上頜第一乳磨牙臨床牙冠的計算機輔助測量

周永川 王金業(yè) 周樂迪 盧曉爔 平雅坤

近年來，國內外有大量學者[1-2]報道了不銹鋼預成冠(stainless steel crown SSC)在乳牙大面積損修復方面的優(yōu)勢，普遍認為SSC技術能很好的恢復咬合和鄰接，不易脫落，臨床操作要求低，是非常適合乳牙大面積牙冠缺損的一種牙體修復技術。近年來，SSC在我國兒童口腔臨床應用發(fā)展迅猛，但是臨床發(fā)現目前國內多應用進口SSC，其與我國兒童乳牙形態(tài)存在一定的差異，導致臨床應用難度加大，尤其是上頜第一乳磨牙SSC，需要較多修剪，難度最大。有必要研發(fā)更加適合我國兒童牙齒形態(tài)的SSC，而乳牙牙冠形態(tài)數據測量是其基礎。

目前國內外運用數字化三維測量獲得精確數據的技術已相當成熟[3-4]，且已在牙齒測量方面成功運用[5]，然而對乳牙解剖牙冠數字化三維重建的研究在國內外報導甚少,少數的對乳牙解剖牙冠數字化研究也僅限于部分數據或牙頜模型。大部分乳牙研究是采用分軌、直尺、游標卡尺等傳統測量手段，未對乳牙牙冠進行數字化三維重建詳細測量其形態(tài)數據，導致乳牙牙冠形態(tài)數據匱乏。

因此本課題組利用三維掃描及3D測量軟件測量了116 顆我國華北地區(qū)兒童上頜第一乳磨牙，建立此牙詳細的數據檔案，豐富乳牙解剖并為研發(fā)更適合我國患兒乳牙形態(tài)的SSC提供基礎數據。

1 材料與方法

1.1 基本材料

口外掃描儀(D900，精度0.015 mm，3shape公司, 丹麥)掃描了2018 年3 月～2019 年3 月于河北醫(yī)科大學口腔醫(yī)院就診患兒116 顆完整上頜第一乳磨牙石膏模型(牙冠完整，無齲壞、充填及牙髓、根尖炎癥，取模及模型修整過程中未破壞目標牙位),小鋼鋸去除模型目標牙位相鄰牙，保留鄰牙臨近目標牙位部分石膏牙體，粗砂紙打磨，保留目標牙位牙體完整。保存為stl格式文件后導入3D處理軟件(Geomagic Wrap2015， Geomagic公司, 美國)建立坐標系。

1.2 方法

用3D測量軟件(Creo 2.0，PTC公司， 美國)測量形態(tài)數據，測量項目如下：最大近遠中徑：近中面與遠中面之間的最長距離; 頰舌徑：頰面與舌面之間的最長距離。

頰舌側平均近遠中徑比=頰側平均均寬/舌側平均均寬

冠指數=(頰舌徑×100)/近遠中徑

冠面積=近遠中徑×頰舌徑

齦緣周徑：齦緣高點平面截面的牙冠周徑; 頜面周徑：冠周徑平面截面的牙冠周徑; 最大周徑：最大周徑平面截面的牙冠周徑; 頰面冠高：頰面牙齦最低處到牙尖最高處的距離; 舌面冠高：舌面牙齦最低處到牙尖最高處的距離; 近遠中面冠高：近遠中面的牙齦最高處到近遠中溝的距離

曲率=1/半徑(r)

2×r×sin[弧長/(2×r)]=弦長, 來求r的最大近似值

統計各測量項目性別和左右側差異。以乳牙牙冠3 個平面周徑(頜面周徑、最大周徑、齦緣周徑)建立頻率分布統計圖(圖 1)，分析牙冠冠周徑的集中趨勢。計算乳牙牙冠各測量項目醫(yī)學參考值范圍，確定國產SSC各數值分布區(qū)間。使用IBM公司的統計軟件IBM SPSS Statistics 21進行統計學分析。

圖 1 116 例兒童上頜第一乳磨牙臨床牙冠周徑(mm)分布

2 結 果

(1) 116 名兒童上頜第一乳磨牙臨床牙冠直徑分布趨勢為：冠平面(22.72±0.68) mm、最大周徑平面(23.71±0.74) mm、齦緣高點平面(23.79±0.74) mm根據高斯檢驗， 3 個平面均符合正態(tài)分布(P>0.05)，數據有集中分布趨勢(圖 1)。

(2) 不同性別上頜第一乳磨牙形態(tài)測量結果對比見表 1。近遠中徑、頰舌徑、冠面積，頜面周徑，最大周徑測量值存在性別差異(P<0.05)，其他測量項無性別差異(P> 0.05)。

