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数字化影像技术、光学印模技术、计算机设计软件、3D打印技术、人工智能等众多数字化技术的快速发展，共同促进了数字化种植技术走向成熟。现阶段，口腔种植修复已可以实现全数字化流程，其过程主要包括数字化辅助的种植诊断与设计程序、数字化种植外科和数字化种植修复程序三个部分，具体内容及流程参见图4-1。
图4-1 数字化种植修复流程
数字化放射学在口腔医学的应用开始于1989年法国牙医Francis Mouyen发明的数字化根尖片成影系统。随后，数字化曲面体层、头颅正位和头颅侧位等X线片的数字化影像系统相继问世。但这些成像系统显示的均为口腔颌面部的二维影像。而制订种植手术方案需要准确地获得患者颌骨甚至颅颌面部硬组织的三维影像信息，这一问题的解决得益于CBCT的发明及临床普及。1997年，世界上首台口腔颌面部专用的CBCT问世，1998年New Tom公司推出了第一台商用设备，随后在临床迅速普及。
CBCT的原理是采用锥形X线束通过人体组织，投照到对侧的面状探测器获得二维数据并通过计算机重建得到三维图像。与传统医用CT相比，CBCT具有空间分辨率高、辐射剂量低、体积小等优点，但同时也存在密度分辨率比较低、软组织成像能力差、金属伪影降低图像质量等问题。尽管如此，CBCT目前仍是口腔种植修复领域首选的影像检查手段，其与面部软组织三维扫描系统、口内数字化印模系统的配对与融合，为口腔种植手术的术前规划与手术方案设计提供了直观全面的数字化信息。
通过CBCT数字化影像，医生可充分了解种植术区可用骨量、牙槽骨密度、牙根走向、邻近重要解剖结构等信息（见图4-2）。
图4-2 CBCT图像
为获取高质量的CBCT影像，CBCT拍摄时应注意：
（1）严格执行CT拍摄的基本规范，适当防护。去除佩戴的首饰、眼镜等金属物品及口内所有金属材料的修复体。
（2）推荐使用中视野及以上的CBCT，对于计划采用翼上颌复合体种植或穿颧种植的病例，建议使用大视野CBCT（扫描视野＞15cm×15cm），拍摄层厚＜0.3mm。
（3）拍摄时应保持患者头部稳定，上下颌牙齿分开2~3mm，采用双扫描法时应佩戴放射性义齿进行拍摄。拍摄过程中尽量减少移动，避免运动性伪影的产生。
CBCT拍摄完成后，将数据以DICOM格式保存，导入专用的种植导板设计软件。
要实现以修复为导向的种植设计方案，在获得患者颌骨影像的数字化信息后，还需要得到口内准确的牙齿及软组织数据。对于美学区牙齿缺失、颌骨关系异常、无牙颌患者等复杂情况，在获得上述数据基础上，应同时结合患者的面容、微笑设计、咬合关系等，设计理想修复体位置及外形，并经患者确认后，将其转化为数字化信息，一并导入种植规划软件，指导种植修复方案设计。目前可通过口内扫描仪采集光学印模、口外模型扫描仪扫描石膏模型、面部扫描仪扫描面部信息等手段获取上述数据。
（1）口内扫描仪：通常由手持扫描仪器、配套软件、计算机组成。扫描过程中，软件界面可实时显示扫描得到的三维图像。目前，临床常用的口内扫描仪品牌主要有3 Shape Trios、西诺德Cerec Omnicam、iTero、3M True Definition、广东朗呈、杭州先临等。使用口内扫描仪可直接获取三维牙列影像，扫描后得到的电子文件多以STL格式储存，可直接用于上部修复体的设计及制作。值得注意的是，现阶段口内扫描仪主要用于少数牙缺失的牙列缺损患者，对于全口无牙颌患者及缺牙数目较多且伴有游离端缺失的牙列缺损患者，其精度尚不足以支持临床应用，有待于进一步提高。
（2）模型扫描仪：通过传统方法制取印模，灌制模型后使用模型扫描仪获得数字化信息。模型扫描仪虽然具有相对较高的扫描精度，但制取传统印模过程中可能出现人为操作误差，又受印模及模型材料等问题的影响。因此，制取印模等过程要严格按照操作规范进行，尽可能减少人为操作带来的误差。
