CBCT結(jié)合三維坐標系評估正畸關(guān)閉萎縮牙槽骨間隙前后牙槽骨改建

陳莎莎 吳艷 周建萍 戴紅衛(wèi)

第一恒磨牙是口內(nèi)最先萌出的恒牙。有學者研究表明，由于齲壞或牙周病而缺失的牙最常發(fā)生在第一磨牙[1]。隨著時間的延長，缺牙區(qū)牙槽骨發(fā)生廢用性萎縮，牙槽骨高度和寬度均減小，密度也會降低。長時間牙齒缺失，甚至可發(fā)展為刃狀牙槽骨，成為修復或正畸治療的難點。

第一恒磨牙缺失、牙槽嵴萎縮的患者以成人居多。成人骨質(zhì)改建不及青少年活躍，通過正畸移動牙齒關(guān)閉萎縮牙槽骨間隙是否會導致牙根吸收、暴露等，牙槽骨將發(fā)生何種改建值得探討。既往有研究成功將牙齒移入萎縮牙槽骨內(nèi)，牙槽骨寬度、高度均增加，但大多采用石膏模型或二維X線片觀察正畸治療后牙槽骨的變化[2-4]，缺乏準確性。本研究采用CBCT結(jié)合三維坐標系對該類患者正畸前后牙槽骨高度、厚度及皮質(zhì)骨厚度的變化進行精確的三維測量比較，評價牙齒在萎縮牙槽骨內(nèi)移動對牙槽骨的改建作用。

1 資料與方法

1.1 研究對象

納入2011-01～2016-12于重慶醫(yī)科大學附屬口腔醫(yī)院正畸科就診的下頜第一磨牙缺失且牙槽骨萎縮的成人病例，納入標準：① 18～40 歲； ②第一磨牙缺失時間1 年以上； ③第一磨牙處牙槽嵴為3度萎縮(根據(jù)Cawood&Howell分類法)； ④牙周健康(除第一磨牙缺失區(qū)域外其余牙列無牙槽萎縮，無明顯牙周疾病,社區(qū)牙周指數(shù)<3)； ⑤患者知情同意，配合治療。本研究已通過重慶醫(yī)科大學附屬口腔醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會的批準[2018年倫審(13)號]。

共納入15 位患者， 2 位患者雙側(cè)下頜第一磨牙同時缺失，均符合納入標準，根據(jù)有無第三磨牙分為維持間隙組5 例和關(guān)閉間隙組12 例，其中維持間隙組沒有第三磨牙或第三磨牙水平、倒置阻生，不能通過常規(guī)正畸手段使其建合，正畸治療結(jié)束后缺牙間隙需進行修復治療。所有患者采用直絲弓矯治技術(shù)，排齊整平后在0.46 mm×0.64 mm不銹鋼方絲上關(guān)閉間隙。

1.2 數(shù)據(jù)采集

所有患者于正畸治療開始前(T0期)和正畸治療結(jié)束、保持階段開始前(T1期)進行頜面部CBCT掃描，均采用重慶醫(yī)科大學附屬口腔醫(yī)學院CBCT掃描儀(KaVo Dental GmbH，美國),掃描電壓120 kV,掃描電流5 mA,分辨率0.4 mm，掃描時間8.9 s,掃描窗口大小 12 英寸(FOV, F mode)，所有研究對象的CBCT影像采集均由同一名經(jīng)驗豐富的放射科醫(yī)師完成。所有數(shù)據(jù)以DICOM格式輸出并保存，導入Invivo5.0軟件中進行三維重建和測量。

1.3 數(shù)據(jù)分析

1.3.1 建立三維坐標系 以缺牙側(cè)頦孔開口最前下點為原點，以通過雙側(cè)頦孔最前下點的直線為X軸，調(diào)節(jié)Y、Z軸，使缺牙側(cè)下頜骨下緣切點連線平行于X、Y平面，建立三維坐標系(圖 1)。若雙側(cè)下頜第一磨牙缺失，則分別于雙側(cè)下頜骨建立坐標系進行測量分析。

