动态导航在钙化根管中的应用与研究进展
发布时间:2026-07-28   |   来源:临床口腔医学杂志
关键词: 动态导航 钙化根管 口腔科

作者:刘彬彬,赤峰松山医院;翁金龙,马斐斐;陈晨,北京大学口腔医学院·口腔医院门诊部


根管钙化是根管治疗过程中常见的复杂疑难情况,表现为硬组织在根管壁的沉积,根管系统被钙化堵塞,使原有根管形态发生改变。目前认为引起牙髓钙化的原因如下:增龄性变化;局部病理刺激如龋病、创伤和牙周病等慢性刺激;医源性因素如盖髓术、活髓切断术等治疗手段可能引起牙髓钙化。此外,冠修复及充填治疗可能增加牙髓钙化的风险;全身性疾病及用药如糖尿病心血管疾病等被认为和牙髓钙化有关。他汀类药物可能激活成牙本质细胞活性,促进牙本质沉积,导致牙髓钙化;牙髓钙化还可见于牙本质发育不良、牛牙症等牙齿。


在临床上,对于钙化根管的根管治疗,即使是有经验的牙髓专科医生也难以确保疏通方向的准确性,可能会在操作过程中造成根管偏移或发生管壁侧穿等并发症,甚至导致患牙的拔除。有文献报道,即使在牙科显微镜及超声设备的辅助下,随着根管钙化部位向根方进展,疏通钙化根管的成功率也从79. 4%下降至49. 3%。因此如何对根管钙化的患牙实施精准治疗,提高根管治疗成功率是临床医生所关注的问题。近年来随着数字化技术的发展,锥形束计算机断层扫描(cone-beam computed tomography,CBCT) 在口腔治疗中的普及,动态导航技术(dynamic navigation system,DNS)为钙化阻塞等疑难根管的临床治疗提供了新型的治疗模式。本文对动态导航技术在钙化根管治疗中的应用与研究进展进行阐述和分析。


1. 动态导航技术


DNS 结合了三维成像、虚拟设计软件和运动跟踪技术。系统根据术前影像数据生成重建的虚拟图像和术前计划,术中通过系统将影像中的解剖结构与患者空间中的相应结构对应起来,形成手术场的透视图。专用仪器通过运动跟踪技术实时定位并显示在屏幕上,提供与解剖目标的相对位置和方向的实时可视化。跟踪技术是DNS 的核心要素,主要有以下几种跟踪系统:光学跟踪、电磁跟踪、机械跟踪和超声波跟踪。光学跟踪基于光学摄像机的立体三角测量原理,是目前最具发展前途和应用最广泛的一种牙科跟踪技术。光学跟踪有两种类型:主动向立体摄像机发射红外光,被动利用反射标记将光源的光反射回摄像机。目前在口腔医学领域应用的导航系统有RoboDent(Robo-Dent,德国)、X-Guide(X-Nav Technologies,美国)、Navident(Clar-oNav,加拿大)、DCARER(迪凯尔医疗科技有限公司,中国苏州)、丽植IRIS-100(医百科技股份有限公司,中国台湾)。导航系统按照原理主要分为红外光导航和可见光导航。


2. 动态导航的基本操作流程与应用


①术前CBCT 扫描:使用带有放射性标记的U 形定位装置进行牙齿的CBCT 扫描,以获取目标牙齿及其相邻牙齿的三维图像。②术前钻孔路径设计:将CBCT 数据上传至导航系统软件,根据中心性、同心性和釉牙骨质界(cemento-enamel junction,CEJ)的原则设计钻孔路径。③校准与注册:使用光学跟踪系统进行校准和注册,确保手柄相对于目标牙齿的动态位置能够被实时跟踪。④实时动态导航:在DNS 的辅助下进行髓腔开口和根管定位,实时跟踪手柄的动态运动,并与CBCT 成像和预设钻孔路径同步显示。


