口腔正畸
专 刊
ORTHODONTICS
数字化正畸为临床和技工室 提供更多可能性 / 7
微 种植钉植入的解剖学指南： 腭部植入位点 / 32
当前口内扫描系统概览 / 14
CAD/CAM 正畸托槽系统
带来的效率和效果 / 38
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2016 年 7 月
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目 录 ONTENTS 2016 年 7 月
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第6期
综合报道
News & Features
4 2016 中国国际正畸大会暨第十五次全国 口腔正畸学术会议将于西安召开 4 英国正畸协会针对 DIY 矫治器提出警告 4 TRIOS® 公司获隐适美公司病例提交授权 5 Insignia™ 个性化一站式矫治系统 P5
25 书荐《Aligner Orthodontics》 31 书荐《Atlas of Bracketless Fixed Lingual Orthodontics》 47 书荐《The Biomechanical Foundation of Clinical Orthodontics》
数字化正畸 P7
Digital Orthodontics
7 数字化正畸为临床和技工室提供更多可能性 14 当前口内扫描系统概览 26 正畸技工与正畸临床领域的数字化—用于正畸 技工室与正畸临床的新型 orthoX 牙模扫描仪
个性化矫治
Individualized Treatment
32 微种植钉植入的解剖学指南：腭部植入位点 38 CAD/CAM 正畸托槽系统带来的效率和效果 P26
43 CA® CLEAR ALIGNER 无托槽隐形矫治器 2016 年 7 月 / 口腔正畸专刊
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目 录 ONTENTS 2016 年 7 月
第6期
产品信息
Product News
46 产品功能、使用方法和包装外观
厂家集锦 P32
Manufacturer Profiles
48 联系方式、企业标志和产品概况
※
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P31
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口腔正畸专刊 / 2016 年 7 月
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数字化正畸 Digital Orthodontics
当前口内扫描系统概览 近几年，市场上出现的口内光学印模系统数量明 显增加。如今数字印模的使用范围和潜力已经无可争 议。众多创新以及在口腔正畸和种植领域适应证范围 的扩展，使口内扫描系统显示出强大的发展前景。在 某些方面，数字印模明显优于传统印模。尤其值得一 提的是，数字印模被多方面地整合到诊断和治疗方案 中，因而能够为患者提供个性化的医疗保健。本文将 对数字印模的优点和限制做一个综述，同时还对目前 市场上出现的重要的口内扫描系统进行总结。
1. 引言
据估计，目前约 5-10% 的牙科医生使用口内扫描 仪获取数字印模。然而，临床上仍旧以传统的印模技 术为主导，也就是使用印模托盘和印模材料取模 1。无 可争议的是，数字印模为临床医生带来了众多优势。 对于一个成功的临床治疗流程链而言，口内扫描系统 的精确度是很重要的，而其精确度已经得到了大量科 学研究的证明 2-5。此外，所获得数字化数据可以为临 床提供更多的选择，而这些对于传统方法来说往往是 复杂的或者难以实现的。除了剪取（snipping tool）和 合并工具（merging tool）外，这些系统还能提供例如 分析萎缩和磨损的功能 6。目前私人诊所医生提出最多 的问题是，何时开始使用对于他们、临床方案以及他 们的团队来说才是更有意义的。 本文将对数字印模的优点和局限性进行总结，并 为牙医在投入口内扫描仪的决策过程中给予宝贵的支 持。此外，文章还对目前市场上重要的口内扫描仪（以 2015 年德国科隆国际口腔展 IDS 展出的产品为基础） 做了一个综述。
2. 口内扫描系统的优点 与传统印模和之后的石膏模型制作相比，数字印 模以及随之而产生的数字化模型数据具有很多的优点， 这些将在下面一一阐述。
2.1 实时显示 在扫描过程中或者之后可以直接在显示屏上根据 扫描质量对数字化模型做出即刻分析。而通过传统印
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口腔正畸专刊 / 2016 年 7 月
