共振频率分析技术在口腔种植中的应用

2020-9-1 15:09  来源:中国口腔种植学杂志
作者:陈子强 周文娟 柳忠豪 阅读量:3146

骨结合是种植治疗成功的前提,也就是种植体与骨之间直接接触并进行可预测的成骨,中间没有其他组织。而种植体稳定性是获得骨结合的重要条件,若种植体植入初期由于稳定性差发生微动,可能会引起种植体表面纤维组织附着,进而影响骨-种植体接触导致骨结合失败。其中种植体稳定性又可分为初期稳定性和继发稳定性。

初期稳定性由种植体与种植窝骨壁的初始骨接触形成。继发稳定性是由种植体愈合过程中表面骨改建,新生骨与种植体表面发生接触形成。检测稳定性的方法分为侵袭性检测,如切割阻力测量、组织形态学评估、反向扭矩测量、推入拉出实验等;非侵袭性检测如:敲击、periotest、POWF(脉冲振荡波形法)、共振频率分析(resonance frequency analysis,RFA)、以及影像学等检测方法。

共振频率分析技术是由Meredith等人由1994年提出的监测种植体骨结合的方法,具有操作简单、敏感性高、可重复性好等优势,是临床较为常用的一种检测方法,本文就RAF的原理、发展、特点、优势及不足做一综述。

1.RFA技术的原理

RFA技术是通过将感应器直接连接到植入的种植体或基台上(其中感应器是一个悬梁杆,杆上装有两个压电陶瓷元件),然后检测仪主机激发出正弦信号激发感应器上其中一个压电元件来振动,反馈由第二个元件记录。测量的振动信号经放大器放大后输入检测仪主机,最大振幅所对应的频率值被记录到检测仪中,再经过其中的特殊软件分析来得出种植体的稳定性。

2.RFA技术的发展历史及特点

商用的共振频率测量仪由的两位教授,Prof.Neil Meredith,Leeds和Prof.Peter Cawley发明。最早的研究开始于1991年,于1999年成立公司OsstellAB。2001年商业生产第一代设备OSSTELLTM。2004年开发升级为第二代设备OsstellMentor。目前在临床广泛使用的是第三代产品OsstellISQ,由检测仪主机、探测器和感应器三部分组成。第三代OSSTELLISQ是基于磁场原理的无线设备,不再需要将探测器与感应器连接。

将顶部具有磁铁的感应器固定到种植体或者基台上,用具有磁探头的探测器接近感应器并且发出持续时间约为1毫秒的脉冲,受激后,感应器自由振动,磁铁使探测器线圈中产生电压,电压作为响应信号传输至检测仪的共振频率分析系统中换算得出ISQ值(implant stability quotient values),从而显示在仪器屏幕上。显示的ISQ值在1-100之间,数值越大稳定性越好,其中值在60到80作为实现初期稳定的标准被广泛接受。它具有高精度、高效率、低噪音、抗干扰、易存储、美观舒适等特点。激发信号是一种频率从5KHz到15KHz变化的正弦波,峰值振幅为1v。最新的第五代设备OSSTELLBeacon只是缩小了设备的体积和重量,增加了便携程度,原理并没有改变。

3.共振频率分析技术的优势

对种植体稳定性进行长期检测有利于医生制定或及时更改患者的治疗计划;种植体愈合初期测量稳定性,可以确定种植体骨结合水平从而确定是否可进行负载;临床负载初期测量稳定性,可以检测出稳定性的微小变化,避免因过度负载造成边缘骨吸收。

3.1可行性

各种体内外试验均验证了共振频率分析技术的可行性。如Sencimen等人的研究中发现种植体的ISQ值在植入后至第21天发生下降,到第60天达到刚植入时的水平或略有升高,这一发现与以往的种植体骨结合变化研究一致,这是因为愈合初期种植体周围骨的重塑和改建导致早期骨接触的减少,骨-植体界面在60天内经过稳定性降低的适应阶段转变为更稳定的结构。也有国内外许多研究通过将种植体的ISQ值与植入扭矩、PTV值进行统计学分析,发现有数据相关性,也从侧面说明了RFA技术与种植体稳定性的联系。

组织形态学指标数据(bone-to implant contact BIC)是评估种植体骨结合的直接证据,而Scarano等人通过收集从人类身体内取出的种植体,将种植体与周围的组织切片,在光学显微镜下进行组织形态学测量后将获得的BIC与种植体的ISQ值进行统计学分析,发现两者呈强正相关性。

3.2无创性

有研究表明,在骨愈合过程中,过度的界面微动不利于骨结合,共振频率分析技术的优势在于,测量种植体稳定性时振动的是感应器而不是种植体,而且其共振的振幅非常小,在种植体组织界面所产生的应力可以忽略不计,所以对种植体组织界面没有任何的破坏性。

3.3操作简单

应用了RFA技术的Osstell设备操作简单,只需要将感应器固定到种植体上,手持探测器接近感应器发出脉冲刺激,测量仪的屏幕上即刻出现ISQ值,而且它的Beacon产品更是进一步缩小了产品体积和重量,简化了操作流程。它是快速、简单、客观和非侵入性的测量种植体稳定性的工具而且不会引起患者的任何不适。

3.4变量可控

唯一可能影响共振频率的操作变量是感应器与种植体连接的紧密程度。有研究发现,当感应器的扭矩>10Ncm时共振频率不会显著改变,临床上可以很简单的用手实现这一扭矩。而且最新研究指出感应器的扭矩只需要达到5-8Ncm便可。

3.5敏感性高且可重复性好

共振频率分析技术在监测种植体稳定性变化方面非常敏感。在Meredith等人的研究中,利用自固化材料液体到固体的状态变化,模拟了骨形成和愈合过程中种植体组织界面可能发生的刚度变化,随着固化时间推移,材料中感应器的ISQ值出现显著升高,两者呈现强相关性。这是一种精确灵敏的评价种植体稳定性的客观方法,使种植体稳定性的连续监测和负载时机的确定变为可能。

4.共振频率分析技术的不足

共振频率分析技术已经成为了日常种植治疗中检测种植体稳定性的常用方法,大量研究也确认了RFA技术与种植体骨结合存在相关性。如Scarano等人直接将从人体取回的种植体进行切片观察,发现种植体的ISQ值与BIC之间存在强相关性。但RFA与BIC之间具体的相关性公式却还不明确,不能更加直观的了解到种植体的骨结合程度,需要我们进一步去研究。目前共振频率分析技术只能在基台和种植体水平上测量种植体动度,对于修复后复查的患者,需要临床医生需要先拆除修复体再进行测量,测量结束后再重新连接修复体,而在拆卸重新连接修复体后,并不能保证修复体与拆卸之前位于相同的位置,需要重新进行调合,不仅增加了医生的工作量,也增加了患者的就诊时间。

5.小结

对比以往临床医生使用的敲击、影像学检查、切割阻力、植入扭矩、periotest、POWF等方法来说,共振频率分析技术在临床中具有快速、简单、客观、非侵入性以及不会引起患者的任何不适等等优点。不过ISQ值与BIC之间的相关性公式尚不明确,无法精准的量化骨结合程度,有待进一步的完善与改进。

编辑: 陆美凤

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