周永川 王金業(yè) 平雅坤 周樂迪 盧曉爔 呂炳建 趙增波 齊喜娟 趙軍偉 王惠敏
兒童早期齲齒(early childhood caries,ECC)是我國嚴(yán)重的公共衛(wèi)生問題,第四次口腔健康流行病學(xué)調(diào)查結(jié)果顯示5歲兒童乳牙齲齒患病率為70.9%,其中治療率為4.1%,可見我國兒童存在乳牙患齲率高、就診率低下的狀況[1]。臨床發(fā)現(xiàn)我國ECC患兒多為廣泛齲,晚期齲,甚至感染已波及牙髓及根尖,需作牙髓或根管治療。針對此類患兒采用傳統(tǒng)充填技術(shù)恢復(fù)乳牙牙冠形態(tài)效果較差,術(shù)后易脫落,易繼發(fā)齲甚至繼發(fā)根尖炎癥。許多學(xué)者近期研究了不銹鋼預(yù)成冠(stainless steel crown,SSC)對于修復(fù)乳牙缺損時(shí)所具有的優(yōu)點(diǎn),大部分學(xué)者認(rèn)為使用SSC對于恢復(fù)乳牙咬合和鄰接時(shí)具有不可替代的優(yōu)勢,尤其對于乳牙深齲洞的修復(fù)時(shí),具有更好的效果。
自Mink等[6]運(yùn)用SSC對乳磨牙廣泛齲壞缺損進(jìn)行牙體修復(fù)以來,其在國外兒童牙科應(yīng)用發(fā)展迅速。Innes等[7]總結(jié)了運(yùn)用Hall技術(shù)對于SSC的發(fā)展和優(yōu)點(diǎn),此技術(shù)以完全封閉齲壞組織,保存患牙的理念,進(jìn)一步簡化了SSC臨床操作?,F(xiàn)如今,SSC修復(fù)技術(shù)已成為乳牙全覆蓋修復(fù)的金標(biāo)準(zhǔn)、歐美國家兒童牙科常規(guī)修復(fù)技術(shù),使用率達(dá)到80%。根據(jù)兒童口腔臨床醫(yī)生反饋,我國的SSC使用率越來越高,但是也發(fā)現(xiàn)了一些問題:目前國內(nèi)應(yīng)用較多的兩種SSC需要較多修剪,難度較大,尤其是上頜第一乳磨牙牙位。
本實(shí)驗(yàn)使用3D掃描技術(shù),在電腦中重現(xiàn)了116顆我國華北地區(qū)兒童上頜第一乳磨牙的3D形態(tài),并通過數(shù)字模型處理軟件來測量橫截面的形態(tài)數(shù)據(jù),得出的數(shù)據(jù)與我國市場應(yīng)用最多的兩種SSC(美國SSC、韓國SSC)做大小、形態(tài)差異比較,為醫(yī)生臨床操作提供參考,進(jìn)一步為研發(fā)更適合我國患兒乳牙形態(tài)的SSC提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
口外掃描儀(3shape D900,精度 0.015 mm,愛爾創(chuàng)科技有限公司)掃描了2018年3月~2019年3月于河北醫(yī)科大學(xué)口腔醫(yī)院就診患兒116顆完整上頜第一乳磨牙石膏模型(去除相鄰牙位,只保留目標(biāo)牙位)和兩種SSC(2-7號),116例樣本分別與韓國、美國SSC進(jìn)行比較,將得出的數(shù)據(jù)分為A組(乳牙模型與韓國SSC)與B組(乳牙模型與美國 SSC)。掃描之后的數(shù)字模型保存為stl格式文件后導(dǎo)入3D處理軟件(Geomagic Wrap2015,Geomagic公司,美國)建立坐標(biāo)系。
使用3D軟件中重合對比功能,選取上頜第一乳磨牙頰尖的牙尖嵴與近中邊緣嵴、遠(yuǎn)中邊緣嵴的交點(diǎn)和舌尖頂點(diǎn)分別與兩種SSC相應(yīng)部位重合,形成單色差異圖像(圖1),在測量軟件中手繪算出乳磨牙模型突出于SSC部分的面積,分析兩種SSC與乳牙冠整體差異面積,獨(dú)立樣本 t檢驗(yàn)(P<0.05)。
圖1 3D重合圖Fig 1 3D overlap images
使用3D測量軟件(Creo 2.0,PTC公司,美國)測量形態(tài)數(shù)據(jù),測量項(xiàng)目如下:最大近遠(yuǎn)中徑:近中面與遠(yuǎn)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(cè)平均近遠(yuǎn)中徑比=頰側(cè)平均均寬/舌側(cè)平均均寬。
