口内扫描（IOS）与锥形束CT（CBCT）评估下颌后牙区三维种植体位置的一致性及可重复性——有界无牙区与远端延伸的配对体外方法比较

《International Journal of Implant Dentistry》：Agreement and reproducibility of intraoral scan- versus CBCT-based three-dimensional implant position assessment in the posterior mandible — a paired in vitro method-comparison study

　　

背景：三维术后种植体评估正越来越多地采用口内扫描（intraoral scan, IOS）重叠作为锥形束CT（cone-beam computed tomography, CBCT）的无辐射替代方案。然而，IOS与CBCT测量的一致性程度以及可重复性在后牙下颌不同构型中如何变化仍不清楚。
方法：在这项配对体外方法比较研究中，基于既往研究的实验平台，60枚种植体置于国际牙科联盟（Fédération Dentaire Internationale, FDI）位置35、36、45、46和47，位于有界无牙区（bounded edentulous spaces, BES）和远端延伸（distal extension situations, DE）情况，使用规划软件的治疗评估工具相对于虚拟计划进行三次基于IOS和三次基于CBCT的术后评估。记录种植体基底和根尖的角度、近远中、颊舌、根尖-冠方及三维（three-dimensional, 3D）偏差，共获得180对配对测量。采用Bland-Altman分析评估一致性，采用种植体内标准差（within-implant standard deviation, S_w）评估方法内可重复性。IOS变异进一步分为扫描内（within-scan）和扫描间（between-scan）分量。采用非参数分析按适应证和FDI位置进行比较。
结果：IOS–CBCT平均绝对差异为角度偏差0.73°±0.55°，3D基底偏移0.22±0.20 mm，3D根尖偏移0.26±0.22 mm。Bland-Altman偏倚（CBCT?IOS）较小（?0.35°；?0.05 mm；?0.07 mm），95%一致性限分别为[?2.01°; +1.31°]、[?0.62; +0.53] mm和[?0.73; +0.58] mm。方法内可重复性在9个参数中的8个以IOS更优（例如角度S_w 0.20° vs. 0.55°），且IOS变异主要由扫描间而非扫描内重复评估主导。DE位点较BES位点在9个参数中的7个差异更大（主要根尖和颊舌分量均p<0.001），位置47较位置35差异更大（3D基底p=0.004；3D根尖p=0.011）。
结论：在该体外设置中，下颌后牙区基于IOS和CBCT的种植体评估显示良好一致性且总体差异较小，IOS的方法内变异性低于CBCT。因此，IOS重叠可作为CBCT的无辐射补充，用于有界后牙位点单枚种植体的术后评估。远端延伸情况和更远中位置一致性下降；在这些构型中，以及当临床决策依赖亚毫米或亚度精度时，CBCT仍是参考技术。常规临床使用前需进行体内验证。

研究背景：种植修复已发展为数字化多步骤工作流，虚拟计划、计算机辅助植入和术后验证日益相互连接，但术后三维种植体位置验证的方法学审视相对不足。CBCT是当前术后位置评估的临床参考方法，可提供体积数据并与原治疗计划配准，但存在电离辐射、种植体和修复体金属伪影、额外成本和设备要求；依据ALARA（as low as reasonably achievable）原则，单纯为验证而重复CBCT越来越难以合理化。IOS联合种植体专用扫描体可捕获已植入种植体的三维位置和方向，并与虚拟计划配准。既往比较多将CBCT所得偏差视为参考，但已植入种植体的真实三维位置不可直接获得，CBCT和IOS评估均依赖分割、表面或体积匹配及操作者标志识别，各自均有测量不确定性；无独立金标准时，不能判定哪一种模态更准确，可量化的是两种方法的一致性及各自方法内可重复性。本研究因此在下颌后牙区开展配对体外方法比较，量化IOS与CBCT在种植体基底、根尖和角度方面的一致性，量化各模态重复评估的方法内可重复性，并探索FDI牙位和BES与DE对一致性和可重复性的影响，不声称任一模态的绝对准确性。
