整平Spee曲線影響牙弓形態變化的研究

李麗華，朱佳敬，劉 博，韓天媛，邵 玶

Spee曲線是下頜切牙的切緣、尖牙牙尖、前磨牙頰尖、磨牙近遠中頰尖連接而成的一條凹向上的縱牙合曲線，一直向后延申到髁突前緣，在1890年由德國醫師Spee首次提出[1]。Spee曲線與上頜補償曲線相接觸，使牙齒在咀嚼和牙尖交錯牙合時保持緊密的咬合接觸，使牙合力沿牙齒長軸傳遞，增加咀嚼效率，因此具有重要的生物學功能[2-3]。有研究報道，過大或過小的、左右兩側差異過大的Spee曲線深度均會導致顳下頜關節紊亂病的患病風險增加[4-6]。所以在正畸過程中，整平Spee曲線具有重要生理意義。然而整平Spee曲線需要間隙，Spee曲線越陡，所需的間隙越多[7]。以往的研究，關于整平Spee曲線所需間隙的分析較多[8-9]，但對整平Spee曲線所引起的牙弓形態改變的研究卻很少，因此本研究將對整平Spee曲線前后的三維數字化模型進行測量分析，了解 Spee曲線在整平后，其深度變化與牙弓寬度、牙弓長度及現有牙弓長度變化的關系，為臨床正畸診斷治療提供參考。

1 資料與方法

1.1 研究對象

選取2014—2019年在哈爾濱醫科大學附屬口腔醫院正畸科就診并矯正結束的42例患者，初診年齡11～13歲，按矯治前Spee曲線深度分為2組，分別為Spee曲線深度≤2 mm和Spee曲線深度>2 mm，每組21例。

納入標準：①矯治前均為恒牙列(第二磨牙未萌或未建牙合)；②牙體無嚴重的磨損、齲病、牙周病；③下頜牙列無明顯擁擠(擁擠度<1 mm)，無間隙，均采用不拔牙矯治方法，矯治后Spee曲線完全整平(Spee曲線深度<0.5 mm)；④未采用鄰面去釉及擴弓等輔助技術；⑤無骨骼畸形或顏面部創傷史；⑥無正畸治療史

所選病例矯治方法：所選病例均為安氏Ⅰ類錯牙合，采用直絲弓矯治技術，用搖椅弓整平Spee曲線。弓絲更換順序為:0.012英寸鎳鈦圓絲、0.014英寸鎳鈦圓絲、0.016英寸鎳鈦圓絲、0.018英寸鎳鈦圓絲、0.018英寸×0.025英寸搖椅型鎳鈦方絲、0.018英寸×0.025英寸搖椅形不銹鋼方絲(搖椅弓深度小于等于2 mm)。

1.2 研究方法

1.2.1 建立數字化模型 收集42例患者矯正前后的石膏模型，將下頜模型由專業技師通過3Shape Trios掃描儀獲取三維數字化模型(圖1)。

圖1 獲取三維數字化模型

1.2.2 研究數據的測量 利用第三方軟件UG NX測量每個三維數字化模型的Spee曲線深度、牙弓前段寬度、牙弓中段寬度、牙弓后段寬度、牙弓長度及現有牙弓長度。同時測量牙弓前段長度。所有測量項目均由作者在短時間內完成，各項測量數據均精確到0.01 mm，每項數據測量2次，取平均值，2次誤差大于0.5 mm，重新測量。因為本實驗病例都處于青少年時期，治療前第二磨牙均未萌或未建牙合，所以均以第一磨牙作為最后一顆磨牙。

1.2.3 測量項目的定義 ①Spee曲線深度(圖2)：測量最低牙尖點到左右中切牙中點與第一磨牙遠中頰尖所形成的平面的最大距離，分別測量左側和右側，取平均值。②牙弓寬度(圖3)：A牙弓前段寬度為左右尖牙牙尖間的寬度;B牙弓中段寬度為左右第一前磨牙頰尖間的寬度;C牙弓后段寬度為左右第一磨牙近中頰尖間的寬度。③牙弓長度(圖4)：A牙弓前段長度為切牙近中接觸點至尖牙牙尖連線的垂距;B牙弓總長度為以左右側第一恒磨牙遠中接觸點間連線為底線，由中切牙近中接觸點向底線所作的垂線;C現有牙弓長度為測量兩側第一恒磨牙遠中邊緣嵴之前的牙弓現有弧形長度。

