应用锥形束CT对安氏Ⅱ类患者正畸微种植体植入部位骨量评估的初步研究

潘　峰，周　洪，卢　蓁

(西安交通大学口腔医院正畸科，陕西 西安 710004)



·论著·

应用锥形束CT对安氏Ⅱ类患者正畸微种植体植入部位骨量评估的初步研究

潘峰，周洪，卢蓁

(西安交通大学口腔医院正畸科，陕西 西安 710004)

目的评估安氏Ⅱ类患者上下颌牙根间骨量并确定正畸微种植体的安全植入部位。方法收集24例安氏Ⅱ类患者锥形束CT数据, 分为男性组和女性组各12例 ，测量自釉牙骨质界起始，距离0、1、2、3、4、5 mm的不同横断面上，不同部位牙根间近远中向距离并分析。结果在上颌尖牙-第一前磨牙间，上颌第一、二磨牙之间0、1 mm水平，下颌第一、二双尖牙之间0、1 mm水平，根间近远中向距离测量值在男女组间差异有统计学意义；在上颌，除第一二磨牙间，牙根间距离沿根尖方向增大；牙根间近远中向距离>3.2 mm的部位包括：中切牙间(5 mm水平)，侧切牙-尖牙间(5 mm水平)，尖牙-第一前磨牙间(男性，3 mm水平以上)，第一、二前磨牙间(4 mm水平以上)，第二前磨牙-第一磨牙间(3 mm水平以上)；在下颌：牙根间距离沿根尖方向增大；牙根间近远中向距离>3.2 mm的部位包括：第一、二前磨牙间(2 mm水平以上)，第二前磨牙-第一磨牙间(2 mm水平以上)，第一、二磨牙间(1 mm水平以上)。结论安氏Ⅱ类患者不适于正畸微种植体植入的部位包括：上颌中切牙-侧切牙间及第一二磨牙间；下颌切牙间，侧切牙-尖牙间，及尖牙-第一前磨牙间。其余牙根间位置适于正畸微种植体植入，安全植入部位高度因位置不同而存在差异。

正畸学；支抗；微种植体；锥形束CT

10.3969/j.issn.1007-3205.2016.09.013

[Abstract]ObjectiveTo access the amount of maxillary and mandibular interradicular bone and to determine the most reliable implant sites in class Ⅱ patients. MethodsTwenty-four(12 females, 12 males) class Ⅱ patients cone beam computed tomography records were obtained, mesiodista direction measurements were made at 0, 1, 2, 3, 4, 5 mm heights from cementoenamel junction through axial slices. ResultsIn both maxillary and mandibular arch, the inter-radicular space was increased in the apical direction except between the upper first and second molar. The measurements of region between the upper canine and first premolar showed significant differences between male and female groups. The bone space exceeds 3.2 mm located at regions include maxilla: between central incisors(5 mm), lateral incisor and canine(5 mm), canine and first premolar(male, 3 mm above), first and second premolars(4 mm above), second premolar and first molar(3 mm above). In mandible, the distance between the root and root increased along the root apex. The distance from the root to the distal part of the root longer than 3.2 mm include: first and second premolars(2 mm above), first and second molars(2 mm above), second premolar and first molar (1 mm above)(mandible). ConclusionThe regions that were not ideal for mini-implants insertion for class Ⅱ patients included areas between central and lateral incisors or molars(maxilla); regions between incisors and canines. There were differences in the position of the safety implant for different position.

在正畸治疗过程中，为增加支抗的控制和降低患者配合难度促使临床医生使用正畸微种植体[1]，正畸微种植体植入方式可分为骨内或骨膜下，通过机械嵌合或骨整合提供绝对支抗[2-3]。其中临床使用最为广泛的是微螺钉型种植体，直径1.2～2 mm，长度6～12 mm[4]。正畸微种植体临床应用常见问题是脱落率较高，尽管在理想状况下机械嵌合或不完全的骨整合能够保证正畸微种植体的稳定性，但当种植体周围骨量不足，植入或围手术期处理不当，都会导致植入后种植体松动。对于种植体周围骨量不足的问题，合适的种植部位选择非常重要，有许多学者对微种植体安全植入部位进行了研究[5-7]。在众多对种植部位骨量评价的方法中，锥形束CT(cone beam computed tomography,CBCT)因其放射性低、费用低、准确度可靠以及相关影像分析软件丰富被大量采用[3,8-10]。本研究通过对CBCT影像数据进行三维图像分析，旨在评估安氏Ⅱ类患者上下颌牙根间骨量并确定正畸微种植体的安全植入部位。

