGE)2007 年， Pinsky 等 10 率先进行锥形束 CT 结合计算机辅助设计与辅 助 制 作 ( computer-aided design and computer aided manufacturing ， CAD/CAM )导板实施根尖手术与自由手根尖手术的体 外研究。 2016 年， Krastl 等 2和 Zehnder 等 11提出导航牙髓治 疗这一概念，其后报道的显微导航牙髓治疗以及靶向显微根尖手术( targeted endodontic microsurgery，TEMS )等 12.13 ，

4、均可统称为 SGE14 。(一)基本操作流程SGE 的基本操作流程包括拍摄锥形束 CT ，获取患牙及周围组织的三维形 态 和 结构 数据 ， 收 集 医 学数 字 成 像 和 通信 ( digital imaging and communications in medicine，DICOM )格式文件。同时，直接或间接光学扫描采集牙冠和软组织图像，经导航软件合成后根据入路位置选择车 针并设计虚拟导板，输出立体光刻文件，进而传至三维打印机制作导板用 于临床治疗。SGE 的临床应用效果与导板的精确度及其就位后的操作空间密切相关。 一 方面，导板的精确度受支持形式、打印方式及材料的影响。相比于骨支持

5、 式，牙支持式和黏膜支持式导板准确度更佳 15 。关于打印方式及材料 选择方面，则尚未达成一致意见。有学者认为感光聚合物喷射( photopolymer jetting ，Polyjet )和立体光刻工艺较多嘴喷墨打印耗 时短、更能满足口腔治疗的精确度16 ，也有报道 Polyjet 打印较熔融沉积成型的导板表面薄且光滑 17， Llaquet Pujol 等 18 推荐透明 的甲基丙烯酸甲酯导板引导钙化根管治疗，以利于检查导板和车针的就 位。另一方面， SGE 导板的设计为牙支持式，大部分需嵌入金属或塑料套 筒以引导车针或环钻的切削角度和深度。然而，由于套筒本身长度至少 4 mm ，需匹配较

6、长的车针或环钻， 根管治疗时通常选择长 2837 mm 、直 径 0.81.5 mm 的车针 2 ， 11 ， 19, 20 。因此，对于一些后牙区治疗 或张口受限的患者，导板就位以及车针或环钻的使用受到一定制约。近期 有文献报道使用不含套筒结构的导板，采取 2 个圆柱轨道引导手机放置， 可以改善操作空间，扩大 SGE 的适应证，但临床效果尚待验证 21。(二)准确度评估及临床应用1. 根管治疗：龋病、磨耗、外伤等均可导致根管系统部分或完全钙化，当 出现牙髓根尖周病变时需行根管治疗 22 。钙化根管治疗难度大，某些 病例即使采用了口腔手术显微镜( dental operating micros

7、cope ， DOM )、长柄车针及超声器械，仍有可能无法定位根管口， SGE 则是化 解这一难题的有效手段。早期报道的 SGE 病例多针对根管钙化的前牙， 采用切缘入路以形成直线通 路2 ,12 。Krastl等2 报道1例慢性根尖周炎的右上中切牙，锥形 束 CT 提示仅根尖 7.7 mm 有根管影像，设计开髓导板就位后先用金刚砂 钻磨除釉质，再用全长 37 mm 、直径 1.5 mm 的车针以 10 000 r/min 磨 除牙本质，在距根尖约 9 mm 处进入根管。后期有学者尝试用直径 1.3 mm 的车针经上颌中切牙腭侧入路幵髓， 但根管中段出现台阶3,23 0 Torres 等19

8、在1例上颌侧切牙钙化根管的 SGE操作中，选择直径0.71.0 mm 的车针在腭侧开髓后形成良好的直线通路，提示小号车针有助于减少根管 中出现台阶等现象的发生。后牙区 SGE 虽受操作空间限制， 仍不乏使用常规或无套筒导板定位钙化根 管的成功病例 21 ， 24。若涉及第二或第三磨牙，选用较短如20 mm的车针可提高治疗的可及性 4 。此外，有学者采用改良冠内导板技术， 即首先打印一个大致指向钙化根管的透明导板，然后在开髓孔内填入树 脂，导板就位后将车针压入套筒内，光固化后去除原导板和车针，形成一 个微型冠内树脂导板，引导后牙开髓 25 。SGE 还能应用于解剖变异牙如牙内陷的根管治疗。 Kf

9、ir 等 26 曾报道 1 例上颌中切牙牙内陷区感染导致的根尖周炎，打印透明牙模型设计导板引 导内陷区开髓和治疗，治愈病变的同时保存了主根管牙髓。其后报道的病 例则直接利用导航软件设计个性化导板引导牙内陷的治疗，均达到良好的 预后 27, 28 。SGE 操作过程中，由于导板遮挡且碎屑易堆积在套管和车针之间，术者无 法直视术区， 一旦偏移不能调整， 因此准确度是决定 SGE 临床应用前景的关键。体外研究认为SGE引导幵髓准确性较高，相比DOM下自由手操作具有一定优势（表1）: 11 , 14 , 20 , 29, 30 ，但目前尚缺乏大规模高质量的临床研究。Buchgreitz等31 报道50