冠指數(shù)=(頰舌徑×100%)/近遠(yuǎn)中徑;冠面積=近遠(yuǎn)中徑×頰舌徑;齦緣周徑:齦緣高點(diǎn)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(yuǎn)中面冠高:近遠(yuǎn)中面的牙齦最高處到近遠(yuǎn)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)。
根據(jù)均值測量結(jié)果分別統(tǒng)計(jì)A、B兩組各測量項(xiàng)目差異,單樣本t檢驗(yàn)(P<0.05)(表 1~2)。使用統(tǒng)計(jì)軟件(IBM SPSS Statistics 21,IBM公司,美國)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。
表1 116名兒童上頜第一乳磨牙臨床牙冠和SSC 3D測量數(shù)據(jù)分析表(±s)Tab 1 3D measurements data analysis table of clinical crown of 116 children's primary maxillary first molars and SSC(±s)
表1 116名兒童上頜第一乳磨牙臨床牙冠和SSC 3D測量數(shù)據(jù)分析表(±s)Tab 1 3D measurements data analysis table of clinical crown of 116 children's primary maxillary first molars and SSC(±s)
注:①,乳牙臨床牙冠模與韓國SSC(A組)進(jìn)行單樣本t檢驗(yàn),P<0.05;②,乳牙臨床牙冠模型與美國SSC(B組)進(jìn)行單樣本t檢驗(yàn),P<0.05;③,乳牙臨床牙冠模型與兩種SSC均有差異;④,韓國SSC與美國SSC之間進(jìn)行單樣本t檢驗(yàn)P<0.05,下表同
單位(mm) 最大近齦緣周徑乳牙模型 6.96±0.41③ 7.5±0.64① ② 1.14±0.13② 93±8①② 52.22±0.26③ 22.72±0.68② 23.71±0.74① 23.79±0.74①②0±0.83 23.2±2.57 24.24±2.01 24.64±2.92韓國 SSC 7.53±3.58④ 8.34±1.94 1.15±0.07 90±4 62.8±0.56④ 22.8±2.93④ 24.87±2.83 25.18±2.15美國 SSC 8.34±4.15 8.31±2.13 1.12±0.08 100±2 69.3遠(yuǎn)中徑 頰舌徑 頰舌側(cè)平均近遠(yuǎn)中徑比 冠指數(shù) 冠面積 頜面周徑最大周徑
表2 116名兒童上頜第一乳磨牙臨床牙冠和SSC 3D測量數(shù)據(jù)分析表(±s)Tab 2 3D measurements data analysis table of clinical crown of 116 children's primary maxillary first molars and SSC(±s)
表2 116名兒童上頜第一乳磨牙臨床牙冠和SSC 3D測量數(shù)據(jù)分析表(±s)Tab 2 3D measurements data analysis table of clinical crown of 116 children's primary maxillary first molars and SSC(±s)
注:①,乳牙臨床牙冠模與韓國SSC(A組)進(jìn)行單樣本t檢驗(yàn),P<0.05;②,乳牙臨床牙冠模型與美國SSC(B組)進(jìn)行單樣本t檢驗(yàn),P<0.05;③,乳牙臨床牙冠模型與兩種SSC均有差異;④,韓國SSC與美國SSC之間進(jìn)行單樣本t檢驗(yàn)P<0.05
單位(mm) 冠高曲率近中面 遠(yuǎn)中面 舌面 頰面 頰側(cè)面 舌側(cè)面乳牙模型 2.14±0.26①② 1.89±0.83①② 3.59±0.54② 4.13±0.42①② 0.22±0.06 0.3±0.06②.21±0.04 0.28±0.05韓國 SSC 2.73±0.35④ 2.63±0.34④ 3.43±0.65④ 3.59±0.74④ 0.23±0.04 0.3±0.05美國 SSC 3.42±0.74 3.72±0.88 4.39±0.31 5.3±1.66 0
實(shí)驗(yàn)流程見圖2。
圖2 3D掃描及數(shù)據(jù)處理的流程圖Fig 2 Flow chart of 3D scanning and data processing
