基于CBCT三维重建数据的尖牙冠根形态研究
2020-06-12艾毅龙吴斯媛邹晨
艾毅龙， 吴斯媛， 邹晨
佛山科学技术学院附属口腔医院·佛山市口腔医院正畸科，广东省数字化口腔医学工程技术研究中心，佛山市口腔医学工程技术研究中心，广东佛山（528000）
20 世纪60 年代，Andrews 通过对120 名未经正畸治疗的正常进行研究，提出“正常六项标准”，将牙冠与咬合平面联系在一起定义出Andrews 平面（牙冠排列在最佳位置时，牙冠1/2 所构成的平面）、FACC（临床冠牙长轴），FA 点（临床冠中点）；针对每个牙齿特征，对方丝弓托槽进行改良，通过在托槽槽沟底部预置一定角度来减少为补偿不同牙齿的解剖形态而进行的弓丝弯制，研发了直丝弓矫治器［1］。因此，为实现理想的矫治结果，牙齿形态的变异是一个重要的考虑因素。本课题组在前期的研究中着重探讨了上下中切牙的冠根形态［2］，发现Ⅱ类患者上颌中切牙及Ⅲ类患者下颌中切牙存在明显的冠根成角现象，牙冠相对牙根舌倾。其他国内外研究，也更多针对的是上下切牙冠形态、牙槽骨形态的研究［3-5］，而对于尖牙的形态研究较少。本研究将应用CBCT 对不同矢状骨面型错患者的上下尖牙冠根形态（冠根角）及冠唇面特征进行测量分析，探讨尖牙形态的特点。
1 资料和方法
1.1 研究对象
随机选取正畸科就诊已拍摄CBCT 及X 线头颅侧位片的恒牙列期错患者69 例，年龄11～35岁。纳入标准：①恒牙列，尖牙正常萌出，根尖发育完全，牙冠无明显磨耗，牙根无明显吸收；②无修复体、充填体；③无正畸、正颌史，无外伤史，无唇腭裂或唇腭裂治疗史；④无系统性及全身性疾病史；⑤无口腔不良习惯。
1.2 仪器设备
DCT-Pro 锥形束CT（VATECH Co Ltd，韩国），数字化全景X 光机（SIRONA，德国），WinCeph 8.0软件（RISE 株式会社，日本），Mimics 软件（Materialise NV，比利时），Auto CAD 2007 软件（Autodesk Inc，美国）。
1.3 分组标准
以上下颌骨垂直向位置关系正常，均角型，27.3° ≤GoGn-SN ≤37.7°为前提，按照中国人正常Steiner 分析法测量均值，以ANB 角大小为分组标准，划分Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类矢状骨面型：①Ⅲ类矢状骨面型（21 例），ANB ＜0.7°：②Ⅰ类矢状骨面型（27 例），0.7° ≤ANB ≤4.7°；③Ⅱ类矢状骨面型（21 例），ANB＞4.7°。
1.4 CBCT 扫描
采用CBCT 对受检者进行颅面部扫描。要求受试者端坐，保持自然头位，眶耳平面平行于地平面，后牙轻咬于牙尖交错位。上下唇及舌位于休息位，平静均匀呼吸。扫描参数：可视范围20 cm×19 cm，管电压90 kv，管电流6.2 mA，扫描时间15 s，分辨率500×500×76，像素大小0.40 mm×0.40 mm× 0.40 mm。扫描完成后数据直接以DICOM 格式保存和输出。
1.5 测量平面的定位
用Mimics 软件将CBCT 数据进行三维重建，确定并提取测量平面（正中矢状面）。先取受测牙牙颈部水平横断面，获得牙齿的冠状位及矢状位图，不断调整各个断面中的X、Y 轴，使各平面满足以下条件：水平横断面，X、Y 轴分别平分牙颈部唇舌向及近远中径；冠状面，Y 轴平分近远中径并通过牙体长轴；矢状面，X 轴通过唇舌侧釉牙骨质界，Y轴平分颊舌径。最终获得的矢状位平面为受测牙的正中矢状面。
1.6 定点及数据测量
1.6.1 定点及定线 在尖牙正中矢状切面上选取参考点。CEJ：唇侧或舌侧釉牙骨质界；A：根尖点；B：唇舌侧釉牙骨质界连线中点；C：切缘点；BC：牙冠长轴；AB：牙根长轴；CH：临床牙冠高度，H 点是解剖牙冠高度减去1.8 mm 所获得的点；GM：龈缘（gingival margin），过H 点作牙冠长轴的垂线与冠唇面的交点；FA：临床冠中心点（龈缘GM 点与切缘C 点在冠表面连线的中点）；TL：唇面切线，分别过牙冠唇面FA 高度点所做的牙冠唇面切线。
1.6.2 测量项目 ①冠根角（crown-root angle，CRA）：冠长轴BC 与根长轴AB 的交角（β）。当牙根长轴位于牙冠长轴舌侧时，β＜180°；当牙根长轴位于牙冠长轴唇侧时，β＞180°。②冠根偏斜距离（crown-root deviation distance，CRD）：牙冠切缘点或牙尖点（C）距牙根长轴（AB）冠方延长线的垂直距离（CD）。当牙根长轴偏向牙冠长轴舌侧时，CRD 值为正；当牙根长轴偏向牙冠长轴唇侧时，CRD 值为负。③冠唇面切线角（labial surface angle）：过牙冠唇面FA 点所做的牙冠唇面切线（TL）与牙冠长轴（BC）的交角（α）（图1）。