圖2 Spee曲線深度

圖3 牙弓寬度

圖4 牙弓長度

1.3 統計學方法

使用統計分析軟件SPSS 23.0，符合正態分布，矯正前后各測量項目的組內比較用配對t檢驗，矯正前后變化量的組間比較用獨立樣本t檢驗；不符合正態分布，矯正前后各測量項目的組內比較與矯正前后變化量的組間比較均用Wilcoxon符號秩和檢驗。Spearman相關分析和逐步回歸統計分析Spee曲線深度變化與牙弓形態各測量項目的相關性及牙弓前段長度變化與牙弓總長度變化的相關性，檢驗水準α=0.05 。

2 結 果

2.1 小于等于2 mm組整平前后各測量項目的比較

Spee曲線平均整平0.94 mm，整平后，尖牙間寬度增大0.08 mm，但無統計學意義(P>0.05)；第一前磨牙間寬度增大1.14 mm，第一恒磨牙間寬度增大1.48 mm，牙弓總長度增加1.07 mm，現有牙弓長度增加1.25 mm，均具有統計學意義(P<0.05)(表1)。

2.2 大于2 mm組整平前后各測量項目的比較

Spee曲線平均整平1.95 mm，整平后，尖牙間寬度增大0.79 mm，第一前磨牙間寬度增大2.45 mm，第一磨牙間寬度增大3.31 mm，牙弓總長度增加1.95 mm，現有牙弓長度增加2.55 mm，均具有統計學意義(P<0.05)(表2)。

表2 大于2 mm組整平前后各測量項目的比較

2.3 兩組Spee曲線整平后各測量項目變化量的比較

Spee曲線整平后，大于2 mm組的尖牙間寬度、第一前磨牙間寬度、第一恒磨牙間寬度、牙弓總長度、現有牙弓長度的變化量較高，且差異均具有統計學意義(P<0.05)(表3)。

表3 兩組整平后各測量項目變化量的比較

2.4 Spee曲線整平的相關性分析與回歸方程的建立

相關性分析結果顯示，Spee曲線的整平與尖牙間寬度、第一前磨牙間寬度、第一磨牙間寬度的變化均顯著相關，r分別是0.397、0.523、0.606(P<0.05)；同時還與牙弓長度、現有牙弓長度的變化顯著相關，r分別是0.488、0.643(P<0.05)(見表4)。

表4 Spee曲線整平與各測量項目的相關性分析

設定Spee曲線矯正前后的變化量為Y，第一前磨牙間寬度矯正前后的變化量為X1，現有牙弓長度矯正前后的變化量為X2，得到回歸方程：Y=0.148X1+0.271X2+0.667。該方程的確定系數為71%，即第一前磨牙間寬度的改變和現有牙弓長度的改變對整平Spee曲線總的解釋能力是71%。

2.5 牙弓總長度與牙弓前段長度的回歸分析

以牙弓總長度矯正前后的差值為因變量Y，牙弓前段長度矯正前后的差值為自變量X，得到回歸方程：Y=1.203X+0.533。該方程的確定系數為60%，即牙弓前段長度矯正前后的改變對牙弓總長度矯正前后的改變總的解釋能力是60%。

3 討 論

臨床正畸檢查、診斷和治療計劃離不開對模型的測量分析，以往都是采用手工測量方法如游標卡尺、圓規等對患者的石膏模型進行測量，但石膏模型存在易磨損、易斷裂、易丟失及物理存儲空間大等缺點[10-11]。隨著電子信息化的發展，數字化模型廣范應用于口腔正畸領域中，不僅提高正畸醫生的技術水平，還可提高患者滿意度[12-13]。有研究表明數字化模型和手工測量的精確性差別不大，但數字化模型數據分析具有可靠，方便迅速、重復測量的變異性較小等優勢[14-16]。Karani等[17]通過研究發現用三維測量軟件測量Spee曲線深度更精準。本研究收集患者的石膏模型，通過3Shape Trios獲得STL格式的三維數字化模型，采用第三方軟件測量Spee曲線深度、牙弓寬度及長度，因此本實驗所獲得的數據較早先用傳統測量方法所獲得的數據更精準，所得實驗結果更可靠。

