成人與青少年顴牙槽嵴區(qū)骨皮質(zhì)密度的三維重建對比研究

汪鈺程 邢斌 孫志濤 馮楓 劉軼凡 劉文

支抗控制在正畸治療中占有重要的地位，有效的支抗控制是獲得預(yù)期矯治效果的保證[1]。種植支抗作為一種新興的支抗選擇具有臨床操作簡便、戴用舒適、支抗效果可靠等優(yōu)點(diǎn)，近年來被廣泛應(yīng)用于臨床中。如何提高微種植釘?shù)姆€(wěn)定性一直是正畸醫(yī)生所關(guān)注的問題。已有研究表明，種植釘植入后力量主要負(fù)載于骨皮質(zhì)，植入部位的骨密度是影響微種植釘穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素，與種植支抗的成功率呈正相關(guān)[2]。顴牙槽嵴區(qū)因其獨(dú)特的解剖結(jié)構(gòu)及位置而成為上頜種植支抗的常用植入部位之一，在治療某些錯畸形方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢。

目前臨床中顴牙槽嵴區(qū)微種植釘大多在成人中使用，而在青少年患者中相對較少，植入部位也存在爭議。本研究即是運(yùn)用三維重建技術(shù)對成人及青少年顴牙槽嵴區(qū)骨皮質(zhì)密度進(jìn)行測量，分析比較骨皮質(zhì)密度在兩組人群之間是否存在差異，以期為成人及青少年患者顴牙槽嵴區(qū)微種植釘?shù)膽?yīng)用提供依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 研究對象

納入2015-11～2016-11在青島市市立醫(yī)院行顱頜面部螺旋CT掃描的患者80 例。納入標(biāo)準(zhǔn)：①無全身系統(tǒng)性疾病，無長期服藥史； ②面部基本對稱，無骨骼發(fā)育畸形； ③上頜骨無外傷史，無手術(shù)史； ④雙側(cè)上頜后牙區(qū)所有牙齒已萌出(第三磨牙除外)，測量區(qū)域無牙齒缺失； ⑤測量區(qū)牙齒無明顯磨耗，無根尖周疾病，無牙周病，無牙槽骨吸收； ⑥上牙列縱曲線正常。根據(jù)患者的年齡將其分為2 組。 其中成人組40 例，年齡18～30 歲， 男女各20 例； 青少年組40 例， 年齡12～16 歲， 男女各20 例。

1.2 研究方法

1.2.1 測量設(shè)備 使用螺旋CT(Brilliance 64,ROYAL PHILIPS公司，荷蘭)對患者口腔頜面部進(jìn)行拍攝，掃描時患者頭部的正中線與CT機(jī)的正中定位線相一致，眼耳平面與地面平行，牙齒處于牙尖交錯位。掃描參數(shù)：可視范圍20 cm×19 cm，分辨率體素大小0.3 mm，電壓100 kV，管電流7 mA，曝光時間30 s。將掃描數(shù)據(jù)以DICOM格式輸入SimPlant Pro 11.0(Materialise公司，比利時)軟件中進(jìn)行三維重建。

1.2.2 測量平面和測量項目 根據(jù)三維重建出的軸面圖繪制出全牙列曲面斷層片，結(jié)合曲面斷層片，在左側(cè)上頜后牙區(qū)冠狀位圖像上依次選出6 個測量平面(圖1)： 第1 層面為第二前磨牙根尖與第一磨牙近頰根根尖之間； 第2 層面為第一磨牙近頰根根尖所在層面； 第3 層面為第一磨牙近遠(yuǎn)中頰根根尖之間； 第4 層面為第一磨牙遠(yuǎn)頰根根尖所在層面； 第5 層面為第一磨牙遠(yuǎn)頰根根尖與第二磨牙近頰根根尖之間； 第6 層面為第二磨牙近頰根根尖所在層面。

在三維重建圖像中選取左側(cè)上頜第一磨牙的近中頰尖，并在冠狀位圖像中標(biāo)出第一磨牙近中頰尖頂上方13、 15、 17 mm 3 條水平線，依次在6 個所選的冠狀位層面中找到三條水平線與頰側(cè)骨皮質(zhì)的交點(diǎn)即為測量位點(diǎn)，利用SimPlant軟件的Measure Density功能測量其密度值(圖2)。

圖1 6 個測量平面位置示意(從近中向遠(yuǎn)中，依次為第1～6 層面)

Fig 1 6 layers of the measurements(the 1st to 6th layers from mesial to distal)

圖2 測量位點(diǎn)示意圖

1.2.3 質(zhì)量控制 ①所有的CT數(shù)據(jù)均由同一臺螺旋CT機(jī)，以相同的參數(shù)掃描完成，掃描時患者體位相同; ②所有數(shù)據(jù)的測量均由同一研究人員在一段時間內(nèi)完成，每一位置重復(fù)測量3 次取平均值，以盡量較小測量誤差。

1.3 統(tǒng)計分析

2 結(jié) 果

2.1 不同性別之間顴牙槽嵴區(qū)骨皮質(zhì)密度比較

經(jīng)比較發(fā)現(xiàn)，不同性別之間顴牙槽嵴區(qū)骨皮質(zhì)密度的差異無統(tǒng)計學(xué)意義，故將男女性數(shù)據(jù)合并后進(jìn)行以下比較。

2.2 成人組顴牙槽嵴區(qū)骨皮質(zhì)密度

成人組顴牙槽嵴區(qū)骨皮質(zhì)密度為(1 067.69±228.71)～(1 392.83±205.90)HU，測量結(jié)果如表1所示。經(jīng)比較發(fā)現(xiàn)除17 mm高度外，在同一高度上，不同層面之間骨皮質(zhì)密度的差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，且均為第3層面骨皮質(zhì)密度最高，密度最高點(diǎn)位于第一磨牙近遠(yuǎn)中頰根之間。第6 層面骨皮質(zhì)密度最低。