為保證患者正畸治療前后CBCT上測量部位的一致性，首先進行T0期的測量。在T0期CBCT影像上，分別于缺牙間隙的近、遠中(缺牙間隙前后鄰牙與牙槽嵴頂交界靠近缺牙側(cè)約0.5 mm)做與X、Z平面相平行的截面，并記錄各截面的Y坐標值，以確保T1期在同樣的截面上進行測量，然后在各截面上分別測量。

圖 1 以缺牙側(cè)頦孔為原心建立三維坐標系

Fig 1 Three-dimensional coordinate system based on the mental foramen of the tooth missing side

1.3.2 牙槽骨寬度測量 分別于各截面上測量頰/舌較低一側(cè)牙槽嵴頂根方約1 mm及其下方3、 6 mm平行于X軸處的寬度，并記錄其三維坐標值，以便在T1期測量相同高度下的牙槽骨寬度(圖 2A)。

1.3.3 牙槽骨高度測量 分別于各截面上測量頰舌側(cè)牙槽嵴頂?shù)较骂M骨下緣的距離，記錄下頜骨下緣的坐標值，以確定T1期下頜骨下緣的位置(圖 2B)。

1.3.4 皮質(zhì)骨厚度測量 分別于各截面上測量舌側(cè)牙槽嵴頂及其下方3、 6 mm平行于X軸處頰舌側(cè)皮質(zhì)骨厚度(方法如Ohiomoba等[5]所述； 圖 2C)。

在T1期的CBCT影像上建立同樣的三維坐標，根據(jù)T0期的Y值做同樣的近遠中截面，在各截面上進行上述測量，測量工作由同一測量者在一段時間內(nèi)測量2 次取平均值。

1.4 統(tǒng)計學分析

采用SPSS軟件對正畸治療前后間隙維持及間隙關(guān)閉組的牙槽骨寬度、高度及皮質(zhì)骨厚度相關(guān)數(shù)據(jù)進行配對T檢驗，P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

圖 2 牙槽骨寬度、高度及皮質(zhì)骨厚度的測量

2 結(jié) 果

維持間隙組的缺牙間隙得以維持，上頜第一磨牙排齊在牙列，無伸長、無腭尖下垂等，為其修復治療做好準備；關(guān)閉間隙組下頜第一磨牙萎縮性缺牙間隙完全關(guān)閉，前后牙緊密接觸，建立尖窩交錯的咬合關(guān)系，X線片顯示磨牙牙根平行，無明顯牙根吸收，患者無自覺不適，對治療結(jié)果較滿意。但2 組各有一例患者CBCT影像上見第二前磨牙頰側(cè)牙槽骨退縮，其余患者未見明顯牙槽骨高度降低。

2.1 牙槽骨寬度變化

維持間隙組近遠中牙槽骨寬度均顯著減小(P<0.05)，而間隙關(guān)閉組近遠中牙槽骨寬度顯著增加(P<0.05)(表 1)。

2.2 牙槽骨高度變化

維持間隙組近遠中頰舌側(cè)牙槽骨高度均顯著減小(P<0.05)，而間隙關(guān)閉組近遠中頰側(cè)牙槽骨高度顯著降低(P<0.05)，而舌側(cè)牙槽骨顯著增高(P<0.05)(表 2)。

2.3 皮質(zhì)骨厚度變化

維持間隙組近遠中皮質(zhì)骨厚度均顯著減小(P<0.05)，而間隙關(guān)閉組近中頰、舌側(cè)及缺隙遠中頰側(cè)皮質(zhì)骨厚度均減小，僅缺隙遠中舌側(cè)皮質(zhì)骨厚度有所增加，其中近中頰側(cè)皮質(zhì)骨厚度減少差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)， 其余皮質(zhì)骨厚度變化均沒有統(tǒng)計學差異(P>0.05)(表 3)。

