口腔数字化采集是现代牙科的核心技术之一,它取代了传统的硅橡胶或藻酸盐取模方式，通过光学或X射线技术直接获取患者口腔内的三维数据，这些数据是数字化诊疗流程（如CAD/CAM修复、隐形正畸、种植导板设计等）的基础。
以下是主要的口腔数字化采集方法及其分类：
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口内扫描仪 - 最核心、最常用的方法
这是目前口腔数字化采集的主流方式,直接在患者口内获取牙齿、牙龈、咬合关系等的三维表面形态数据。
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技术原理：
- 激光三角测量： 激光束投射到牙齿表面，反射光被传感器接收，通过计算光斑位移确定表面点的三维坐标，代表品牌：3Shape TRIOS, Carestream CS 3500。
- 结构光投影： 将特定的光栅图案（条纹、点阵等）投射到牙齿表面，通过分析变形图案计算表面形状，代表品牌：Dentsply Sirona Primescan, Planmeca Emerald, iTero Element。
- 共聚焦显微光学： 利用聚焦光束扫描表面，只有聚焦在物体表面的光才能被探测器接收，从而获得高精度的深度信息，代表品牌：Medit i500, Align Technologies iTero Element（部分型号）。
- 主动立体视觉： 投射多个不同角度的光图案，从不同视角观察，通过三角测量计算深度，代表品牌：一些较新的或特定品牌型号。
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- 牙齿的精确三维形态（颊、舌、咬合面）。
- 牙龈形态（尤其重要 for 印模、临时冠、种植体周围软组织）。
- 咬合关系（通过扫描咬合记录或动态扫描）。
- 对颌牙弓（部分高端设备支持单颌扫描后对颌扫描，或使用咬合架）。
- 口腔软组织（唇、颊黏膜等，尤其在正畸和美学修复中）。
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优点：
（图片来源网络，侵删）- 患者舒适度高： 避免了传统取模的恶心感和张口时间。
- 效率高： 单颌扫描通常只需几分钟，椅旁时间显著缩短。
- 精度高： 现代设备精度可达10-20微米，满足临床需求。
- 实时可视化： 医生和患者可在屏幕上实时看到扫描过程，便于沟通和确认。
- 无材料浪费： 无需消耗取模材料。
- 数据可永久存储、传输、共享。
- 减少人为误差： 避免了传统取模中材料调拌、灌注、脱模等环节可能产生的误差。
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缺点/挑战：
- 设备成本高： 购买和维护费用昂贵。
- 学习曲线： 操作需要技巧，对操作者的手部稳定性、操作流程熟悉度要求高（如避免移动、唾液干扰）。
- 对操作环境敏感： 需要良好的隔光（部分激光设备）、唾液控制（使用排涎器、气枪、棉卷）、避免反光（如金属修复体、湿润表面）。
- 视野限制： 需要分段扫描并拼接，在复杂病例（如深覆颌、舌侧倾斜）或口内空间受限时可能困难。
- 对某些表面处理要求： 如需要喷粉（部分设备或特定材料）或使用反光对比剂（如咬合记录材料）。
口外扫描仪
通常用于获取面部软组织形态或咬合记录的数字化。
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面部扫描：
- 技术原理： 与口内扫描类似（结构光、激光三角测量等），但设备更大，扫描范围更广。
- 应用： 正畸（面部软组织分析）、美学修复（微笑设计）、种植（修复前评估）、颌面外科手术规划。
- 优点： 非接触、快速、高精度获取面部三维数据。
- 缺点： 需要患者配合保持特定表情和头部姿势，对头发、眼镜等有干扰。
