全面数字化引领大数据时代：牙体牙髓疾病诊疗创新之路

凌均棨，教授、主任医师、博士研究生导师、牙体牙髓病学学科带头人，从事牙体牙髓病学教学、医疗和科研工作三十余年。1976年毕业于武汉大学口腔医学院，1994年获得口腔医学博士学位，1990年赴法国路易?巴斯德大学牙学院、2000年赴美国哥伦比亚大学牙学院研修。1997~2013年任中山大学光华口腔医学院和口腔医院院长，现任名誉院长、中山大学口腔医学研究所所长、国际牙医师学院院士(ICD)、中华口腔医学会牙体牙髓病学专业委员会主任委员、中国医师协会口腔医师分会副会长、广东省口腔医学会会长等。

主要研究方向：龋病、牙髓病和根尖周病的病因与防治、牙体牙髓病的分子生物学和组织工程学研究。先后主持国家级、省部厅级科研项目20项，荣获国家级、省级教学成果和科技成果奖十余项，包括获中华口腔医学会科技奖一等奖、广东省科技成果一等奖等。在国内外学术刊物上发表论文400余篇，SCI收录70余篇。主编《显微牙髓治疗学》、《牙髓病学》及《根尖周病治疗学》等专著及国家卫计委住院医师规范化培训规划教材《口腔医学口腔内科分册》，参编专著及卫生部规划教材二十余部。培养博士后9名、博士研究生49名、硕士研究生67名。

CBCT数字化导航显微牙体牙髓疾病诊疗

凌均棨教授介绍，锥形束CT(Conebeam CT，简称CBCT)，由探测器和锥形X线源围绕投照体做环形360°数字式投照(DR)，获取清晰的三维容积图像数据。

CBCT图像数据具有大数据的“4V”特点，即大量(Volume)、多样(Variety)、高速(Velocity)、价值(Value)。

详述如下。CBCT数据信息之Volume(大量)CBCT高分辨率空间信息CBCT图像因采用各向同性体素，使任一截面均具有相同高扫描精度;最高空间分辨率可达76μm，充分显示细微组织结构;有利于疑难病例的诊断和治疗。可用在牙体牙髓疾病诊疗的以下几个方面：

1.根尖周病：纳迪亚(Nadia，2008)、迈克尔(Michael，2009)的文献研究均显示，传统根尖片微二维成像，组织结构影像重叠，根尖周病变只在骨皮质破坏后才能在根尖片上表现，常常在根尖周炎发展的15~30天后才可检出;无透射影时，组织学上仍有45%的患牙患有炎症。

但CBCT可显示牙及牙周组织的细微结构，检测出根尖片未能显示的根尖周病变。关于CBCT对根尖周病的检出率，埃斯特雷拉(Estrela，2005)、赛义迪(Saidi，2015)和文什拉托尼斯(Venslartonis，2014)的文献研究表明，CBCT检出率约为根尖片的2~3倍，可检出62%根尖片显示的病变;根尖片检测敏感性和准确度仅为CBCT的57%、76%。Nadia等(2008)的文献研究还指出，CBCT在根尖周炎发展的第7天即可检出该病变。

2.根折：根折分为横折、斜折及纵裂，X线检查是目前临床诊断的主要依据，但仍有25%的根折X线表现正常，临床上常被误诊或漏诊。文献研究显示，CBCT可以直观地显示出牙根早期折裂或移位的折裂线，诊断牙根横折的敏感性显著高于常规根尖片、电荷耦合元件(CCD)和压力敏感涂料(PSP)图像检测系统，且研究者间诊断一致性高。

特别需要指出的是牙根纵裂(VRF)，根尖片对VRF的检出率低，需要分次多角度投照，CBCT对VRF的检出率高于传统根尖片，尤其在折裂宽度≥50μm时，CBCT诊断准确性更高。奥泽(Ozer，2010)等的研究显示，CBCT对VRF的检出率显著高于DR技术;侯赛恩(Hassan，2010)等的研究显示，相比CBCT矢状位、冠状位片，轴状位片更易于检测出VRF。

3.牙吸收：牙内吸收和牙颈部外吸收早期多无临床症状，只有通过影像学检查才可能发现;CBCT可显示病变的位置、形状、大小等，有助于制定和优化治疗方案，避免医源性损伤，提高患牙保存率。此外，CBCT辅助诊治牙内吸收，可清楚指示吸收程度。对于牙根外吸收，CBCT也是主要的检测手段，检出率约为50%。

