【牙体牙髓新进展论坛】动静态导航技术在牙髓根尖周病治疗中的应用及展望发布时间：2022.01.21编辑：杜宇 韦曦 凌均棨 来源：中华口腔医学杂志

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、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。

一、静态导航牙髓治疗 （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］，均可统称为SGE^［14］。

（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，需匹配较长的车针或环钻，根管治疗时通常选择长28~37 mm、直径0.8~1.5 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 microscope，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开髓，但根管中段出现台阶^［3，23］。Torres等^［19］在1例上颌侧切牙钙化根管的SGE操作中，选择直径0.7~1.0 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。Kfir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引导开髓准确性较高，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例单根钙化牙开髓均有良好的精准度，即使偏移最大时其开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，所以未导致开髓失误。

      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开髓的精准度，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，因此开髓过程中建议使用“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，避开颏神经；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2.27 mm，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］}。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］。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。体内外实验均显示TEMS精准度和预后良好^［37.38］。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］。

      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（computer-aided rapid prototyping，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］。

      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，故选择下颌第二前磨牙作为供牙，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，继而将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4~5支不同直径的车针，因此可能产生偏移的误差累积效应^［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，Buchanan在美国牙髓病学会学术年会进行了“Dynamic CT guided endodontics”的主题演讲，首次介绍了使用X-Guide系统引导开髓的病例。同年，Gambarini等^［45］报道1例Navident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：①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；②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；③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］}。

（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0.12~0.19 mm和0.31~0.81 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1.06~1.18 mm和1.47~1.55 mm，开髓平均时间分别为227和405 s，开髓失误牙分别为1和8颗^［49］。一项对30颗离体单根前牙的开髓实验显示，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DGE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（1.5~2.5 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^［54］。笔者在完成3次操作培训后，使用迪凯尔系统进行了1例根管治疗。患者因左上中切牙外伤数年后变色及缺损就诊，经检查诊断为“慢性根尖周炎及根管钙化”，应用DGE开髓建立良好的微创直线通路，耗时2 min。虽然锥形束CT未显示根管影像，但能根据其居中位置设计入路和实时三维校准（图2）。另外，相比SGE使用常规手机，DGE采用携带定位器的手机较重，术者应避免长期操作。

图2 动态导航牙髓治疗引导患者（50岁男性）左上中切牙钙化根管定位操作及治疗前后的临床及影像学资料 A：术前口内像示21牙冠变色、近中切角缺损，电活力测试无反应；B：术前根尖片示21根管完全钙化，根尖周低密度影；C：患者术前佩戴硅橡胶固位的配准装置拍摄锥形束CT，获得医学数字成像和通信格式数据后完成术前设计；D：佩戴配准装置、参考板等准备校准；E：术者注视导航仪屏幕操作；F：实时导航检测钻入位点、轴向和深度，黄线示预设的植体轴线；G：使用种植定位钻（SIC 935194号，直径1.2 mm，总长度34 mm，工作长度14.5 mm）以1 200 r/min开髓；H：开髓孔置入10号C锉通至根尖；I：使用S3镍钛器械将根管预备至3504号，可见开髓孔微创、未形成台阶；J：第2次复诊使用iRoot SP糊剂辅助单尖充填，术后根尖片示根管壁光滑连续；K：术后2个月复诊，患者无不适，根尖片示21根尖低密度影缩小

三、总结与展望

      口腔医疗体系正全面迈入数字化时代，牙体牙髓病学迎来了新的发展机遇和挑战［55］。SGE和DGE具有精准、微创、安全、高效的优势，为应对复杂疑难的牙髓根尖周病提供了切实有效的治疗新方式。现阶段导航牙髓治疗尚存在一些不足，如操作准备复杂和设备价格高昂，亦需更多临床研究的循证依据等。

     未来可利用资源整合及医教研相长模式提高总体临床认知与实践，更需主动拓展和相关交叉学科如自动化和人工智能领域的合作交流，投身创新和改进，积极打造更实用和便捷的体系，以推动数字化导航牙髓治疗尽快在我国推广应用。

利益冲突  所有作者声明不存在利益冲突

志谢 中山大学光华口腔医学院·附属口腔医院牙体牙髓病科黄湘雅医师提供静态导航牙髓治疗病例图片

作者贡献声明 杜宇：资料收集、查阅文献、撰写文化在哪个；韦曦：参与主题设计、文章审校；凌均棨：主题设计、文章审校与定稿

作者简介

杜宇  博士、副主任医师、硕士研究生导师。现于中山大学光华口腔医学院·附属口腔医院牙体牙髓病科工作，担任广东省口腔医学会牙体牙髓病学专业委员会委员兼秘书。曾赴美国天普大学牙学院研修，主要从事干细胞和生物材料在牙再生中的作用机制研究，擅长显微牙髓治疗。发表学术论文20余篇，第一作者SCI论文7篇，3篇为封面论文，主持国家级及省部级项目等5项，参编《显微牙髓治疗学》等专著2部，获广东省科学技术一等奖和广东省高校教师教学创新大赛三等奖。

作者简介

韦曦  教授、主任医师、博士研究生导师。现任中山大学光华口腔医学院·附属口腔医院牙体牙髓病科主任、中华口腔医学会牙体牙髓病学专业委员会副主任委员、广东省口腔医学会牙体牙髓病学专业委员会主任委员、国家医师资格考试口腔类别试题开发专家委员会委员，《上海口腔医学》《中华口腔医学研究杂志（电子版）》编委，Journal of Endodontics杂志科学顾问委员会委员。主要从事龋病微生态防治、牙髓损伤修复机制的研究，擅长牙体牙髓疾病的显微与微创治疗。发表学术论文150余篇，其中SCI收录60余篇，主编、副主编专著4部，参编专著教材等6部。主持国家自然科学基金、省部级科研项目等17项，获省部级科技进步奖6项。

作者简介

凌均棨  教授、主任医师、博士研究生导师。现任中山大学光华口腔医学院·附属口腔医院名誉院长、中山大学口腔医学研究所所长、国际牙医师学院院士、中华口腔医学会副会长、中华口腔医学会牙体牙髓病学专业委员会名誉主任委员、中华口腔医学口腔医疗服务分会名誉主任委员、广东省口腔医学会会长。主要研究方向为龋病、牙髓病和根尖周病病因与防治的分子生物学和组织工程学研究。主持国家级、省部级科研项目23项，荣获中华口腔医学会科技奖一等奖、广东省科技成果一等奖和科技成果奖10余项。发表学术论文440余篇，其中SCI收录110余篇。主编《显微牙髓治疗学》等著作7部，参编专著及国家卫计委规划教材20余部。