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IDS 2017 實時下顎運動追蹤裝置
IDS 2017, Jaw motion tracking systems

從 Posselt 的 border movement ,到 Stuart 的 pantograph 1,2,自古以來,牙醫師總是希望透過各種方式來追蹤、詮釋下顎運動,並將它應用到贋復物的設計,減少 delivery 時的調整,盡可能保留技師辛苦堆疊出來的牙體型態以及表面完整性。

拜科技之賜,現在我們終於能簡單地紀錄下顎 real-time 三維運動,也就是所謂的 jaw motion tracking (JMT)。許多醫師根據 JMT 來診斷顳顎關節疾病,近期更是積極的被直接運用來設計贋復物,畢竟,我們都知道傳統咬合器參數就算取得再準,也無法完全模擬真實的顎間運動。

這次的 IDS , JMT 系統雖然不像口掃機一樣百家爭鳴,但也有不少新鮮的點子。不同的定位偵測原理、固定頭顱與下顎定位器的方式,都影響了操作的難易度和準確性;而後端軟體的整合更決定了 JMT 取得之後能用來做哪些事情。就讓我們來看看 IDS 中有哪些 JMT 系統的展出吧!


1. SICAT function

Dentsply Sirona 大約於四年前推出 SICAT function,為市面上第一個將 JMT 、口掃、 CBCT 整合,且可以根據下顎運動來設計贋復體的系統,感應器運用的原理為超音波定位。

圖一、 SICAT function 使用的定位裝置。 Source: https://www.sicat.com/produkte/funktionsdiagnostik/sicat-function-vorteile.html

臨床操作流程如下:

  1. 咬著定位用的 fusion bite 拍 CBCT。
  2. 將定位器分別固定於頭顱、 fusion bite 以及下顎牙齒唇側;利用 fusion bite 定位頭顱及下顎位置,便能和 CBCT 結合。
  3. 取出 fusion bite ,開始進行各種 functional movement 的紀錄。
  4. 若只是要看 condyle 的運動模式,看 SICAT function 軟體的模擬就可以了,不需要拍 CBCT 。但如果想要取得真實的 condyle 與 fossa 的相對關係、想要取咬合器參數、或是利用 JMT 檔案設計贋復體,就還是需要將 JMT 和 CBCT 兩者結合。

 

Fusion bite 、各個定位裝置:

Source: https://www.youtube.com/watch?v=IX9dfRP-0zM

 

標出 mandible 和 fossa  ,可觀察下顎以及 condyle 的運動軌跡,進行診斷:

Source: https://youtu.be/oeY_uBeiOS4?

 

可再匯出至 CEREC ,利用下顎真實運動軌跡設計贋復體。這是 SICAT fuction 目前最大的優勢:在設計軟體中保留原本的 bite ,同時使用 FGP (functionally generated path) 檢視對咬的完整側移路徑及動態 JMT,這項功能在全口重建的 case 中相當重要:

 

SICAT function 在今年 IDS 2017 更新了自動計算 Bonwill triangle 的功能,會自己概略運算出 condyle 的位置,讓掃瞄範圍較小或無法拍攝到 TMJ 的 CBCT 也能使用這個裝置。


2. JMAnalyser+

圖二、 JMAnalyser+ 配戴的樣子。 Source: http://www.zebris.de/en/

JMAnalyser+ 為 Zebris 公司所研發的產品,同時也是 SICAT function 的前身,因此原理、操作介面都很類似。Zebris 公司的產品非常多樣化,有步態分析、跑步機、甚至高爾夫球訓練系統等醫療健康相關科技,本以為 JMAnalyser+ 已經被 Sirona 買斷,但在今年的 IDS 還是有展出,而且還推出全新的顏面掃描及 EMG肌電圖紀錄功能。

 

還可以即時顯示各咬點的強度:

 

More new technology in IDS 2017 search for physiology and function of course the problem is the mind set up ! The limitations are the dogmas and and the politics in occlusion but the technology is here !!