4.根管穿孔：传统X线片只能显示出近远中向的大的根管穿孔，而CBCT可以显示出X线不能显示的颊舌向穿孔，进而辅助后续临床治疗;且不同分辨率的CBCT均可以对根分叉穿孔具有很好的检出率。

5.牙内陷：CBCT是牙内陷诊疗中最重要、最可靠的影像学手段。医师借助CBCT，可以看出牙内陷的类型、程度。例如，已有临床病例显示，在CBCT显微导航下，去除牙内陷结构，并进行牙髓血运重建，可取得良好的治疗效果。

6.复杂变异根管：根管本身是一个复杂系统，尤其对于一些复杂变异根管，内部结构更是复杂，且隐匿大量病原微生物，影响根管治疗效果。CBCT有利于增加对复杂变异根管的再认识，提高根管治疗的远期疗效。例如，上、下颌磨牙根管系统常复杂多变：①数目变异，有的下颌磨牙牙根近远中各4根管，MM/MD根管;②形态变异，C形根管，远舌根细小弯曲根管，临床较为常见，发生率为36.8%。总之，CBCT可显示根管细微结构，导航显微根管治疗，可提高对复杂变异根管治疗的远期疗效。

CBCT三维空间信息CBCT三维空间信息通过锥形束CT重建算法，可完成多层面重建;可产生任意方向、任意层面、任意间隔的截面图像;易于显示解剖结构间相互关系;指导手术及非手术治疗;避免误诊及医源性损伤。可用在牙体牙髓疾病诊疗的以下几个方面：

1.显示根尖外科涉及的重要解剖结构：CBCT可清晰显示病变与邻近重要解剖结构的关系，是根尖外科主要的影像学手段，可协助制定手术计划，减少并发症的发生。例如，可显示根尖至上颌窦、颏孔等解剖结构的距离。

2.区分切牙孔与牙内吸收：切牙孔影像常与前牙牙根重叠，易被误诊为牙根内吸收，CBCT可检测透射影来源避免误诊。

3.鉴别鼻腭管囊肿与根尖周炎：鼻腭管囊肿影像常与中切牙牙根重叠，易被误诊为根尖周炎，CBCT可提供病变与鼻腭管的解剖关系，明确诊断。近年来，数字化技术已经深入到人们生活的方方面面，数据规模呈爆发式增长，数据模式亦高度复杂化，大数据时代已经悄然而至。

在大数据时代下的口腔医学领域，美学医疗、微创医疗、精准医疗等理念不断涌现，锥形束CT(CBCT)、计算机辅助设计/计算机辅助制作(CAD/CAM)、3D打印等现代数字化技术为牙体牙髓病的诊疗、研究、教学开辟了迥异于传统的思路和模式。CBCT密度信息之Variety(多样)CBCT密度信息具有Variety(多样)的特点，例如软硬组织灰度图像揭示组织学特征，上颌窦软组织、囊肿/肉芽肿不同于牙槽骨等硬组织图像;低/高密度组织可实现三维实体重建，可用于显示根尖周病损、根管系统信息等等。

诊断上颌窦炎CBCT可清晰显示上颌窦软组织影像，用于诊断上颌窦炎。如果是牙源性者，窦底黏膜局部增厚>2mm，伴明确的患牙;若是非牙源性者，窦底黏膜均匀增厚>2mm，无可疑患牙。

显示根尖周病损影像可对根尖周病损进行三维实体重建，显示其位置、范围和体积，被广泛用于基础研究和临床治疗中。

显示三维根管系统影像可实现3D实体重建。例如，在基础研究中，明确年龄与髓腔体积呈正相关，可根据髓腔体积判断年龄;在临床应用中，可在术前立体展示根管系统，导航复杂根管系统的显微治疗。

CBCT数据获取之Velocity(高速)

CBCT图像扫描快速，只需单次扫描10~70s，可有效减少扫描时的运动伪影，实现图像快速导出，便于整理和远程交流。

CBCT数据获取之Value(价值)

CBCT图像数据具有综合数据的价值。经过20余年的发展，CBCT已经成为牙体牙髓病学领域理想的数字化影像检测方法，为临床诊治提供了第一手资料，有助于提高疾病的诊治水平，CBCT应该是现代显微根管治疗首选的影像学检测方法。

