趙 賓　王繼紅

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磁力擴(kuò)弓后上頜牙列三維方向的CT診斷分析*

趙 賓①王繼紅②

[摘要]目的：分析上頜牙列三維方向位置于磁力擴(kuò)弓后(MPE)的改變。方法：選取30例住院治療的患者，對(duì)其行螺旋CT測(cè)量其治療前后的三維數(shù)據(jù)，觀察治療前后上頜牙列三維位置、標(biāo)志點(diǎn)以及角度的變化，將數(shù)據(jù)進(jìn)行配對(duì)符號(hào)檢驗(yàn)進(jìn)行比較。結(jié)果：患者上頜牙列位置在治療前后的垂直向、矢狀向以及水平向上均有改變。第1前磨牙、第1磨牙均發(fā)生了整體移動(dòng)及頰傾；第1前磨牙區(qū)為上頜最大擴(kuò)寬位置；上頜中切牙三維位置向前、向下移動(dòng)。結(jié)論：患者上頜牙列MPE前后的變化可根據(jù)螺旋CT清晰呈現(xiàn)，為MPE機(jī)制的進(jìn)一步研究奠定基礎(chǔ)。

[關(guān)鍵詞]三維測(cè)量；磁力擴(kuò)弓；螺旋CT

①唐山市第二醫(yī)院CT MR室 河北 唐山 063000

②唐山市第三醫(yī)院手術(shù)室 河北 唐山 063000

趙賓,男,(1977-),本科學(xué)歷，主治醫(yī)師。唐山市第二醫(yī)院CT MR室，從事CT、MR常見(jiàn)疾病診治與研究工作。

[First-author’s address]CT MR Room,The Second Hospital of Tangshan,Tangshan 063000,China.

磁力擴(kuò)弓(magnetic palatal expansion，MPE)是一種于固定的或活動(dòng)的矯治器中引入磁體，同時(shí)應(yīng)用磁體同極相排斥的原理將牙弓擴(kuò)大，增加其寬度的方法[1]。該方法主要特點(diǎn)是磁力為主要介導(dǎo)，將力值的大小準(zhǔn)確掌控，從而具有不依賴患者的配合、不受到磁塊間介質(zhì)影響以及容易清潔等優(yōu)點(diǎn)。以往臨床研究?jī)H限于模型或X射線片的測(cè)量[2]。本研究在以往臨床研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，依靠螺旋CT呈現(xiàn)出的三維圖像，觀察MPE前、后上頜骨位置、方向及角度的改變，并將其結(jié)果進(jìn)行比較。

1　資料與方法

1.1一般資料

選取2014年3月至2015年2月間于唐山市第二醫(yī)院口腔科內(nèi)住院治療的30例患者，對(duì)其行螺旋CT測(cè)量其治療前后的三維數(shù)據(jù)，其中男性18例，女性12例；年齡8～19歲，平均年齡(13.6±2.7)歲。所有患者上頜牙弓狹窄伴下頜后縮；患者均簽署MPE矯治知情同意書(shū)。

1.2納入與排除標(biāo)準(zhǔn)

(1)納入標(biāo)準(zhǔn)：①恒壓期，上頜牙功狹窄，單側(cè)或雙側(cè)后牙反；②患者體力及精力充沛，意識(shí)清晰可配合檢查者；③無(wú)正畸治療史，口腔內(nèi)無(wú)金屬充填體存在；④除本研究中口腔疾病外無(wú)伴發(fā)其他重大疾病；⑤患者本人或家屬同意入組觀察者。

(2)排除標(biāo)準(zhǔn)：①伴發(fā)其他重大疾病者；②精力不足或體力不足，意識(shí)不清、昏迷等無(wú)法正常配合治療者；③患者或家屬不同意入組觀察者。

1.3檢查方法

1.3.1MPE

(1)磁塊規(guī)格。磁塊應(yīng)用德國(guó)Fehrnkeper Magnet System公司生產(chǎn)的高磁能積稀土材料釹鐵硼磁鐵，選取8.0 mm×5.0 mm×3.0 mm的磁鐵，選取8.0 mm×5.0 mm×1.0 mm的加力磁片，磁塊同極相對(duì)時(shí)斥力大小與其距離間呈負(fù)相關(guān)。