Javier Vasquez 貼上了 2017年3月24日

Source: Javier Vasquez

 

JMAnalyser+ 主要功能是顳顎關節的診斷,因此也可以藉由軟體的模擬來看 condyle 的運動;近期將和 Exocad 合作,將 JMT 匯入 Exocad 的虛擬咬合器模式,成為半動態的模型。

圖三、 在 Exocad 中的半動態模型,贋復體的對咬區為 FGP (functionally generated path)。 Source: https://www.facebook.com/joshua.beuschel/posts/1149048891847292

 

圖四、 還可以選擇加購 EMG 套件記錄肌電圖,協助診斷。 Source: http://www.zebris.de/en/

 


3. Planmeca 4D™ Jaw Motion

圖五、 Planmeca 推出的 JMT 系統。

Planmeca 用眼鏡、黏著的方式分別將定位裝置固定在頭顱和下顎,並且用光學原理定位。這個構想之前在台灣就有聽說過,滿聰明的,沒想到已經有廠商做出成品了。

操作流程和 Sirona 的 SICAT function 滿類似;戴著定位裝置拍 CBCT ,且光學追蹤鏡頭和 CBCT 在同一台機器上,似乎比較方便。接著一樣整合 CBCT 、 JMT 以及口掃檔案以便進一步診斷,Planmeca 表示未來也會結合贋復體設計功能。

Source: https://www.youtube.com/watch?v=xZ3Z-Kr0zCE

 


4. Modjaw

圖六、 Modjaw 的整套裝備。

今年 IDS 之中 JMT 界的一大亮點就是 Modjaw 了。和 Planmeca 一樣採用光學原理追蹤下顎運動,更狠的是它靠著光學定位筆 (Tally,請見圖七) 連結口掃模型,因此不需要拍 CBCT 就可以和口掃模型結合(像 SICAT function 以及 Planmeca 4D™ Jaw Motion 都需要請患者戴著定位裝置去拍 CBCT),可以減少患者接受到的輻射劑量 。

 

圖七、 定位裝置和定位筆,都有四個讓鏡頭感測的圓圈,配戴起來也挺拉風。

 

讓我們來看看這聰明的操作流程:

  1. Modjaw 的定位邏輯和別人不太一樣,首先把上下顎的口掃檔匯入軟體,以便之後直接把病人的下顎疊上去。
  2. 裝上頭顱與下顎的定位裝置,下顎定位裝置也是固定在下排牙齒上。
  3. 用 Tally 點出左右 condyle 以及鼻基底處,接著下排牙齒用 Tally 四點定位,此時下顎定位器已和下顎口掃檔結合。
  4. 最後請病人咬回口掃紀錄 bite record 時的 MI 位置,軟體利用已定位的下顎及口掃的 bite 回推上顎位置,將頭顱定位器和上顎口掃檔結合。
  5. 開始記錄下顎運動。

 

看影片比較好理解:

 

由於紀錄下顎運動之前就已經完成上下顎的定位,因此螢幕呈現的是上下顎的即時相對運動,而不只是軟體的模擬畫面。

Source: https://www.youtube.com/watch?v=IH65lBDU93I

 

是否想進一步了解這家公司呢?

官方網站連結 (Official website)

進入官網就可以感受到 Modjaw 公司非常的神秘,不論在官方網站或是任何網路上可以找到的資訊,比在 IDS 展場發的傳單還少。

Modjaw 表示目前和設計軟體的整合方式是匯出 .stl 檔,但其實 .stl 檔不應該能夠紀錄一個動態路徑,那到底是什麼東西的 .stl 檔呢? 廠商說 FGS (functionally generated surface) 也可以, lateral bite 也可以,想匯出什麼都可以。接下來 Modjaw 計畫將和其他廠商合作,並發布更多消息。


5. 3shape

3shape 推出無線口掃機的同時,也發布了直接以口掃機記錄 JMT 的功能。不過此功能尚未正式上路,目前也不能用來設計贋復體,僅附上展場酷酷的影片和大家分享。

 

用口掃機直接記錄下顎運動的確是一個簡單又聰明的想法,或許未來會成為主流。不過口掃機取像範圍較小,如何利用有限的資訊準確地疊合動態咬合紀錄,則是必須克服的困難。

 


結論

本文選出在 IDS 2017  較具代表性的系統做介紹,有些原理、操作流程類似的系統就不贅述。目前 JMT 系統不像口掃技術那麼成熟,各個系統間的操作便利性、後端完整性落差不小,因此很難斷定誰是技術領先者。

藉由數位牙科的輔助,現在我們可以使用虛擬咬合器設計每一個贋復體,相當於技師將每個 case 都 mounting 在全調節咬合器上做調整。不過,一直以來,學者們對於咬合器本身以及參數仍有許多爭論與質疑;我們或許可以預見十年之後,每個贋復體都是根據病人真實的下顎運動紀錄來設計,達到更穩定、更準確的成果。當然在這之前,工程師、醫師及技師都要付出更多的努力。


Reference

1. Jaw tracking devices – historical review of methods development. Part I. Stomatologija, Baltic Dental and Maxillofacial Journal 2005;7:67-71
2. Jaw tracking devices – historical review of methods development. Part II. Stomatologija, Baltic Dental and Maxillofacial Journa 2005;7(3):72-6.3.
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