位置和角度窗口显示“绿色”,表明实际钻孔路径在临床可接受范围内。深度窗口显示“绿色”,表示深度在预先设计的深度范围内,当深度接近目标深度1 mm 时,条的颜色从绿色变为黄色,然后当达到正确深度时,颜色最终变为红色。一旦达到这个深度,就使用不锈钢K 型锉进行根管探查。使用根尖X 线片或CBCT 确认根管定位和疏通的成功。动态导航技术已被应用于口腔种植、颌面外科和牙髓治疗等领域。在牙髓治疗中主要应用在显微根尖手术、髓腔路入、钙化根管定位以及纤维桩去除等方面。


3. 动态导航技术在钙化根管治疗中的精确度研究


近年来,研究动态导航在钙化根管中与虚拟计划路径对比的体外研究。Chong 等体外研究选取29 颗离体牙,使用轻体硅橡胶印模材料进行包埋,并阻塞根尖1/3 部分以模拟根管钙化现象。使用Navident 动态导航系统成功定位了26 颗离体牙的根管。然而,由于操作难度较大,2 颗上颌第二磨牙仅成功定位了1 个根管;1 颗上颌第一磨牙虽成功定位2 个根管,但远颊根管的定位出现了偏差,未能准确定位目标。提示计算机辅助动态导航技术在临床实践中用于引导寻找根管通路具有潜力。


有学者将84 颗不同牙位的3D 打印牙制作3 组上、下颌模型,使用Navident 动态导航系统共对138 个钙化根管进行定位引导疏通,对比术前CBCT 虚拟计划路径与术后CBCT 实际路径的二维(2D)和三维(3D)水平、垂直和角度偏差,显示平均根管定位时间为57. 8 s,与根管口深度、牙齿类型和上下颌骨有关(P<0. 05);根管口平均2D 水平偏差为0. 9 mm,上颌牙齿显著高于下颌牙齿(P<0. 05);平均3D 偏差为1. 3 mm,上颌牙齿略高于下颌牙齿(P<0. 05);平均3D 角度偏差为1. 7°,磨牙显著高于前磨牙(P<0. 05);平均根管定位深度为12. 4 mm,2D 和3D偏差均与根管口深度无关(P>0. 05)。有研究比较具有不同牙髓学经验的操作者(1 名高年级的牙髓专科学生,2 名经验分别超过5 年及10 年的牙髓专家),使用动态导航系统寻找定位根管的准确性。132 颗离体牙使用Navident 导航系统共制备了168 个根管通路(前牙72 个/ 前磨牙60 个/ 磨牙36 个)(每位操作者56 个)。结果显示所有操作者共成功定位156 个根管,成功率93%,实际根管通路与虚拟计划路径的平均角度偏差为2. 81°。


前牙平均偏差为0. 63 mm,明显低于磨牙(P<0. 05)。不同操作者之间的经验没有显著差异(P<0. 05)。动态导航技术在牙髓治疗中具有潜在的应用价值,特别是在处理钙化根管时,能够减少牙体组织的损失,提高治疗的准确性和成功率。有研究将动态导航技术与静态导航技术以及自由手操作进行对比。Huth 等利用4 颗离体牙制作了3D 打印复制品共144 颗,打印的复制牙齿被随机分配到3 组中,每组每种类型12 颗牙齿,每颗牙齿都有特定的复杂根管解剖结构(如上颌磨牙的第二近中颊根管、下颌磨牙的第二舌侧根管等),定位根管具有挑战性。4 名操作者分别使用动态导航技术(dynamic navigation,DN)、静态导航技术(static navigation,SN)及自由手(free hand,FH)进行根管定位,比较角度和钻针定位与计划的偏差。结果提示角度偏差在不同技术操作方法之间存在显著差异(P < 0. 0001):自由手(9. 53 ± 6. 36)°,动态导航(2. 82 ±1. 8)°和静态导航(1. 12±0. 85)°。


