磁力擴弓后上頜牙列三維方向的CT診斷分析*

趙 賓　王繼紅

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磁力擴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弓后(MPE)的改變。方法：選取30例住院治療的患者，對其行螺旋CT測量其治療前后的三維數據，觀察治療前后上頜牙列三維位置、標志點以及角度的變化，將數據進行配對符號檢驗進行比較。結果：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磨牙均發生了整體移動及頰傾；第1前磨牙區為上頜最大擴寬位置；上頜中切牙三維位置向前、向下移動。結論：患者上頜牙列MPE前后的變化可根據螺旋CT清晰呈現，為MPE機制的進一步研究奠定基礎。

[關鍵詞]三維測量；磁力擴弓；螺旋CT

①唐山市第二醫院CT MR室 河北 唐山 063000

②唐山市第三醫院手術室 河北 唐山 063000

趙賓,男,(1977-),本科學歷，主治醫師。唐山市第二醫院CT MR室，從事CT、MR常見疾病診治與研究工作。

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

磁力擴弓(magnetic palatal expansion，MPE)是一種于固定的或活動的矯治器中引入磁體，同時應用磁體同極相排斥的原理將牙弓擴大，增加其寬度的方法[1]。該方法主要特點是磁力為主要介導，將力值的大小準確掌控，從而具有不依賴患者的配合、不受到磁塊間介質影響以及容易清潔等優點。以往臨床研究僅限于模型或X射線片的測量[2]。本研究在以往臨床研究的基礎上進行改進，依靠螺旋CT呈現出的三維圖像，觀察MPE前、后上頜骨位置、方向及角度的改變，并將其結果進行比較。

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院口腔科內住院治療的30例患者，對其行螺旋CT測量其治療前后的三維數據，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。

1.2納入與排除標準

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

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

1.3檢查方法

1.3.1MPE

(1)磁塊規格。磁塊應用德國Fehrnkeper Magnet System公司生產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，磁塊同極相對時斥力大小與其距離間呈負相關。

(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，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，將磁力矯治器yoga粘接劑植入口腔。當磁塊距離＞3 mm時，于單側增加磁片繼續進行擴弓，15 d進行1次復診，直到上頜牙弓明顯拓寬，后牙約4 mm被覆蓋時停止，此時于唇側粘接固定矯治器進行保持。其中擴弓時間與保持時間均為半年，治療結束后繼續保持1年。

(3)螺旋CT拍攝。于患者行MPE治療前后均進行螺旋CT掃描，并記錄掃描結果。掃描時，保證CT儀器發射的2條垂直光纖可分別通過兩側外眥點及內眥中點。掃描參數[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，圖像應用Dicom2.0保存，三維圖像使用Mimics 10.01軟件重建，同時測量上頜牙列擴弓前后角度及位置。

1.3.2確定參照點

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

1.3.3確定標志點

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

測量角度及坐標值：將各點三維坐標值的變化測量并計算，即治療前后X軸(矢狀向)、Y軸(垂直向)以及Z軸(水平向)的坐標差值[5]；第1前磨牙、上頜第1磨牙以及右上中切牙長軸于冠/矢狀面投影的角度改變；于正中矢狀切面上雙側上頜第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坐標系偏差消除計算方法及數據采集

CT圖像數據的三維重建應用Mimics 10.01軟件，但原始坐標常會由于頭部位置的不同產生一定的偏差。本研究中選取S、N及Ba等位置較為固定、較為清晰的標志點，記錄治療前后三維坐標，應用剛體運動坐標換算公式，計算坐標變化規律，同時得到治療前后坐標系間的旋轉參數，消除治療前后原始坐標間偏差。如此可將擴弓前后各標志點坐標可比性增強，更為符合比較要求[6]。

本研究中患者數據采集以及頂點均為同一名醫師完成，并且在不同時間進行3次測量，取平均值。

1.4統計學方法

采用SPSS 17.0軟件對數據進行分析，計量資料結果以均值±標準差(±s)表示，對MPE治療前后患者三維角度及坐標值進行t檢驗，觀察治療前后變化。以P＜0.05為差異有統計學意義。

