沈宇清 余優(yōu)成 孫健 吳興文 楊斐 周倩蓉 劉文娟 韓智慧

(1 復旦大學附屬中山醫(yī)院口腔科，上海 200032； 2 上海市徐匯區(qū)中心醫(yī)院，復旦大學附屬中山醫(yī)院徐匯醫(yī)院口腔科)

牙頜模型測量分析是口腔臨床診斷治療的重要參考方法，包括牙齒的解剖結構、排列位置、牙弓的形態(tài)以及咬合關系的分析，在口腔修復、種植、正畸治療中應用廣泛。近年來，隨著數字化技術的發(fā)展，牙頜數字化模型的應用日益增多，簡化了臨床操作流程，使模型記錄、傳輸及存儲更為方便。

常用的數字化模型技術主要有容積成像技術和表面成像技術。容積成像技術主要通過CT或錐形束CT(CBCT)技術重建牙頜數字化模型(CBCT模型)，可以很好地反映牙根及牙槽骨的情況，且不受患者張口度的影響；而表面成像技術如采用口內掃描技術重建牙頜數字化模型(口內掃描模型)，則無輻射，操作簡便，且能夠顯示牙齦及口內軟組織情況。研究表明采用這兩種數字化模型在精確度方面均能滿足口腔臨床應用的需要，但各有優(yōu)缺點，因此，臨床應用中常需要將兩種方法制作的數字化模型進行擬合。

目前臨床中數字化模型擬合多用于種植方案制定、導板設計及正畸方案制定等方面，但在模型擬合過程中，尚無統(tǒng)一的參考標準，主要依靠醫(yī)生的經驗來選擇配準標志點，且匹配的精確度也無統(tǒng)一的測量標準。雖有研究將CBCT模型和口內掃描模型通過數字化軟件進行擬合，建立了包含牙根及咬合關系的全牙列三維模型圖，能夠清晰地顯示牙冠及牙根的形態(tài)位置及上下牙列的咬合關系[1]，但病例數量少，未能明確說明兩者間是否存在差異。本研究旨在通過對口內掃描模型與CBCT模型進行測量分析，探討兩者的差別，為臨床模型擬合的配準標志點的選擇提供參考。

1 對象與方法

1.1 研究對象

1.2 CBCT模型的重建方法

所有患者拔牙前均采用同一臺CBCT(eXam i，KAVO公司，德國)進行拍攝，球管電壓120 kV，體素0.20 mm，成像視野(FOV)155.2 mm2。CBCT數據以DICOM格式保存，并導入Mimics(Version 15.01, Materialise公司,比利時)軟件，設定閾值下限為900，閾值上限為3 071，進行閾值分割，重建上、下頜牙列三維數字化模型。

1.3 口內掃描模型的重建方法

1.4 兩種數字化模型的測量分析

將同一患者的兩種模型導入同一個Mimics文件，采用Mimics軟件自帶測量工具，對兩種模型同時進行測量。測量定點時將兩種模型移動至平行位置，并不斷轉動模型，使兩種模型上同一定點的位置相對一致。模型的測量項目包括:①牙冠寬度，包括上頜中切牙至第二磨牙(U1～U7)、下頜中切牙至第二磨牙(L1～L7)間所有牙冠的近遠中寬度；②牙弓寬度，包括上、下頜前段牙弓寬度(UA3、LA3，雙側尖牙牙尖之間的距離)、中段牙弓寬度(UA4、LA4，雙側第一前磨牙中央窩之間的距離)、后段牙弓寬度(UA6、LA6，雙側第一磨牙中央窩之間的距離)。1周后對兩種數字化模型再進行重復測量，取2次測量的平均值為最后統(tǒng)計值，所有測量均由同一位醫(yī)生完成。

1.5 統(tǒng)計學分析

應用SPSS 16.0軟件進行統(tǒng)計學分析。采用配對t檢驗比較兩種數字化模型中各牙牙冠寬度及牙弓寬度測量數據的差異，并采用散點圖和組內相關系數(ICC)評價兩種模型測量值的一致性。以P<0.01為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結 果

2.1 CBCT模型與口內掃描模型的重建效果比較

CBCT模型可以通過重建閾值的調整對牙根、牙冠等硬組織成像(圖1A)；口內掃描模型則能夠保留軟組織形態(tài)以及記錄口內的咬合關系(圖1B)。通過Mimics軟件將兩種模型進行擬合后,可以同時反映口內軟、硬組織的情況，為臨床應用提供參考(圖1C)。

A、B分別為CBCT模型和口內掃描模型，C：應用Mimics軟件對兩種模型進行擬合后的模型

2.2 CBCT模型與口內掃描模型的測量分析比較

口內掃描模型與CBCT模型所有牙冠寬度測量值當中，U4、L3、L7的測量值間具有統(tǒng)計學差異(t=-3.302～4.225，P<0.01)，其余牙冠寬度測量值間以及牙弓寬度測量值間差異均無顯著性(P>0.05)。見表1。

表1 口內掃描模型與CBCT模型各項目的測量差值比較

2.3 CBCT模型與口內掃描模型測量的一致性檢驗及散點圖

兩種模型牙冠寬度、牙弓寬度測量值間的ICC分別為0.983、0.998。兩者上頜前牙牙冠寬度測量的一致性最好(ICC=0.953)；下頜前牙以及下頜前磨牙牙冠寬度測量的一致性良好(ICC=0.924、0.948)；而上頜前磨牙、上頜磨牙、下頜磨牙牙冠寬度測量的一致性一般(ICC=0.869、0.855、0.840)。見圖2。