文章编号：A06
模技术制作的石膏模型，是否能展现出全部的重要细 节则取决于印模质量。
2.2 易于重复操作 如果对扫描质量不满意，可以快速地重新扫描。 而不象传统技术那样，需要重新准备印模托盘并重新 调拌印模材料。
2.3 选择性重复 不同于传统印模，数字印模技术可以只针对扫描 不全的区域重复扫描（例如出现预备体边缘牙龈出血 时）。将所涉及的区域数字化剪切掉，然后重新扫描此 处。
2.4 选择性获取重要区域的数据 扫描时可以首先获取关键区域的数据。对于复杂 的修复重建病例，可以在多次就诊时逐段逐步完成。
2.5 无需消毒和清洁印模和印模托盘 口腔扫描仪易于消毒，而且扫描头也可以经过高 温高压灭菌。常见的方法是为扫描头套上一次性的塑 料套，并在扫描后将其丢弃。因此，省去了费时的印 模托盘清洗和消毒步骤。
2.6 预备体 / 修复体分析选项 可以在显示屏上直接通过数字化模型检查重要的 预备参数，例如就位道或者与对 牙之间的距离。同 样地在数字模型上也可以检查修复体参数，例如最低 壁厚度或者形态和功能适合的修复体设计。
2.7 无模型磨损 一个数字化模型不会发生（如石膏模型那样因反 复摘戴修复体而造成的）模型磨损的现象。数字模型 始终保持相同的、原有的质量。
2.8 快速沟通和可用性 对数字模型的进一步处理不需要花费大量的时间。 因为通常可以通过云系统进行数字化数据的传递，因 此可以节省了邮寄成本。
2.9 易于存档 不同于传统的石膏模型，数字模型能够被更简单
数字化正畸 Digital Orthodontics
而有效地存档，并且还节省了保存空间。此外，在需 要时通过检索患者的病例档案，即可快速查到存储的 数字模型。
2.10 节省材料 数字印模不会产生垃圾产品，因此具有耐久性和 资源保护的优点。
2.11 椅旁选项 可以完成椅旁治疗（实现一次就诊）。除了节省时 间外，这种方式还具有其他优点，例如可以对牙本质 即刻进行封闭以防止细菌渗透以及获得剩余牙体硬组 织的粘接稳定性。此外，修复体的粘接不会受到临时 粘结剂的影响。
2.12 虚拟剪取工具 如果局部的扫描区域出现了问题，除了可以重新 扫描外，还可以使用虚拟剪取工具在治疗前进行纵览 扫描（overview scan）。这意味着在牙体预备的就诊期间， 仅仅获取被预备牙的数据。
2.13 虚拟的临床追踪观察 不同于传统模型，利用数字模型能够可视化地进 行大量的口内变化分析，例如牙齿移动、牙齿倾斜、 牙齿旋转、退缩和磨耗。为此目的，需要通过一个软件 工具（例如 OraCheck, Cyfex 公司，瑞士苏黎世）对初 始的临床检查与随后的口内扫描之间进行一个三维比 较。
2.14 真彩显示 现在很多口内扫描系统都可以生成逼真的彩色模 型，因此能够更好地获取有些区域如牙齿结构和牙龈 纹理的信息。这样就可以对例如牙齿和牙龈颜色的变 化进行分析，这一过程在石膏模型上无法实现。有些 系统还可以选择性地进行牙齿比色。
2.15 数据融合的可能性 一组数字化的数据集可以链接到其它数据集上， 如面部扫描或者三维 X 线图像（计算机断层扫描—
CT 或锥形束 CT— CBCT） 7。这种功能可以实现一个额 外的、更广泛的，尤其是更加全面的诊断和规划可能。
3. 口内扫描系统的缺点 尽管采用数字印模技术可以为口腔临床带来诸多 优势，但是通过口内扫描和之后生成的一个模型数据
集还是会存在一些限制。下面我们将进一步描述这些 限制：
3.1 学习曲线 光学印模对于初学者而言并不是那么容易地进行 操作，因为操作者要遵守复杂的扫描路径，以实现一 个正确（没有错误）的测量。因此，掌握光学印模技 术需要一定的熟悉时间，所伴随的学习曲线最初是非 常平坦的 8。然而，“引导扫描（guided scanning）”程 序可以指导操作者一步步地完成整个口内牙弓的扫描。 这种引导功能方便了操作执行，目前已经有很多口内 扫描系统整合了这一功能。
3.2 种植修复 在为种植修复进行口内扫描时，为了精确确定种 植体的位置，需要使用一种种植体专用的扫描体来辅 助完成 9。这种扫描体必须与植入的种植体系统相配套， 此外还要与应用的 CAD 软件兼容。最近越来越多的 3D 相机生产商纷纷推出了数字化种植修复功能，相应 地他们也开始与更多的种植体制造商进行合作。
3.3 静态和动态 一些口内扫描系统无法在稍后阶段修改 位。如 果支撑区丧失，对于这种大面积的修复就可能到达了 可行性的极限。此外，许多系统无法模拟动态咬合。 在这一两年中，有些系统已经实现了通过一个平均值 的虚拟 架模拟动态 功能 10。另外，还可以整合个性 化的 参数，并借助支持导针数字化改变 位 10。
3.4 扫描费和封闭系统
