CBCT结合三维坐标系评估正畸关闭萎缩牙槽骨间隙前后牙槽骨改建

陈莎莎 吴艳 周建萍 戴红卫

第一恒磨牙是口内最先萌出的恒牙。有学者研究表明，由于龋坏或牙周病而缺失的牙最常发生在第一磨牙[1]。随着时间的延长，缺牙区牙槽骨发生废用性萎缩，牙槽骨高度和宽度均减小，密度也会降低。长时间牙齿缺失，甚至可发展为刃状牙槽骨，成为修复或正畸治疗的难点。

第一恒磨牙缺失、牙槽嵴萎缩的患者以成人居多。成人骨质改建不及青少年活跃，通过正畸移动牙齿关闭萎缩牙槽骨间隙是否会导致牙根吸收、暴露等，牙槽骨将发生何种改建值得探讨。既往有研究成功将牙齿移入萎缩牙槽骨内，牙槽骨宽度、高度均增加，但大多采用石膏模型或二维X线片观察正畸治疗后牙槽骨的变化[2-4]，缺乏准确性。本研究采用CBCT结合三维坐标系对该类患者正畸前后牙槽骨高度、厚度及皮质骨厚度的变化进行精确的三维测量比较，评价牙齿在萎缩牙槽骨内移动对牙槽骨的改建作用。

1 资料与方法

1.1 研究对象

纳入2011-01～2016-12于重庆医科大学附属口腔医院正畸科就诊的下颌第一磨牙缺失且牙槽骨萎缩的成人病例，纳入标准：① 18～40 岁； ②第一磨牙缺失时间1 年以上； ③第一磨牙处牙槽嵴为3度萎缩(根据Cawood&Howell分类法)； ④牙周健康(除第一磨牙缺失区域外其余牙列无牙槽萎缩，无明显牙周疾病,社区牙周指数<3)； ⑤患者知情同意，配合治疗。本研究已通过重庆医科大学附属口腔医院医学伦理委员会的批准[2018年伦审(13)号]。

共纳入15 位患者， 2 位患者双侧下颌第一磨牙同时缺失，均符合纳入标准，根据有无第三磨牙分为维持间隙组5 例和关闭间隙组12 例，其中维持间隙组没有第三磨牙或第三磨牙水平、倒置阻生，不能通过常规正畸手段使其建合，正畸治疗结束后缺牙间隙需进行修复治疗。所有患者采用直丝弓矫治技术，排齐整平后在0.46 mm×0.64 mm不锈钢方丝上关闭间隙。

1.2 数据采集

所有患者于正畸治疗开始前(T0期)和正畸治疗结束、保持阶段开始前(T1期)进行颌面部CBCT扫描，均采用重庆医科大学附属口腔医学院CBCT扫描仪(KaVo Dental GmbH，美国),扫描电压120 kV,扫描电流5 mA,分辨率0.4 mm，扫描时间8.9 s,扫描窗口大小 12 英寸(FOV, F mode)，所有研究对象的CBCT影像采集均由同一名经验丰富的放射科医师完成。所有数据以DICOM格式输出并保存，导入Invivo5.0软件中进行三维重建和测量。

1.3 数据分析

1.3.1 建立三维坐标系 以缺牙侧颏孔开口最前下点为原点，以通过双侧颏孔最前下点的直线为X轴，调节Y、Z轴，使缺牙侧下颌骨下缘切点连线平行于X、Y平面，建立三维坐标系(图 1)。若双侧下颌第一磨牙缺失，则分别于双侧下颌骨建立坐标系进行测量分析。

为保证患者正畸治疗前后CBCT上测量部位的一致性，首先进行T0期的测量。在T0期CBCT影像上，分别于缺牙间隙的近、远中(缺牙间隙前后邻牙与牙槽嵴顶交界靠近缺牙侧约0.5 mm)做与X、Z平面相平行的截面，并记录各截面的Y坐标值，以确保T1期在同样的截面上进行测量，然后在各截面上分别测量。

图 1 以缺牙侧颏孔为原心建立三维坐标系

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

1.3.2 牙槽骨宽度测量 分别于各截面上测量颊/舌较低一侧牙槽嵴顶根方约1 mm及其下方3、 6 mm平行于X轴处的宽度，并记录其三维坐标值，以便在T1期测量相同高度下的牙槽骨宽度(图 2A)。