1　资料与方法

1.1一般资料收集2014年12月—2015年11月西安交通大学口腔医院正畸科24例安氏Ⅱ类患者CBCT数据,分为男性组12例，年龄18～30岁，平均(23.08±4.03)岁，女性组12例，年龄16～32岁，平均(23.25±6.03)岁。患者纳入标准：恒牙列(第二磨牙已萌出)，无牙齿缺失；安氏Ⅱ类磨牙关系；上下颌拥挤度<5 mm。

患者均签署知情同意书，研究方案经西安交通大学口腔医院伦理委员会审核批准。

1.2方法通过三维图像分析软件(InVivoDental version 4.1.35.0)自CBCT数据获取轴断面影像(图1)，在自釉牙骨质界起始的0、1、2、3、4、5 mm不同横断面上，测量不同部位牙根间(上下颌各13个位点)近远中向最短距离并进行数据分析，根据已有研究结果[4,7-11]，选择牙根间距离>3.2 mm作为安全植入部位。

图1上颌牙弓横断面牙根间骨量测量

Firgure 1Inter-radicular bone mass evaluation in maxillary axial plane

2　结　　果

2.1上颌牙槽骨不同高度及位点间测量值比较对上颌两侧同名位点同平面测量值分析显示，同名位点间差异无统计学意义(P>0.05)，据此将上颌两侧同名位点同平面测量值合并至同一试验组(上颌中切牙间位点除外)。在上颌中切牙之间(1～1)的0～5 mm水平、中切牙与侧切牙之间(1～2)的0～5 mm水平、侧切牙与尖牙之间(2～3)的0～5 mm水平、第一双尖牙与第二双尖牙之间(4～5)的0～5 mm水平、第二双尖牙与第一磨牙之间(5～6)的0～5 mm水平、第一磨牙与第二磨牙之间(6～7)的2～5 mm水平，男女组间测量值的差异无统计学意义(P>0.05)；在尖牙与第一双尖牙之间(3～4)的0～5 mm水平、在第一磨牙与第二磨牙之间(6～7)0，1 mm水平，女性组测量值较男性组大，差异有统计学意义(P<0.05)；在上颌牙弓，除第一二磨牙间，牙根间距离沿根尖方向增大；上颌牙根间近远中向距离>3.2 mm的部位包括：中切牙间(5 mm水平)，侧切牙-尖牙间(5 mm水平)，尖牙-第一前磨牙间(男性，3 mm水平以上)，第一、二前磨牙间(4 mm水平以上)，第二前磨牙-第一磨牙间(3 mm水平以上)。上述部位适于正畸微种植体植入。见表1。