10、例单根钙化牙幵髓均有良 好的精准度，即使偏移最大时其幵髓通路在临床仍可接受。下颌牙比上颌 牙准确度更佳，可能与下颌牙根管钙化长度较短有关；曾做根管疏通的患 牙与未处理患牙相比准确度更高，可能与车针受阻力较小有关。另外，虽 然钙化根管有时在影像学上不显示，但其在单根牙居中的位置结合锥形束CT的三维校准不会引起设计通路过度偏离，所以未导致幵髓失误。1 2GE用干棍倉潼位情准度的体外硏充ft*wirrft KK (mm)方決上预自唾芋煤牙6015帶E事ft*富：MO-CL21 mm, BLTU mg Ot-O.16 mm;irm. BL=D冲/mm、CK=O.i7 mmCdiranet 疋川WOfi

11、SSGEMD=11? mo. BLWUmmr、CR=0.12 mm;车赫专删瞬：MD0 Mmm.肚M.Jlmni*Budic/ziL:1J8L2SGEnn牙Sfi24OSSSGEFH/DONmt 囱虫珀性9.Hmm*岳.时21 Fl mria :-七曲 4(J 4 mm3aAlrtnArlan【绚董矍前庭牙15la6SGE ftV我犬 w鬧簸 1 379 .a 、毎-EGE为詳吉却牙幽莒疗；FH为自曲三：DOM尢口腔廿导则:MlWjilfi弓中転;BL为疑舌向；CfWa司甘向；m舌示与SG阖相比Fcaqj综上，体内外研究证据均支持将 SGE应用于所有牙的根管口定位， 可提高 钙化和解剖变异患牙

12、幵髓的精准度，但需综合考量车针直径、患牙位置、 根管弯曲和钙化深度等因素。SGE的应用虽然增加了打印导板的费用和术 前准备步骤，但提升了术者治疗的信心，降低了操作技术难度。需要注意 的是，由于SGE使用的低速手机切割效率较低， 且水冷却不足，因此幵髓 过程中建议使用“啄”式手法，避免连续旋转对牙本质产生过大压力导致微裂纹2. 显微根尖手术：显微根尖手术是指在DOM辅助下，用超声器械、微型手术器械等以外科手术方式完成根尖切除、倒预备和倒充填的治疗方法。由于牙位、病变部位等因素，可能存在病变区域骨皮质厚且完整，根尖定位难度大，毗邻邻牙根尖或血管、神经，手术中易造成损伤等复杂情况。SGE不仅有助于准

13、确定位根尖和微创去骨， 还能有效规避手术风险（图1）图1静态导航牙髓治疗辅助患者 （28岁女性）下颌前磨牙显微根尖手术 的导板设计及就位图 A :术前根据锥形束CT设计入路，避幵颏神经；B : 打印的导板及牙列模型；C :术区翻瓣后导板口内就位SGE应用于显微根尖手术主要是引导车针去骨和去除根尖7.32.33 。体外研究认为SGE的准确度均高于自由手。Pinsky等10 观察5名术 者在同一离体下颌骨两侧分别进行SGE和自由手去骨的准确度，发现SGE引导直径1.8 mm的车针去骨后，实际与设计入路之间的平均根尖偏移为0.79 mm ;自由手组实际与设计入路之间的平均根尖偏移则高达2.27mm，

14、提示与SGE相比自由手造成的误差较大。 Ackerman 等33 将 离体上颌骨内48个牙根分成2组模拟翻瓣后去骨，发现SGE组去骨终点均位于距根尖4 mm范围内，实际与设计入路的平均偏移为1.743 mm ;而自由手组超过半数的样本去骨终点距根尖超过 4 mm ，实际与设计入路的平均偏移为 2.638 mm ，两组间差异有统计学意义。 Peng 等34比 较 SGE 与常规显微根尖手术切除 56 颗上颌前牙根尖的准确率，发现无论 术者有无经验，使用SGE均可将根尖切除的长度偏移降低至少0.68 mm，角度偏移减小至少 8.27。SGE引导的显微根尖手术中，可采用环钻同期完成去骨、根尖切除和根