2.3 青少年組顴牙槽嵴區(qū)骨皮質(zhì)密度

青少年組顴牙槽嵴區(qū)骨皮質(zhì)密度為(833.43±408.85)～(1 147.00±309.02)HU，測量結(jié)果如表1所示。密度最高點(diǎn)位于第一和第二磨牙間。經(jīng)比較發(fā)現(xiàn)在同一測量高度上，不同層面之間骨皮質(zhì)密度的差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。除了15 mm高度的第3、 4 層面外， 在3 個測量高度上，不同層面的骨皮質(zhì)密度有相同的分布趨勢，均為從近中向遠(yuǎn)中骨皮質(zhì)密度逐漸減小。

2.4 成人組與青少年組顴牙槽嵴區(qū)骨皮質(zhì)密度的測量結(jié)果比較

如表1所示，將本研究中成人組與青少年組顴牙槽嵴區(qū)18 個測量位點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，且除13 mm高度的第6 層面外，其余17 個測量位點(diǎn)具有明顯差異(P<0.01)。

Tab 1 The cortical bone density of infrazygomatic zygomatic alveolar ridge in adults and teenagers (HU,

注： 成人組與青少年組比較， ①表示P<0.05， ②表示P<0.01

3 討 論

顴牙槽嵴區(qū)種植支抗的應(yīng)用十分廣泛，常用于提供強(qiáng)支抗[3]、整體遠(yuǎn)中移動上牙列[4]、調(diào)整牙弓中線[5]、壓低磨牙，矯治開等[6]。顴牙槽嵴區(qū)的骨皮質(zhì)厚、骨密度大，種植釘?？沙惺茌^大的外力[7]。種植支抗的穩(wěn)定性在很大程度上取決于種植釘與骨組織之間的機(jī)械結(jié)合，因此植入部位的骨密度與種植釘?shù)姆€(wěn)定性高度相關(guān)[8]。武玉海[9]通過對237例患者共植入691 枚種植釘進(jìn)行的觀察研究表明骨密度與支抗釘?shù)姆€(wěn)定性顯著相關(guān)，骨密度越高，種植支抗的穩(wěn)定性越好。已有研究證實種植釘?shù)膽?yīng)力主集中區(qū)主要在骨皮質(zhì)處，因此本實驗選取顴牙槽嵴區(qū)骨皮質(zhì)密度進(jìn)行測量分析。

在以往研究中，利用螺旋CT數(shù)據(jù)進(jìn)行三維重建來測量骨密度[10-11]，既可以用重建圖像的不同灰度來表示骨密度高低，也可以定量的利用CT值來表示骨密度，既組織對X線的吸收系數(shù)，單位HU(Hounsfield U-nit)， Maki等[12]經(jīng)過實驗發(fā)現(xiàn)CT值與羥基磷灰石濃度的水平呈正相關(guān)，本研究中利用CT值來表示骨密度。本研究通過三維重建技術(shù)能清楚的分辨出骨皮質(zhì)和骨松質(zhì)的界線，能全面準(zhǔn)確的展現(xiàn)被測量的部位，最大程度的減小了測量誤差。

根據(jù)Katranji等[13]對骨密度的分類，本實驗中成人顴牙槽嵴區(qū)骨皮質(zhì)密度均屬于D1類骨或D2類骨，且在上頜第一磨牙近遠(yuǎn)中頰根之間的區(qū)域骨皮質(zhì)密度最大，在上頜第二磨牙近頰根根尖區(qū)域的骨皮質(zhì)密度最低。青少年顴牙槽嵴區(qū)骨皮質(zhì)密度歸屬于D2類骨或D3類骨，且在所測量區(qū)域從近中向遠(yuǎn)中骨皮質(zhì)密度逐漸減小。Jaffin等[14]統(tǒng)計了種植釘在各類骨質(zhì)中植入的失敗率，結(jié)果顯示D1、 D2、 D3類骨失敗率僅為3%，而D4類骨失敗率卻高達(dá)35%。本研究測量結(jié)果顯示不同年齡組患者的顴牙槽嵴區(qū)骨皮質(zhì)均屬于D1、D2、D3類骨的范疇，適合種植釘?shù)闹踩搿?/p>

此次研究中，成人顴牙槽嵴區(qū)各位點(diǎn)的骨皮質(zhì)密度均大于青少年。因為功能運(yùn)動隨年齡的增長而加強(qiáng)，功能決定結(jié)構(gòu)，骨密度在生長發(fā)育過程中逐漸增高。在Miller等[15]的動物實驗中也得到證實。同樣，人體骨骼發(fā)育規(guī)律顯示，從出生到30 歲前，骨骼有明顯的生長，骨密度會持續(xù)增長[16]。本研究測量結(jié)果顯示，青少年患者顴牙槽嵴區(qū)骨皮質(zhì)密度比成人患者低，但其骨密度也能滿足微種植釘植入的要求。在植入部位選擇上，成人患者的最佳植入部位在上頜第一磨牙近遠(yuǎn)中頰根之間，而青少年患者的最適植入部位在上頜第二前磨牙與第一磨牙之間的位置。當(dāng)然，臨床中我們在顴牙槽嵴區(qū)選擇微種植釘?shù)闹踩胛恢脮r還應(yīng)考慮植入部位的骨厚度、上頜竇底的位置以及需要的加力方向等因素，只有將這些因素綜合分析考慮，我們才能找到最佳植入部位，使微種植釘更好的發(fā)揮作用。