透光法提取咬合点的改良校准硅胶的可靠性研究*

刘星纲 刘洪良

咬合接触点的位置与数量对于牙齿的健康、咀嚼功能的发挥、口颌系统的健康有重要意义[1-3]。硅橡胶制取咬合记录并采用透光法提取咬合接触点是一种精确、稳定的方法，被诸多国内外研究作为“金标准”使用[1，4，5-11]。其中，校准硅胶的可靠性与易用性是透光法的一个关键因素。

DeLong等学者[1]在2007年发表的文章中提出了一种改进的校准硅胶制备办法，本文将使用国内可及的牙合记录硅橡胶材料及研究设备，建立一种改良的校准硅胶制备及使用方法；并首次对其可靠性进行验证。

1.材料与方法

1.1 材料、设备与分组 O-bite牙合记录硅橡胶(DMG，德国)，带透扫功能平板扫描仪(爱普生v350，日本)，直径3.969mm的钢球(春和，浙江温州)，硅橡胶混合枪，厚度4mm的玻璃板。

设定20组，模拟实际应用场景，每组压制3枚校准硅胶，共60枚改良校准硅胶。每组改良校准硅胶与模拟硅橡胶牙合记录并置扫描仪上，透扫2次。以检验硅胶材料厚度与透光度间的相关性与实验条件的可重复性。

1.2 改良校准硅胶的制作 利用专用混合枪将O-bite牙合记录硅橡胶材料注射在洁净的玻璃板上，共注射3块。将金属支架连接固定的三个金属钢球小心压入O-bite材料中，抵于玻璃板上，保持压力20s，静置至60s。修整，制得改良校准硅胶块。

1.3 改良校准硅胶与牙合记录的同步透射扫描将一组三枚改良硅胶块置于扫描仪玻璃板透扫区的上、中、下部，模拟临床应用场景放入模拟的半侧硅橡胶牙合记录，置含30mm刻度透明塑料尺标定长度。扫描参数选择透扫模式，8位灰度，1200dpi分辨率，tiff格式，取消其他所有优化选项。每组间隔5min再重复扫描1次。保存图像备用(图1)。

1.4 建立校准硅胶灰度阈值与厚度的校准曲线及可靠性评价 图像导入Photoshop软件，参考文献[1]依次设定从50-225共8个灰度阈值(记为x)，间距25。每个灰度阈值均将灰度图像转变为黑白图像，测量中心形成的白色圆形的直径，记为D(图1，b)。一组三个改良校准硅胶的三个D值取算术平均数作为该组结果；钢球半径r已知为3.969mm，根据公式[1,11]

(图2)可算出每组改良校准硅胶每一个灰度阈值x对应的校准硅胶的厚度(记为y值)。根据20组的x、y值可以建立回归方程，计算决定系数(R2)。

通过重复扫描获得的2组数据计算组内相关系数(interclass correlation coefficient，ICC)，相关系数(r)，配对t检验及根据建立的拟合方程赋值模拟计算来检验可重复性，评价可靠性[12]。

图1 改良校准硅胶与硅橡胶牙合记录透扫图像

图2 不同灰度阈值对应硅橡胶厚度的计算公式

ICC值介于0-1之间，0表示不可信，ICC＞0.8表示两法信度特优，0.61-0.80表示信度优，ICC＜0.2表示信度差。ICC值越高，说明可靠性越好[13]。P 值为 0.05。

1.5 统计分析 灰度阈值与校准硅胶厚度的数学关系采用曲线估计方法，选择最优拟合方式，建立回归方程；ICC值，相关系数，配对t检验等也均采用spss21.0软件包完成。

2.结果

三枚改良校准硅胶一组进行透射扫描2次，20组，共获得40张8位灰度tiff格式图像。

2.1 校准硅胶灰度阈值与厚度的回归方程 使用首次透射扫描数据，利用spss软件包“曲线估计”得到回归曲线及方程式(图3)。其中R值为0.992,R2=0.984，显著性检验结果为P=0.000，有统计学意义。

