螺旋CT評價青少年與成年人牙槽骨皮質骨密度及厚度的差異

郄會 王文娟 樊世鋒 周冠軍 李晨曦 蘆琳 單麗華

螺旋CT評價青少年與成年人牙槽骨皮質骨密度及厚度的差異

郄會 王文娟 樊世鋒 周冠軍 李晨曦 蘆琳 單麗華

目的通過螺旋CT測量，評價不同年齡(青少年12～18 歲，成年人19～48 歲)、性別及位置在牙槽骨皮質骨的厚度及密度的差別。方法對60 例12～48 周歲患者(男27 例，女33 例,青少年組35 例，成人組25 例)進行頜骨螺旋CT掃描，在12 個牙根間部位測量牙槽嵴頂至14 mm高度的頰側皮質骨厚度及灰度值。結果上下頜骨的皮質骨厚度及密度總體趨勢表現為隨著距牙槽嵴頂垂直距離增大而增大。上下頜前部皮質骨厚度平均為1.0～1.5 mm。上頜后部厚度為1.1～1.8 mm，下頜后部為1.5～2.8 mm。下頜后部皮質骨厚度及密度明顯高于上頜后部(P<0.05)。皮質骨厚度無明顯年齡及性別差異，而青少年皮質骨密度明顯低于成年人(P<0.05)。成年人下頜后部骨密度最高，而青少年時期上頜后部骨密度最低。結論青少年皮質骨密度明顯低于成年人，上頜后部最低，而成年患者的下頜后部皮質骨較厚且硬度較大。

皮質骨厚度； 皮質骨密度； 微型種植體； 螺旋CT

支抗是影響正畸治療效果的關鍵因素，目前微型種植體支抗越來越廣泛應用于口腔正畸臨床，但脫落情況時有發生，成功率為70.73%～91.6%[1-2]。研究表明種植體植入扭力過高、過低均不利于種植體的穩定，以下頜后部種植體脫落率最高[3]。Park等[4]發現種植體失敗僅出現在小于14 歲的患者，認為失敗的原因可能與皮質骨密度較低和骨的不成熟有關。牙槽骨密度及厚度是影響微型種植體脫落的重要原因[5]，手術前應該重視手術位置的選擇[6]。目前的骨量測量更多是針對種植體修復的中老年人群，而正畸患者多處于生長發育期，與中老年人群的皮質骨厚度及密度有很大的不同，關于正畸患者且同時測量比較牙槽骨密度和厚度報道很少。本實驗采用高精度螺旋CT掃描的方法，測量種植體常用植入部位的皮質骨厚度及硬度，分析其在不同年齡、性別及位置的分布情況及變化規律，為臨床選擇植入位置及手術方式提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 研究對象

從河北醫科大學第二醫院影像科資料中選取60 例(男27 例，女33 例)12～48 周歲，螺旋CT掃描資料為研究對象。納入要求：①漢族人口；②無嚴重牙列擁擠，無滯留乳牙，無多生牙及牙齒缺失；③無顱頜面發育畸形，左右側基本對稱，上下頜骨關系正常；④無口腔頜面部外傷史及手術史；⑤無全身骨代謝類疾病；⑥無牙周病及牙槽骨病變，未行過牙根尖手術；⑦無牙根形態嚴重畸形；⑧圖像清晰。

1.2 螺旋CT掃描方法

采用64 排螺旋CT(Lightspeed VCT，GE公司，美國)，掃描范圍自框上緣至頦部。患者仰臥于掃描床上，頭架固定頭顱位置。掃描參數：旋轉時間1.0 s，掃描層厚0.625 mm，螺距0.562∶1，管電壓120 kV，管電流240 mA，從中得到的原始數據以DICOM 3.0 格式存取。

