上頜第一乳磨牙臨床牙冠的計(jì)算機(jī)輔助測(cè)量

周永川 王金業(yè) 周樂迪 盧曉爔 平雅坤

近年來，國內(nèi)外有大量學(xué)者[1-2]報(bào)道了不銹鋼預(yù)成冠(stainless steel crown SSC)在乳牙大面積損修復(fù)方面的優(yōu)勢(shì)，普遍認(rèn)為SSC技術(shù)能很好的恢復(fù)咬合和鄰接，不易脫落，臨床操作要求低，是非常適合乳牙大面積牙冠缺損的一種牙體修復(fù)技術(shù)。近年來，SSC在我國兒童口腔臨床應(yīng)用發(fā)展迅猛，但是臨床發(fā)現(xiàn)目前國內(nèi)多應(yīng)用進(jìn)口SSC，其與我國兒童乳牙形態(tài)存在一定的差異，導(dǎo)致臨床應(yīng)用難度加大，尤其是上頜第一乳磨牙SSC，需要較多修剪，難度最大。有必要研發(fā)更加適合我國兒童牙齒形態(tài)的SSC，而乳牙牙冠形態(tài)數(shù)據(jù)測(cè)量是其基礎(chǔ)。

目前國內(nèi)外運(yùn)用數(shù)字化三維測(cè)量獲得精確數(shù)據(jù)的技術(shù)已相當(dāng)成熟[3-4]，且已在牙齒測(cè)量方面成功運(yùn)用[5]，然而對(duì)乳牙解剖牙冠數(shù)字化三維重建的研究在國內(nèi)外報(bào)導(dǎo)甚少,少數(shù)的對(duì)乳牙解剖牙冠數(shù)字化研究也僅限于部分?jǐn)?shù)據(jù)或牙頜模型。大部分乳牙研究是采用分軌、直尺、游標(biāo)卡尺等傳統(tǒng)測(cè)量手段，未對(duì)乳牙牙冠進(jìn)行數(shù)字化三維重建詳細(xì)測(cè)量其形態(tài)數(shù)據(jù)，導(dǎo)致乳牙牙冠形態(tài)數(shù)據(jù)匱乏。

因此本課題組利用三維掃描及3D測(cè)量軟件測(cè)量了116 顆我國華北地區(qū)兒童上頜第一乳磨牙，建立此牙詳細(xì)的數(shù)據(jù)檔案，豐富乳牙解剖并為研發(fā)更適合我國患兒乳牙形態(tài)的SSC提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 基本材料

口外掃描儀(D900，精度0.015 mm，3shape公司, 丹麥)掃描了2018 年3 月～2019 年3 月于河北醫(yī)科大學(xué)口腔醫(yī)院就診患兒116 顆完整上頜第一乳磨牙石膏模型(牙冠完整，無齲壞、充填及牙髓、根尖炎癥，取模及模型修整過程中未破壞目標(biāo)牙位),小鋼鋸去除模型目標(biāo)牙位相鄰牙，保留鄰牙臨近目標(biāo)牙位部分石膏牙體，粗砂紙打磨，保留目標(biāo)牙位牙體完整。保存為stl格式文件后導(dǎo)入3D處理軟件(Geomagic Wrap2015， Geomagic公司, 美國)建立坐標(biāo)系。

1.2 方法

用3D測(cè)量軟件(Creo 2.0，PTC公司， 美國)測(cè)量形態(tài)數(shù)據(jù)，測(cè)量項(xiàng)目如下：最大近遠(yuǎn)中徑：近中面與遠(yuǎn)中面之間的最長距離; 頰舌徑：頰面與舌面之間的最長距離。

頰舌側(cè)平均近遠(yuǎn)中徑比=頰側(cè)平均均寬/舌側(cè)平均均寬

冠指數(shù)=(頰舌徑×100)/近遠(yuǎn)中徑

冠面積=近遠(yuǎn)中徑×頰舌徑

齦緣周徑：齦緣高點(diǎn)平面截面的牙冠周徑; 頜面周徑：冠周徑平面截面的牙冠周徑; 最大周徑：最大周徑平面截面的牙冠周徑; 頰面冠高：頰面牙齦最低處到牙尖最高處的距離; 舌面冠高：舌面牙齦最低處到牙尖最高處的距離; 近遠(yuǎn)中面冠高：近遠(yuǎn)中面的牙齦最高處到近遠(yuǎn)中溝的距離

曲率=1/半徑(r)