表 1 成人患者下頜第一磨牙萎縮牙槽骨間隙正畸前后牙槽骨寬度變化

Tab 1 Changes of alveolar bone width in the atrophy alveolar bone space in the mandibular first molar in adults before and after orthodontic treatment

(mm,

注： ①P<0.05

表 2 成人患者下頜第一磨牙萎縮牙槽骨間隙正畸前后頰舌側(cè)牙槽骨高度變化

Tab 2 Changes of buccal and lingual alveolar bone height in the atrophy alveolar bone space of the mandibular first molar in adults before and after orthodontic treatment

(mm,

注： ①P<0.05

表 3 成人患者下頜第一磨牙萎縮牙槽骨間隙正畸前后頰舌側(cè)皮質(zhì)骨厚度變化

Tab 3 Changes of buccal and lingual cortical bone thickness in the atrophy alveolar bone space of the mandibular first molar in adults before and after orthodontic treatment

(mm,

注： ①P<0.05

3 討 論

3.1 CBCT的應(yīng)用

傳統(tǒng)的二維X線片如根尖片、全景片等，其結(jié)果都受曝光條件、拍攝角度等的影響，獲得的圖像都是頜面部結(jié)構(gòu)重疊的二維影像，存在信息丟失、圖像失真等誤差[6]。此外，平面圖像無法顯示牙槽骨復合體的曲線結(jié)構(gòu)。近年來，口腔CBCT已廣泛運用于錯頜畸形的診療，可以精確地在三維方向評估正畸治療的效果及牙槽骨形態(tài)變化和邊界狀況[7-10]，正畸醫(yī)生得以量化正畸治療帶來的牙槽骨高度、寬度的變化。本研究利用CBCT 1∶ 1地顯示牙列和頜骨硬組織結(jié)構(gòu)，直接對牙槽骨進行精確的測量。

3.2 定點方法的選擇

在進行正畸治療前后牙槽骨形態(tài)變化的比較研究中，必須確保兩次測量位置的一致性。本研究通過雙側(cè)頦孔及缺牙側(cè)下頜骨下緣為參照建立三維坐標系，然后在缺牙間隙的近、遠中做與X、Z軸平面相平行的截面，分別在各截面上測量正畸前后相同Z坐標值的牙槽骨寬度、皮質(zhì)骨厚度及頰、舌側(cè)牙槽骨高度；同一患者在正畸結(jié)束后的CBCT影像上使用同樣的參照點建立三維坐標系，選擇與術(shù)前Y值相同的3 個平行于X、Z平面的2 個截面進行測量。采用三維坐標系來確保正畸治療前后頭位、各截面位置及測量位點的一致性，使前后比較的結(jié)果有更高的可靠性；該方法還可用于正畸前后牙齒位置、方向的改變，支抗控制情況等研究，為其他需要連續(xù)觀察牙移動及牙槽骨改建的實驗提供一種科學、精確的參考方法。

3.3 牙齒缺失后牙槽骨的變化

研究表明，拔牙后隨著牙槽骨的塑性和改建，前6個月牙槽骨急速喪失，其寬度約吸收60%，高度降低40%[11]。拔牙窩的主要改變發(fā)生在前12 個月[12-13]， 1 年以后由于牙槽骨長期缺乏咀嚼力的功能性刺激，其高度和寬度仍逐漸減小，甚至萎縮成刃狀[14-16]。本研究中維持間隙組雖然牙槽骨完全愈合，但在正畸矯治過程中未進行修復治療，缺牙區(qū)牙槽骨持續(xù)萎縮，牙槽骨寬度、高度及皮質(zhì)骨厚度均有所減小(P<0.05)。為避免骨量進一步流失，給種植修復帶來困難，該類患者可嘗試通過牙移動關(guān)閉間隙，或在正畸治療調(diào)整好間隙后早期植入種植體，同時縮短患者缺牙時間。