(2)固定式MPE矯治器的加力與佩戴。本研究中矯治器選用固定式MPE，于上頜印模為基礎(chǔ)，灌制超硬石膏形成工作模，成品即為固定式MPE矯治器[3]。該矯治器金屬支架距腭黏膜距離約為2 mm。保持磁塊同極相對(duì)，將磁力矯治器yoga粘接劑植入口腔。當(dāng)磁塊距離＞3 mm時(shí)，于單側(cè)增加磁片繼續(xù)進(jìn)行擴(kuò)弓，15 d進(jìn)行1次復(fù)診，直到上頜牙弓明顯拓寬，后牙約4 mm被覆蓋時(shí)停止，此時(shí)于唇側(cè)粘接固定矯治器進(jìn)行保持。其中擴(kuò)弓時(shí)間與保持時(shí)間均為半年，治療結(jié)束后繼續(xù)保持1年。

(3)螺旋CT拍攝。于患者行MPE治療前后均進(jìn)行螺旋CT掃描，并記錄掃描結(jié)果。掃描時(shí)，保證CT儀器發(fā)射的2條垂直光纖可分別通過(guò)兩側(cè)外眥點(diǎn)及內(nèi)眥中點(diǎn)。掃描參數(shù)[4]：電壓為120 kV，螺距(Picth)為1，mAs為30，1 mm層厚，0.5 mm重建間距，圖像應(yīng)用Dicom2.0保存，三維圖像使用Mimics 10.01軟件重建，同時(shí)測(cè)量上頜牙列擴(kuò)弓前后角度及位置。

1.3.2確定參照點(diǎn)

本研究中參照點(diǎn)為頭顱內(nèi)部結(jié)構(gòu)標(biāo)志點(diǎn)，均選擇容易確定、較為清晰且治療前后位置變化較小的點(diǎn)，如：蝶鞍中心點(diǎn)(S)、鼻額縫前緣中點(diǎn)(N)以及枕骨大孔前緣中點(diǎn)(Ba)。

1.3.3確定標(biāo)志點(diǎn)

標(biāo)志點(diǎn)選擇如下：右上第1磨牙牙冠中舌尖點(diǎn)(UR6C)；左上第1磨牙牙冠近中舌尖點(diǎn)(UL6C)；右上第1磨牙腭根根尖點(diǎn)(UR6R)；左上第1磨牙腭根根尖點(diǎn)(UL6R)；右上第1前磨牙根尖點(diǎn)(UR4R)；左上第1前磨牙根尖點(diǎn)(UL4R)；右上第1前磨牙牙冠頰尖點(diǎn)(UR4C)；左上第1前磨牙牙冠頰尖點(diǎn)(UL4C)；右上中切牙牙冠近中切角點(diǎn)(UR1C)；右上中且牙根尖點(diǎn)(UR1R)；雙側(cè)第1磨牙牙冠中舌尖點(diǎn)(U6C)；雙側(cè)第1磨牙腭根根尖點(diǎn)(U6R)；雙側(cè)第1前磨牙根尖點(diǎn)(U4R)；雙側(cè)第1前磨牙牙冠頰尖點(diǎn)(U4C)；雙側(cè)中切牙牙冠近中切角點(diǎn)(U1C)；右上中且牙根尖點(diǎn)(U1R)。

測(cè)量角度及坐標(biāo)值：將各點(diǎn)三維坐標(biāo)值的變化測(cè)量并計(jì)算，即治療前后X軸(矢狀向)、Y軸(垂直向)以及Z軸(水平向)的坐標(biāo)差值[5]；第1前磨牙、上頜第1磨牙以及右上中切牙長(zhǎng)軸于冠/矢狀面投影的角度改變；于正中矢狀切面上雙側(cè)上頜第1磨牙及右上中切牙的投影角度變化。第1前磨牙水平面與冠狀面CT定位圖像如圖1、圖2所示。