2×r×sin[弧長/(2×r)]=弦長, 來求r的最大近似值

統(tǒng)計(jì)各測(cè)量項(xiàng)目性別和左右側(cè)差異。以乳牙牙冠3 個(gè)平面周徑(頜面周徑、最大周徑、齦緣周徑)建立頻率分布統(tǒng)計(jì)圖(圖 1)，分析牙冠冠周徑的集中趨勢(shì)。計(jì)算乳牙牙冠各測(cè)量項(xiàng)目醫(yī)學(xué)參考值范圍，確定國產(chǎn)SSC各數(shù)值分布區(qū)間。使用IBM公司的統(tǒng)計(jì)軟件IBM SPSS Statistics 21進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。

圖 1 116 例兒童上頜第一乳磨牙臨床牙冠周徑(mm)分布

2 結(jié) 果

(1) 116 名兒童上頜第一乳磨牙臨床牙冠直徑分布趨勢(shì)為：冠平面(22.72±0.68) mm、最大周徑平面(23.71±0.74) mm、齦緣高點(diǎn)平面(23.79±0.74) mm根據(jù)高斯檢驗(yàn)， 3 個(gè)平面均符合正態(tài)分布(P>0.05)，數(shù)據(jù)有集中分布趨勢(shì)(圖 1)。

(2) 不同性別上頜第一乳磨牙形態(tài)測(cè)量結(jié)果對(duì)比見表 1。近遠(yuǎn)中徑、頰舌徑、冠面積，頜面周徑，最大周徑測(cè)量值存在性別差異(P<0.05)，其他測(cè)量項(xiàng)無性別差異(P> 0.05)。

(3)左右側(cè)上頜第一乳磨牙形態(tài)測(cè)量結(jié)果對(duì)比見表 2。左右兩側(cè)牙冠測(cè)量值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

(4) 根據(jù)上述結(jié)果，作者對(duì)上頜第一乳磨牙牙冠形態(tài)測(cè)量醫(yī)學(xué)參考值范圍提出建議，如表 3所示。

3 討 論

鎳鉻冠，通常被稱為SSC，通過選號(hào)與邊緣修整完成就位，修復(fù)乳牙牙冠缺損。目前我國市場(chǎng)上應(yīng)用最普遍的是韓國和美國SSC，均有從2號(hào)到7號(hào)6 種不同尺寸。臨床使用發(fā)現(xiàn)我國兒童乳牙形態(tài)與成品SSC形態(tài)存在顯著差異，這與不同廠家制作SSC時(shí)參考的乳牙形態(tài)數(shù)據(jù)來源不同有關(guān)，文獻(xiàn)檢索顯示我國華北地區(qū)兒童上頜第一乳磨牙近遠(yuǎn)中徑小于中國臺(tái)灣、中國香港、美國、澳大利亞、印度、冰島。 頰舌徑小于中國臺(tái)灣、 美國、 印度、冰島[6-7]。采用歐美標(biāo)準(zhǔn)及韓國標(biāo)準(zhǔn)制成的SSC形態(tài)必定與我國國內(nèi)兒童乳牙形態(tài)有較多差距，如冠高，冠指數(shù)，牙面弧度等。收集我國兒童乳牙牙冠形態(tài)數(shù)據(jù)是SSC國產(chǎn)化研發(fā)的基礎(chǔ)。

表 1 不同性別兒童第一乳磨牙測(cè)量值比較表(mm)

表 2 左右側(cè)第一乳磨牙測(cè)量值比較(mm)

尚佳建等[8]測(cè)量了國內(nèi)北方兒童牙冠近遠(yuǎn)中徑，頰舌徑及頰舌側(cè)冠高，限于傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)的限制，測(cè)量項(xiàng)目較少。本研究中利用3D測(cè)量技術(shù)能更全面的獲取牙冠形態(tài)數(shù)據(jù)，使用近遠(yuǎn)中徑，頰舌徑，冠面積，周徑，冠高來代表我國華北地區(qū)乳牙牙冠大小尺寸。用冠指數(shù)、曲率、頰舌側(cè)平均近遠(yuǎn)中徑反映冠形態(tài)。冠指數(shù)和冠面積通過將近遠(yuǎn)中徑和頰舌徑合并為一個(gè)值，可以很好地反應(yīng)牙齒形態(tài)特性[9]。冠指數(shù)表示近遠(yuǎn)中徑和頰舌徑的相對(duì)大小，是影響SSC就位的重要指標(biāo)，冠指數(shù)小則會(huì)出現(xiàn)頰舌徑長度不滿足就位條件，需磨除較多的乳磨牙臨床牙冠頰或舌側(cè)面；冠面積，是近遠(yuǎn)中徑和頰舌徑的乘積，它代表了牙齒總體大小，可用于指導(dǎo)臨床選擇合適的SSC型號(hào)。

