醫(yī)學(xué)圖像處理軟件Image J在評估正畸固定矯治后牙釉質(zhì)脫礦白斑程度中的作用

于海濤，古力巴哈·買買提力，陳文君

（新疆醫(yī)科大學(xué)第五附屬醫(yī)院口腔科，烏魯木齊 830011）

當(dāng)牙釉質(zhì)中的礦化和再礦化不平衡時齲病的早期病變就已發(fā)生［1］。齲病的早期病變，通常稱白斑，在正畸患者中常?？匆娡胁壑車邪咨蚝稚唿c，甚至導(dǎo)致牙齒缺損。這些斑點常常發(fā)生在牙齒的唇面和頰面，沒有正畸的患者很少發(fā)生。這些白斑影響美觀，對于嚴(yán)重的患者需要修復(fù)治療。盡管努力教育患者加強(qiáng)口腔衛(wèi)生，但在固定口腔正畸的患者中牙釉質(zhì)的脫礦時有發(fā)生，仍然是一個棘手問題。多項研究已表明正畸治療后牙齒的脫礦率和脫礦嚴(yán)重程度都有所增加，脫礦率為2%～97%［2－3］。本研究通過臨床檢查和數(shù)碼照片檢查，應(yīng)用醫(yī)學(xué)圖像處理軟件Image J評價正畸固定矯治后牙釉質(zhì)脫礦白斑的發(fā)生率、白斑平均覆蓋率以及其與口腔衛(wèi)生的關(guān)系，現(xiàn)報道如下。

1 材料和方法

1.1 資料來源 2006－2010年連續(xù)收集新疆醫(yī)科大學(xué)第五附屬醫(yī)院口腔科固定正畸矯治前后378例患者的數(shù)字化照片。378例患者中嚴(yán)格符合納入標(biāo)準(zhǔn)者208例，其中男性患者101例，女性患者107例。納入標(biāo)準(zhǔn)：所有患者經(jīng)過連續(xù)正畸治療并完成治療，根據(jù)中華口腔正畸專業(yè)委員會的標(biāo)準(zhǔn)收集臨床數(shù)碼照片。排除數(shù)碼照片質(zhì)量較差、拍攝角度不對、記錄不全的患者，再治療的患者、缺失牙的患者、全冠修復(fù)的患者；排除牙釉質(zhì)發(fā)育不全、氟斑牙、色斑、正畸治療前脫礦的患者。要求矯治的患者由接診的醫(yī)生記錄患者的GI，對計分為2分和3分的患者正畸治療前指導(dǎo)其有效刷牙，否則剔除這些患者。正畸治療開始后每次復(fù)診監(jiān)督患者的口腔衛(wèi)生，必要時給予口腔衛(wèi)生指導(dǎo)。

1.2 主要測量指標(biāo) 牙齦指數(shù)［4］（gingival index，GI），具體方法為：在每例患者的16、21、24、31、34、46等6個代表性牙的頰面近中、遠(yuǎn)中乳頭以及中央、舌面中央，用鈍頭探針進(jìn)行檢測。將每個牙的4個數(shù)值相加除以4即為該牙的分值。將受檢牙的分值相加除以受檢牙數(shù)，得出該患者的分值。GI的計分標(biāo)準(zhǔn)：正常齦計分為0分；輕度炎癥（輕度顏色改變、水腫、探針不出血）計分為1分；中度炎癥（發(fā)紅、水腫、探針出血）為2分；重度炎癥（明顯發(fā)紅、水腫、潰瘍、自發(fā)出血傾向）為3分。白斑的發(fā)生率＝至少有1顆牙齒出現(xiàn)白斑的患者例數(shù)／受檢人數(shù)×100%。白斑平均覆蓋率＝發(fā)生白斑的累積面積／整個受檢牙齒唇面面積×100%。

1.3 方法 所有的檢查、記錄和校準(zhǔn)由同一人操作。記錄患者的基本信息（包括患者性別、開始矯治的年齡和矯治結(jié)束的年齡）及患者正畸矯治后的牙齦指數(shù)。將收集的數(shù)碼照片導(dǎo)入計算機(jī)，由醫(yī)學(xué)圖像處理軟件Image J處理，記錄8顆上頜前牙的唇面的白斑發(fā)生率（從上頜左側(cè)第一前磨牙到上頜右側(cè)第一前磨牙，如果第一前磨牙缺失記錄第二前磨牙到第二前磨牙）。通過視覺檢查照片上白斑的發(fā)生率，被定義有白斑的牙齒（圖1），用圖像處理軟件累積各個區(qū)域（圖2、3），白斑發(fā)生的區(qū)域面積累積在一起占8顆上頜前牙的唇面面積總和的百分比，沒有白斑的記錄0。挑選12例拆除矯治器的患者，進(jìn)行臨床檢查，計算患者的白斑發(fā)生率。在患者口內(nèi)，在透明薄膜上手工描記2次唇面輪廓和白斑輪廓，以同樣的方法描記數(shù)碼照片。將其結(jié)果數(shù)字化導(dǎo)入計算機(jī)，通過Image J軟件計算直接通過手工記錄的輪廓和間接在照片上記錄的輪廓的白斑占整個牙齒唇面的百分比，量化白斑的發(fā)生率，通過Image J軟件間隔1w計算白斑占整個唇面的百分比的可重復(fù)性，使用這種校準(zhǔn)方法檢驗可重復(fù)性，與數(shù)碼相片相比，臨床檢查的一致性是評估白斑的金標(biāo)準(zhǔn)［5］。