15、尖 周组织活检取样。环钻是一种用于去除失败种植体或取自体骨的环形切 刀，带有刻度指示切割深度。 Giacomino 等35提出了 TEMS 的概念， 即在 SGE 引导根尖手术时， 按照根尖宽度和邻近解剖结构等选择匹配的环 钻实现靶向去骨和根尖切除。 多个病例报道表明 TEMS 能精准实施后牙根 尖手术，有效保护上颌窦、腭大动脉及颏神经6.35.36 o TEMS的优势还体现在对上颌后牙的腭根进行不翻瓣手术，降低翻瓣损伤相邻解剖结构 的风险35 o Smith等5 依据锥形束CT测量结果，指出不翻瓣TEMS 可应用于 47% 的上颌第一磨牙及 52%的上颌第二磨牙0体内外实验均显 示 TEMS

16、 精准度和预后良好 37.38 o Hawkins 等37 观察了在三维 打印颌骨模型上分别完成的 36 例 TEMS 及自由手显微根尖手术病例，发 现相较于自由手操作，TEMS可将手术时长从943 s缩短至293 s,颊舌 向偏移角度从 10.6减小到6.0，实际与计划切除体积差从 9.2 mm3 降至 1.7 mm : 3。一项24例患牙的临床回顾性研究发现，TEMS术后1年成功率为 91.7% ，与常规显微根尖手术相当，推测良好的预后与去骨范围 小及手术时间较短有关 38 o综上，SGE辅助显微根尖手术具有微创、高效、安全的优势，尤其适用于 后牙，但其不能完全模拟口内真实情况，例如手术时

17、需处理软组织，因此 术前设计时要考虑软组织厚度，术中需压紧导板以保持稳定，还可设计加 长导板、辅助螺丝等增加固位。另外，在手术范围内患牙不能有过多金属 修复体，否则拍摄锥形束 CT时产生的伪影可能影响导板设计的精确度。3. 自体牙移植:自体牙移植术是指将牙从原来位置移植到同一个体的另一 位置，以替代缺失或不可保留的患牙，治疗成功的关键在于保护供牙的健 康牙周膜以及供牙牙根与受区牙槽骨的最佳接触。传统流程是先将供牙拔 除，继而试植观察供牙牙根与受区牙槽窝匹配程度，再完成受区牙槽窝预 备并移植供牙，因而口外操作时间较长，供牙牙根表面细胞易受损。Lee等 39 提出将计算机辅助快速原型打印(comp

18、uter-aided rapidprototyping ，CARP)引入自体牙移植术，根据锥形束 CT数据打印供牙 模型并预处理受区牙槽骨，缩短供牙的离体时间，有效保护牙周膜。然而 自由手预备牙槽窝在供牙牙根和受区牙槽骨外形差异大、受区牙槽骨条件 不佳时可能出现偏离，SGE和CARP技术的联合应用为自体牙移植术提供 了双重保障 40.41 o自体牙移植术多选择同类型供牙，例如将第三磨牙移植到第一、二磨牙， 使用SGE和CARP后可将适应证扩大。Strbac等40 报道了下颌第二 前磨牙移植修复缺失上颌中切牙的病例， 11 岁男童因外伤致双侧上颌中切 牙缺失，无法正畸治疗且唇侧骨板丧失， 故选择

19、下颌第二前磨牙作为供牙，继而将打印 3 个导板分段式预备受区以确保植入位置及保护剩余牙槽骨， 供牙模型插入预备位置，检查后再进行移植， 6 个月后贴面修复外形，术 后 12 个月复查效果良好。 Sato 等9对 1 例融合的右上侧切牙先设计 1 个导板行半切拔除，再用另一导板预备受区牙槽窝，结合 CARP 技术完 成再植，术后 6 个月完善根管治疗。 10 例联合 SGE 和 CARP 的自体牙移 植临床研究显示，所有病例术后 13.1 个月复查效果良好，未出现牙根吸 收或疼痛 42 。自体牙移植预备受区的步骤与种植手术类似， 需使用 45 支不同直径的车 针，因此可能产生偏移的误差累积效应

20、15。据报道， SGE 应用于自体 牙移植，颈部和根尖平均偏移分别为 3.15 和 2.61 mm 43；而应用于 根管治疗和根尖手术，车针基底部和尖端平均偏移分别小于 0.21 和 1.47 mm 44 。由此可见，自体牙移植产生的偏移显著大于根管治疗和根尖 手术。所幸的是移植操作中，供牙移植到受体牙槽窝中就位的精度要求低 于根管或根尖定位， 累积误差对预后无显著影响， 而 SGE 的应用可显著缩 短供牙的离体时间，这是预后的显著影响因素，因此， SGE 不失为自体牙 移植的有效辅助手段。二、动态导航牙髓治疗( dynamic guided endodontics ， DGE) 与 SGE

