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          《今日口腔》口腔種植智能導航離我們有多遠?

                當很多人都以為數字化口腔種植技術大多以種植導板形式落地時,種植導航已經逐漸以更科技化與未來化的形象站在了我們所有口腔醫生的面前。

            從行車路線到衛星軌跡,都是導航使用的重要場景。

            5月22日,一個名為“以導航之名,俯瞰時代”的小型醫用導航跨界應用專家交流沙龍在上海舉行,參加本場沙龍的多為國內對實時導航口腔種植領域有一定經驗與研究的口腔醫生們,沙龍特別邀請曾獲諾貝爾獎提名的CT影像應用之父Terry Peters教授、上海交大Med-X研究院顧力栩教授作為跨界專家為大家介紹醫療導航在大臨床相關學科中的應用與研究方向,滿毅教授(華西口腔醫學院)與吳軼群教授(上海交通大學口腔醫學院)作為國內較早開展導航下實施口腔種植外科的專家,也帶來了各自課題組在此領域的實踐結果與經驗,集中向口腔醫生們展示了實時導航在口腔種植領域的應用前景。

            今日小編也有幸受邀親臨沙龍現場,提前窺視未來種植領域的工作場景與模式。本文將與各位共同分享這場沙龍中的精彩內容,主要包括各位專家所討論的醫療導航的應用與其在口腔領域展現出的巨大潛力。


          <1> 醫學導航離我們有多近?

            可能大家都非常想了解導航離我們的口腔種植治療有多遠,會給我們的臨床工作帶來什么改變?但在聚焦口腔種植之前,有必要先了解一下實時導航發展至今在大臨床中所發揮的重要作用與意義。在神經外科、骨科、心胸外科等對手術精確度要求超出醫生經驗判斷極限的醫療領域,手術導航系統經過在歐美發達國家30年的發展,已成為國際性的標準配置。

            在漫威電影《奇異博士》中,神經外科醫生出身的Doctor Strange手術時就有提到導航,而神經外科因其操作的精細化與復雜程度,是最早將導航應用于手術的學科之一,本次沙龍所邀請的曾獲諾貝爾獎提名的Terry Peters教授也是最早一批在此領域作出杰出貢獻的專家之一。

          電影Doctor Strange截圖

            Terry Peters教授的發言內容主要包括以下3部分:

            第一部分,人們需要導航設備和機器人輔助手術的主要目的是Navigation(導航)和Position(定位),對于這兩個功能大家可以回想一下汽車導航的“指路”功能和倒車攝像頭所完成的任務;

            第二部分,在一些復雜而又危險的手術諸如心臟手術治療、腹腔鏡手術治療中,影像導航對臨床手術尤為重要,實時導航和術中影像不僅幫助醫生一定程度上降低手術的復雜程度還有助于規避風險;

            第三部分,AR(增強現實)與VR(虛擬現實)是目前手術導航領域的熱門研究方向,這兩個技術成熟后有助于解放醫生手術過程中的視覺落點問題(是看導航屏幕還是看實際的手術視野)。

            Terry Peters教授最終強調的是, 實際上導航早已走進醫學 。

          Terry Peters教授,曾獲諾貝爾獎提名,加拿大醫學物理學院院士,美國醫學物理學院院士,電器電子工程學會會士,澳大利亞醫學物理科學與工程學院院士,國際醫學影像計算及計算機輔助介入學會會士

          著名種植專家、來自香港的周國輝教授也被邀請參加本次沙龍,周教授也已在數字化種植及口腔頜面外科領域進行了不少工作,他現場就力反饋的相關問題與Terry教授進行了交流。

          沙龍主辦方迪凱爾公司的CEO陳云先生對VR(虛擬現實)的未來研究方向與進展非常感興趣,就此提問Terry教授,我們有理由猜測或許未來迪凱爾公司種植導航系統中將加入此功能。


          <2> 口腔種植導航時代臨近

            相較于傳統的自由手定位,數字化技術對精準種植的意義毋庸置疑;而目前,只要一提到數字化流程,作為口腔醫生我們都很熟悉的可能是數字化種植導板對種植外科的輔助。在本次沙龍中,滿毅教授介紹了數字化技術輔助的精準植入種植體的方法有兩個:數字化種植導板(Digital Impant Surgery Template)與數字種植導航(Digital Impant Surgery Navigation)。

            當很多醫生糾結是否要采用種植導板,或對種植導航的印象僅僅停留在“概念型產品”時,來自華西口腔醫學院種植科的滿毅教授與楊醒眉教授及課題組成員們已在近年來對上述兩種數字化種植技術都進行了諸多臨床實踐與思考。