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咬合记录扫描：
（图片来源网络，侵删）- 技术原理： 使用专门设计的、具有光学标记点的咬合记录材料（硅橡胶、光固化树脂等），在口外扫描仪上扫描该材料。
- 应用： 精确记录上下颌牙弓之间的相对位置关系，用于口内扫描后对颌数据的配准。
- 优点： 避免了口内扫描对颌时的困难，精度高，患者舒适。
- 缺点： 需要额外的咬合记录材料和口外扫描步骤。
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模型扫描：
- 技术原理： 使用高精度的工业级或专业口外扫描仪扫描传统的石膏模型或树脂模型。
- 应用： 当无法进行口内扫描（如患者不配合、设备故障）或需要扫描历史模型时。
- 优点： 利用现有模型，精度通常很高（取决于扫描仪）。
- 缺点： 需要制作实体模型，增加了时间和成本，无法获取牙龈等软组织实时信息。
口腔锥形束计算机断层扫描
CBCT主要提供颌骨、牙齿、神经血管等内部结构的三维影像信息，但也可以用于获取数字化模型。
- 技术原理： 低剂量X射线锥形束围绕患者头部旋转，探测器接收穿透射线，通过重建算法生成三维体积数据。
- 获取数字化模型：
- 表面渲染： 从CBCT数据中提取牙齿和颌骨的表面轮廓，生成三维模型，精度通常低于口内扫描仪（约100微米级），但足以用于种植导板设计、正畸诊断、复杂病例评估。
- 优点：
- 一次扫描获取全面信息： 同时获得硬组织（骨、牙根、神经管）和软组织（部分）信息。
- 无需取模： 直接获取数字化数据。
- 关键结构可视化： 对种植、外科手术至关重要。
- 缺点：
- 辐射： 虽然剂量远低于传统CT，但仍存在辐射风险，需严格掌握适应症。
- 表面精度较低： 牙齿表面细节（如邻接点、解剖形态）不如口内扫描精确。
- 无法获取牙龈形态： CBCT无法清晰显示牙龈等软组织表面。
- 金属伪影： 金属修复体、种植体等会产生伪影，影响重建质量。
- 设备成本高，空间要求大。
其他辅助/特定方法
- 口内照相机： 虽然主要提供二维图像，但高分辨率口内相机拍摄的图像可以数字化存档，用于病例记录、医患沟通、颜色匹配等，是数字化诊疗的补充。
- 3D打印逆向工程： 对于无法扫描的实物（如旧修复体、研究模型），可以通过高精度3D扫描仪扫描实体，再导入CAD软件进行逆向设计，但这属于模型数字化，而非直接口内采集。
数据采集后的关键流程
无论采用哪种方法采集,获取原始数据后通常需要以下处理步骤才能用于临床：
- 数据预处理： 去噪、去除干扰（如唾液、棉絮）、修复缺失区域。
- 数据配准与拼接： 将分段扫描的数据或不同来源的数据（如口内扫描+咬合记录）精确对齐整合成一个完整的模型。
- 模型修复与优化： 填补扫描间隙、平滑表面、去除不需要的部分（如石膏基座）。
- 数据格式转换： 转换为CAD/CAM软件支持的格式（如STL, OBJ）。
- 导入设计软件： 进行修复体设计、正畸方案设计、种植规划等。
总结与选择
- 口内扫描仪 是获取牙齿和牙龈表面形态最直接、最常用、患者体验最好的方法，是现代牙科数字化修复和正畸的核心。
- CBCT 是获取颌骨内部硬组织信息的金标准，对于种植、外科、复杂正畸至关重要，也可用于生成数字化模型。
- 口外扫描仪 主要用于面部软组织和咬合记录的数字化，以及扫描实体模型。
- 方法选择 取决于临床需求（是做冠、贴面、隐形牙套、种植还是外科？）、病例复杂程度、设备可用性、成本预算以及患者因素（配合度、张口度等），在实际诊疗中，常常需要多种方法结合使用（如口内扫描+CBCT+面部扫描）以获取全面的数字化信息。
口腔数字化采集技术正朝着更快、更准、更舒适、更智能（如AI辅助操作和诊断）的方向不断发展，持续推动着口腔医学的精准化和个性化诊疗。