21、相比， DGE 的报道较少。动态导航需要导航仪、专用手机、标定 车针、定位装置和专用导航软件，其基本原理是利用光学系统追踪手术器 械及患者口内的固定装置，计算患者与手术器械的相对位置关系，在软件 图像坐标系中实时更新坐标和位置，从而引导手术器械的定位操作。（一）基本操作流程国外使用较普遍的动态导航系统是 X-Guide （ X-Nav ，美国）和 Navident （ClaroNav ，加拿大），在我国为 Digital-care （苏州迪凯尔医疗科技有 限公司）。2019年，Bucha nan 在美国牙髓病学会学术年会进行了“Dynamic CT guided endodontics ”的主

22、题演讲，首次介绍了使用 X-Guide 系统引导幵髓的病例。同年，Gambarini等45 报道1例Navide nt系统引导上颌侧切牙显微根尖手术的去骨和根尖切除。目前尚缺乏专门针对牙髓治疗的动态导航系统，报道的 DGE 均借助种植 软件和设备，操作流程类似，大致分为以下3个步骤：规划，拍摄锥形束CT，此时大多数系统需患者佩戴配准装置，根据三维重建图像绘制患 者颌骨重要解剖结构，进行医学影像数据分析；设计，在重建三维图像 上根据虚拟车针和种植体设计入路，必要时将锥形束 CT 数据与口扫信息 融合；导航，完成术前标定后，接触邻牙或切缘进行精确度检查，校准 手机和车针后开始治疗，系统实时显示计划

23、位点和车针之间的三维偏离， 引导进入正确的位点、角度和深度 45, 46 o（二）准确度评估及临床应用体外研究显示， Navident 系统引导 138 个模拟钙化根管的三维打印牙开 髓，开髓孔平均二维偏移 0.9 mm ，上颌比下颌偏移大； 平均偏移角度 1.7 磨牙比前磨牙偏移大；平均耗时 57.8 s ，上颌牙比下颌牙耗时，前牙比后 牙耗时 47。该系统引导 29 颗离体牙开髓，成功定位 26 颗牙根管的 同时保持了微创开髓洞型 46。对比 Navident 系统和自由手分别进行 10 颗仿真牙微创开髓， 发现前者开髓孔处平均二维偏移最大为 0.34 mm ， 平均偏移角度 4.8，后者

24、则分别为 0.88 mm 和 21.2 48。比较 X-Guide 和 DOM 辅助自由手对 30 颗根管钙化的单根离体牙开髓，检测开髓孔处 平均二维偏移分别为 0.120.19 mm 和 0.310.81 mm ，平均偏移角度 分别为 2.39 和7.25 ，釉质牙骨质界和车针止点丧失的牙本质平均厚度分 别为 1.061.18 mm 和 1.471.55 mm ，开髓平均时间分别为 227 和 405 s,幵髓失误牙分别为1和8颗49 。一项对30颗离体单根前牙的幵 髓实验显示， Navident 系统与静态导航相比准确度差异无统计学意义， 两种方式均优于自由手 50 。另有学者开展了 DG

25、E 应用于离体颌骨模型上根尖切除和骨内麻醉的实验。 Dianat 等51 发现 X-Guide 组和 DOM 辅助自由手组在根尖切除的入 口处总体平均二维偏移分别为 0.7 和 2.25 mm ，根尖平均二维偏移分别为 0.65 和 1.71 mm ，平均偏移角度分别为 2.54 和12.38 ，操作平均时间 分别为 212 和 536 s 。虽然两组间的总体操作失误率差异无统计学意义， 但自由手操作在根尖距颊侧皮质骨板大于 5 mm 时失误更多， DGE 组则 不受骨皮质厚度的影响。 Jain 等52检测自由手组操作骨内麻醉时牙根 穿孔发生率达 22% ，而 DGE 组未发生穿孔，后者在导向

26、套管入口的平均 二维偏移 0.71 mm 、车针尖端的平均三维偏移 1.23 mm 、平均偏移角度 1.36 ，表明DGE用于骨内麻醉的准确性和安全性较好，尤其在两牙距离 较近（ 1.52.5 mm ）时更能有效避免对邻牙牙根的损伤。上述数据提示 DGE 精准、快速、微创，然而必须注意其存在定位失误现 象，可能与追踪时解剖标志转移不到位、操作中纠正角度导致解剖标志不 稳定以及校准偏差有关，而这些问题在车针高速旋转、锥形束 CT 伪影及 术者手眼协调性不足时更突出 49， 53。因此，掌握 DGE 存在一个学 习曲线，只有通过体外反复练习控制手机和锻炼手眼协调性，术者才能在 注视屏幕“靶点”的同时保持钻入点的稳定性、角度和路径。目前关于 DGE 的临床报道不多， 1 例为 Navident 系统引导左上侧切牙显 微根尖手术的微创去骨，后续按常规显微根尖手术步骤完成根尖切除、倒 预备和倒充填 45 。另 1 例为 X-Guide 系统定位左上第一磨牙的钙化 远颊根管口