关键词：快速成型技术；口腔修复；进展
【中图分类号】R783【文献标识码】B【文章编号】1674-7526（2012）08-0076-01
上世纪八十年代末快速成型技术由美国逐渐的兴起发展起来的新兴的工程原型制造技术。主要借助计算机进行辅助设计进行三维模型的模拟，进而快速制作各种实体模型。此种技术不需要其他的机械传统模式进行辅助加工。二十世纪九十年代快速成型技术应用于医学领域，逐渐的在医学界被用来制作诊断模型和手术模拟过程。近年来，随着计算机和医学技术的不断发展，快速成型技术在口腔修复学中的应用成为一个热点，许多的口腔学者把这一技术应用到口腔修复的金属冠、可摘局部义齿、口腔颌面部赝复体等设计和制作[1]。
1快速成型技术
1.1分析快速成型技术的原理：快速成型主要是通过堆积的模式进行三维实体层次性的叠加分析获得模型。工作时先离散化CAD模型，然后将几何体分层从不同的单一方向（通常取z方向）切成许多薄片，通过计算机信息化控制分层，将这些切割后具有一定的边界轮廓形状的的片层进行层层地堆积。通过片层堆积形成的三维实体模型将该模拟零件CAD模型以计算机物理形式体现，为下一步造模更准确分析。
1.2快速成型技术具体优点：快速成型技术主要借助计算机进行操作，进行大量的数字化模拟制作，具有现代高速信息化技术的应用特点。首先就是具有较高的自动化程度，将数字模型即CAD模型转化为实际的物理模型即原型和零件均是在计算机控制下的自动完成，不需要人工进行机械的干预操作。其次精密度高并且复杂化分析程度高，应用快速成型技术可以制造高度复杂的一些物理模型部件，在口腔修复别是颌面部一些形状复杂的骨折塑形的应用。快速成型技术的理论精度高达±0.01%范围内。再就是具体的成型材料比较广泛，而且利用材料的效率较高，材料的利用从塑料、陶瓷到各种复合材料，而且甚至对金属零件也可以直接制造。由于计算机化操作可以进一步节省时间和成本。
2口腔医学领域的应用
2.1可以初步确定口腔颌面外科复杂手术方案：快速成型技术在口腔颌面外科复杂修复中得到了广泛的应用，可以进行一些复杂手术方案的初步确定，以便手术的顺利实施。运用CT进行头颅颌面的扫描，通过扫描获取图像数据，然后通过CT数据库进行分层影像连续重建。通过一个可以确切区分骨组织和软组织的具体灰度值范围，灰度值在此范围内即骨组织而被保留。然后转换成STL格式通过快速成型系统进行三维模型重建，即生物模型。借此生物模型可以更直观地观察和分析患者具体的骨组织的解剖结构特点，从而进一步优化术前手术计划，减低手术的危险性提高安全系数，手术模拟更加真实和重复性，进而也减少了手术的时间，同时借助三维模型图有利医生和患者之间更准确的交流，使患者对于手术目的和风险性等内容有个更确切的了解。
2.2口腔修复体中应用快速成型技术进行修复体的制作：口腔修复体的精密度要求很高，随着快速成型制造技术自身的突破，它在口腔修复体的制作中的应用会得到快速发展。Maeda等[2]报道用快速成型制造技术制作全口义齿的方法，为制作口腔修复体提供了思路。借此思路的应用利用快速成型技术可以进行蜡型、金属修复体，陶瓷修复体的快速成型制作。[3]
2.3快速成型技术在制造赝复体的应用：快速成型技术利用面部影像学检查数据，进行三维重建图像分析，提取面部的特别是正常耳的数据，然后利用镜面成像原理形成数字化影像资料。然后再利用SLA技术制造光固化树脂耳模型。向树脂耳内注入硅橡胶阴模熔蜡造成蜡耳模型。对于数据的获取综合各种利弊影响因素，因面部金属会对MRI分析产生干扰，CT又存在严重的射线问题，故多采用激光技术进行数据的采集。但是耳廓结构特别是内耳部位存在，在采集数据时仍受到一定的限制，需要攻克。国内外应用此项技术进行了许多颜面赝复体的制作，主要有激光烧结制作鼻子赝复体，激光固化快速成型法制作耳赝复体，硅橡胶眶赝复体的制作[4-6]。
快速成型技术的发展已经有二十余年，其应用范围也在逐渐的扩大，由最初的机械模型的制造到医学各领域的应用，不断的推动者口腔修复学的发展。计算机数字化辅助的快速成型技术制作各种修复体，提高了制作的精准度，降低了制作时间，不断的被更多的口腔修复医生的认可。虽然在口腔修复学的应用中取得了一些成果，并且效果不错，但是在一些材料选择，技术的准确应用，成型技术的熟练操作上还需要进一步加强，需要更多地研究人员进行设计和临床应用实践。