            對于數字種植導航,滿毅教授介紹其原理是通過光學定位系統實時追蹤患者口腔和手術器械的空間位置,通過計算機配準技術將患者口腔空間和虛擬影像(植入計劃)匹配到一起。

            大家不明白上述原理不要緊,一個種植的實時導航大概長下面這樣:

          這款迪凱爾公司自主研發生產的“易植美”數字化口腔種植實時導航系統目前已上市

            據滿毅教授介紹,數字種植導航的基本使用流程:佩戴U型管→拍攝CBCT→術前設計→術中實時導航。而對比數字化種植導板和數字種植導航時,滿毅教授分別介紹了二者的優勢與局限性:

          滿毅教授還介紹了如何利用導航引導精準種植的病例——避開埋伏阻生牙,美學引導種植

            在滿毅教授介紹的病例實踐中,我們不僅能看到實時的數字種植導航在種植外科手術中的作用,同時滿毅教授、楊醒眉教授及課題組成員們還結合DSD(微笑美學設計)、口內掃描獲得的信息與CBCT獲得的解剖結構信息相結合,應用于術前設計,做到以修復為導向的種植治療。

            對于如何將上述三者——DSD獲得的信息、口內掃描的STL信息與CBCT獲得的dicom格式圖像相結合,來自上海交大九院的吳軼群教授也在現場與楊醒眉教授進行了深入探討。

          吳軼群教授

            顴骨種植是解決臨床上頜后牙區骨量重度不足及嚴重萎縮無牙上頜種植修復的有效方法,九院的種植團隊已成為國際應用實時動態導航引導顴種植體植入術的主要機構,上海交大第九人民醫院吳軼群教授團隊在國內口腔顴骨種植修復方面享有盛名。在本次沙龍中,由吳軼群教授團隊中的王鳳教授為大家展示了頜骨缺損患者實時導航種植——無牙頜顴種植病例,王鳳教授從自由手進行顴種植體植入的風險性談起,進而分析了靜態導板輔助植入的局限性,認可了導航技術對于此類復雜且風險較大病例的適用性。

            對于實時導航,稍有了解的醫生可能都會關注其延遲程度與精確度,在現場醫生問及此問題時,王鳳教授介紹,在顴種植這樣的復雜病例實踐中,相關的精度研究(對比術前規劃位置與導航下實際植入情況)也證實了實時導航下植入顴種植體的誤差在臨床可接受范圍內——進點誤差中位數為1.35 mm,植點誤差中位數為2 mm,角度偏差2°。

          王鳳教授

            王鳳教授還闡述了她對未來口腔種植手術導航發展的思考——其實導航設備的誤差包括CBCT影像的誤差、標定誤差等都是可以計算出來的,而最不確定的誤差來自于人為因素(包括患者因素與醫生因素兩方面),對人為因素的控制是我們研究的著力方向,而從一些個例中我們能看到,機械臂應用于種植手術或可能成為我們未來新的希望。


          <3> 導航已來,那VR呢?機器人呢?

            在未來,不僅導航會為醫療帶來巨大改變,VR、AR、人工智能乃至機器人都會成為我們醫療工作的一部分。上海交大Med-X研究院顧力栩教授在本次沙龍中帶來了他在2017年機器人大會中演講的主要內容——基于虛擬現實技術的機器人輔助心血管介入手術規劃和安全防護,他介紹,在聚焦手術機器人的輔助作用時,手術機器人目前面臨的問題主要是安全性與可靠性,上海交大Med-X研究院也經過努力取得了一定成果,在心血管介入手術方向,綜合運用計算機技術、機器人技術、醫學成像技術、傳感器技術,力求實現心臟介入手術機器人的路徑規劃與安全防護。

            目前,導航在醫療各個領域的延伸與應用都證實了它或將成為是未來醫療行為尤其是外科相關操作中不可缺席的一部分,而導航的應用與力反饋技術的發展成熟都是幫助手術機器人變得更安全與更靠譜的一種途徑。

          顧力栩教授

            顧教授指出:“ 手術的關鍵是植入物的精確定位 。”其實這一點與我們所從事的口腔種植治療十分相似,相信科技對心臟介入、神經外科等領域手術的推動與促進作用也會給我們口腔醫療帶來廣泛的啟發。

          Terry Peters教授對口腔種植導航表現出濃厚的興趣,并希望“自己的牙醫也能有一套這樣的導航系統”

            可能很多讀到本文的醫生們在工作中并沒有怎么接觸過導航,也并沒有感受過動態導航下的操作。臨床操作對口腔醫療的重要性不言而喻,我們每位醫生都希望能夠在術中看得更多、做得更細,而我們有幸生在這個科技與醫學共同相伴飛速發展的時代,唯一要做的就是伸出雙手擁抱可能的改變與美好。



            出處:《口腔種植智能導航離我們有多遠?以導航之名,俯瞰時代

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