图3 硅橡胶厚度与灰度阈值的回归关系，显示20组观测值及拟合的曲线，R=0.992

2.2 改良型校准硅胶透光法可靠性评价 同一组改良校准硅胶两次扫描的ICC=0.998，信度特优。相关系数r=0.998，P=0.000，说明两次扫描数据有强相关(图4)；两次扫描的计算出的硅胶厚度差值符合正态分布，使用配对t检验t值为0.382，P=0.703，两次扫描数据差异没有显著性(表1)；根据临床应用的实际情况，计算硅胶厚度为50um时对应的灰度阈值，从两次扫描数据建立的回归方程计算得到的数据分别为147.40和147.02，取整数均为147，结果一致。

表1 改良型校准硅胶的可重复性结果

图4 改良校准硅胶两次扫描数值间的相关曲线，r=0.998

3.讨论

本文根据国内临床的实际条件建立了一种改良的校准硅胶方法，并对其可重复性进行了检验。结果显示建立的回归方程，R值大于0.99，拟合优度很高。可以认为该种硅橡胶的透光度主要由厚度决定，可以较好地用于透光法提取咬合接触点。为国内学者将该种硅橡胶应用于临床研究提供了科学数据支持。

硅橡胶透光法提出咬合接触点是一种较早使用、可靠的咬合研究的手段，近年来较广泛地应用于数字化设备与种植修复的咬合研究中[5-7]。以往的校准硅胶使用已知厚度的硅胶片，只能提取预设的几个硅胶厚度；另外预制的硅橡胶与制取咬合牙合记录的硅橡胶因材质及制备时间的差异也会带来一些不准确的因素[5,7,9]。DeLong等学者[1]提出一种改进的校准硅胶制备办法，可以实现从50um至350um间任意距离咬合接触点的提取。但是，其使用的硅橡胶没有在国内临床注册，无法在临床使用，而不同的硅橡胶因颜色、成分不同，透光度的稳定性与可靠性需要科学验证；同时，其试验的方法和设备也较为复杂；此外，其校准硅胶的原理涉及一些繁琐的数学公式，文中也未详细介绍，较为晦涩，影响了国内学者的理解与应用。本文使用国内已经临床注册的O-bite硅橡胶材料，证明此种材料可以较好地用于透光法提取咬合接触点的研究中，解决了以往透光法提取咬合点过程中校准硅胶厚度不可调，以及操作难度大的实际问题。

Delong等[1]所得的校准曲线使用了12组的数据，R2值大于0.99。其他学者[7,9,14]使用阶跃式校准硅胶获得的校准曲线R2值在0.933-0.967之间。本研究使用了连续性的校准硅胶，20组校准曲线R2值为0.984，处于较高水平。另外，本文使用的设备相对比较简单，成本较低。

在研究设计上，使用透光法提取硅橡胶的咬合接触点在国内外的许多研究[5-7]中被当做“金标准”使用。因此，难以通过与另外一种方法比较的方法来检验改良校准硅胶的可靠性。此时，该法本身的可重复性就成为检验其科学性的一个可行指标。本研究中将同一组改良校准硅胶重复扫描，检验了包括材料稳定性、扫描设备和条件的稳定性、软件的可靠性以及操作者的可重复性等在内的多个因素的综合可靠性。ICC值为0.998,说明两次扫描的一致性特优。相关系数、方差分析及模拟取值结果均证明改良校准硅胶方法具有非常好的可重复性，可靠性良好。

本研究通过对O-bite制备的20组共60例改良校准硅胶的研究，证实其良好的可重复性。为国内学者提供了一种可及、可靠的咬合研究手段。硅橡胶透光法本身也是具有一定的局限性：它是一种二维的检测方法；硅橡胶放置时因牙尖角度的存在也难以保证与入射光线的绝对垂直。近年来，三维数字化的咬合检测手段越来越受到重视，但是仍处在起步阶段，研究中多需要使用硅橡胶透光法等传统手段作为对照。因此，一段时期内，两种方法仍将在临床研究中共存。