1.3 重建和測量內容

CT掃描后將數據轉至AW 4.3工作站進行三維重建，得到上、下頜骨的三維重建模型。如圖 1所示，經過鄰近牙齒的鄰接點和牙根表面中部連線的中點連線,D為牙根表面中點(E, F)連線的中點，A線為通過鄰接點C和中點D的連線。通過A線取與牙弓垂直的縱斷面。通過此連線取垂直于牙弓的頜骨縱斷面，在縱斷面上測量皮質骨厚度及骨密度,從牙槽嵴頂開始向牙根方向每隔2 mm測量1 次皮質骨的厚度和灰度值，直到距牙槽嵴頂14 mm(圖 2)。位置包括上下左右中切牙與側切牙之間(U23、L23)、第一磨牙與第二前磨牙之間(U5-6、L5-6)、第一磨牙與第二磨牙之間(U6-7、L6-7)。皮質骨密度分別以各組皮質骨厚度為直徑取正圓測量，以灰度值：亨氏單位(Hu)表示。上、下頜骨所有數據測量由一人操作，測量3 遍，取平均值。

1.4 統計學分析

使用SPSS 13.0軟件，用兩樣本t檢驗分析上下頜骨、不同性別、青少年(12～18 歲，n=35)和成人(19～48 歲,n=25)之間皮質骨厚度、灰度值有無差別，用單因素方差分析檢驗不同牙位皮質骨厚度、灰度值有無差別，檢驗水準α = 0.05。

圖 1 頜骨的三維重建模型

圖 2 牙槽骨縱斷面

2 結 果

2.1 重復性檢驗及性別、年齡間差異

對3 次測量結果進行重復性檢驗，無統計學差異(P>0.05)。男女之間骨厚度及骨密度均無明顯區別(P>0.05)，成年人與青少年之間骨厚度無明顯區別(P>0.05)，數據合并后處理。成年人各處骨密度均顯著大于青少年(P<0.001)。

2.2 皮質骨厚度

上、下頜骨不同牙位的皮質骨厚度總體趨勢表現為隨著距牙槽嵴頂垂直距離增大而增大。U23與L23間、U5-6與U6-7間皮質骨厚度無明顯差異(P>0.05)， L6-7處骨厚度顯著高于L5-6處(P<0.05)，L6-7處骨厚度最高(P<0.05)(表 1，圖 3)。

2.3 皮質骨密度

上、下頜骨不同牙位的皮質骨密度總體趨勢表現為隨著距牙槽嵴頂垂直距離增大而增大。青少年各處骨密度顯著低于成人(P<0.05)，青少年U5-6處骨密度最低，成人L5-6、L6-7處骨密度最高(P<0.05)，其他處骨密度無顯著差異(P>0.05)(表 2,圖 4)。

表 1 上下頜各處皮質骨厚度的差異(mm,n=60)

Tab 1 The cortical bone thickness difference at the various part of the jaw bones(mm,n=60)

表 2 青少年與成年人各處皮質骨密度比較(Hu)

Tab 2 Comparison of the cortical bone mineral density between teenagers and adults(Hu)

圖 3 頜骨上下、前后皮質骨厚度 圖 4 青少年與成人頜骨前部、后部骨密度比較

Fig 3 Cortical bone thickness of the jaw bones Fig 4 Comparison of the jaw bone mineral density between teenagers and adults

3 討 論

目前測量皮質骨厚度或密度的常用方法有CBCT及螺旋CT。近年來由于CBCT的價格及放射劑量低而受到歡迎，但兩者有著至關重要的區別，卻沒有引起人們足夠的注意。目前市場上的CBCT設備有幾種模式，當不同設備比較時其灰度值表現出顯著差異[7-8]。每種CBCT掃描儀都有自己的說明書和圖像重建的影響因素，一些是固定的，一些是可變的[8-9], 用CBCT確定骨密度來用于整個系統是困難的，甚至是不可能的[9]。Campos等[10]也認為CBCT不應考慮作為骨礦物質密度檢查的選擇，尤其用于與已知的標準值比較時。而螺旋CT與CBCT成像方式不同，尤其新一代螺旋CT將高分辨率和低分辨率有機結合，可以同時用于測量皮質骨厚度及密度。Shapurian等[11]認為采用CT 掃描的方法，測量Hu值定量評估種植區牙槽骨的骨密度，是一種準確客觀又簡便易行的定量評估方法。

本研究針對常見正畸年齡人群，通過螺旋CT掃描測量了上下頜皮質骨密度和厚度，發現頜骨密度有明顯的年齡差異，青少年頜骨各處骨密度均比成年人顯著低，尤其以U5-6間骨密度最低，而成年人下頜后部的骨密度及厚度顯著增高。