（3）面部扫描仪：作为一种非接触、非侵入式技术手段，通过三维扫描技术可获取面部软组织成像，并可重建出高质量彩色的三维图像，目前已逐步应用于口腔正畸、正颌外科、口腔修复等美学预测、诊断治疗方案制订及疗效评价等方面。现有的面部扫描数据可以实现与多种数据配准，完成前牙美学修复设计、虚拟排牙、制作即刻全口义齿等功能。无牙颌种植患者由于涉及修复前后面部丰满度改变、口颌系统重建、与颌骨及牙列精确配准等问题，临床应用仍处于研究阶段。
理想的全数字化设计流程即通过口内扫描仪或者模型扫描仪获得光学印模后，将光学印模与患者面部信息进行拟合，在修复设计软件中进行数字化虚拟排牙，虚拟设计完成的修复体通过3D打印技术打印成临时修复体，在患者口内进行试戴调整。确认修复设计后与患者的CBCT数据拟合，即在软件中同时得到了理想修复体位置与颌骨位置关系，在此基础上完成数字化种植设计方案的制订。
数字化口腔种植外科手术实施主要包括静态数字化手术导板和动态实时手术导航两种方式。两者的相同之处在于术前都可以在配套软件中设计种植方案，术中医生按照术前设计完成手术。两者的不同之处在于，静态手术导板需要在术前制作完成，术中在外科导板的引导下实施手术，不允许改变种植体设计和三维位置，导板手术需要配合专门的外科导板手术工具盒。而动态导航系统术前不需要制作外科模板，术中通过特殊导航设备进行配准，利用种植体植入的三维导向系统进行实时动态导航，允许在术中调整种植设计包括种植体的三维位置。下面以静态手术导板为例介绍种植手术方案设计过程。
在种植设计软件中，导入患者的CBCT影像信息和牙列数字化信息及最终修复体信息，根据设计思路，拟定种植修复方案，选择合适规格的种植体，即可在颌骨种植位点设计合适的植入位置，包括种植体的三维位置、植入深度、修复空间、固位方式、上部结构等。当种植设计方案确定后，就应该按照预定的设计方案制作种植手术导板，手术导板承载了手术方案的各种信息，按照手术导板的指引，医生可按照手术计划方案实施手术。常用的种植设计软件有Nobel Clini-cian，Simplant，3 Shape Implant Studio，Guide Mia，国内的六维、彩立方等。以下以Nobel Clinician为例，介绍种植修复设计的过程。
（一）导入CT图像
当导入拟种植区域的CT数据后，通常软件中会显示该解剖区域的横断面、矢状面、冠状面和三维重建图像（见图4-3）。医生可通过对不同层面的仔细观察来分析所有的解剖结构。在种植手术规划中，应详细测量术区的牙槽嵴宽度，可用骨高度，观察颌骨密度、邻牙牙根位置、下牙槽神经管走行，有无明显的骨性倒凹，动脉走行，其他颌骨病变等。对毗邻上颌窦的手术还应观察上颌窦底形态，黏膜厚度，上颌窦内有无骨嵴、囊肿、上颌窦炎等情况。对于翼上颌区域种植应详细观察上颌结节处骨宽度、翼上颌区骨高度及翼突高度，上牙槽后动脉分支走形。许多软件可以实现以不同的颜色标记重要的解剖结构，方便医生更直观地观察。
图4-3 CT数据导入Nobel Clinician种植设计软件
（二）整合信息
大多数种植设计软件包含虚拟排牙功能，但建议只在少数牙缺失的简单病例中使用。对于复杂的美学种植修复、无牙颌种植等病例建议按规范的修复流程制作诊断义齿或放射导板，并将这些修复信息包括牙列信息、诊断义齿或复制义齿信息导入软件并和CT数据配对拟合，即可在同一界面同时观察患者的修复信息和解剖信息。
（三）诊断和设计