参考文献
[1]熊耀阳，陈晓波，焦婷等.快速成型技术在鼻赝复体制作过程中的应用[J].上海交通大学学报（医学版），2008，28（4）：417-419，430
[2]MaedaY，MinouraM，TsutsumiS，etal.ACAD/CAMsystemforremovabledenture.PartI：Fabricationofcompletedentures[J].IntJProsthodont.1994，7（1）：17-21
[3]胡江，高勃，韩彦峰等.激光快速成形技术制作镍铬合金基底冠的实验研究[J].中华口腔医学杂志，2008，43（2）：107-110
[4]许卫华，唐志辉，吴敏节等.结合三维激光扫描的仿真颌骨模型在口腔种植中的应用[J].口腔医学研究，2011，27（6）：514-516
关键词：计算机辅助设计；计算机辅助制造；口腔修复
随着计算机技术的飞速发展，口腔修复技术发生了由手工制作到数字化加工的革命性转变。计算机辅助设计（ComputerAidedDesign，CAD）、计算机辅助制造（ComputerAidedManu-facture，CAM）技术（以下简称CAD/CAM技术）源于70年代末，法国苏黎世大学牙科医生Prof.W.Mormann和口腔医学计算机专家M.Brandestini研发了用于口腔的CAD/CAM，开创性地将计算机辅助设计与制造技术引入口腔修复的设计与制作中[1～4]。计算机辅助设计与制造技术是将光电子技术、计算机微信息处理技术及数控机械加工技术集于一体的口腔修复技术，此技术的应用大大缩短了治疗周期，提高了修复体的精密度，减少了患者就诊时间和次数，提高了修复体的制作效率[4～6]。本文就几种常用CAD/CAM系统的特点、数据采集、输出方式、设计制作及临床应用与数字化牙科的未来展望等方面进行综述。
1几种常用CAD/CAM系统的特点介绍
1.1Cerec系统
德国Sirona公司开发的CAD/CAM系统的数字化印模技术可追溯到1987年第一台基于激光三角测量原理而推出的Cerec1系统，到2010年推出的基于短波蓝光原理的第四代CerecAC系统，2012年8月推出的基于连续立体摄影技术的CerecOmnicam口内扫描系统以及最新的技工室inEosX5五轴系统，其带有模型定位功能和开放式接口，特点是扫描速度快、操作范围大，具备自动图像捕获功能[7]。
1.2Lava系统
由美国3MESPE公司研发，分为椅旁和技工室系统两部分。LavaTM椅旁口内印模扫描仪是近年来由3MESPE公司研发的口内印模扫描系统[7]。该系统以激活波前采样（activewav-efrontsampling，AWS）为原理，在牙齿上方挪动摄像探头获得牙齿的形状，通过改变轴向位置，计算摄像探头与牙齿的距离，利用单镜头图像得到三维信息。技工室系统扫描仪由带有白光的光栅投影采集模型上的数据，然后通过DentalWingsLavaDe-sign5.0软件进行三维设计，最后运用自带的LavaCNC500切削机设备进行加工[8]。
1.3Everest系统
该系统是德国Kavo公司专门针对技工室设计的CAD/CAM系统，扫描仪采用多角度光栅投影技术，可以对石膏和蜡型进行扫描，扫描特点是光栅从15个角度进行投射，然后用CCD传感相机记录并形成三维数据。软件设计时可识别倒凹，配备了多种工具，如全冠三维层次等，具备多种功能，如模拟咬合功能等。Everest系统的CAM设备由五轴联动装置构成，具有运作距离长和操作角度大的特点。
1.4Wieland系统
该系统的扫描仪软件系统源于DentalWings。其切削设备在国内市场最常用的是ZenotecMini和ZenotecSelect两套设备。ZenotecSelect分为储料仓和工作仓两部分，五轴联动，不需换盘，可实现全自动化操作，切削精度可达5μm。
1.5Procera系统
由瑞典的Andersson教授发明[9]。该扫描仪采用锥光偏振全息技术，可采集高精度的数据，而软件中自动化的倒凹封堵工具和实时提醒功能能确保设计加工的修复体达到最佳精密度与准确度。Procera系统采用远程终端的集约化加工方式，其加工单冠和贴面的特点是先复制耐火代型，然后采用超高压方式将氧化铝或氧化锆材料均匀压覆在代型表面，最后进行CAM切削加工。