圖1　第1前磨牙冠狀面CT定位圖

圖2　第1前磨牙水平面CT定位圖

1.3.4坐標(biāo)系偏差消除計(jì)算方法及數(shù)據(jù)采集

CT圖像數(shù)據(jù)的三維重建應(yīng)用Mimics 10.01軟件，但原始坐標(biāo)常會(huì)由于頭部位置的不同產(chǎn)生一定的偏差。本研究中選取S、N及Ba等位置較為固定、較為清晰的標(biāo)志點(diǎn)，記錄治療前后三維坐標(biāo)，應(yīng)用剛體運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)換算公式，計(jì)算坐標(biāo)變化規(guī)律，同時(shí)得到治療前后坐標(biāo)系間的旋轉(zhuǎn)參數(shù)，消除治療前后原始坐標(biāo)間偏差。如此可將擴(kuò)弓前后各標(biāo)志點(diǎn)坐標(biāo)可比性增強(qiáng)，更為符合比較要求[6]。

本研究中患者數(shù)據(jù)采集以及頂點(diǎn)均為同一名醫(yī)師完成，并且在不同時(shí)間進(jìn)行3次測(cè)量，取平均值。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 17.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，計(jì)量資料結(jié)果以均值±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示，對(duì)MPE治療前后患者三維角度及坐標(biāo)值進(jìn)行t檢驗(yàn)，觀察治療前后變化。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2　結(jié)果

患者M(jìn)PE治療前后上頜第1前磨牙、第1磨牙(U4)以及中切牙(U1)于三維圖像中位置變化情況見(jiàn)表1。其中上領(lǐng)第1磨牙、第1前磨牙根尖位置及牙冠位均出現(xiàn)了水平位置的偏移，且牙冠部位位移量大于根尖部位，即第1前磨牙及第1磨牙均出現(xiàn)了移動(dòng)且產(chǎn)生了傾斜，第1磨牙的頰傾程度明顯低于第1前磨牙；矢狀位，上頜第1磨牙、第1前磨牙及中切牙的牙冠位及根尖位均出現(xiàn)前移。

表1　患者治療前后上頜第1前磨牙、第1磨牙以及中切牙三維圖像中位置變化情況(mm，±s)

表1　患者治療前后上頜第1前磨牙、第1磨牙以及中切牙三維圖像中位置變化情況(mm，±s)

注：結(jié)果為患者左側(cè)上頜第1前磨牙、第1磨牙以及中切牙位置的數(shù)據(jù)計(jì)算后結(jié)合右側(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)所得。

病例數(shù)　項(xiàng)目　三維方向　治療前　治療后　差值　t值　P值U6R矢狀面　96.37±5.14　97.27±5.21　0.90±2.05　4.675　0.000冠狀面　113.98±4.89　114.58±4.87　0.60±1.40　2.348　0.109水平面　16.78±4.23　18.78±4.32　2.00±1.60　4.832　0.000 U6C矢狀面　95.34±6。87　96.74±5.21　1.40±1.30　7.993　0.000冠狀面　128.75±7.68　129.25±6.74　0.50±0.80　5.376　0.198水平面　22.12±2.43　24.12±3.82　2.00±2.20　4.257　0.000 U4R 30矢狀面　112.38±5.23　113.68±4.68　1.30±1.20　8.193　0.000冠狀面　114.33±5.87　115.53±5.97　1.20±0.80　3.786　0.009水平面　18.74±4.01　20.24±5.01　1.30±0.90　9.876　0.000 U4C矢狀面　113.98±7.14　115.98±6.21　2.00±1.69　8.564　0.000冠狀面　136.23±8.78　136.53±6.72　0.30±1.20　-1.781　0.020水平面　22.32±2.87　24.33±3.98　2.00±2.20　8.339　0.000 U1R矢狀面　118.32±5.12　119.42±6.78　1.10±0.50　-1.475　0.017冠狀面　123.23±5.21　124.43±5.12　1.20±1.10　9.865　0.000水平面　4.32±1.98　4.82±1.87　0.50±1.20　5.498　0.196 U1C矢狀面　125.72±6.89　127.82±5.62　2.10±1.80　13.432　0.000冠狀面　139.89±5.12　141.59±4.97　1.70±2.10　-2.049　0.028水平面　0.47±1.43　0.87±0.81　0.40±1.20　2.453　0.107