CAD/CAM数字化微创美学修复

凌均棨教授提到，CAD/CAM数字化微创美学修复是结合数字化比色、CAD/CAM技术，用于制作嵌体、全冠等修复体的修复工艺，可以实现功能和美学的统一，可以说是处于口腔医学金字塔尖上的医疗技术。

数字化比色

数字化比色是通过电脑比色仪，将色彩转换成数字，再还原成色彩的比色程序，包括患牙色彩、数字化色彩和修复色彩三个方面。其中，数字化色彩是数字化比色的基础，包括孟塞尔表色系统(MunsellColorSystem)和LAB表色系统。

数字化比色是在标准条件下，对备用树脂进行测试，建立一个色彩数据库，同时检测牙齿颜色，转换成数字信息，通过计算机检索数据库，选择颜色最匹配的修复材料进行修复。该比色技术因与电脑配色技术相结合，其优点是可以快速量化比色、且不受环境影响，结果客观可信，可重复性优于肉眼视觉比色。

按照测色原理、测量面积以及色彩分析学不同，数字化比色仪又可分为很多种类。

CAD/CAM技术

CAD/CAM是结合光电子、计算机信息处理及自动控制机械加工技术的修复工艺;用于制作嵌体、全冠等修复体。

CAD/CAM组成CAD/CAM包括计算机辅助设计、计算机辅助工程、计算机辅助工艺设计和计算机辅助制作四大块内容。计算机辅助设计，将物理模型转为数据模型→计算机辅助工程，以有限元分析单元集合模拟物体→计算机辅助工艺设计，人机交互或自动选择加工方法设计修复工艺→计算机辅助制作，模型分析处理、3D数学处理，完成修复体的加工。常见CAD/CAM系统见表。

CAD/CAM分类CAD/CAM系统可分为椅旁系统(例如Cerec系统和E4DPlanmeca系统)和技工室系统(例如Cercon、Lava、Procera、Everest系统等)。Cerec系统是目前发展最成熟的椅旁CAD/CAM系统，其组成包括：①取像单元：采用半导体短波蓝光，分辨率19μm;②CAD子系统：含生物再造软件，自带修复体数据库;③CAM子系统：多轴数控铣削单元，精确度达30μm。

CAD/CAM原理――数据链CAD/CAM原理的本质即一数据链条，包括①数字化印模：实体连续几何数据→虚拟模型多点云数据→虚拟模型单点云数据;②CAD：虚拟模型连续几何数据→虚拟修复体连续数据CAD模型;③CAM：技术相关的虚拟修复体连续数据→技术相关的实际修复体离散数据CAM模型→NCProgram→最终修复体。因此，可以说数据是CAD/CAM修复的核心，数字化图像的采集和处理决定修复体的精密度。

CAD/CAM的发展 近年来，CAD/CAM亦取得长足发展，主要聚焦在上述CAD/CAM的核心三步骤上。①数字化印模：现已有蓝光口内扫描仪，可实现口内数字化印模的精确扫描、瞬间聚焦，相关软件还具有“镜像/关联复制”功能;②CAD：多维视角，设计软件具备海量数据;③CAM：可实现梯形钻切削，适宜复杂修复体制作。使得最终制作的修复体美观、色泽逼真、与天然牙面浑然天成。CAD/CAM使修复体的制作过程效率更高，精度可达55μm，修复体成功率亦更高，且组织相容性良好。

CAD/CAM牙体修复理念CAD/CAM牙体修复理念包含3个方面的内容：①人文治疗理念：一次就诊，即刻修复;可实现医患直接交流;②美学微创理念：自带数据库设计个性化修复体;不需要预备辅助固位形;③人机交互设计理念：人工描绘预备体的边缘及邻接线;计算机设计修复体，人工再修改。

CAD/CAM在牙体牙髓病学中的应用所有适宜树脂充填的牙体修复，完善根管治疗后的单个牙修复，变色牙、畸形牙、有散在牙间隙牙的美学修复，磨耗牙的面重建修复，主要包括嵌体、高嵌体、贴面及全冠的制作。

1.CAD/CAMVonlay，是一种后牙颊面贴面和面高嵌体的结合修复体;粘接技术敏感性较低，牙体预备少;成功率与全冠相似，年失败率低于1%;可满足后牙微创美学修复要求。