种植手术方案设计中最重要的步骤就是确定种植体的三维位置。通常在矢状面上，根据最终修复体外形，即可确定种植体的三维位置，包括颊舌向、近远中向及垂直向，如图4-4所示。当理想牙体外形的牙长轴与牙槽骨方向呈一定夹角时，需要平衡“以修复为导向的理想位置”与解剖结构的差异。角度过大时，需要通过软硬组织增量或调整修复方式来实现修复，比如使用角度基台、个性化基台等方法。种植体位置确定后，还应从冠状面、水平面、三维重建等多个角度观察种植体，以保证其位于最佳的种植三维位置。随后可根据之前的修复设计挑选合适的修复基台，并观察修复体穿龈轮廓、中央螺丝开孔位置、最终牙冠形态等是否符合预期。需要强调的是，种植体的位置应在此阶段反复确认，尤其是在解剖条件受限的情况下，以避免或尽量减少设计失误造成的问题或种植并发症。
图4-4 种植体三维位置规划设计
种植设计软件根据其数据库及功能不同可分为封闭式及开放式，原厂或第三方平台。开放式平台往往是第三方开发的设计软件，其数据库包含了临床大多数主流种植系统，但不能完成全程导板的设计，多用于先锋钻导板或半程导板的设计制作。而原厂的种植设计软件多数是封闭平台，只能选择特定品牌的种植体及其配件，包括所有修复配件，可实现全程导板的设计制作。当种植手术方案设计完成后，即可生成种植导板预览文件及订单，完成导板制作。
数字化种植外科手术实施可使用静态的手术导板以及动态的手术导航。静态的外科导板技术已在临床广泛应用。动态的导航手术因需要专用的导航设备，技术敏感性更高，临床应用受到一定的限制。
根据手术导板支持的组织不同，种植导板可分为牙支持式、黏膜支持式和骨支持式。前两者在临床应用较为普遍。根据引导方式的不同，种植导板可分为先锋钻导板、半程导板和全程导板。不同系统的种植手术导板，其引导系统也有较大的差异。常见的引导方式有使用含有逐级递增直径钻套的不同压板引导方向，以及使用含有可拆卸式钻套的固定导板；钻套采用插入式固定或直接固定于钻头上。对于深度的控制，一些系统使用特殊的钻头或钻针止停器来控制，或者按照钻头上的标示线来控制深度。由于种植导板工具盒内钻针长度较长，在后牙区实施种植导板引导手术时，往往遇到开口度有限、钻针难以顺利就位的情况。针对这一问题，有生产商开发了“C”形导环，钻针从侧方就位的引导方式。
实施种植手术前，医生应核对手术导板、导板手术工具盒及种植体规格等物品及相关配件。手术导板需戴入口内检查其稳定性及密合性，若有影响就位的支点或阻碍点，应找出相应部位予以调改。如果不能保证导板在口内的密合性及稳定性，则应考虑放弃使用种植导板手术。黏膜支持式导板需要专用固位钉来固定导板，以保证导板稳固地固定在正确的位置。手术时术者按照导板手术工具盒的操作流程使用不同直径钻针在导板引导下进行逐级备洞，扩孔至预定的深度。对于全程导板手术，种植体的植入过程也在导板的引导下进行，保证种植体植入预先设定的位置。种植体植入后要检查植体的稳定性，以决定穿龈愈合或埋入式愈合，或即刻修复。在整个手术过程中，应保证种植导板的完全就位与稳定，充足地冷却，并随时检查预备方向有无偏差。使用侧方就位的引导方式备洞时，钻针应注意紧贴金属环一侧，减少导环开口位置对钻针方向缺少限制的影响。相对于自由手而言，在使用导板引导手术时，由于钻针受到导环的限制，术者对于骨质的判断会减弱，手术过程中可根据需要取下导板对种植窝洞进行检查。术后拍摄X线片检查种植体的三维种植位置是否理想。值得一提的是，种植导板在很大程度上保证了种植体植入的准确性，但无法取代临床医生的手术经验。种植导板手术的成功依赖于临床数据准确的获得、医生术前合理的设计和手术中丰富的操作经验。
一般资料： 张某，男性，68岁。
主诉： 上颌牙缺失四年，镶活动义齿松动，要求种植修复。
现病史： 四年前上颌牙缺失，镶活动义齿后，义齿固位力差，影响咀嚼和发言，要求种植修复。
既往史： 平素体健，否认全身重大疾病史；高血压，服药控制；否认药物过敏史；否认服用双膦酸盐药物史。
检查： 颜面部双侧基本对称，张口度正常，双侧颞下颌关节无弹响，上颌所有牙缺失，黏膜完整，右侧下颌可见种植修复体，35、36修复体无松动。