目前臨床牙槽骨骨密度應用最廣泛的骨質評估方法為Lekholm和Zarb分類標準，即根據頜骨密質骨與松質骨的含量比例及松質骨疏密程度，用骨質量指數(BQI)分為4 個等級:Ⅰ～Ⅳ級。de Oliveira[12]等利用螺旋CT 測量頜骨密度，同時與Lekholm 和Zarb 骨質分類法進行比較, 發現Ⅰ類骨灰度值>850 Hu， Ⅱ/Ⅲ 類骨為500～850 Hu，Ⅳ類骨為0～500 Hu。Turkyilmaz等[13]測量了修復患者的骨密度分布，結果為上頜后區Ⅳ類骨較多，下頜后區和上頜前區多為Ⅱ～Ⅲ類骨，而下前牙區Ⅰ類骨較多。而本研究發現青少年上頜后部骨密度為多為601～922 Hu，成年人上下頜前后骨密度為714～1 274 Hu，尤其下頜后部骨密度過高871～1 257 Hu。造成區別的原因是樣本的年齡差異。

人體骨密度的發育規律顯示，從出生到20 歲隨著年齡的增長，骨礦含量及骨密度不斷增加，20～40 歲是人體骨密度的高峰期，50 歲以后明顯降低。正畸患者多為青少年及青壯年，骨密度與老年人有明顯不同。這就是為什么修復種植體一般認為植入扭力越高越好，而支抗種植體推薦植入扭力范圍為5～10 N/cm[3]。

皮質骨過硬容易引起植入扭力過高，我們的前期研究表明植入扭力過高可以造成嚴重的骨組織微損傷，而影響種植體-骨的愈合[14]，并且預備過程中容易產熱過多，造成骨組織損傷，相反皮質骨過薄過軟則達不到一定的初期穩定性。本研究結果證實青少年上頜后部皮質骨厚度不高、硬度不足，而成年人下頜后部皮質骨過厚過硬，這是造成種植體植入后扭力值過低或過高的主要原因。提示手術前應注意選擇手術位置，且根據植入部位骨質的厚度及硬度選擇合適的種植體尺寸和調整植入方式，以獲得合適的初期穩定性。對需要上頜后部支抗種植體的青少年患者，尤其年齡較低者，應注意選擇手術位置、手術方式及時機，可以避免上頜5～6間植入種植體，選擇直徑較粗的種植體，應用自攻式植入種植體，或推遲正畸治療的年齡，以免種植體初期穩定性不足。而成年患者在下頜后部植入種植體時，應考慮到皮質骨的硬度，選用助攻法植入種植體，引導鉆預備過程中配合大量冷水降溫，避免局部溫度過高造成骨的病理性損傷，有利于種植體-骨的愈合。

本研究針對常見正畸人群同時測量了常見植入種植體部位的皮質骨厚度和密度，發現青少年上頜后部皮質骨密度發育不足，且厚度不高，可能出現植入扭力不足的情況，而成年患者的下頜后部皮質骨較厚且硬度較大，應避免手術過程中局部溫度過高及植入扭力過高情況的發生。

本研究結果是青少年人群頜骨密度與成人相比存在顯著變化，但對青少年人群沒有進一步年齡分層，有待進一步研究。

[1] Garfinkle JS, Cunningham LL Jr, Beeman CS, et al. Evaluation of orthodontic mini-implant anchorage in premolar extraction therapy in adolescents[J]. Am J Orthod Dentofacial Orthop, 2008, 133(5): 642-653.

[2] Park HS, Jeong SH, Kwon OW. Factors affecting the clinical success of screw implants used as orthodontic anchorage[J]. Am J Orthod Dentofacial Orthop, 2006, 130(1): 18-25.

[3] Motoyoshi M, Hirabayashi M, Uemura M, et al. Recommended placement torque when tightening an orthodontic mini-implant[J]. Clin Oral Implants Res, 2006, 17(1): 109-114.

[4] Park HS, Jeong SH, Kwon OW. Factors affecting the clinical success of screw implants used as orthodontic anchorage[J]. Am J Orthod Dentofacial Orthop, 2006, 130(1): 18-25.

[5] Filho LC, Cirano FR, Hayashi F, et al. Assessment of the correlation between insertion torque and resonance frequency analysis of implants placed in bone tissue of different densities[J]. J Oral Implantol, 2014, 40(3): 259-262.