有 些 系 统 需 要 用 户 支 付 扫 描 费（scanning fees）， 也就是每次扫描的费用。大多数情况下，先将扫描数 据以加密的文件格式上传至扫描仪公司自己的“云” 存储系统内，该系统是封闭的；然后从这个平台导出一 个开放的 STL 格式文件，这种格式的数据可以在任何 一个 CAD 软件内做进一步的处理。近年来，越来越多 的制造商推出了开放式系统，即口腔扫描仪允许直接 导出 STL 数据。
3.5 价格 目前来说，口内扫描系统仍然很昂贵。对于许多 用户来说，从性价比角度来看目前的价格水平尚不能 完全接受这种系统。但是，预计在不久的将来，在口 内扫描领域随着越来越多的制造商进入市场，扫描仪 的价格必然会降下来。
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数字化正畸 Digital Orthodontics
3.6 扫描路径 除了扫描仪要具有各种不同的技术功能模式外， 在目前状态下，扫描结果更主要地依赖于一个正确的 扫描路径。各种科学分析表明，无论是在体内还是在 体外研究中数据采集的准确性受到扫描路径的影响 8, 11。 对于扫描路径我们可以理解为，口内扫描仪必须以特 定的移动模式在待扫描物表面移动，以获得一个尽可 能精确的虚拟模型。这是为了确保由光学系统拍摄的 单个图像能够以足够的精确被叠加。特别是对于大面 积部位的图像拍摄，例如象限区和全颌图像，不仅要 在近远中方向生成足够的数据量，而且要通过侧方的 拍摄使扫描路径完整，尤其是需要通过与 面交叉而 重新回到扫描起点，确保路径闭合。结构丧失的和 / 或 陡峭向下倾斜的区域，例如下颌前牙区，往往也很难 获得好的图像。这反过来，需要特别的依赖于系统的 策略。因此除了技术规范非常重要外，使用者还要测 试使用自己感兴趣的扫描系统。
4. 口内扫描系统概览 本文将对目前市场上的口内扫描系统做一个概述， 使大家对这些系统有个概览并对数字印模技术的发展 现状做出评估（表 1）。在此强调，此概述并不能保证 信息的完整性，下面的扫描仪列表按制造商名称的字 母顺序排列。 在表 1 中，针对每一个口内扫描系统除了给出了 硬件数据外，还在待扫描表面是否需要喷粉、是否为 彩色显示、取像模式和取像原理做了总结。由于口内 数字印模在所有的口腔领域应用越来越广泛，因此该 表格中在一些不同的领域对口内扫描系统做了特殊的 关注和评估，例如椅旁应用，技工室应用，种植和正 畸领域。在种植领域将关注点放在修复体设计和种植 规划上。而针对正畸领域则主要关注了治疗规划和矫 治器设计方面。此外，还详细描述了每个扫描系统的 数字化工作流程：是否需要将扫描数据先上传到一个平 台上，还是以开放的 STL 格式直接输出扫描数据用于 进一步的操作。
4.1“臻印”齿冠扫描仪（3M Espe，美国） 与 前 一 代 产 品 相 比，“ 臻 印 ” 齿 冠 扫 描 仪（3M True Definition Scanner）的扫描头略小，因此有利于在 口内对后牙区进行扫描。此外，目前这代“臻印”扫 描仪对数据处理的算法做了改变，使扫描过程更加流 畅。扫描过程基于“波前采样”技术，这解释了为什 么在光学扫描前需要对表面使用扫描粉。用于喷粉的 -16-
口腔正畸专刊 / 2016 年 7 月
二氧化钛粉末颗粒被随机分布在扫描目标表面。位于 扫描头上的几个摄像机同时拍摄，这相当于人眼的立 体视觉原理。由此可见，“波前采样”是一种被动的三 角测量方法。扫描仪产生单色的数字化数据集，并以 视频序列被显示。此外，还可以三维地分析预备体边 缘细节。但是这个系统没有剪取工具（snipping tool）， 只 有 倒 回 功 能（rewind function） 可 以 逐 步 回 退 到 所 希望的扫描状态。该扫描仪仅有配触屏的推车款。数 字化工作流程始终要通过该公司专有的云平台－ 3M Connection Center 来进行。并从那里以开放的 STL 格 式导出数据，这样的格式可以进入 CAD 设计程序，例 如 exocad（德国），3Shape（丹麦）和 Dental Wings（加 拿大），或者也可与影像规划程序结合。椅旁工作流程 尚处于计划中，不过技工室工作流程已经存在。在种 植领域通过与士卓曼公司（瑞士）的合作提供了数字 化种植规划和修复的可能。此外，还与种植体制造商
Biomet 3i（美国）在 BellaTek Encode 印模系统方面合 作。在正畸领域，通过与 3M Unitek 的公司内部合作， 可以直接进行治疗规划和使用 Incognito 舌侧矫治系统 进行治疗。
4.2 TRIOS 3（3Shape，丹麦）