2CAD/CAM系统的数据采集
2.1接触式扫描系统
即扫描探头与模型直接接触的扫描方式，优点是具有较高的扫描精度，缺点是扫描效率较低、测量时间较长、成本较高[10]。目前这种系统已淡出市场，其代表系统是Procera的Piccolo和Forte。
2.2非接触式（光学）扫描系统
包括三维激光扫描、光栅投影测量法、莫尔条纹法、云纹向移法、数字散斑相关测量法、立体摄影测量等[11，12]。光学扫描的优点是具有较高的扫描效率和精度，缺点是存在扫描盲区。目前CAD/CAM/RP扫描系统的主流仍然是非接触式（光学）扫描系统。
3CAD/CAM系统的数据输出方式
3.1封闭式系统
指CAD输出的数据必须使用厂商提供的专用CAM数控加工设备和相应材料。目前市场上主流的封闭式系统有Cerec3、Procera、Cercon、Wol-ceram-epc、GN1、Lava、DCS、Dux等[13]。
3.2开放式系统
指系统只提供CAD程序和输出STL整理格式的数据包，用户可自行选择所需的CAM设备和加工材料。目前市场上最常见的是3Shape系统，此外还有Digident、Etkon、Prefactory、Xawex、Dntalwings以及西诺德新开发的inEosX5系统等。
4CAD/CAM系统的设计制作
4.1计算机辅助设计
即在视频模型上完成修复体的计算机蜡型。CAD研究较成熟的冠的设计，包括外表面、内表面及内外表面结合部分的设计。大多数系统带有标准牙数据库，并以此为依据进行外表面的设计。4.1.1生物再造根据剩余牙体组织的外形、邻牙外形和设计软件数据库来获得修复体的外形。其特点是简单易行，能获得较好的修复体外形，但受基牙剩余牙体组织的形态轮廓、邻牙形态和位置的影响，形态个性化程度较低，多用于后牙修复体形态的设计。4.1.2镜像复制将同一牙弓对侧同名牙的形态镜像复制来获取修复体的形态。相对于生物再造来说，其具有更好的个性化特征，但需要对侧同名牙形态完整、排列基本对称，可用于前、后牙修复体的形态辅助设计。4.1.3复制模式通过复制牙体预备前的形态或诊断蜡型来获得修复体的形态，其形态的个性化程度高，设计灵活，但是需要基牙牙体预备前形态完好或者事先制作诊断蜡型，可用于前、后牙修复体的形态辅助设计。
4.2计算机辅助制造
将计算机蜡型转换成修复体，替代包埋铸造或装盒充填热处理等工序。目前的CAD/CAM系统大多采用3.5～5.0自由度的精密数控机床，可铣削陶瓷或合金，加工嵌体、瓷贴面、全冠、固定桥等修复体。
5CAD/CAM全瓷修复技术的临床应用
5.1应用步骤
（1）数据采集（直接数字化印模或间接印模，模型扫描）；（2）对数据进行三维软件设计；（3）输出设计好的数据，并进行CAM加工。
5.2CAD/CAM全瓷修复适应证
可针对牙体缺损、牙列缺损、牙列缺失、前牙美观修复的患者。
5.3可制作的修复体种类
嵌体、高嵌体、部分冠、3/4冠、全冠、后牙、前牙、贴面、带有解剖形态的多单位聚合树脂桥体、二氧化锆瓷桥、蜡型等。
5.4CAD/CAM不同材料的适应证
（1）陶瓷类的适合做嵌体、高嵌体、贴面、全冠、部分冠、桩冠联合修复。（2）树脂类的适合做暂时多单位树脂桥体、树脂蜡型。（3）氧化锆、氧化铝类的适合做氧化锆全冠、内冠、精密附着体、种植个性化基台。
6数字化牙科的展望
一、歌唱的语言
民族声乐在其唱法上首要的审美标准，就是清晰标准的歌唱语言。因为，语言是形成歌唱的民族风格的主要特征。“字正腔圆”曾是戏曲音乐的术语，但近十年来在声乐范畴中已被广泛使用，并且这一术语，已作为歌唱读字的要求与声乐美学的标准。明代魏良辅在他所著的《曲律》中所言：“曲有三绝，字清为一绝，腔纯为二绝，板正为三绝。”“字清”位于三绝之首，足以说明歌唱吐字的重要性。吐字要清楚，首先字音要读准确。字音准确要按阴、阳、上、去四声的高低抑扬，把字唱正而不要把字唱倒。“腔由字生，字正而腔圆”，“以字生腔，腔随字走”如果字音不准确而有错误，声调就不会不顺当、不和谐，虽然声音响亮好听，但终究是不完美的。
