隱形矯治上頜牙移動效能的評價

陳慧欣

廣東省江門市口腔醫(yī)院正畸科，廣東江門 529000

隱形矯治器（clear aligner，CA）是由計算機(jī)輔助設(shè)計其形狀，再由透明彈性塑料制作而成的無托槽透明矯治器，其以便捷、美觀、舒適、可預(yù)測的特點(diǎn)贏得了越來越多醫(yī)師和患者的青睞[1]。它可在矯治前通過軟件模擬牙齒移動的方向，提前預(yù)知矯治后的效果，并可根據(jù)醫(yī)生和患者的要求修改矯治方案，設(shè)計不同患者不同牙齒的個性化移動，實(shí)現(xiàn)以結(jié)果為導(dǎo)向的正畸治療。然而，隱形矯治軟件模擬的牙移動方向是否與患者真實(shí)的牙移動方向一致，即隱形矯治牙移動的效能如何，是隱形矯治成功與否的關(guān)鍵。本研究選取的病例均使用隱適美隱形矯治器Invisalign（Align公司，美國），應(yīng)用其配套的ClinCheck（Align公司）軟件設(shè)計矯治方案，探討隱形矯治的上頜牙移動效能。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2017年6月～2019年6月就診于本院正畸科采用Invisalign隱形矯治器的成年患者20例，其中女12例，男8例，年齡18～36歲。每例上頜均有14顆恒牙（從左上第二磨牙至右上第二磨牙），共280顆牙，均采用非拔牙策略。納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）成年患者，無影響牙齒移動的疾?。唬?）采用非拔牙矯治方案；（3）選擇Invisalign隱形矯治器并能按照醫(yī)囑完成治療過程。排除標(biāo)準(zhǔn)：有牙周組織相關(guān)疾病或其他影響牙齒移動的系統(tǒng)性疾病。

1.2 研究方法

1.2.1 采集病例 選取符合研究條件的Invisalign隱形矯治患者，經(jīng)患者知情同意后，用iTero口內(nèi)掃描儀獲取患者矯治前的三維數(shù)字化牙頜模型，命名為初始模型。應(yīng)用ClinCheck軟件設(shè)計矯治方案，并獲得矯治結(jié)束后的數(shù)字化牙頜模型，命名為目標(biāo)模型。指導(dǎo)患者每天佩戴矯治器至少22h，每付矯治器佩戴2 周后更換下一付矯治器。待矯治方案設(shè)計生產(chǎn)的矯治器佩戴完成后，用iTero口內(nèi)掃描儀獲取患者矯治后的三維數(shù)字化牙頜模型，命名為實(shí)際模型。

1.2.2 模型配準(zhǔn) 將初始模型、實(shí)際模型和目標(biāo)模型數(shù)據(jù)導(dǎo)入Geomagic studio12（美國）軟件中，用不同著色區(qū)分不同模型，紅色為初始模型，綠色為實(shí)際模型，藍(lán)色為目標(biāo)模型。

建立同一參考坐標(biāo)系：X 軸：連接雙側(cè)第一恒磨牙近中頰尖點(diǎn)的連線，向全牙列右方延伸為正。Y 軸：連接中切牙切緣鄰接點(diǎn)與 X 軸垂直的線，后方牙齒為正。Z 軸：過 X、Y 軸交點(diǎn)做與 X、Y 平面垂直的線，在上頜為向牙列合方延伸為正，齦方延伸為負(fù)。Δx代表牙齒在頰舌向上的移動量，Δy代表牙齒在近遠(yuǎn)中向上的移動量，Δz代表牙齒在垂直向上的移動量。見圖1。

圖1 建立坐標(biāo)系

選取切牙乳頭最前點(diǎn)，第三腭皺襞的末端點(diǎn)作為配準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行手動注冊后再進(jìn)行全局注冊，分別將初始模型和實(shí)際模型、初始模型和目標(biāo)模型進(jìn)行配準(zhǔn)，自動迭代100次后進(jìn)行最佳擬合對齊。偏差＜0.2mm，采集點(diǎn)10000，自動消除偏差。進(jìn)行偏差分析，確認(rèn)所選標(biāo)志點(diǎn)處于誤差范圍之內(nèi)。見圖2。

圖2 模型重疊配準(zhǔn)