表1上颌不同高度及位点测量均值

组别1～10mm1mm2mm3mm4mm5mm男性2.05±0.362.30±0.532.55±0.762.72±0.742.93±0.623.29±0.55女性2.52±0.702.42±0.632.59±0.702.89±0.773.07±0.713.25±0.84t0.9740.9001.7561.0710.6970.523P0.2270.2790.1980.2880.4820.586组别1～20mm1mm2mm3mm4mm5mm男性1.71±0.371.83±0.291.85±0.521.83±0.582.07±0.792.11±0.78女性1.85±0.661.92±0.542.00±0.502.09±0.592.21±0.592.30±0.68t0.3880.4240.3540.5860.6800.754P0.9050.7770.9330.7020.5290.469组别2～30mm1mm2mm3mm4mm5mm男性1.96±0.342.19±2.412.34±0.402.65±0.492.89±0.593.24±0.64女性2.16±0.742.34±0.672.56±0.642.83±0.623.09±0.583.49±0.72t0.3980.8770.8970.7760.6450.657P0.8730.3980.3240.4810.6540.607组别3～40mm1mm2mm3mm4mm5mm男性2.27±0.432.55±0.432.71±0.412.79±0.522.95±0.472.97±0.59女性2.61±0.422.85±0.533.14±0.563.33±0.563.37±0.653.51±0.73t2.3293.7082.2883.4862.0042.342P0.0290.0020.0310.0020.0410.032组别4～50mm1mm2mm3mm4mm5mm男性2.48±0.382.74±0.652.88±0.543.14±0.573.38±0.483.45±0.63女性2.55±0.532.89±0.583.07±0.423.33±0.473.49±0.513.59±0.62t0.6490.7650.6410.7790.6770.786P0.6310.4980.6350.4850.5590.471组别5～60mm1mm2mm3mm4mm5mm男性2.62±0.452.83±0.443.10±0.483.24±0.583.18±0.783.16±0.88女性2.46±0.653.00±0.853.25±0.743.35±0.873.46±0.903.56±0.94t0.7870.9320.5051.2340.7320.696P0.4290.3370.7280.2250.4780.538组别6～70mm1mm2mm3mm4mm5mm男性1.82±0.382.12±0.362.47±0.362.53±0.502.37±0.652.22±0.71女性2.12±0.462.44±0.392.64±0.402.63±0.732.33±0.842.12±0.92t3.8642.2080.8970.4980.6360.790P0.0020.0340.3970.7480.6630.427

2.2下颌牙槽骨不同高度及位点间测量值比较对下颌两侧同名位点同平面测量值分析显示，同名位点间差异无统计学意义(P>0.05)，据此将下颌两侧同名位点同平面测量值合并至同一试验组(下颌中切牙间位点除外)。在下颌中切牙之间(1～1)的0～5 mm水平、中切牙与侧切牙之间(1～2)的0～5 mm水平、侧切牙与尖牙之间(2～3)的0～5 mm水平、在尖牙与第一双尖牙之间(3～4) 的0～5 mm水平、第一尖牙与第二双尖牙之间(4～5)的2～5 mm水平、第二双尖牙与第一磨牙之间(5～6)的的0～5 mm水平、第一磨牙与第二磨牙之间(6～7)的2～5 mm水平，男女组间测量值的差异无统计学意义(P>0.05)；在第一双尖牙与第二双尖牙之间(4～5)的0、1 mm水平，女性组较男性组测量值大，差异有统计学意义(P<0.05)；在下颌牙弓，牙根间距离沿根尖方向增大；下颌牙根间近远中向距离>3.2 mm的部位包括：第一、二前磨牙间(2 mm水平以上)，第二前磨牙-第一磨牙间(2 mm水平以上)，第一、二磨牙间(1 mm水平以上)。上述部位适于正畸微种植体植入。见表2。

表2下颌不同高度及位点测量均值

Table 2Mean values of different heights and sites of mandible

组别1～10mm1mm2mm3mm4mm5mm男性1.38±0.511.49±0.421.53±0.321.54±0.321.61±0.431.68±0.54女性1.69±0.431.67±0.561.84±0.611.91±0.551.89±0.661.89±0.58t0.28950.50830.61230.47011.14230.4896P0.8810.6710.5630.6980.3480.675组别1～20mm1mm2mm3mm4mm5mm男性1.35±0.371.37±0.371.56±0.341.48±0.381.56±0.391.71±0.48女性1.58±0.431.61±0.451.61±0.351.69±0.391.67±0.321.66±0.46t0.39870.62330.20760.60240.78810.6746P0.8720.6720.9120.6910.4940.563组别2～30mm1mm2mm3mm4mm5mm男性1.49±0.451.79±0.452.03±0.442.22±0.382.46±0.542.65±0.63女性1.78±0.642.02±0.592.10±0.462.39±0.492.61±0.572.74±0.55t0.68780.42810.90270.64770.69970.7121P0.5080.7960.3160.6520.5370.467组别3～40mm1mm2mm3mm4mm5mm男性2.09±0.542.35±0.502.39±0.502.58±0.622.72±0.632.83±0.86女性2.44±0.612.56±0.572.67±0.632.85±0.693.01±0.663.07±0.75t1.1471.0590.8840.9050.6660.601P0.2460.2910.3900.3470.5070.68组别4～50mm1mm2mm3mm4mm5mm男性2.48±0.582.86±0.483.28±0.493.55±0.693.87±0.824.14±0.85女性2.97±0.673.28±0.783.65±0.813.97±0.884.29±0.874.54±1.03t2.2482.3450.6320.4170.4830.599P0.0380.0270.6580.8690.7820.685组别5～60mm1mm2mm3mm4mm5mm男性2.70±0.532.95±0.543.44±0.583.63±0.553.71±0.573.90±0.68女性3.07±0.583.47±0.743.87±1.064.20±1.334.55±1.584.71±1.78t0.6700.7780.4301.0220.6690.649P0.5290.4360.8280.3230.5780.621组别6～70mm1mm2mm3mm4mm5mm男性2.62±0.633.29±0.653.54±0.683.69±0.693.83±0.833.96±0.87女性3.07±0.833.59±0.964.01±1.124.29±1.274.34±1.394.55±1.52t0.6480.6990.6521.0680.6980.647P0.6430.5370.6210.3150.4950.635