辅助检查： CBCT显示上颌前部骨宽度不足，骨高度可，上颌3区骨高度不足，4区骨高度及宽度充足。
诊断： 上颌牙列缺失。
治疗计划： （1）数字化种植设计，（2）上颌ALL ON 6（远中为翼上颌复合种植体）种植修复。
处置： 常规口内外消毒，铺巾，4%阿替卡因局部浸润麻醉下放置定位导板，固定，定点，逐级扩孔，植入植体，放置复合基台，完成即刻修复。
种植体规格： （1）11植入Nobel PCC 3.75mm×10mm；（2）14植入Nobel PCC 4.3mm×11.5mm；（3）17植入Nobel PCC 4.3mm×18mm；（4）21植入Nobel PCC 3.75mm×10mm；（5）24植入 Nobel PCC 3.75mm×8.5mm；（6）27植入Nobel PCC 4.3mm×15mm。
图BL5-1 数字化导板引导下翼上颌复合体种植临床病例
数字化种植导航技术是由计算机辅助导航技术衍生的一种辅助种植体精准植入的数字化技术。其与导板技术的相同之处在于，术前收集数字化的影像及牙齿信息，在软件中完成种植手术方案的术前规划与设计。不同之处在于，在手术过程中，其利用导航定位系统的实时追踪、检测及导向指示功能完成种植体的植入。数字化种植导航系统由导航系统、定位装置及电脑主机构成。术前需先用导航仪的光学追踪设备捕捉手机钻头及患者颌骨位置，然后进行标定，标定完成后再利用配准标记点将颌骨与三维重建的虚拟影像相匹配。术中导航仪屏幕实时展示钻针在颌骨内的位置，医生按照术前设计完成种植手术。导航手术的优势在于手术实施过程中可以实时观察到钻针行进线路，与重要解剖结构的位置关系及与术前规划设计方案是否一致。当术中出现不同于术前设计的情况时，医生可根据实际情况更改手术方案。对开口度较小的患者，该技术比导板手术更易实现，尤其适合局部解剖条件复杂、种植部位较深的种植修复病例。
翼上颌复合体种植主要应用于上颌后牙区骨量不足的情况，在无牙颌种植修复中使用翼上颌复合体种植技术，可以避免行上颌窦外提升手术，增大A－P距，避免悬臂梁产生，同时增加即刻修复的可能性。相对于上颌窦底提升术，翼上颌复合体种植技术缩短了种植体愈合时间，减少了患者术后反应，但该技术对医生的外科技术水平及解剖结构的掌握有很高的要求，这限制了该技术的推广。而数字化种植技术的应用使得翼上颌区种植技术难度降低，成为一种相对简单、快速的解决上颌后牙区骨量不足的种植修复方案。翼上颌区种植体需从上颌结节处倾斜进入，穿过腭骨锥突，最终到达蝶骨翼突上部的皮质骨。当设计采用翼上颌复合体种植方案时，应通过CBCT图像仔细观察上颌结节、腭骨锥突和蝶骨翼突处解剖结构，测量翼上颌区骨宽度与高度、翼突高度、腭降动脉与上颌结节距离等数据。周芷萱等（2021）对26例上颌单侧远中游离端缺失患者的CBCT进行测量，通过自身对照进行数据分析后发现：与未缺牙侧相比，游离端缺失侧牙槽骨宽度、高度明显减小，上颌结节体积缩小明显，但翼突高度未有明显差异。即使如此，翼上颌区总体积仍然可以容纳一枚翼上颌区长种植体。Uchida等（2017）对78个上颌后牙区萎缩的半侧头部进行手工测量，结果显示上颌结节与腭降动脉的平均距离和最小距离分别为19.4mm和12.7mm，翼突上颌裂最外侧最低点与腭降动脉的平均距离和最小距离分别为3.7mm和0.0mm。因此，虽然翼上颌区周围的解剖结构复杂，但大多数人的重要结构与翼上颌区种植体间存在一定的距离，在大部分情况下可以被认为是安全的。
在手术规划设计阶段，需在软件中根据最终修复体的位置选择种植体理想的穿出位点，一般选择位于上颌第二磨牙或第三磨牙牙冠的面中央或偏舌侧位置。种植体多选择直径为3.75~4.0mm、长度为15~18mm的植体。种植体长轴与Frankfort平面约呈70°。当种植体的穿出位点向近中移动时，其倾斜角度将加大，此时应考虑种植体的非轴向受力以及角度基台能否完成修复。