表 3 第一乳磨牙測(cè)量數(shù)據(jù)醫(yī)學(xué)參考值 (mm)

Dowling等[10]采用三維掃描跟蹤技術(shù)測(cè)量了6 顆上頜前牙的接觸點(diǎn)位移，發(fā)現(xiàn)數(shù)字模型測(cè)量具有較好的重復(fù)性和準(zhǔn)確性。通過3D掃描，從多方面精確測(cè)量上頜第一乳磨牙形態(tài)數(shù)據(jù)。醫(yī)學(xué)參考值為我國SSC研制提供了最大值與最小值范圍，避免出現(xiàn)最大SSC不夠大，最小不夠小的情況。頻率分布數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)在頜面周徑平面，最大周徑平面，頸緣周徑平面三個(gè)平面冠周徑的集中趨勢(shì)，在冠面周徑平面，周徑范圍在21.4～24.05，相較國內(nèi)其他研究結(jié)果總體偏小，集中趨勢(shì)無明顯差異。在最大周徑和齦緣周徑平面我們發(fā)現(xiàn)集中趨勢(shì)非常明顯，集中于23.5～24 mm，測(cè)量過程中亦發(fā)現(xiàn)最大周徑與齦緣周徑常重合，表明上頜第一乳磨牙臨床牙冠無明顯的收縮趨勢(shì)，臨床牙冠冠周徑從咬合面到齦緣逐漸增大。

關(guān)于乳牙牙冠形態(tài)研究發(fā)現(xiàn)，左右乳牙形態(tài)大小有顯著的相關(guān)性，即一個(gè)人左側(cè)乳牙越大(越小)，右側(cè)乳牙也越大(越小)，張東妹 等[11]及Zameer等[12]認(rèn)為，牙冠左右側(cè)所存在的細(xì)小差異，是人類基因遺傳和自然環(huán)境不斷改變所造成的影響，也是人類牙齒退行性改變時(shí)，左右兩側(cè)退行不均衡所導(dǎo)致，但是其差異很細(xì)微，可以忽略。石四箴等[13]及高升輝等[14]研究結(jié)果表明，左右側(cè)同名乳牙的牙冠近遠(yuǎn)中徑存在微小差異，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)上顯著性意義。所以同一型號(hào)SSC左右形態(tài)大小基本一致。關(guān)于性別差異，多數(shù)學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)男女乳牙形態(tài)有顯著性別差異，對(duì)臨床選擇合適的SSC型號(hào)有指導(dǎo)意義。臺(tái)灣學(xué)者研究了90 名兒童乳牙近遠(yuǎn)中徑，發(fā)現(xiàn)男女性別差異明顯，多個(gè)牙位男孩乳牙近遠(yuǎn)中徑大于女孩，這可能與Y染色體對(duì)牙本質(zhì)發(fā)生(牙本質(zhì)產(chǎn)生)的生長促進(jìn)作用有關(guān)[6]。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)在近遠(yuǎn)中徑、頰舌徑、冠面積，頜面周徑，最大周徑存在性別差異，其他檢測(cè)項(xiàng)均無差異，表明男孩上頜第一乳磨牙大小尺寸較女孩大，但是形態(tài)無明顯差異，左右側(cè)乳牙形態(tài)大小均無差異。

分析整個(gè)數(shù)字化制作測(cè)量流程，模型制取采用超硬石膏，盡量減少集合收縮誤差，實(shí)驗(yàn)中所采用的三維模型掃描儀掃描精度在10 μm 以內(nèi)，相對(duì)于其他來源的誤差非常小，基本可以忽略不計(jì)，雙探頭可滿足無死角掃描收集牙冠表面數(shù)據(jù)?？赡墚a(chǎn)生誤差的步驟主要包括: (1)模型制取時(shí)產(chǎn)生的誤差;包括模型近遠(yuǎn)中面的修整和齦緣位置的確定； (2)確定模型空間位置的誤差; 測(cè)量前空間位置的確定是導(dǎo)致誤差的主要來源[15-17]，這也可能是本測(cè)量結(jié)果顯示冠高無差異的原因。傳統(tǒng)手動(dòng)測(cè)量憑借測(cè)量者感覺，各測(cè)量指標(biāo)間沒有統(tǒng)一的空間位置，單個(gè)牙齒在牙列中的空間位置的確定標(biāo)準(zhǔn)需要進(jìn)一步的研究。本研究模型準(zhǔn)備和計(jì)算機(jī)輔助測(cè)量由同一個(gè)口腔醫(yī)生操作，區(qū)分模型解剖結(jié)構(gòu)和確定模型空間位置，最大限度減少人為誤差。