关键技术方法：研究人员使用12个标准化部分无牙下颌训练模型（Mandibula teilbezahnt, Art. No. 1009；GOS；模拟D1骨），将60枚Straumann Bone Level种植体（? 4.1 mm RC，长度10 mm）置于FDI 35、36、45、46、47；模型、虚拟计划、种植体插入、静态导板和动态导航来自既往研究平台，本研究原始完成所有IOS测量、IOS–CBCT比较、重复评估可重复性和Bland-Altman分析。每模型获取术后CBCT一次并重复评估三次；每模型IOS扫描三次，每次扫描评估三次；使用coDiagnostiX 10.5治疗评估工具（Treatment Evaluation Tool）相对同一虚拟计划测量9个几何参数；统计采用R，Bland-Altman分析、S_w及扫描内/扫描间分解，并按适应证和FDI位置行非参数分析。
研究结果：
总体一致性和研究样本与分析设计：180个种植体位点配对评估来自60枚种植体，每枚种植体有三次IOS扫描和三次CBCT重复评估，形成9个几何参数的配对IOS–CBCT读数。通过Bland-Altman分析和绝对差分析，总体上IOS与CBCT差异较小，系统偏倚小；角度、3D基底和3D根尖偏倚分别为?0.35°、?0.05 mm和?0.07 mm，95%一致性限分别约为[?2.01°; +1.31°]、[?0.62; +0.53] mm和[?0.73; +0.58] mm；平均绝对差为0.73°±0.55°、0.22±0.20 mm和0.26±0.22 mm；75.0%的角度绝对差≤1°，91.1%和85.0%的3D基底和根尖绝对差≤0.5 mm；平移分量平均为0.14–0.22 mm。
方法内可重复性：通过重复评估计算S_w，IOS在9个参数中的8个优于CBCT；角度S_w为CBCT 0.55°、IOS 0.20°，约改善2.8倍；唯一例外为根尖颊舌分量，CBCT 0.09 mm、IOS 0.11 mm。IOS总变异中扫描内分量很小（角度≤0.02°），扫描间分量占主导，说明IOS变异主要来自扫描采集而非同一扫描的数字再评估；三种重复CBCT和IOS评估间的组内离散未见系统性差异。
缺牙间隙类型的影响：按适应证分层后，DE位点在9个参数中的7个较BES位点显示更大的IOS–CBCT差异。根尖近远中差异为BES 0.13±0.11 mm、DE 0.25±0.17 mm（p<0.001），根尖颊舌差异为0.12±0.09 mm vs. 0.22±0.18 mm（p<0.001），3D根尖偏移为0.21±0.23 mm vs. 0.30±0.20 mm（p<0.001）；基底颊舌分量为0.11±0.11 mm vs. 0.21±0.16 mm（p<0.001）；角度偏差和根尖-冠方根尖分量在BES与DE间无显著差异（p=0.307和p=0.055）。
个别牙位的影响：按FDI位置分析显示3D偏移从位置35向位置47增大；35与47比较，3D基底偏移由0.17 mm增至0.27 mm（p=0.004），3D根尖偏移由0.20 mm增至0.33 mm（p=0.011）。35与45比较，45的3D偏移（基底p=0.033；根尖p=0.005）和近远中分量（基底p=0.005；根尖p<0.001）差异更大；36与46比较有5/9参数同向显著，包括基底和根尖颊舌分量（均p<0.001），提示临床适应证而非侧别或绝对位置是主要驱动因素，位置依赖增加与BES向DE过渡相平行。