[6] Consolaro A, Romano FL. Reasons for mini-implants failure: Choosing installation site should be valued![J]. Dental Press J Orthod, 2014, 19(2): 18-24.

[7] Mah P, Reeves TE, McDavid WD. Deriving Hounsfield units using grey levels in cone beam computed tomography[J]. Dentomaxillofac Radiol, 2010, 39(6): 323-335.

[8] Nackaerts O, Maes F, Yan H, et al. Analysis of intensity variability in multislice and cone beam computed tomography[J]. Clin Oral Implants Res, 2011, 22(8): 873-879.

[9] Pauwels R, Nackaerts O, Bellaiche N, et al. Variability of dental cone beam CT grey values for density estimations[J]. Br J Radiol, 2013, 86(1021): 20120135.

[10]Campos MJ, de Souza TS, Mota Júnior SL, et al. Bone mineral density in cone beam computed tomography: Only a few shades of gray[J]. World J Radiol, 2014, 6(8): 607-612.

[11]Shapurian T, Damoulis PD, Reiser GM, et al. Quantitative evaluation of bone density using the hounsfield index[J]. Int J Oral Maxillofac Implants， 2006， 21(2)： 290-297.

[12]de Oliveira RC, Leles CR, Normanha LM， et al． Assessments of trabecular bone density at implant sites on CT images[J]． Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod， 2008， 105(2)： 231-238.

[13]Turkyilmaz I, T?züm TF, Tumer C. Bone density assessment of oral implant sites using computerized tomography[J]. J Oral Rehabil, 2007, 34(4): 267-272.

[14]單麗華, 周冠軍, 郄會, 等. 高植入扭力對微型種植體-骨界面愈合的組織學影響[J]. 實用口腔醫學雜志，2012, 28(4)： 430-434.

SpiralCTevaluationofthealveolarcorticalbonemineraldensityandbonecortexthicknessofteenagersandadults

XIHui1,WANGWenjuan2,FANShifeng3,ZHOUGuanjun1,LIChenxi1,LULin1,SHANLihua1.

1. 050000Shijiazhuang，DepartmentofOrthodontics,theSecondHospitalofHebeiMedicalUniversity，China； 2.DepartmentofOrthodontics,NingboStomatologicalHospital； 3.DepartmentofStomatology,theThirdHospitalofHebeiMedicalUniversity，Shijiazhuang

Objective: To compare the alveolar cortical bone density and thickness of jaw bones between teenagers(12-18 years of age) and adults(19-48 years of age).MethodsSpiral computed tomographic images of 60 cases were obtained from the subjects with the ages of 12 to 48 years(27 Males and 33 females, 35 teenagers and 25 adults). Buccal cortical bone thickness and density in Hounsfield units were measured at 12 interradicular sites and to a depth of 14 mm.ResultsThe alveolar cortical bone thicknesses and densities of the jaw bones significantly increased from the crest to base of alveolar crest. The average cortical bone thicknesses ranged from 1.0 to 1.5 mm in the anterior part of the jaw bones, 1.1 to 1.8 mm in maxillary posterior area and 1.5 to 2.8 mm in the mandible posterior areas. The cortical bone thickness and density were greater in the mandible than in the maxilla(P<0.05). The thickness values did not show difference between males and females, between adolescents and adults. Higher values of bone density were found in the adults than in the teenagers(P<0.05). The highest bone density in the mandible posterior area of adults was observed, and the lowest bone density in the maxillary posterior area of adolescents.ConclusionAlveolar cortical bone density of adolescents is lower than that of adults, especially in the maxilla posterior region.

Corticalbonethickness;Corticalbonedensity;Mini-implant;Spiralcomputedtomography

050000 石家莊， 河北醫科大學第二醫院口腔正畸科(郄會周冠軍 李晨曦 蘆琳 單麗華)； 寧波口腔醫院正畸科(王文娟)； 河北醫科大學第三醫院口腔科(樊世鋒)

單麗華 0311-66002734 E-mail: shanlihua@tom.com

R783.5

A

10.3969/j.issn.1001-3733.2017.05.020

(收稿： 2017-03-30 修回： 2017-06-17)