1.3.3 牙槽骨高度测量 分别于各截面上测量颊舌侧牙槽嵴顶到下颌骨下缘的距离，记录下颌骨下缘的坐标值，以确定T1期下颌骨下缘的位置(图 2B)。

1.3.4 皮质骨厚度测量 分别于各截面上测量舌侧牙槽嵴顶及其下方3、 6 mm平行于X轴处颊舌侧皮质骨厚度(方法如Ohiomoba等[5]所述； 图 2C)。

在T1期的CBCT影像上建立同样的三维坐标，根据T0期的Y值做同样的近远中截面，在各截面上进行上述测量，测量工作由同一测量者在一段时间内测量2 次取平均值。

1.4 统计学分析

采用SPSS软件对正畸治疗前后间隙维持及间隙关闭组的牙槽骨宽度、高度及皮质骨厚度相关数据进行配对T检验，P<0.05为差异有统计学意义。

图 2 牙槽骨宽度、高度及皮质骨厚度的测量

2 结 果

维持间隙组的缺牙间隙得以维持，上颌第一磨牙排齐在牙列，无伸长、无腭尖下垂等，为其修复治疗做好准备；关闭间隙组下颌第一磨牙萎缩性缺牙间隙完全关闭，前后牙紧密接触，建立尖窝交错的咬合关系，X线片显示磨牙牙根平行，无明显牙根吸收，患者无自觉不适，对治疗结果较满意。但2 组各有一例患者CBCT影像上见第二前磨牙颊侧牙槽骨退缩，其余患者未见明显牙槽骨高度降低。

2.1 牙槽骨宽度变化

维持间隙组近远中牙槽骨宽度均显著减小(P<0.05)，而间隙关闭组近远中牙槽骨宽度显著增加(P<0.05)(表 1)。

2.2 牙槽骨高度变化

维持间隙组近远中颊舌侧牙槽骨高度均显著减小(P<0.05)，而间隙关闭组近远中颊侧牙槽骨高度显著降低(P<0.05)，而舌侧牙槽骨显著增高(P<0.05)(表 2)。

2.3 皮质骨厚度变化

维持间隙组近远中皮质骨厚度均显著减小(P<0.05)，而间隙关闭组近中颊、舌侧及缺隙远中颊侧皮质骨厚度均减小，仅缺隙远中舌侧皮质骨厚度有所增加，其中近中颊侧皮质骨厚度减少差异有统计学意义(P<0.05)， 其余皮质骨厚度变化均没有统计学差异(P>0.05)(表 3)。

表 1 成人患者下颌第一磨牙萎缩牙槽骨间隙正畸前后牙槽骨宽度变化

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 成人患者下颌第一磨牙萎缩牙槽骨间隙正畸前后颊舌侧牙槽骨高度变化

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 成人患者下颌第一磨牙萎缩牙槽骨间隙正畸前后颊舌侧皮质骨厚度变化

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 讨 论

3.1 CBCT的应用

传统的二维X线片如根尖片、全景片等，其结果都受曝光条件、拍摄角度等的影响，获得的图像都是颌面部结构重叠的二维影像，存在信息丢失、图像失真等误差[6]。此外，平面图像无法显示牙槽骨复合体的曲线结构。近年来，口腔CBCT已广泛运用于错颌畸形的诊疗，可以精确地在三维方向评估正畸治疗的效果及牙槽骨形态变化和边界状况[7-10]，正畸医生得以量化正畸治疗带来的牙槽骨高度、宽度的变化。本研究利用CBCT 1∶ 1地显示牙列和颌骨硬组织结构，直接对牙槽骨进行精确的测量。

3.2 定点方法的选择

在进行正畸治疗前后牙槽骨形态变化的比较研究中，必须确保两次测量位置的一致性。本研究通过双侧颏孔及缺牙侧下颌骨下缘为参照建立三维坐标系，然后在缺牙间隙的近、远中做与X、Z轴平面相平行的截面，分别在各截面上测量正畸前后相同Z坐标值的牙槽骨宽度、皮质骨厚度及颊、舌侧牙槽骨高度；同一患者在正畸结束后的CBCT影像上使用同样的参照点建立三维坐标系，选择与术前Y值相同的3 个平行于X、Z平面的2 个截面进行测量。采用三维坐标系来确保正畸治疗前后头位、各截面位置及测量位点的一致性，使前后比较的结果有更高的可靠性；该方法还可用于正畸前后牙齿位置、方向的改变，支抗控制情况等研究，为其他需要连续观察牙移动及牙槽骨改建的实验提供一种科学、精确的参考方法。