3　讨　　论

对于口腔正畸来说，稳定性是微种植体临床应用的关键问题，微种植体植入后的稳定性受很多因素的影响，植入区骨密度、种植体周围软组织情况、种植体形态设计、植入方式、植入角度以及加力负载等因素均会影响微种植体在受力条件下的稳定性[12]。其中植入部位的选择尤为重要，不适合的种植部位选择不仅增加了操作难度，而且容易发生意外损伤，导致植入失败。局部骨量大小是决定植入部位的首要考虑因素。以往，人们对种植部位骨量进行评估时很大程度上依赖二维的X线影像学测量结果，如曲面断层片或根尖片等，但由于牙周结构具有三维形态，所拍摄二维X线影像存在解剖结构重叠及几何放大误差，用二维影像的线性测量来评估三维空间结构本身存在先天不足，测量结果并不能真实反映局部牙槽骨骨量的大小[10]。

CBCT是一种新型颅面X线影像采集设备，能够提供等比例包含软组织、骨组织及牙齿等的颅面三维重建影像， CBCT的原理为采用锥束射线源和平板探测器一次获某个角度下的物体全部截面投影数据，并通过软件计算重建三维影像[13]。在牙槽骨骨量评估方面，与传统的根尖片相比，CBCT影像没有变形，并包含三维方向信息，能够对根周骨量进行更为准确的测量。Tadinada等[14]应用CBCT对上颌单侧阻生尖牙患者牙槽骨宽度及高度进行测量，结果显示健侧牙槽骨颊舌向距离(8.70±1.13) mm，高度(19.49±2.09) mm，阻生侧牙槽骨颊舌向距离(6.87±1.08) mm，高度(18.12±2.28) mm，证实阻生牙局部牙槽骨骨量降低。Holmes等[15]应用CBCT对牙弓中后段牙根间颊侧牙槽骨骨皮质厚度进行测量，证实测量部位骨皮质厚度在近远中方向差异有统计学意义，根间中点部位骨皮质厚度最低；骨皮质厚度<1 mm部位(20%)集中于下颌尖牙和第一前磨牙间，骨皮质厚度>1.5 mm部位(>50%)主要在下颌第二前磨牙和第一磨牙间近第一磨牙处，距牙槽嵴顶6 mm处；对于矫治设计组牙移动的患者，微种植体需要靠近支抗牙植入，以达到最大限度牙齿移动，避免微种植体反复植入。以上研究结果说明微种植体靠近支抗牙植入是有足够皮质骨骨量保证其稳定性的。

以往研究结果显示，由于游离龈结构疏松，易受局部摩擦刺激增生后覆盖微种植体，正畸微种植体的理想植入部位应位于结构相对致密的附着龈[2]。有学者证实，上下颌牙弓颊侧附着龈的宽度均小于5 mm[11]。因此，本研究选择距离釉牙骨质界0、1、 2、 3、 4、5 mm的平面进行根间骨量测量，以确保种植体植入部位在附着龈区域。此外，有学者研究发现，正畸微种植体与牙根间的最小安全距离为1 mm，在安全距离以外才能保证牙周膜完整，避免牙根受损[7]。鉴于目前临床使用的正畸微种植体直径多在1.2～2 mm[4]，本研究选择>3.2 mm作为正畸微种植体植入的安全骨量。