其次，字音要唱清楚，还要掌握出字收声的要点，懂得正确使用唇、舌、齿、牙、喉“字音着力之处”发音器官和送出字音的方法，即所谓开、齐、撮、合四势。唇、舌、齿、牙、喉称为五音（生母发音五大类，咬字吐字的字头部分），开、齐、撮、合称为四呼（韵母发音四大类，字腹部分），掌握咬字吐字的基本规律和方法，便歌唱语音清晰、明朗，让听的人明白唱的是什么。清代徐大椿曾说：“一字之音，必有首腹尾已尽，然后再出一个字，则字字清楚。”这就是说，每个字的读音，都有字头、字腹、字尾，必须把字的头腹尾都完全读了结，然后才能唱下面的一个字，这样每个字才能交代的清清楚楚。
另外，要充分利用咬字吐字及行腔的技巧。在演唱激昂有力的歌曲时，咬字吐字要结实有力；演唱节奏欢快、情绪热烈的歌曲时，吐字既要轻快敏捷，又要出口分明，字字清晰，不能拖泥带水；而唱一些委婉深情的歌曲时，咬字则应柔和连贯。
那么，演唱时字头喷口的作用，更能表现出情感的强烈程度。如，陕北民歌“兰花花”中有一句“你要死了你早早死”，“死”字的声母（字头）是“s”，喷口应有力，要能充分表现出兰花花对地主猴老子的仇恨。喷口要唱得好，要练就一套过硬的本领，在喉、舌、齿、牙、唇任何一部分准备发音时，在积蓄力量的一瞬间，将气息准备好，并提到应有的部位，使每一个字头出来都有分量，有弹性。
二、歌唱的气息、共鸣与发声
中国民族传统音乐理论，不仅讲究“字”的美，同时，也讲究“声音“的美。运用正确的呼吸、发声和共鸣的技法，是演唱优美动听歌声的基础。我国古代音乐典籍中有“气动则发声”，“气沉丹田”，“善歌者必先调其气”之见，也说明了气息是声乐的统帅。我国民族唱法的最大特点是吸气深、存气多、运气足、用气活。从技法上讲，有“偷气”、“取气”、“换气”、“歇气”、“快、慢吸气”、“浅、深吸气”等等。在一系列气息技巧的灵活运用下，才能使歌唱的声音饱满圆润，力求用最少的气息达到最好的效果。同时，气口是中国民族唱法中用来说明吸气点和吸气方式的术语。中国民族声乐的曲调结构复杂，有时一字数音，一腔数板，必须在正常的气口外，补充一些气口。如有时为了美化唱腔，常在附点音符和切分音的长音之后加进临时气口；或者为了渲染音乐气氛和感情的高潮，在适当的地方加上临时的感情气口等等。所以，在歌唱中气息起着很关键的作用。
运用正确的发声方法和共鸣是非常重要的。中国民族唱法对声带的使用也是有讲究的，它要求声带的功能强，音质坚实脆亮。这样，才能有利于咬字和唱词。声门要积极靠拢闭合，主动向下挡气，让发音集中明亮。民族唱法的共鸣腔管的使用要适度，要细一些和短一些。喉、咽不要开得太宽，喉结相对稳定。这样，发出的声音就比较集中、结识、明亮，更便于咬字行腔。那么，“字正腔圆”就是“字”要吐的清楚，又要得到很好地共鸣，以此来减轻声带的负担与疲劳，获得更多的谐音振动保持声带的弹性和运动中的平衡，以便与头腔共鸣相策应，产生全面的广泛的共鸣效果。
我国的民族声乐艺术从起源至发展到形成较系统、较完善的艺术体系的今天，经过了千百年来生活实践的锤炼和验证，通过了历代声乐家们的实践研究和求索奋斗。他们不断积极吸取国外声乐艺术的科学理论，对我国民族声乐艺术的发展作出了巨大的努力和贡献。特别是，随着我国改革开放的不断深化，中西声乐艺术交流不断加强，我国的民族声乐事业得到了蓬勃发展。虽然“唱法”派别长期争持，但终归结出“继承传统声乐文化，借鉴西方传统唱法之长”的基本原则，是大家取得了较一致的认识：在声乐上无论什么唱法，都存在一个共性。我国的民族声乐不但要学习继承传统中国的优秀文化遗产，同时，也要借鉴国外声乐文化的先进经验，使我们的民族声乐得到更快的发展。我国民族歌唱的发声有其自身的特殊性，在声乐观念上，要求甜、脆、圆、亮、润；在发声方法上，要求气息、声带和共鸣灵活变化，协调配合，用嗓合理，持久耐用；在声音效果上，要求音域宽广，伸缩自如，穿透力强；在声音与歌唱手段的关系上，以情代声，以声传情，声情并茂，声随字发，声随腔行等特点。几十年来，民族声乐发展日益成熟，在民族声乐队伍中，出现了一批又一批具有代表性的歌唱家。如、吴碧霞、宋祖英、胡松华、吴雁泽、阎维文、马玉涛、朱蓬勃、蒋大为等。他们之所以取得成功，受到国内外观众的喜爱和赞赏，就是在继承了我国民族传统唱法的基础上，积极吸收西洋传统唱法的科学发声技术，把共同规律与特殊规律相互结合，既突出表现了民族特色，又充分体现了较强的歌唱技术功底。