翼上颌复合体种植因受到种植位置、方向以及钻头的影响，患者的开口度应大于35mm。使用静态的数字化种植导板引导翼上颌复合体种植手术时，对种植导板的精度提出了更高的要求，因为导板一旦出现误差，往往在牙弓远中端的误差会被放大。同时由于翼上颌区域位置深，操作空间有限，操作难度较大，操作医生应具有熟练的外科技术与种植导板的使用经验。有学者建议为了更好地进行操作，获得种植体良好的定位，应尽可能加长钻头的长度。在操作受限的情况下，也可以采用先锋钻或半程导板引导手术。相较而言，动态导航技术在翼上颌复合体种植中具有更多的优势，但设备较为昂贵，且实际应用效果与医生的临床经验关系密切，限制了其在临床的广泛应用。
数字化种植修复即计算机辅助设计和计算机辅助制造（computer aided design and computer aided manufacturing，CAD/CAM）在种植修复领域的应用。CAD/CAM技术由数据采集、数据处理与设计、加工制作三个环节组成。
种植修复的印模制取可以使用传统的印模技术获得石膏模型，由修复技师通过模型扫描仪把石膏模型转化为数字化模型，也称为间接数字化印模技术。模型扫描仪本身具有较高的精度，但间接数字化种植印模的精度还受到石膏模型精度、扫描体连接及原厂数据库的影响，同时应定期对扫描仪进行校对和清理。与模型扫描相对应的是使用口内扫描仪直接获得数字化种植印模数据。口内扫描仪的使用实现了种植修复体全流程的数字化制作，其与冠桥等天然牙修复的口内扫描不同之处在于种植印模扫描前，需要先将配套的种植扫描杆（implant scanning body，ISB）与种植体连接，通过扫描ISB间接获取种植体的准确位置。在美学区如果进行了穿龈轮廓的塑造，还需扫描个性化的牙龈轮廓或临时修复体的穿龈外形，使得制作过程中可完全复制临时修复体的颈部外形，获得理想的美学修复效果。值得注意的是，口内扫描仪主要通过共聚焦显微成像技术和三角测量技术成像，在连续成像后利用图像拼接完成全部被测物体表面信息的获取。在数据图像采集中，随着扫描范围的增大，图像拼接时的精度误差会被逐渐放大，最终得到的模型精度误差也会随之增大。因此，口内扫描仪更适用于扫描范围较小的牙列缺损患者，以及传统印模技术容易出现误差的情况，如种植体支持的单冠或小于等于三单位的短桥/联冠，牙周炎多数牙齿发生松动的患者以及正畸治疗中的患者。
对于无牙颌种植修复患者，口内扫描仪的精度仍在验证过程中。近来由瑞士公司研发的ICam 4D口外扫描仪在临床应用于无牙颌患者的种植修复中，取得了较为理想的效果。相对于口内扫描，口外扫描是指医生手持摄影单元对固定在种植体上方的特定扫描体进行扫描，摄影单元位于患者口外，主要用于获取种植体的三维位置信息。ICam 4D由四个摄像机和一个投影仪组成，它结合了摄影测量和结构光扫描技术来捕捉三维数据，主要用于大跨度多牙连续缺失及无牙颌患者的种植修复数字化印模。但ICam 4D目前只能应用于基台水平扫描，同时还需结合口内扫描获取剩余牙列及软组织数字化信息。临床对于大跨度多牙连续缺失的种植修复使用口外扫描仪获得的精度与模型扫描相当，同时因为临床应用时间较短，尚缺乏充足的实验数据与文献支持。
CAM分为减材制造技术（铣削研磨）与增材制造技术（3D打印）。铣削研磨技术是目前种植体上部结构最常用的制作方法，包括个性化基台、多单位或者全牙弓支架和杆卡等。现有的各种修复材料基本都可以通过铣削研磨技术进行加工处理。与传统铸造技术相比，切削技术可以提高修复体的适合性及边缘密合性，更容易实现修复体的被动就位。
无牙颌种植固定修复患者可复制口内现有临时义齿的形态，制作功能蜡型，再在蜡型上进行功能性回切，形成永久修复的桥支架基底形态，然后通过模型扫描将模型形态输入计算机进行数字化处理，用CAD/CAM切削桥支架，最后在模型桥支架上完成最终修复体的制作。