1.2.3 模型測量 選擇測量參考點(diǎn)：（1）Pt1：切牙牙冠切緣中點(diǎn)或尖牙牙尖點(diǎn)或前磨牙頰尖點(diǎn)或磨牙近中頰尖點(diǎn)。（2）Pt2：切牙的近中切嵴與近中邊緣嵴的交點(diǎn)或尖牙、前磨牙、磨牙的近中牙尖嵴與近中邊緣嵴的交點(diǎn)。（3）Pt3：磨牙頰溝末端點(diǎn)。見圖3。

圖3 參考點(diǎn)的選擇

計算各牙在頰舌向、近遠(yuǎn)中向和垂直向的移動量：（1）切牙、尖牙、前磨牙、磨牙近遠(yuǎn)中向移動量：Pt2的Δy。（2）切牙、尖牙、前磨牙、磨牙垂直向移動量：Pt1的Δz。（3）切牙、尖牙、前磨牙頰舌向移動量：Pt1的Δx。磨牙頰舌向移動量：Pt3的Δx。

表2 不同方向移動效能的比較（x ± s，%）

一致性檢驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均由本人測量，采用同一測量工具，一周后隨機(jī)選擇5個病例進(jìn)行重新測量，使用組內(nèi)相關(guān)性分析檢驗(yàn)測量結(jié)果一致性，顯示差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。

1.2.4 計算各牙的矯治效能 實(shí)際移動量=實(shí)際模型坐標(biāo)值-初始模型坐標(biāo)值；目標(biāo)移動量=目標(biāo)模型坐標(biāo)值-初始模型坐標(biāo)值；牙齒移動效能=實(shí)際移動量/目標(biāo)移動量×100%。

1.3 統(tǒng)計學(xué)處理

采用統(tǒng)計學(xué)軟件SPSS20.0對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，采用配對t檢驗(yàn)比較牙齒頰向、舌向、近中、遠(yuǎn)中、伸長、壓低的實(shí)際移動量與目標(biāo)移動量，采用組間方差分析比較各方向的移動效能，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 目標(biāo)移動量與實(shí)際移動量的比較

上頜牙齒頰向、舌向、近中、遠(yuǎn)中、伸長、壓低的實(shí)際移動量均小于目標(biāo)移動量，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜ 0.05），見表 1。

表1 目標(biāo)移動量與實(shí)際移動量的比較（x ± s，mm，n=280）

2.2 移動效能的比較

遠(yuǎn)中移動的效能最高，壓低的效能最低，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），見表2。