在正畸治療中Spee曲線整平的方法有搖椅弓、平導和片段弓等，其中搖椅弓較為常用，可使前磨牙伸長及較小程度的壓低切牙，但也經常不可避免使下切牙唇傾，從而增加牙弓長度[18-19]。Pandis等[20]通過研究發現整平Spee曲線主要是因為下頜前牙的唇傾，每整平1 mm，前牙唇傾4°。Clifford等[21]通過實驗研究搖椅弓對牙弓長度的影響，1 mm的搖椅弓使牙弓長度增加1.6 mm，2～5 mm的搖椅弓不再增加牙弓長度，牙弓長度的增加取決于切牙的唇傾和磨牙的遠中直立。鄭玲[22]通過在Typodont上應用不同深度的搖椅弓作用于模型牙上，得出結論搖椅弓可使牙弓長度、寬度增加，搖椅弓深度越深，牙弓長度、寬度增加越大。根據本實驗結果，整平后牙弓長度、寬度均增大，這與上述學者研究結果相符，但上述學者并沒有得出整平Spee曲線引起牙弓形態變化的具體變化量。本實驗結果兩組的牙弓前段寬度增加量均不大，而牙弓中后段寬度明顯增大，牙弓總長度也明顯增大，說明整平Spee曲線可使后牙頰向傾斜擴展，前牙唇傾后牙遠中直立。大于2 mm組的變化量較大，所以整平Spee曲線越多，牙弓長度寬度增加越多。同時本研究將牙弓前段長度變化與牙弓總長度變化做逐步回歸分析，所得結果表明牙弓前段長度和牙弓總長度均增加且牙弓前段長度增加量要多于牙弓中后段增加量，這說明搖椅弓整平Spee曲線更多的是對切牙施加根舌向轉矩使切牙唇傾。但Braun等[23]認為整平與切牙唇傾沒有必然聯系，應用片段弓整平可壓低切牙且避免唇傾，可能主要與整平Spee曲線的力學作用有關，但本實驗所選病例的整平方法并非是片段弓而是搖椅弓。

整平Spee曲線后現有牙弓長度的變化，主要用于研究整平Spee曲線的間隙分析。現許多國內外學者均認為以往觀點每整平1 mm Spee曲線單側需要1 mm的牙弓間隙，過多估計了整平所需間隙[8-9]。郭宏銘等[8]的研究方法認為整平Spee曲線前后現有牙弓長度的變化即是平整Spee曲線所需的間隙，其研究結果得出每整平1 mm Spee 曲線需要的牙弓間隙并非 1∶1，而是 2∶1 至 3∶1。本實驗基于臨床實際病例得出結果整平0.94 mm，現有牙弓長度增加1.25 mm，整平1.95 mm，增加2.55 mm，與上述眾多學者的研究結果相符，即贊同以往觀點每整平1mm Spee曲線單側需要1 mm的牙弓間隙，過多估計了整平所需間隙，但本研究整平所需間隙要多于郭宏銘等[8]的研究結果。這是因為郭宏銘的研究忽視了整平Spee 曲線是牙齒三維方向的移動，如牙弓寬度增大、前牙唇傾以及后牙向后直立等，使得結果存在較大誤差，所以本實驗研究結果更精準可靠，從而為制定矯治計劃時考慮是否拔牙提供更準確的參考。由于實驗方法、測量工具及方法、前牙唇傾度和磨牙傾斜度變化以及牙弓寬度等諸多因素的影響，很難得出精確的結論，所以對于整平所需間隙的分析，尚未得出統一結論，值得進一步探索研究。

本研究相關性分析結果提示：Spee曲線的整平與尖牙間寬度變化、第一前磨牙間寬度變化、第一磨牙間寬度變化、牙弓長度變化及現有牙弓長度變化均顯著相關。可見牙弓整平并不是某個單一因素的結果。本研究的結果提示牙弓整平的主要相關因素有兩個：一是現有牙弓長度變化，這與眾多學者的研究相符，另一個是第一前磨牙間寬度變化，這是因為本實驗并沒有把前磨牙算做擁擠，從而導致前磨牙被重復計算[24]。總之，整平Spee曲線會引起牙弓形態改變，使牙弓寬度、牙弓長度及現有牙弓長度均增加，正畸醫生在整平Spee曲線的過程中要全面考慮，為制訂矯治計劃提供參考。但由于樣本選擇困難，本實驗所選病例均為安氏Ⅰ類錯牙合且用搖椅弓整平Spee曲線，所以本研究只能針對用搖椅弓整平Spee曲線而得出結論，其他錯牙合類型及整平方法所引起的牙弓形態改變還有待進一步研究。