3.3 牙齿缺失后牙槽骨的变化

研究表明，拔牙后随着牙槽骨的塑性和改建，前6个月牙槽骨急速丧失，其宽度约吸收60%，高度降低40%[11]。拔牙窝的主要改变发生在前12 个月[12-13]， 1 年以后由于牙槽骨长期缺乏咀嚼力的功能性刺激，其高度和宽度仍逐渐减小，甚至萎缩成刃状[14-16]。本研究中维持间隙组虽然牙槽骨完全愈合，但在正畸矫治过程中未进行修复治疗，缺牙区牙槽骨持续萎缩，牙槽骨宽度、高度及皮质骨厚度均有所减小(P<0.05)。为避免骨量进一步流失，给种植修复带来困难，该类患者可尝试通过牙移动关闭间隙，或在正畸治疗调整好间隙后早期植入种植体，同时缩短患者缺牙时间。

3.4 正畸牙移动对萎缩牙槽骨的改建作用

本研究通过正畸治疗关闭下颌第一磨牙处萎缩牙槽骨间隙，对矫治前后CBCT影像进行比较分析，结果表明，缺牙间隙近远中牙槽骨宽度均有所增加(P<0.05)，以缺牙间隙远中宽度增加较明显，这与以往的研究结果一致[2，17-21]。有学者猜想，牙槽骨增宽可能是牙齿的宽度而不是新骨形成，即牙齿移出牙槽骨外导致其宽度增加[2，22]，本研究纳入的病例中确有部分患者下颌第二前磨牙远移过程中出现骨开裂的现象，但所有前移的第二磨牙均未发生骨开裂，因此，牙槽骨增宽可能是正畸牙移动过程中传递咬合力，从而刺激牙槽骨发生改建。

以往研究大多发现牙齿移入萎缩缺牙间隙后，牙槽骨高度存在不同程度的增加[2，23-24]。本研究发现正畸治疗关闭下颌第一磨牙萎缩牙槽骨间隙后，近、远中间隙颊侧牙槽骨高度降低、舌侧高度增加(P<0.05)。其主要原因是第二前磨牙远移过程中，下颌弓形向远中逐渐扩大，第二前磨牙有向颊侧移动的趋势，易导致牙根移出皮质骨外形成骨开裂，从而导致牙槽骨高度降低；而在第二磨牙近移过程中，颌内牵引力可能导致第二磨牙近中舌倾，其近中牙槽骨吸收，高度减低。因此，在关闭下颌第一磨牙间隙过程中应注意弓形的调整，可适当缩小第二前磨牙远中弓形，在第二磨牙近中弯制外展弯及后倾弯，尽量保持牙齿在牙槽骨中央整体移动[25-26]，避免牙根与颊侧皮质骨形成骨皮质支抗，影响间隙关闭或导致牙根吸收，更好地促进牙槽骨改建。

本研究结果发现，正畸治疗关闭下颌第一磨牙萎缩牙槽骨间隙后，缺牙间隙近中颊、舌侧及缺隙远中颊侧皮质骨厚度均减小，仅缺隙远中舌侧皮质骨厚度有所增加，其中近中颊侧皮质骨减少差异有统计学意义(P<0.05)，其余差异均没有统计学差异(P>0.05)，皮质骨降低量不显著。有研究表明，牙齿缺失后，缺牙区牙槽骨变窄，而皮质骨变厚，牙齿重新移入缺牙间隙后有少量皮质骨厚度减低属正常现象，大部分患者不会明显影响牙周组织健康[27]。而近中颊侧皮质骨由于部分患者出现骨开裂现象，在关闭间隙过程中应予以密切关注，注意调整作用力的大小、方向。

综上所述，利用三维坐标系可准确比较萎缩牙槽骨在正畸前后的改建情况，对于维持间隙者，正畸治疗后牙槽骨进一步萎缩变薄；牙齿移入萎缩牙槽骨关闭间隙后，其宽度、舌侧牙槽骨高度均有所增加，但在正畸矫治过程中应特别注意作用力的大小、方向，以免出现骨开裂、牙根吸收、牙龈退缩等危险。制定矫治计划时，皮质骨较薄的萎缩牙槽骨应慎重考虑移入正畸牙关闭间隙，以致皮质骨进一步吸收，影响牙周健康。对于维持间隙进行种植修复的患者，可在正畸矫治调整好间隙后早期植入种植体，以免骨量进一步流失。