3 討論

1997年，美國Align公司提出隱形矯治技術(shù)[2]。1998 年，該公司將研發(fā)的 Invisalign隱形矯治器應(yīng)用于臨床，后有學(xué)者對其矯治效率進(jìn)行研究。Simon等[3]研究了30位Invisalign矯治器的患者，認(rèn)為其平均矯治效率為 59%，其中磨牙遠(yuǎn)中移動的效率最高，達(dá) 87%，而上頜前牙轉(zhuǎn)矩和前磨牙扭轉(zhuǎn)的效率分別為42%和40%。Aikaterini等[4]系統(tǒng)回顧了Invisalign矯治器的臨床有效性，認(rèn)為其在整體牙齒擴(kuò)弓，拔牙間隙的關(guān)閉，咬合紊亂的矯正和顯著的矢狀向和垂直向錯合的矯正方面有效性欠佳。Orfeas Charalampakis等[5]評價了使用Invisalign矯治器的切牙在水平向上的移動最符合預(yù)期，在垂直向和旋轉(zhuǎn)上的移動不及預(yù)期，尤其是上頜中切牙的壓低和上頜尖牙的旋轉(zhuǎn)。Thorsten Grünheid等[6]評價了Invisalign 矯治器在非拔牙病例中不同牙齒類型和移動方向的實(shí)現(xiàn)效率，發(fā)現(xiàn)其在前牙移動的實(shí)現(xiàn)效率較高，在后牙的較差。Jean-Philippe Houle[7]等研究了Invisalign 矯治器的擴(kuò)弓效率，發(fā)現(xiàn)上頜擴(kuò)弓的平均準(zhǔn)確度為72.8%，下頜擴(kuò)弓的的總體準(zhǔn)確度為87.7%。戴帆帆等[8]研究了拔除第一前磨牙的Invisalign病例的第一磨牙和中切牙的移動效率，發(fā)現(xiàn)第一磨牙的轉(zhuǎn)矩控制和中切牙的內(nèi)收沒有完全達(dá)到預(yù)期效果。本研究發(fā)現(xiàn)，所有樣本牙齒的實(shí)際移動量均小于預(yù)期的目標(biāo)移動量，與上述學(xué)者的研究結(jié)果一致。經(jīng)分析認(rèn)為，原因可能包括以下方面：（1）隱形矯治器的性能。Papadopoulou等[9]研究發(fā)現(xiàn)Invisalign矯治器在使用一到兩周后，其表面粗糙度和機(jī)械性能會變差。由于隱形矯治主要依靠熱壓膜技術(shù)制成的矯治器的形變使牙齒發(fā)生移動，矯治器性能的衰減會不可避免地引起矯治效能的降低。因此，使用性能更穩(wěn)定的隱形矯治器可以使預(yù)期矯治目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)更有保證[10-12]。另外，制定每一付矯治器合適的佩戴時間，使其既能有足夠的時間充分發(fā)揮矯治力，也能在矯治器性能大量衰減前及時更換下一付矯治器，也能提高矯治效能[13]。由于個體差異，不同患者或者不同難度的病例的最適矯治器佩戴時間可能有所不同，制定個性化的矯治器佩戴方案可能有助于提高矯治效能。（2）附件的影響。附件很大程度上決定了隱形矯治器的固位和矯治力的實(shí)施[14]，附件的類型，附件的粘接是否準(zhǔn)確，附件材料的性能[10]，在矯治器佩戴過程中附件的脫落、磨損也會影響矯治效能的實(shí)現(xiàn)。這需要臨床醫(yī)生設(shè)計更合適的附件，提高附件粘接技能，選擇更穩(wěn)定耐磨的附件材料，在復(fù)診監(jiān)控中及時發(fā)現(xiàn)脫落和磨損的附件，及時修復(fù)。（3）牙周組織的狀況。矯治力過小，牙齒不發(fā)生移動。矯治力過大，會對牙周組織造成損傷，延緩牙齒的移動。只有最適合的矯治力才會使牙周組織處于最活躍的生理性改建狀態(tài)，矯治的效率最高[15-16]。但生產(chǎn)矯治器的公司無法得知不同患者的最適矯治力，就無法根據(jù)不同患者的牙周狀況設(shè)計最適合該患者的矯治器，因此矯治預(yù)期值無法完全達(dá)到。（4）患者的依從性。隱形矯治器是患者可以自行摘戴的矯治器，患者是否按照醫(yī)囑佩戴，是否按時復(fù)診都影響了矯治的效能[17]。

在牙齒頰舌向、近遠(yuǎn)中向、垂直向的移動中，伸長的效能最低，與Kravitz等[18]的研究結(jié)果一致。究其原因，可能與伸長移動與矯治器的脫位方向一致，附件很難使牙齒發(fā)生合向移動，伸長移動時矯治器容易脫軌有關(guān)。

本研究的結(jié)果表明，隱形矯治動畫設(shè)計的牙齒移動在臨床上并不能完全實(shí)現(xiàn)，特別是伸長移動的實(shí)現(xiàn)效能最低，提示我們設(shè)計矯治方案時，應(yīng)適當(dāng)增加過矯正，輔助牽引或者種植支抗等措施以提高實(shí)現(xiàn)效率。至于增加多少的過矯正或者牽引能提高多少的移動效能，尚待進(jìn)一步深入研究。

如何使隱形矯治實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的牙齒三維移動，提高矯治效能是值得正畸醫(yī)師探索的問題。本研究只選取了樣本的上頜牙齒作為研究對象，是由于上頜有切牙乳頭最前點(diǎn)，第三腭皺襞的末端點(diǎn)等比較穩(wěn)定的解剖標(biāo)志點(diǎn)作為模型配準(zhǔn)的參考點(diǎn)[19-20]，而所有樣本的下頜牙齒均設(shè)計了移動，導(dǎo)致下頜沒有穩(wěn)定的模型配準(zhǔn)參考點(diǎn)，因此未將下頜牙齒納入研究。若下頜能找到穩(wěn)定的參考點(diǎn)，比如植入種植釘，可將全牙列納入研究，這樣會更全面。另外，Geomagic studio12的數(shù)字化模型配準(zhǔn)和ClinCheck軟件設(shè)計的矯治方案都只涉及牙冠，不涉及牙根，因此本實(shí)驗(yàn)研究的實(shí)際上是牙冠的移動效能，至于牙根是否和牙冠一起整體移動以及牙根的移動效能如何，還有待深入研究。