本研究结果显示，对于安氏Ⅱ类患者，根间骨量存在随测量平面升高而增加的趋势(除上颌第一二磨牙间)；另外，上下颌理想的微种植体安全植入部位是不同的。因根间骨量不足，上颌中切牙-侧切牙间及第一二磨牙间，下颌切牙间，侧切牙-尖牙间，及尖牙-第一前磨牙间不适于微种植体植入，其余牙根间位置适于正畸微种植体植入，安全植入部位高度因位置不同而存在差异。其中，由于上颌第一、二磨牙存在2个颊根，第一、二磨牙根间骨量随测量高度增加出现测量值先增加后减小的特殊变化趋势，其测量最大值分别为2.52±0.50(男性，3 mm水平)和2.63±0.40(女性，2 mm水平)，均小于研究所设定的3.2 mm安全值，因此不适于微种植体植入。此外，尽管上颌适于植入种植体的部位多于下颌，但安全植入部位高度较高，具体而言，中切牙间(5 mm以上)，侧切牙-尖牙间(5 mm以上)，尖牙-第一前磨牙间(男性，3 mm以上)，第一、二前磨牙间(4mm以上)，第二前磨牙-第一磨牙间(3 mm以上)。这些参考值在进行临床种植体植入操作时是需要注意的方面。在下颌，通过对研究结果分析可知，下颌双侧第一前磨牙间区域根间骨量较小，最大值为2.83±0.85(男性，尖牙-第一前磨牙间，5 mm水平)，3.06±0.74(女性，尖牙-第一前磨牙间，5 mm水平)，不适于微种植体植入。后牙区根间骨量均较大，适于微种植体的植入，并且适于植入的高度范围较大，具体参考值为：第一、二前磨牙间(2 mm以上)，第二前磨牙-第一磨牙间(2 mm以上)，第一、二磨牙间(1 mm以上)。牙根间骨量最大部位位于下颌第二前磨牙-第一磨牙间距釉牙骨质界5 mm高度(4.70±1.77) mm，而有学者研究显示牙根间骨量最大部位位于下颌第一、二前磨牙间[7]，也有学者认为骨量最大部位应在下颌第一、二磨牙间[16]，这些研究结果的不同可能由于样本选择所产生的变异导致。

本研究结果与实际临床操作中对微种植体植入部位选择有一定的差异和冲突，举例来说，在正畸临床压低上颌前牙经常选择上颌中切牙-侧切牙间植入种植体。本研究结果显示上颌中切牙-侧切牙间距离不超过(2.30±0.67) mm，很难保证微种植体安全植入。此外，尽管在临床实际应用中上前牙能够顺利压低完成治疗，种植体未发生松动脱落，由于受限于二维X线片组织结构的变形叠加，即使因植入空间过小导致牙周膜或牙根受损，在程度较轻的情况下也难以发现。因此，本研究的结果仍具备参考意义。当然，但对于不同患者，由于存在个体差异，是否进行微种植体植入不能一概而论。在临床实际操作中，应对患者拍摄CBCT进行个别测量，符合要求者仍可进行微种植体的植入操作。

在正畸临床实际应用中，除去植入部位，其他诸如负载时间、负载方向、局部感染、植入角度等也都对正畸微种植体植入后的稳定性产生影响，对于这些方面，笔者将通过后续的进一步研究以明确它们的作用机制。

安氏Ⅱ类患者正畸微种植体安全植入部位包括：上颌，中切牙间(5 mm)，侧切牙-尖牙间(5 mm)，尖牙-第一前磨牙间(男性，3 mm以上)，第一、二前磨牙间(4 mm以上)，第二前磨牙-第一磨牙间(3 mm以上)；下颌，第一、二前磨牙间(2 mm以上)，第二前磨牙-第一磨牙间(2 mm以上)，第一、二磨牙间(1 mm以上)。不适于正畸微种植体植入的部位包括：上颌，中切牙-侧切牙间及第一二磨牙间；下颌，切牙间，侧切牙-尖牙间，尖牙-第一前磨牙间。

[1]Jain RK,Kumar SP,Manjula WS. Comparison of intrusion effects on maxillary incisors among mini implant anchorage,j-hook headgear and utility arch[J]. J Clin Diagn Res，2014，8(7):ZC21-24.