目前，尚谱 3Shape 公司在其产品系列中共有三种 不同的口内扫描仪。除了于 2011 年推出的 TRIOS 标 准版和 2013 年推出的 TRIOS 彩色版外，又展示了一 款紧凑型的口腔内扫描仪 TRIOS 3。自 2015 年 5 月份 起，TRIOS 3 推出了配备多点触控屏幕的推车版、USB 版和可以集成到牙科综合治疗台的版本。每个版本都 有直的无柄手持式型号或者大家所熟悉的手枪式型号。 与其前代产品一样，TRIOS 3 通过序列视频进行无粉 扫描。其工作原理采用的是共聚焦显微成像技术。这 意味着，平行射到待扫描目标表面的光线将由原光路 返回，并根据扫描物件与焦点的距离，在不同的平面 上成比例地将扫描目标清晰的显示出来。如此，就可 以计算出被扫描物的三维数据。该扫描仪比较特别的 一点是集成了数字化比色功能。除了剪取功能，还具 有阻挡功能，该功能在重新扫描时不会改变表面。数 字化的工作流程最好是通过公司专有的云平台 3Shape TRIOS Inbox 进行。但是，也可以通过设立一个“Direct Connect” 连 接 读 出 STL 格 式 的 计 算 机 内 部 扫 描 数 据，并通过连接将数据传输到其他牙科系统内并从那 里读取。虽然椅旁工作流程目前尚未建立，但已经处 于规划阶段。相应的椅旁 CAD 软件的初步版本已经 被演示。不过，其技工室工作流程通过使用 3Shape
数字化正畸 Digital Orthodontics
表 1：目前市场上出现的扫描系统综述。
3M Espe True“臻印”扫描仪
3Shape TRIOS 3
3Shape TRIOS 标准版 / 彩色版
喷粉
是
否
否
彩色
否
是
TRIOS 标准：否；TRIOS 真彩：是
配置
推车配触屏
推车配触屏；USB；可集成在牙科综合治疗 台上
推车配触屏；USB；可集成在牙科综合治疗 台上
无细节
320 x 56 x 16mm
数据采集模式 视频序列
视频序列
视频序列
数据采集原则 波前采样
共聚焦显微成像技术
共聚焦显微成像技术
扫描仪尺寸 254 x 16 x 14mm （长 x 宽 x 高）
数字化工作 流程
基于云平台—3M Connection Center 的数据 基于云平台—3Shape TRIOS Inbox 的数据 传输；开放式 STL 输出 传输；封闭的系统
基于云平台—3Shape TRIOS Inbox 的数据 传输；封闭的系统
椅旁
计划中（出现在美国市场） CAD：3M 软件 CAM：PlanMill 40 切削机（Planmeca）和 TS150（IOS Technologies）
计划中 CAD：3Shape 软件（初版） CAM：与 8 轴切削设备制造商合作（例如， Imes-icore 140i，Planmeca PlanMill 40， KaVo Arctica Engine）
计划中 CAD：3Shape 软件（初版） CAM：与 8 轴切削设备制造商合作（例如， Imes-icore 140i，Planmeca PlanMill 40， KaVo Arctica Engine）
技工室用
建立 CAD：使用的官方工作流程包括 exocad， DentalCAD，Dental Wings DWOS，3Shape Dental System，3M 软件 CAM：与第三方制造商合作
建立 CAD：3Shape Dental System CAM：3Shape CAMbridge；与第三方制造商 合作
建立 CAD：3Shape Dental System CAM：3Shape CAMbridge；与第三方制造商 合作
种植
建立 修复体设计：Biomet 3i 种植体使用的 BellaTek Encode 工作流程；士卓曼种植体的 工作流程 种植规划：工作流程使用 Straumann Cares 软件
建立 修复体设计：3Shape Dental System 种植规划：3Shape Implant Studio（包括种 植导板的设计）
建立 修复体设计：3Shape Dental System 种植规划：3Shape Implant Studio（包括种 植导板的设计）
建立 治疗规划：3Shape Ortho Analyzer 矫治器设计：3Shape Appliance Designer
建立 治疗规划：3Shape Ortho Analyzer 矫治器设计：3Shape Appliance Designer
正畸
备注
建立 治疗规划／矫治器设计：3M Unitek Treatment Management 软件（Incognito） 和 Align Technology 公司 ClinCheck 软件 （Invisalign）的工作流程
进一步改进（第一次出现在 2013 年的 IDS 上） ； 有两款：无柄或有炳；特殊功能：真彩扫描； 特殊功能：通过检查图像进行 3D 预备体分析 高清照片功能；数字化比色；自动消除伪影
TRIOS 3 口内扫描仪的前代
2016 年 7 月 / 口腔正畸专刊
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