综合：全样本IOS与CBCT三维评估差异小、系统偏倚轻微，一致性限约为角度2°和线性1 mm；IOS在8/9参数方法内可重复性更优，IOS变异以扫描间为主；两种模态差异随BES向游离端及更远中位置推进而增加，提示临床构型是配对测量不一致的主要决定因素。
讨论部分总结：作者归纳三点主要发现：配对IOS–CBCT差异小且系统偏倚轻微；IOS方法内可重复性在8/9参数更优，变异主要来自扫描采集；模态间差异随BES向DE、由前向更远中后牙位置增加，临床构型是主要决定因素。与现有证据比较，近年14项研究的Meta分析报告IOS–CBCT合并平均差异为种植体平台0.27 mm、根尖0.22 mm、角度1.24°，且两种模态测量种植体偏差的研究间无显著差异；本研究平均绝对差位于或低于该合并估计，但该Meta分析证据的GRADE（Grading of Recommendations Assessment, Development, and Evaluation）确定性为“very low”。直接文献中，本研究角度差异与体外工作0.62°–0.74°、0.72°±0.52°范围一致；3D基底和根尖偏移与Zhou and colleagues报告的0.23±0.13 mm和0.27±0.14 mm等相近；体内研究亦报告IOS与CBCT偏差接近、ICC较高和Bland-Altman一致性良好。作者指出本研究新增两点：将IOS方法内变异分解为扫描内和扫描间分量，并识别扫描采集为主要变异源；在同一后牙下颌数据集中系统按BES/DE和FDI位置分层。机制上，IOS通过邻牙表面光学参考，CBCT通过体积数据标志点配准；BES两侧有完整牙面提供密集几何锚定，向DE和最远中位置推进时远端参考面减少、扫描拼接需跨越更长无表面区、配准共同特征减少；三个配准标志点（37、34、44）包围BES，而DE位于标志点参考区远中，原文提出可能但未直接检验的杠杆效应；角度偏差对扫描范围不如对局部扫描体方向敏感，故BES与DE无显著差异。IOS扫描内再评估高度稳定，连续口内采集是主要变异源，扫描仪定位、环境光和扫描轨迹影响精度；本结果特定于TRIOS 4和Straumann CARES RC扫描体。临床意义为：在有界后牙单枚种植体，IOS可作CBCT的无辐射补充，避免无特定指征的额外辐射；在DE和最远中位置应谨慎解释，当决策依赖亚毫米或亚度精度（如距下牙槽管邻近性、修复轴验证或再手术规划）时仍建议补充CBCT；改进IOS应优先针对扫描采集步骤。优势为配对设计及重复IOS/CBCT评估，可同时量化一致性和方法内可重复性并分解IOS变异；局限包括体外平台无唾液、出血、患者运动和软组织支持，未用牙龈掩模；仅单一模型、单一扫描仪系统和单一扫描体几何；评估者未对成像模态盲且无洗脱期；无真实参考标准；未系统变化种植体角度；仅后牙下颌一种牙列构型；每模型仅一次术后CBCT；重复观察按独立观察分析，亚组p值为探索性。未来需在体内队列、其他解剖区域、多扫描仪系统和不同种植体角度中验证，并结合盲法评估和无参考可重复性分析。
研究结论翻译：在这项下颌后牙区种植位点的配对体外方法比较研究中，基于IOS和CBCT的三维评估显示差异小且仅有轻微系统偏倚，一致性限约为角度2°和线性1 mm。方法内可重复性在9个参数中的8个以IOS更优，扫描采集而非数字再评估被确定为变异的主要来源。适应证和FDI牙位均调节配对测量差异，差异从有界无牙区向远端延伸位点、从前往更远中后牙位置增加。在该体外设计的限度内并等待体内确认，IOS重叠可被视为CBCT的无辐射补充，用于有界无牙后牙位点单枚种植体的术后监测，而非普遍替代。在远端延伸情况和最远中位置，配对测量差异增加；在这些构型中，IOS评估应更谨慎解释，并且当临床决策依赖亚毫米或亚度精度时，补充CBCT控制仍建议。在该差异化框架内，进一步方法学收益最可能通过优化扫描采集步骤而非后续数字评估实现。