(3)左右側上頜第一乳磨牙形態(tài)測量結果對比見表 2。左右兩側牙冠測量值差異無統計學意義(P>0.05)。

(4) 根據上述結果，作者對上頜第一乳磨牙牙冠形態(tài)測量醫(yī)學參考值范圍提出建議，如表 3所示。

3 討 論

鎳鉻冠，通常被稱為SSC，通過選號與邊緣修整完成就位，修復乳牙牙冠缺損。目前我國市場上應用最普遍的是韓國和美國SSC，均有從2號到7號6 種不同尺寸。臨床使用發(fā)現我國兒童乳牙形態(tài)與成品SSC形態(tài)存在顯著差異，這與不同廠家制作SSC時參考的乳牙形態(tài)數據來源不同有關，文獻檢索顯示我國華北地區(qū)兒童上頜第一乳磨牙近遠中徑小于中國臺灣、中國香港、美國、澳大利亞、印度、冰島。 頰舌徑小于中國臺灣、 美國、 印度、冰島[6-7]。采用歐美標準及韓國標準制成的SSC形態(tài)必定與我國國內兒童乳牙形態(tài)有較多差距，如冠高，冠指數，牙面弧度等。收集我國兒童乳牙牙冠形態(tài)數據是SSC國產化研發(fā)的基礎。

表 1 不同性別兒童第一乳磨牙測量值比較表(mm)

表 2 左右側第一乳磨牙測量值比較(mm)

尚佳建等[8]測量了國內北方兒童牙冠近遠中徑，頰舌徑及頰舌側冠高，限于傳統測量技術的限制，測量項目較少。本研究中利用3D測量技術能更全面的獲取牙冠形態(tài)數據，使用近遠中徑，頰舌徑，冠面積，周徑，冠高來代表我國華北地區(qū)乳牙牙冠大小尺寸。用冠指數、曲率、頰舌側平均近遠中徑反映冠形態(tài)。冠指數和冠面積通過將近遠中徑和頰舌徑合并為一個值，可以很好地反應牙齒形態(tài)特性[9]。冠指數表示近遠中徑和頰舌徑的相對大小，是影響SSC就位的重要指標，冠指數小則會出現頰舌徑長度不滿足就位條件，需磨除較多的乳磨牙臨床牙冠頰或舌側面；冠面積，是近遠中徑和頰舌徑的乘積，它代表了牙齒總體大小，可用于指導臨床選擇合適的SSC型號。

表 3 第一乳磨牙測量數據醫(yī)學參考值 (mm)

Dowling等[10]采用三維掃描跟蹤技術測量了6 顆上頜前牙的接觸點位移，發(fā)現數字模型測量具有較好的重復性和準確性。通過3D掃描，從多方面精確測量上頜第一乳磨牙形態(tài)數據。醫(yī)學參考值為我國SSC研制提供了最大值與最小值范圍，避免出現最大SSC不夠大，最小不夠小的情況。頻率分布數據發(fā)現在頜面周徑平面，最大周徑平面，頸緣周徑平面三個平面冠周徑的集中趨勢，在冠面周徑平面，周徑范圍在21.4～24.05，相較國內其他研究結果總體偏小，集中趨勢無明顯差異。在最大周徑和齦緣周徑平面我們發(fā)現集中趨勢非常明顯，集中于23.5～24 mm，測量過程中亦發(fā)現最大周徑與齦緣周徑常重合，表明上頜第一乳磨牙臨床牙冠無明顯的收縮趨勢，臨床牙冠冠周徑從咬合面到齦緣逐漸增大。

關于乳牙牙冠形態(tài)研究發(fā)現，左右乳牙形態(tài)大小有顯著的相關性，即一個人左側乳牙越大(越小)，右側乳牙也越大(越小)，張東妹 等[11]及Zameer等[12]認為，牙冠左右側所存在的細小差異，是人類基因遺傳和自然環(huán)境不斷改變所造成的影響，也是人類牙齒退行性改變時，左右兩側退行不均衡所導致，但是其差異很細微，可以忽略。石四箴等[13]及高升輝等[14]研究結果表明，左右側同名乳牙的牙冠近遠中徑存在微小差異，但差異無統計學上顯著性意義。所以同一型號SSC左右形態(tài)大小基本一致。關于性別差異，多數學者研究發(fā)現男女乳牙形態(tài)有顯著性別差異，對臨床選擇合適的SSC型號有指導意義。臺灣學者研究了90 名兒童乳牙近遠中徑，發(fā)現男女性別差異明顯，多個牙位男孩乳牙近遠中徑大于女孩，這可能與Y染色體對牙本質發(fā)生(牙本質產生)的生長促進作用有關[6]。本研究結果發(fā)現在近遠中徑、頰舌徑、冠面積，頜面周徑，最大周徑存在性別差異，其他檢測項均無差異，表明男孩上頜第一乳磨牙大小尺寸較女孩大，但是形態(tài)無明顯差異，左右側乳牙形態(tài)大小均無差異。

分析整個數字化制作測量流程，模型制取采用超硬石膏，盡量減少集合收縮誤差，實驗中所采用的三維模型掃描儀掃描精度在10 μm 以內，相對于其他來源的誤差非常小，基本可以忽略不計，雙探頭可滿足無死角掃描收集牙冠表面數據。可能產生誤差的步驟主要包括: (1)模型制取時產生的誤差;包括模型近遠中面的修整和齦緣位置的確定； (2)確定模型空間位置的誤差; 測量前空間位置的確定是導致誤差的主要來源[15-17]，這也可能是本測量結果顯示冠高無差異的原因。傳統手動測量憑借測量者感覺，各測量指標間沒有統一的空間位置，單個牙齒在牙列中的空間位置的確定標準需要進一步的研究。本研究模型準備和計算機輔助測量由同一個口腔醫(yī)生操作，區(qū)分模型解剖結構和確定模型空間位置，最大限度減少人為誤差。