Figure 1 Marked points,lines and measurement items of the crown root and crown lip shape measurements图1 冠根、冠唇面形态测量标志点、线及测量项目
具体测量：将图像按一定比例导入Auto CAD 2007 软件，使图像上12 mm 长的刻度尺在软件上测量为12 个坐标单位，按照设计的内容测量图像。所有测量项目均由作者在一段时间内完成，测量条件保持不变。2 周后重复测量第2 次。取两次测量的平均值。
1.7 统计学分析
所有数据采用SPSS19.0 软件进行统计分析。测量结果采用进行统计描述；采用完全随机设计的单因素方差分析（one-way ANOVE）及多个样本均数两两比较LSD-t检验，比较不同矢状骨面型尖牙冠根形态（CRA 和CRD）及冠唇面切线角有无统计学差异，由于上尖牙唇面切线角方差不齐采用秩和检验进行比较分析。检验水准为双侧α＝0.05。
2 结 果
2.1 冠根角及冠根偏斜距离
上尖牙冠根角182.97° ± 3.64°，下尖牙冠根角176.79° ± 3.16°，上尖牙（F＝3.335，P＝0.042）、下尖牙（F＝3.745，P＝0.029）冠根角在不同矢状骨面型错分组中的差异具有统计学意义（表1、表2）。上尖牙冠根偏斜距离（-0.54 ± 0.64）mm，下尖牙冠根偏斜距离（0.57 ± 0.55）mm，上尖牙（F＝3.312，P＝0.043）、下尖牙（F＝3.641，P＝0.032）冠根偏斜距离在不同矢状骨面型错分组中的差异具有统计学意义（表1、表2）。
上颌尖牙：Ⅰ类组冠根角大于Ⅱ类组，均值为184.00° ± 3.48°，冠根偏斜距离为负且绝对值大于Ⅱ类组，差异有统计学意义（P＜0.05）。
下颌尖牙：Ⅲ类组冠根角小于Ⅰ类和Ⅱ类组，均值为175.29° ± 3.00°，冠根偏斜距离为正且大于Ⅰ、Ⅱ类，差异有统计学意义（P＜0.05）。
2.2 冠唇面切线角
将Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类3 组样本混合，对冠唇面形态 进 行 分 析：上 颌 尖 牙23.85° ± 2.04°，最 小 值17.81°，最大值29.20°，角度变化幅度11.39°；下颌尖牙22.08° ± 2.21°，最小值17.83°，最大值27.18°，角度变化幅度9.35°；标准差表示同一牙齿在相同高度，不同个体之间的差异大小。
表1 3 组冠根角比较结果Table 1 Comparison of the crown-root angle among the 3 groups °，x±s
表2 3 组冠根偏斜距离比较Table 2 Comparison of the crown-root deviation distance among the 3 groups mm，x±s
表3 3 组冠唇面切线角比较Table 3 Comparison of the labial surface angle among the 3 groups °，x±s
3 讨 论
牙冠长轴和牙根长轴并非理想中的在同一直线上，两者存在一定角度，定义为冠根角（CRA），这个角度的存在一定程度上限制了牙齿的颊舌向移动范围，所以在正畸治疗中调整冠转矩时要考虑冠根角的因素对牙根的影响，如果牙根因转矩不当移到骨皮质内，可导致牙根吸收，亦可形成前牙强支抗影响牙齿的移动。研究发现上颌中切牙和侧切牙的牙根长轴均偏向牙冠长轴的舌侧（冠根角小于180°）［2-4］，上颌尖牙的牙根长轴位于牙冠长轴的唇侧（冠根角大于180°），冠根角大小与错类型相关［6-8］，以往研究均针对切牙，而对尖牙的报道甚少。
本研究通过对于不同矢状骨面型的上下尖牙研究发现，在上颌尖牙中，牙根相对牙冠均偏颊侧（0.54 ± 0.64）mm，冠根角大于180°，牙根距离唇侧骨皮质近，且I 类组上颌尖牙冠根角大于Ⅱ类组，此结果与黎敏等［9］研究结果一致。以往研究发现上颌尖牙处唇侧骨质较少，易出现牙槽骨缺损现象［10］，所以在进行上颌扩弓时，应注意尖牙的冠根形态及牙根位置，防止过度扩弓而导致牙根颊侧外露、牙根吸收及边缘骨丧失等［11］；对于需后牙强支抗内收上前牙者，在远中移动尖牙时更需注意尖牙的形态，在选择托槽时可尽量考虑0°及正转矩的托槽，或者在弓丝上额外增加牙冠唇向转矩角度，以防牙根进入骨皮质。对于下颌尖牙，实验结果显示牙根相对牙冠均偏舌侧（0.57±0.55）mm，冠根角小于180°，牙根距离舌侧骨皮质近；Ⅲ类组冠根角小于Ⅰ、Ⅱ类，而骨性Ⅲ类错的下前牙区牙槽骨厚度薄，唇侧和舌侧的垂直牙槽骨高度均较正常患者低，尤其是唇侧，因而在调整下牙弓尖牙区宽度时，需注意牙冠和牙根的移动范围及根尖距离骨皮质距离［12-13］。因此，在制定治疗计划时，判断上下尖牙矫治后到达的位置、需移动的范围、方向及方式的同时，也需判断冠根形态，将冠根角纳入考虑范围，有条件者可拍摄CBCT 观察冠根形态及牙根位置。