[2]Pan F,Kau CH,Zhou H，et al. The anatomical evaluation of the dental arches using cone beam computed tomography--an investigation of the availability of bone for placement of mini-screws[J]. Head Face Med，2013，9:13.

[3]Abbassy MA,Sabban HM,Hassan AH,et al. Evaluation of mini-implant sites in the posterior maxilla using traditional radiographs and cone-beam computed tomography[J]. Saudi Med J，2015，36(11):1336-1341.

[4]Ahn HW,Chung KR,Kang SM,et al. Correction of dental Class Ⅲ with posterior open bite by simple biomechanics using an anterior C-tube miniplate[J]. Korean J Orthod，2012，42(5):270-278.

[5]Kumar A,Mascarenhas R,Husain A. Estimation of soft-and hard-tissue thickness at implant sites[J]. J Pharm Bioallied Sci，2014，6(Suppl 1):S34-38.

[6]Sivamurthy G,Sundari S. Stress distribution patterns at mini-implant site during retraction and intrusion-a three-dimensional finite element study[J]. Prog Orthod，2016，17(1):4.

[7]Rai D,Bhasin SS,Rai S. Orthodontic Microimplants Assisted Intrusion of Supra-erupted Maxillary Molar Enabling Osseointegrated Implant Supported Mandibular Prosthesis:Case Reports[J]. J Indian Prosthodont Soc，2014，14(Suppl 1):238-242.

[8]Nalcaci R,Kocoglu-Altan AB,Bicakci AA,et al. A reliable method for evaluating upper molar distalization:Superimposition of three-dimensional digital models[J]. Korean J Orthod,2015,45(2):82-88.

[9]Newaz ZA,Barghan S,Katkar RA,et al. Incidental findings of skull-base abnormalities in cone-beam computed tomography scans with consultation by maxillofacial radiologists[J]. Am J Orthod Dentofacial Orthop，2015，147(1):127-131.

[10]Jaju PP,Jaju SP. Clinical utility of dental cone-beam computed tomography:current perspectives[J]. Clin Cosmet Investig Dent，2014,6:29-43.

[11]Kaushik A,Pk P,Jhamb K,et al. Clinical evaluation of papilla reconstruction using subepithelial connective tissue graft[J]. J Clin Diagn Res，2014，8(9):ZC77-81.

[12]Yamaguchi M,Inami T,Ito K,et al. Mini-implants in the anchorage armamentarium:new paradigms in the orthodontics[J]. Int J Biomater，2012,2012:394121.

[13]Calvo Ortega JF,Wunderink W,Delgado D,et al.Evaluation of the setup margins for cone beam computed tomography-guided cranial radiosurgery:a phantom study[J]. Med Dosim，2016，41(3):199-204.

[14]Tadinada A,Mahdian M,Vishwanath M,et al. Evaluation of alveolar bone dimensions in unilateral palatally impacted canine:a cone-beam computed tomographic analyses[J]. Eur J Orthod，2015，37(6):596-602.

[15]Holmes PB,Wolf BJ,Zhou J. A CBCT atlas of buccal cortical bone thickness in interradicular spaces[J]. Angle Orthod，2015，85(6):911-919.

[16]Bhattad MS,Baliga S,Vibhute P. A digital volumetric tomography(DVT) study in the mandibular molar region for miniscrew placement during mixed dentition[J]. Dental Press J Orthod，2015，20(2):55-60.

(本文编辑：许卓文)

A preliminary study on the application of cone beam CT on class Ⅱ patients with orthodontic micro implant bone assessment

PAN Feng, ZHOU Hong, LU Zhen

(Department of Orthodontics, Stomatology Hospital, Xi'an Jiaotong University, Xi'an 710004, China)

orthodontics; anchorage; mini-implants; cone beam computed tomography

2016-04-13；

2016-06-04

陕西省科学技术研究发展计划(2012K16-07-05)

潘峰(1975-)，男，河南遂平人，西安交通大学口腔

R783.5

A

1007-3205(2016)09-1041-06

医院主治医师，医学博士，从事口腔正畸学研究。