患者經(jīng)MPE治療前后上頜第1前磨牙(U6)、第1磨牙(U4)以及中切牙(U1)于正中冠狀面及矢狀面投影角度變化見(jiàn)表2。

表2顯示，第1前磨牙、第1磨牙以及中切牙于冠狀面上雙側(cè)同名牙夾角依次增大，牙長(zhǎng)軸于矢狀面上角度無(wú)明顯變化，上中切牙變化明顯。這符合牙根尖點(diǎn)及牙冠點(diǎn)向前移動(dòng)。

表2　患者治療前后上頜U6、U4及U1于正中矢狀/冠狀面上長(zhǎng)軸角度變化(o，±s)

表2　患者治療前后上頜U6、U4及U1于正中矢狀/冠狀面上長(zhǎng)軸角度變化(o，±s)

注：冠狀面測(cè)量值為冠狀面上牙長(zhǎng)軸投影與Z軸所成夾角角度，矢狀面測(cè)量值為正中矢狀面上牙長(zhǎng)軸于X軸所成角度。

病例數(shù)　項(xiàng)目　治療前　治療后　差值　Z值　P值30矢狀面 U6　78.12±7.83　79.98±6.83　1.86±0.90　4.781　0.232 U4　78.21±8.38　79.12±7.58　0.91±1.87　3.296　0.167 U1　58.12±6.87　59.12±5.82　1.00±1.20　-3.687　0.030冠狀面 U6　57.63±5.98　61.78±5.22　4.15±5.80　7.563　0.000 U4　72.33±9.82　78.35±8.78　6.02±3.30　9.331　0.000 U1　83.24±4.87　86.23±3.98　2.99±4.30　11.321　0.000

3　討論

臨床傳統(tǒng)觀察牙移動(dòng)特征的方法為三維CT、X射線以及模型法，但后二者測(cè)量法工作量較大，準(zhǔn)確率也相對(duì)偏低[7-8]。而螺旋CT法則可彌補(bǔ)其他兩種方法的不足，該方法可將標(biāo)志點(diǎn)轉(zhuǎn)化為坐標(biāo)值、同時(shí)進(jìn)行系統(tǒng)計(jì)算，即節(jié)省了人力，又減小了誤差。同時(shí)該方法可將線距而產(chǎn)生的誤差消除，將牙冠、牙根以及壓槽位置清晰呈現(xiàn)。于CT片上3 mm距離作為一橫斷面，于這些橫斷面上測(cè)量牙槽骨外緣與牙根唇舌徑厚度以分析牙齒位移特點(diǎn)。本研究正是應(yīng)用此種方法來(lái)確定上頜各牙標(biāo)志點(diǎn)于三維圖像中的投影角度及坐標(biāo)值，同時(shí)將圖像進(jìn)行灰度調(diào)節(jié)及放大，可清晰觀察牙根、牙槽骨形態(tài)及位移，并準(zhǔn)確分析MPE治療前后上頜牙位移特點(diǎn)[9-10]。

傳統(tǒng)的快速擴(kuò)弓法可將矯治力迅速積累至數(shù)千克，腭中縫有效擴(kuò)大而牙傾斜少，最大程度的使骨重量增加大于牙的傾斜，導(dǎo)致更多的骨骼改變。有研究表明，慢速擴(kuò)弓矯治力雖小但較為穩(wěn)定，牙傾斜移動(dòng)顯著。快速擴(kuò)弓骨性移動(dòng)及牙齒移動(dòng)各占50%[11]。有學(xué)者認(rèn)為，慢速擴(kuò)弓每1 mm的骨骼可改變6 mm的牙拓寬[12-13]。本研究中患者經(jīng)MPE治療后，腭中縫擴(kuò)寬了1.8 mm，磨牙牙尖點(diǎn)及第1磨牙根尖點(diǎn)寬度分別增加6.4 mm及4.2 mm，骨量約為擴(kuò)寬量的25%。擴(kuò)弓器的放置位置與上頜需拓寬的位置間關(guān)系密切，于硬腭后部放置磁性擴(kuò)宮器可獲得更為顯著的擴(kuò)大后牙效應(yīng)[14-15]。本研究結(jié)果表明，MPE法較為安全有效，其治療時(shí)間介于傳統(tǒng)快速擴(kuò)弓及慢速擴(kuò)弓之間，牙齒位移及傾斜程度也介于兩者之間。