3.4 正畸牙移動對萎縮牙槽骨的改建作用

本研究通過正畸治療關(guān)閉下頜第一磨牙處萎縮牙槽骨間隙，對矯治前后CBCT影像進行比較分析，結(jié)果表明，缺牙間隙近遠中牙槽骨寬度均有所增加(P<0.05)，以缺牙間隙遠中寬度增加較明顯，這與以往的研究結(jié)果一致[2，17-21]。有學者猜想，牙槽骨增寬可能是牙齒的寬度而不是新骨形成，即牙齒移出牙槽骨外導致其寬度增加[2，22]，本研究納入的病例中確有部分患者下頜第二前磨牙遠移過程中出現(xiàn)骨開裂的現(xiàn)象，但所有前移的第二磨牙均未發(fā)生骨開裂，因此，牙槽骨增寬可能是正畸牙移動過程中傳遞咬合力，從而刺激牙槽骨發(fā)生改建。

以往研究大多發(fā)現(xiàn)牙齒移入萎縮缺牙間隙后，牙槽骨高度存在不同程度的增加[2，23-24]。本研究發(fā)現(xiàn)正畸治療關(guān)閉下頜第一磨牙萎縮牙槽骨間隙后，近、遠中間隙頰側(cè)牙槽骨高度降低、舌側(cè)高度增加(P<0.05)。其主要原因是第二前磨牙遠移過程中，下頜弓形向遠中逐漸擴大，第二前磨牙有向頰側(cè)移動的趨勢，易導致牙根移出皮質(zhì)骨外形成骨開裂，從而導致牙槽骨高度降低；而在第二磨牙近移過程中，頜內(nèi)牽引力可能導致第二磨牙近中舌傾，其近中牙槽骨吸收，高度減低。因此，在關(guān)閉下頜第一磨牙間隙過程中應(yīng)注意弓形的調(diào)整，可適當縮小第二前磨牙遠中弓形，在第二磨牙近中彎制外展彎及后傾彎，盡量保持牙齒在牙槽骨中央整體移動[25-26]，避免牙根與頰側(cè)皮質(zhì)骨形成骨皮質(zhì)支抗，影響間隙關(guān)閉或?qū)е卵栏?，更好地促進牙槽骨改建。

本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，正畸治療關(guān)閉下頜第一磨牙萎縮牙槽骨間隙后，缺牙間隙近中頰、舌側(cè)及缺隙遠中頰側(cè)皮質(zhì)骨厚度均減小，僅缺隙遠中舌側(cè)皮質(zhì)骨厚度有所增加，其中近中頰側(cè)皮質(zhì)骨減少差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，其余差異均沒有統(tǒng)計學差異(P>0.05)，皮質(zhì)骨降低量不顯著。有研究表明，牙齒缺失后，缺牙區(qū)牙槽骨變窄，而皮質(zhì)骨變厚，牙齒重新移入缺牙間隙后有少量皮質(zhì)骨厚度減低屬正?，F(xiàn)象，大部分患者不會明顯影響牙周組織健康[27]。而近中頰側(cè)皮質(zhì)骨由于部分患者出現(xiàn)骨開裂現(xiàn)象，在關(guān)閉間隙過程中應(yīng)予以密切關(guān)注，注意調(diào)整作用力的大小、方向。

綜上所述，利用三維坐標系可準確比較萎縮牙槽骨在正畸前后的改建情況，對于維持間隙者，正畸治療后牙槽骨進一步萎縮變薄；牙齒移入萎縮牙槽骨關(guān)閉間隙后，其寬度、舌側(cè)牙槽骨高度均有所增加，但在正畸矯治過程中應(yīng)特別注意作用力的大小、方向，以免出現(xiàn)骨開裂、牙根吸收、牙齦退縮等危險。制定矯治計劃時，皮質(zhì)骨較薄的萎縮牙槽骨應(yīng)慎重考慮移入正畸牙關(guān)閉間隙，以致皮質(zhì)骨進一步吸收，影響牙周健康。對于維持間隙進行種植修復的患者，可在正畸矯治調(diào)整好間隙后早期植入種植體，以免骨量進一步流失。