不同技术操作方法对角度偏差和牙齿组织丧失量的影响最大,其次是牙齿类型,不同操作者的影响最小。其中自由手技术导致的牙齿组织丧失最多,动态导航最少(P<0. 0001)。操作时间最短的是自由手,其次是静态导航和动态导航。尽管动态导航系统操作时间较长,且需要一定的术前操作训练,但其更高的准确性有助于保存牙齿结构,在复杂病例的治疗中显示出一定的优势。相关研究中亦发现,与自由手操作相比,导航技术能够更精准定位钙化根管。


García 等将40 颗单根下颌离体牙分为4 组,分别使用SN、DN、FH 及增强现实(augmented reality,AR)4 种技术进行根管通路预备,评估实际预备通路与术前虚拟计划路径之间的偏差。结果显示在偏差距离上,AR 与DN 之间无显著差异,明显小于SN 与FH(P<0. 05);在偏差角度上,SN 显著大于DN、AR、FH(P<0. 05)。提示AR 技术在减少牙本质切削量和准确定位根管方面具有优势。在复杂根管系统(如钙化阻塞根管)的治疗中,AR 技术为处理疑难病例提供了新的技术选择,同时也为数字化口腔诊疗技术的临床转化提供了途径。


关于应用动态导航技术疏通钙化根管的病例报告,取得较为满意的效果,使用动态导航系统成功定位钙化根管。Yang 等报道4 例临床报告中7 颗牙齿运用动态导航技术(5 颗成功,2 颗失败):案例3 主要失败原因在于路径设计不精确。由于CBCT 冠状位的规划路径无法完整显示牙齿的全貌,导致“中心”路径可能设计偏离实际。另外,尽管钻针设计为靠近釉牙骨质界中心通过,但存在人为的主观误差。案例4 尽管在操作过程中对路径进行了重新设计,但未重新校准,导致根管路径出现了严重偏离。尽管动态导航技术在寻找钙化根管方面表现出较高的准确性和效率,但在特定情况下仍存在局限性,可能导致根管定位不准确,进而引起根管几何形状的改变和路径偏差。因此,操作人员应保持警惕,采取必要的预防措施,以防止医源性并发症。在操作过程中,应不断进行校准,以调整钻针与设计路径的空间位置。


4. 动态导航的优势及局限性


相较于静态导航,动态导航治疗省去了制作导板的繁琐步骤;在治疗过程中,高速钻针的使用能够有效去除牙本质,从而提升了治疗的效率;使用动态导航治疗时可在操作时放置橡皮障,对根管内牙本质碎片进行冲洗;动态导航系统还能应用于操作空间较小的后牙以及存在开口受限的前牙;此外,操作者可以在治疗过程中实时监控操作方向,并根据需要调整路径。尽管DNS 技术具备其独特优势,但也不可避免地存在一些局限性。首先,导航系统的成本高昂。


动态导航系统及其配套的CBCT 设备价格不菲,这不仅增加了医疗机构的初始设备投资,也提高了日常运营成本。对于基层医疗机构而言,资源条件相对有限,进而对该技术的普及与广泛应用存在一定制约。其次,动态导航技术有一定的学习曲线。术者必须接受专业培训,熟练掌握相关软件和硬件操作,才能最大化地发挥技术优势。否则,操作不熟练可能会导致治疗时间延长或出现其他问题。第三,实际应用中,动态导航技术可能受到多种因素的影响,如患者口内高阻射性修复体产生的伪影影响定位准确性 ,患者的移动、口腔内唾液和血液对定位装置的污染、牙齿的严重磨损或解剖变异等,这些都可能导致导航数据的不准确或不稳定,进而影响导航效果。最后,关于其使用安全性有待进一步研究。目前,大多数DNS 设计使得在操作过程中难以将治疗区域与显示内容保持在同一视野内。然而,通过使用增强现实设备,可以在不脱离治疗视野的情况下,有效地转移系统虚拟图像,这可能为解决这一问题提供新的途径。


来源:刘彬彬,翁金龙,马斐斐,等.动态导航在钙化根管中的应用与研究进展[J].临床口腔医学杂志,2025,41(08):507-510.


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