磁力擴(kuò)弓后在磁力擴(kuò)弓矯治器磁塊間的斥力作用下，隨著上頜骨內(nèi)應(yīng)力的逐漸增大，腭中縫的骨質(zhì)邊緣兩側(cè)會(huì)發(fā)生極細(xì)微的骨質(zhì)位移，導(dǎo)致腭中縫內(nèi)的細(xì)胞因斥力作用而出現(xiàn)一系列的生理性改變，即腭中縫在由于持續(xù)斥力的影響而產(chǎn)生的復(fù)雜的生理改建及生理性修復(fù)過(guò)程，最后擴(kuò)大的間隙完成穩(wěn)定的骨性聯(lián)合。同一腭中縫的不同部位顯示的應(yīng)力模式均不相同，在這種不同的應(yīng)力模式和大小作用下，腭中縫產(chǎn)生不同的結(jié)構(gòu)改變。

擴(kuò)弓器的人造材料有硅膠、聚四氟乙烯等，雖具有較好的相容性，不可降解等優(yōu)點(diǎn)，但手感形態(tài)與周?chē)M織界線差異較大，且易出現(xiàn)結(jié)節(jié)、移位及外露等并發(fā)癥。生物材料有同種或異種膠原蛋白、脫細(xì)胞真皮基質(zhì)、自體真皮及自體脂肪。異體生物材料會(huì)有不同程度的排異反應(yīng)，且有較高的吸收率。自體真皮可造成供皮區(qū)瘢痕及組織缺損[9]。根據(jù)臨床經(jīng)驗(yàn)，其中的自體顆粒脂肪移植具有來(lái)源豐富、操作相對(duì)安全簡(jiǎn)單、無(wú)排異反應(yīng)及創(chuàng)傷小等優(yōu)點(diǎn)，更易被患者心理上接受。

本研究結(jié)果表明，三維重建技術(shù)及螺旋CT可將MPE治療前后患者上頜牙列的變化清晰呈現(xiàn)，有助于醫(yī)師分析患者情況，作出下一步治療方案，該方法值得在臨床中推廣應(yīng)用。

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Research on CT diagnostic analysis of three-dimensional magnetic palatal maxillary dentition direction

/ZHAO Bin,WANG Ji-hong//China Medical Equipment,2016,13(3):50-53.

[Abstract]Objective:To discuss the changing position in three dimensions of maxillary dentition magnetic arch expansion after.Methods:Thirty patients who were in-patient cases were selected,and received three-dimensional data measured before and after treatment it its spiral CT,observed the three-dimensional position of maxillary dentition before and after treatment,and the angle of landmarks change data paired sign test for comparison.Results:Patients in the vertical position of maxillary dentition before and after treatment,sagittal and horizontal direction are changed.First premolars,first molars occurred cheek overall movement and dumping;the maxillary first premolar region is the largest widening position;three-dimensional position of the maxillary central incisor forward,the next move.Conclusion:Patients before and after the change of maxillary dentition MPE can be clearly presented in accordance with spiral CT,lay the foundation for further research MPE mechanism.

[Key words]Three-dimensional measurement;Magnetic palatal expansion;Spiral CT

收稿日期：2015-11-20

作者簡(jiǎn)介

*基金項(xiàng)目：唐山市科技局計(jì)劃項(xiàng)目(121302058a)“上頜后牙術(shù)前多層螺旋CT檢查預(yù)防并發(fā)癥的臨床應(yīng)用價(jià)值”

DOI:10.3969/J.ISSN.1672-8270.2016.03.014

[文章編號(hào)]1672-8270(2016)03-0050-04

[中圖分類號(hào)]R783.5

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A