基于转移支架将口内扫描整合至三维面部摄影测量的准确性与可靠性评估

《Head & Face Medicine》：How accurately and reliably can we integrate digital dental models into 3D stereo-photogrammetric images?

　　

摘要

研究目的

将口内扫描整合到三维（3D）立体摄影测量面部图像中，可以构建无辐射的牙颌面部模型。本研究旨在通过使用包含转移支架的中间面部扫描，评估将数字牙颌模型定位到患者三维面部网格时的准确性和可靠性。

方法

从27名颌面外科患者（平均年龄27.1岁，标准差（SD）10.9，范围15.8–58.8岁）收集了口内扫描、两个三维面部网格（一个为静止状态，另一个包含数字设计并3D打印的转移支架）以及全视场锥形束计算机断层扫描（CBCT）数据。在Viewbox（www.dhal.com）中通过匹配转移支架的口外部份，将口内扫描及其附属转移支架叠加到带有转移支架的面部扫描上。随后，利用较少变形的上面部区域将合并结构与静止状态面部网格对齐。金标准的构建方法为：首先利用人工智能（https://www.creator.relu.eu）在分割后的CBCT中重新定位口内扫描，然后将静止状态面部网格拟合到CBCT的软组织轮廓上。最后一步，将真实基准的静止面部网格与支架辅助叠加结果进行叠加。通过测量将支架叠加的口内扫描完全匹配到真实基准所需的平移和旋转（以欧拉角表示），即可确定所提方法的准确性。所有患者均重复该操作三次。使用随机排列检验确定统计显著性。

结果

线性平均误差值从y轴的?0.66 mm（SD 0.86）到z轴的0.22 mm（SD 0.80）不等。x轴平均位移为?0.16 mm（SD 0.46）。y轴和z轴的位移与零存在显著差异（p = 0.043和p < 0.0001）。y轴旋转误差的平均误差最小（0.03°，SD 0.65）。x轴和z轴的平均值分别为0.05°（SD 1.13）和0.68°（SD 1.07）。仅z轴旋转与零存在显著差异（p < 0.0001）。三次重复之间，仅在第一次和第二次重复的y轴和z轴位移中发现显著差异（p = 0.030和p = 0.017）。

结论

该方法展示了足够低的误差值，适用于临床应用，尽管个体间变异性相对较大。