A：牙冠寬度，B：牙弓寬度，C：上頜前牙，D：下頜前牙，E：上頜前磨牙，F：下頜前磨牙，G：上頜磨牙，H：下頜磨牙

3 討 論

臨床常用的傳統(tǒng)石膏模型體積較大，不易保存，且精度也易受到印模、石膏材料及模型制取操作過程的影響。隨著數字化技術的發(fā)展，口內掃描模型與CBCT模型在口腔修復、種植、正畸中的應用日益增多，眾多研究表明，兩種數字化模型基本可以達到臨床所需精度，但均存在不同程度的缺陷。

口內掃描儀運用了超快光學切割技術以及共焦顯微技術，可以通過快速捕捉二維圖形，實時地創(chuàng)建出三維數字化模型，能夠顯示牙冠形態(tài)、牙體顏色及軟組織情況，在口腔修復治療中具有一定的優(yōu)勢。NEDELCU等[11]和ENDER等[12]分析了不同廠家的口內掃描儀重建的模型，認為其準確性均能達到臨床要求，但存在局部偏差。影響口內掃描精度的重要原因的是存在掃描盲區(qū)。受到患者張口度、軟組織的影響，掃描盲區(qū)多存在于后牙的遠中面，一些牙列不齊的部位也易產生掃描盲區(qū)，此外，有研究表明口內掃描的精度還與操作者的臨床經驗及掃描方法有關[13-17]。

在口內掃描過程中，需要進行大量的口內三維數據拼接處理，因此拼接次數越多，數據準確度越低。ATIEH等[18]研究發(fā)現口內掃描儀全牙弓數字化印模準確度要低于傳統(tǒng)硅橡膠印模，數字化印模偏差大多集中在磨牙位置。ENDER等[19]則認為在全牙弓掃描中，基于視頻圖像采集的掃描系統(tǒng)(如 CEREC Omnicam、Lava C.O.S、True Definition和 TRIOS 等)當掃描進行至前牙區(qū)時，在前牙遠中區(qū)開始發(fā)生變形，而基于單圖像采集的數字印模系統(tǒng)(如CEREC Bluecam和Cadent iTero)則主要表現為掃描至另一側牙弓末端的變形。也有學者對口內掃描儀掃描的范圍與可重復性提出了質疑，例如SU等[20]對仿真頭模進行口內掃描，發(fā)現口內掃描精度隨著牙弓掃描范圍增大而降低，其在掃描范圍小于半個牙弓時表現出的精度符合臨床要求；隨著掃描區(qū)域的不斷增加，三維圖像的建立會耗費更多時間，從而產生更大偏差。

本研究結果顯示，在牙冠測量方面，兩種數字化模型的上頜第一前磨牙、下頜尖牙、下頜第二磨牙牙冠近遠中徑測量值有明顯差異，其余牙冠及牙弓寬度并無顯著性差異。分析其原因，可能在口內掃描時，尖牙、前磨牙區(qū)因牙弓轉折，導致掃描時常在該區(qū)域反復多次成像導致誤差，這與謝軼倫等[21]研究結果相一致。本研究中，由于下頜第三磨牙的存在，下頜第二磨牙遠中多有部分牙齦覆蓋，且受到患者張口度的影響，牙冠遠中面存在盲區(qū)，導致該部位口內掃描模型的測量結果與CBCT模型的差異較大。在其他牙位牙冠寬度與牙弓寬度測量中，兩種數字化模型表現出良好的一致性，測量結果無顯著差異；以牙齒尖、窩作為參考點的牙弓寬度測量數據的一致性要明顯優(yōu)于以鄰接點作為參考的牙冠寬度測量數據。

CBCT模型主要記錄牙及牙槽骨等硬組織的情況，口內掃描模型則只能顯示口內牙冠及軟組織的形態(tài)。而在種植、正畸等臨床治療中，需同時考慮患者口腔的軟、硬組織情況，因此應將兩者進行擬合以彌補各自的不足。本研究中采用Mimics軟件，可以將這兩種模型進行擬合，從而更直觀地反映患者的牙、牙齦及牙槽骨情況。但需要注意的是，由于兩者成像原理不同，兩種模型擬合時只能通過牙冠來進行配準，配準點位置的選擇直接關系到模型擬合的精確度，而模型的精確度會進一步影響后續(xù)修復體及導板制作的精度。

依據本研究結果，在將口內掃描模型與CBCT模型擬合時，由于兩種模型牙弓寬度的測量誤差小，一致性最高，因此可以采用雙側尖牙牙尖、第一前磨牙中央窩、第一磨牙中央窩作為模型牙列擬合的主要參考點；其次，在牙冠近遠中徑測量中，兩者上頜前牙的測量值無明顯差異，且一致性高，也可考慮作為擬合的參考點；而后牙的近遠中鄰接點不宜作為擬合配準點。綜上，應盡量采用明顯的尖、窩結構作為模型擬合配準的參考點，建議采用尖牙牙尖、第一前磨牙中央窩、第一磨牙中央窩及上頜前牙作為模型配準的參考點，以確?？趦葤呙枘Ｐ团cCBCT模型擬合的精度。