2.全冠，适用于牙体缺损大，不适宜行嵌体修复的患牙;尤其适用于根管治疗后患牙及隐裂牙的冠修复;包括无桩冠及桩核冠全冠修复。值得一提的是仿生化全冠，已有以离体第三磨牙为CAD/CAM原材料，完成下颌第一磨牙仿生全冠修复，较好地恢复患牙机械、美学及生物学功能的病例报告。

3.CAD/CAM髓腔固位冠(Endocrown)，是以髓腔固位的新型冠修复体，由对接式边缘和髓腔固位体组成，有利于保存根管治疗(RCT)后患牙剩余牙体组织，适用于临床牙冠过短、无法行桩冠修复的患牙。

此外，CAD/CAM技术还可用于模拟修复，便于医患交流。

总之，CAD/CAM系统顺应大数据时代的发展，数字化的储存和传输使得临床治疗程序简化、标准化，实现临床经验的数据化、规范化和共享化。

牙体牙髓疾病 精准医疗的3D打印技术

凌均棨教授介绍，3D打印技术又称增材制造技术，以数字模型文件为基础，使用粉末状可粘合材料，通过逐层打印方式构造实体，逐渐应用于临床医学及口腔医学领域，促使传统医疗向数字化和精确化模式转化。

目前，3D打印在牙体牙髓疾病治疗中的应用主要有以下几个方面。

3D打印制作牙内陷腔开孔导板

对于牙内陷的治疗，分辨牙内陷解剖结构是治疗成功的关键。

3D打印牙可准确分辨牙髓腔及牙内陷腔，制作牙内陷腔开孔导板，避免髓腔损伤，有助于保存活髓。

3D打印制作根管口定位导板

熟悉髓腔和根管系统的解剖特征是完善根管治疗的前提。

3D打印畸形牙可体外定位根管口位置，制作根管口定位导板，实现临床根管口的精准定位。利用3D打印获取根尖周病变术区实体模型有助于体外制定手术计划、模拟手术操作，制作精准的根尖手术导板，可实现根尖周病变的精确和微创手术治疗。

总之，3D打印技术，可实现牙体牙髓疾病的精确医疗，但3D打印数据库尚未实现大数据共享，打印装置必须接于匹配的数据处理装置，且3D打印的准确性不及CAD/CAM，其普及及产业化还需依赖大数据时代的进一步发展。

显微CT助力牙体牙髓疾病诊疗

牙体及根管形态的显微CT研究

显微CT高分辨率图像结合配套软件，可重建牙体及根管的三维实体结构，准确分析根管长度、体积、面积、管壁厚度，结构模型指数(SMI)和曲率等，进而为临床复杂根管治疗方案的制定提供理论依据。

根管预备的显微CT评估

显微CT评估根管预备的常用指标有：①不规则根管评估指标，包括根管体积、面积变化，例如下颌磨牙深蓝色部分表示未预备的根管壁;②弯曲根管评估指标：包括根管偏移量、轴中心率[以|(a1-a2)-(b1-b2)|(a1-a2)/(b1-b2)计算]，或者根据根管中心线，以中心线走向判断是否偏移。

根管充填质量的显微CT评估

显微CT空间及密度分辨率高，伪影小;可检测充填物周及充填物内空隙;定量评估根管三维充填质量;可形成根管充填材料及方法的临床选择数据库。

例如，对根管充填物进行三维立体重建时，显微CT可准确区分根充糊剂、牙胶及根充空隙，再根据三者灰度差重建三维立体结构，从而为充填质量评估提供直观、定量依据。

牙体牙髓病学现代数字化教学

最后，凌均棨教授简要介绍了现代牙体牙髓病学教学模式。现代牙体牙髓病学教学模式可分为面授教学模式和数字化教学模式。

面授教学模式包括多媒体演示教学、文献综述与读书报告、基于问题的教学、锚定式教学、支架式教学等。

数字化教学模式包括仿头模操作训练、MOOGSimodont(穆格3D触觉虚拟仿真培训系统)、KaVoPREPassistant、CarlZeiss手术显微镜、OBJET3D打印系统等。

可以说，数字化教学，是在信息技术环境下的教学与学习行为，基于数字化教学资源的受教育方式，可实现口腔教学可视化、多样化。

结束语

以CBCT、CAD/CAM、3D打印、显微CT及3D触觉虚拟仿真培训系统为代表的数字化技术，开辟了牙体牙髓疾病美学、微创、精准化诊疗之路。数字化带来的崭新视角，将开启牙体牙髓大数据智慧时代，引领牙体牙髓领域未来创新之路。