圖1 牙齒唇面出現(xiàn)的白色和褐色斑塊

圖2 Image J軟件計算牙齒唇面面積

圖3 Image J軟件計算牙齒白斑面積

1.4 統(tǒng)計學(xué)處理 用Excel建立數(shù)據(jù)文件，采用SPSS13.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。通過組內(nèi)相關(guān)系數(shù)評價白斑區(qū)域的可重復(fù)性。描述性統(tǒng)計白斑發(fā)生率、白斑平均覆蓋率。將白斑覆蓋上頜8顆牙齒的平均百分比劃分為3個等級：0級（所有牙齒上都沒有白斑）、平均百分比＜10%、平均百分比＞10%。分析比較是否特定的牙位好發(fā)白斑，是否特定的牙位發(fā)生白斑的面積越多。用卡方檢驗不同性別白斑發(fā)生率和白斑平均覆蓋率的差異，綜合評價白斑發(fā)生率和白斑平均覆蓋率與患者牙齦指數(shù)之間的關(guān)系。

2 結(jié)果

臨床口內(nèi)檢查白斑平均覆蓋面積和描計數(shù)碼照片的組內(nèi)相關(guān)系數(shù)為0.93，數(shù)碼照片的可重復(fù)性指數(shù)組內(nèi)相關(guān)系數(shù)為0.96，臨床檢查和數(shù)碼相片檢查比較，組內(nèi)相關(guān)系數(shù)為0.88，臨床檢查和數(shù)碼照片得分的差異為0.002。只有2處小的損壞臨床檢查時沒有發(fā)現(xiàn)，而在數(shù)碼照片上發(fā)現(xiàn)。

白斑的發(fā)生率為31.3%，白斑的平均覆蓋率為8.4%，中切牙的白斑的平均覆蓋率最少 （P ＜0.001），第 一 前 磨 牙 少 于 側(cè) 切 牙 和 尖 牙 （P ＜0.001）。但側(cè)切牙和尖牙白斑的覆蓋率差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），見表1。男、女性患者白斑的發(fā)生率差異無統(tǒng)計學(xué)意義 （P＞0.05），見表2。矯治結(jié)束后牙齦指數(shù)越高的患者白斑發(fā)生率越高，并且白斑的平均覆蓋率的等級越高，見表3。

表1 不同牙位白斑發(fā)生率和平均覆蓋率

表2 不同性別的白斑發(fā)生情況

表3 矯治結(jié)束后不同牙齦指數(shù)的患者白斑發(fā)生情況

3 討論

牙釉質(zhì)表面粘接的固定矯治器易成為菌斑聚集處［6－7］，口腔內(nèi)的菌群種類也會迅速發(fā)生變化，菌斑內(nèi)出現(xiàn)了大量的產(chǎn)酸菌，這些產(chǎn)酸菌在很大程度上能夠降低菌斑內(nèi)的pH值，有研究表明患者行固定矯治器治療時牙釉質(zhì)齲白斑的患病率在最初6個月時急劇上升［8］。因此，使用固定正畸矯治器治療者更易發(fā)生齲病。

本研究與Joshua等［5］的研究結(jié)果一致，白斑的發(fā)生率和流行情況在牙列的左側(cè)和右側(cè)無差異。側(cè)切牙和尖牙是白斑發(fā)生最嚴(yán)重的牙位，其次是第一前磨牙和中切牙。上頜8顆前牙在固定矯治結(jié)束的患者中白斑發(fā)生率為31.3%，這一結(jié)果要低于Joshua等［5］的研究結(jié)果（49.6%）。出現(xiàn)這種差異可能與檢查方法和標(biāo)準(zhǔn)的不同、檢查樣本的所在地域不同、研究的時間段不同、開始矯治的年齡不同及治療時間差異等多種因素有關(guān)，這將是本課題進(jìn)一步研究的方向。

本組男性和女性患者的白斑發(fā)生率分別為29.7%和32.7%，與Joshua等［5］報道的男性和女性患者白斑的發(fā)生率分別為46%和29%的結(jié)果不一致。本研究發(fā)現(xiàn)男性患者的白斑平均覆蓋率要高于女性，分析原因可能是女性患者更注重口腔衛(wèi)生。固定矯治結(jié)束后患者的牙齦指數(shù)較高、口腔衛(wèi)生較差是上頜前牙發(fā)生白斑的高度危險因素。本研究沒有進(jìn)一步追蹤患者的口腔衛(wèi)生習(xí)慣，這應(yīng)是將來研究的方向。

本研究通過使用圖像處理軟件Image J有效得出白斑的發(fā)生率和好發(fā)牙位以及白斑的平均覆蓋率。依據(jù)白斑的發(fā)生面積較精確地評價白斑的嚴(yán)重程度。本研究強(qiáng)調(diào)保持口腔衛(wèi)生在整個固定矯治治療過程中非常重要。當(dāng)患者不能保持口腔衛(wèi)生時，要意識到早期矯治會導(dǎo)致牙釉質(zhì)破壞的增加。今后的研究應(yīng)從三維方向的深度和總的脫礦量評價脫礦的嚴(yán)重程度，分析固定矯治過程中牙釉質(zhì)脫礦的危險因素，更好地指導(dǎo)口腔醫(yī)生綜合防治牙釉質(zhì)脫礦的發(fā)生。

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