2　結果

患者MPE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表1。其中上領第1磨牙、第1前磨牙根尖位置及牙冠位均出現了水平位置的偏移，且牙冠部位位移量大于根尖部位，即第1前磨牙及第1磨牙均出現了移動且產生了傾斜，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：結果為患者左側上頜第1前磨牙、第1磨牙以及中切牙位置的數據計算后結合右側數據統計所得。

病例數　項目　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同名牙夾角依次增大，牙長軸于矢狀面上角度無明顯變化，上中切牙變化明顯。這符合牙根尖點及牙冠點向前移動。

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

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

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

病例數　項目　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

臨床傳統觀察牙移動特征的方法為三維CT、X射線以及模型法，但后二者測量法工作量較大，準確率也相對偏低[7-8]。而螺旋CT法則可彌補其他兩種方法的不足，該方法可將標志點轉化為坐標值、同時進行系統計算，即節省了人力，又減小了誤差。同時該方法可將線距而產生的誤差消除，將牙冠、牙根以及壓槽位置清晰呈現。于CT片上3 mm距離作為一橫斷面，于這些橫斷面上測量牙槽骨外緣與牙根唇舌徑厚度以分析牙齒位移特點。本研究正是應用此種方法來確定上頜各牙標志點于三維圖像中的投影角度及坐標值，同時將圖像進行灰度調節及放大，可清晰觀察牙根、牙槽骨形態及位移，并準確分析MPE治療前后上頜牙位移特點[9-10]。

傳統的快速擴弓法可將矯治力迅速積累至數千克，腭中縫有效擴大而牙傾斜少，最大程度的使骨重量增加大于牙的傾斜，導致更多的骨骼改變。有研究表明，慢速擴弓矯治力雖小但較為穩定，牙傾斜移動顯著。快速擴弓骨性移動及牙齒移動各占50%[11]。有學者認為，慢速擴弓每1 mm的骨骼可改變6 mm的牙拓寬[12-13]。本研究中患者經MPE治療后，腭中縫擴寬了1.8 mm，磨牙牙尖點及第1磨牙根尖點寬度分別增加6.4 mm及4.2 mm，骨量約為擴寬量的25%。擴弓器的放置位置與上頜需拓寬的位置間關系密切，于硬腭后部放置磁性擴宮器可獲得更為顯著的擴大后牙效應[14-15]。本研究結果表明，MPE法較為安全有效，其治療時間介于傳統快速擴弓及慢速擴弓之間，牙齒位移及傾斜程度也介于兩者之間。

磁力擴弓后在磁力擴弓矯治器磁塊間的斥力作用下，隨著上頜骨內應力的逐漸增大，腭中縫的骨質邊緣兩側會發生極細微的骨質位移，導致腭中縫內的細胞因斥力作用而出現一系列的生理性改變，即腭中縫在由于持續斥力的影響而產生的復雜的生理改建及生理性修復過程，最后擴大的間隙完成穩定的骨性聯合。同一腭中縫的不同部位顯示的應力模式均不相同，在這種不同的應力模式和大小作用下，腭中縫產生不同的結構改變。

擴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，不可降解等優點，但手感形態與周圍組織界線差異較大，且易出現結節、移位及外露等并發癥。生物材料有同種或異種膠原蛋白、脫細胞真皮基質、自體真皮及自體脂肪。異體生物材料會有不同程度的排異反應，且有較高的吸收率。自體真皮可造成供皮區瘢痕及組織缺損[9]。根據臨床經驗，其中的自體顆粒脂肪移植具有來源豐富、操作相對安全簡單、無排異反應及創傷小等優點，更易被患者心理上接受。

本研究結果表明，三維重建技術及螺旋CT可將MPE治療前后患者上頜牙列的變化清晰呈現，有助于醫師分析患者情況，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

作者簡介

*基金項目：唐山市科技局計劃項目(121302058a)“上頜后牙術前多層螺旋CT檢查預防并發癥的臨床應用價值”

DOI:10.3969/J.ISSN.1672-8270.2016.03.014

[文章編號]1672-8270(2016)03-0050-04

[中圖分類號]R783.5

[文獻標識碼]A