(1)我國華北地區(qū)與其他國家或地區(qū)兒童上頜第一乳磨牙牙齒數(shù)據(jù)對比結(jié)果顯示我國華北地區(qū)兒童上頜第一乳磨牙近遠(yuǎn)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。單樣本 t檢驗(yàn) P<0.05(表 3)。
表3 我國華北地區(qū)與其他國家或地區(qū)兒童上頜第一乳磨牙牙齒數(shù)據(jù)對比表 (mm)Tab 3 Comparation of primary maxillary first molar in North China and other countries or regions (mm)
(2)上頜第一乳磨牙臨床牙冠和其SSC 3D重合后,直觀觀察可見A組未重合面積較?。▓D1)。利用Geomagic Wrap軟件計(jì)算兩組未重合面積,A組整體差異面積是13.31±2.44,B組整體差異面積是22.57±5.97(P<0.05)。
(3)3D測量數(shù)據(jù)分析顯示A組在最大近遠(yuǎn)中徑、頰舌徑、冠指數(shù)、冠面積、最大周徑、齦緣周徑、近中面冠高、遠(yuǎn)中面冠高、頰面冠高存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。B組在最大近遠(yuǎn)中徑、頰舌徑、頰舌側(cè)平均近遠(yuǎn)中經(jīng)比、冠指數(shù)、冠面積、面周徑、齦緣周徑、近中面冠高、遠(yuǎn)中面冠高、舌面冠高、頰面冠高、舌側(cè)面曲率均存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。單樣本t檢驗(yàn)P<0.05(表 1~2)。
(4)3D測量數(shù)據(jù)分析顯示韓國SSC在最大近遠(yuǎn)中徑,冠面積,頜面周徑,近遠(yuǎn)中和頰舌面的冠高與美國SSC之間存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(表1~2)。
SSC通過選號與邊緣修整完成就位,修復(fù)乳牙牙冠缺損。目前我國市場上應(yīng)用最普遍的是韓國和美國SSC,由于不同廠家制作SSC時(shí)參考的乳牙形態(tài)數(shù)據(jù)來源不同,采用歐美標(biāo)準(zhǔn)及韓國標(biāo)準(zhǔn)制成的SSC形態(tài)與我國國內(nèi)兒童乳牙形態(tài)必定有較多差距,如冠高,冠指數(shù),牙面弧度等。不同人種與地區(qū)乳牙形態(tài)差異導(dǎo)致我國現(xiàn)有SSC臨床使用難度加大。
各國學(xué)者對本國兒童乳牙尺寸做了大量研究,有一種共識是,不同人種間的乳牙解剖形態(tài)及數(shù)值會(huì)有一定差異,臺灣學(xué)者[8]使用電子游標(biāo)卡尺測量不同種族不同地區(qū)乳牙冠直徑,結(jié)果顯示中國臺灣兒童乳牙近遠(yuǎn)中徑小于其原住民,澳大利亞原住民和中國香港華人,但大于美國白人。頰舌徑顯著小于冰島人,西印度人和白人。香港Yuen等[9]測量了香港地區(qū)兒童恒牙與乳牙近遠(yuǎn)中徑,發(fā)現(xiàn)中國南方兒童乳牙近遠(yuǎn)中徑小于中國北方兒童,但是都比白種人的大,比澳大利亞原住民的牙齒尺寸要小。但是,本研究結(jié)果與香港學(xué)者研究結(jié)果不一致,我們測量發(fā)現(xiàn)我國華北地區(qū)兒童上頜第一乳磨牙近遠(yuǎn)中徑及頰舌徑均小于中國香港、中國臺灣省、美國、澳大利亞、印度,可能與測量方法不一致相關(guān),差異使用單樣本t檢驗(yàn)其差異(表3)。
Dowling等[10]采用三維掃描跟蹤技術(shù)測量了6顆上頜前牙的接觸點(diǎn)位移,發(fā)現(xiàn)數(shù)字模型測量具有較好的重復(fù)性和準(zhǔn)確性。我們通過3D掃描,從多方面精確測量上頜第一乳磨牙形態(tài)數(shù)據(jù)。為了簡化臨床使用難度,各品牌SSC未區(qū)分性別差異,所以本研究測量了我國華北地區(qū)兒童上頜第一乳磨牙總體形態(tài)特征,未區(qū)分左右乳牙及性別差異,與SSC臨床使用情況相符合。
通過3D重合可以更加直觀的表現(xiàn)差異。有學(xué)者[11]利用3D重合比較韓國SSC與氧化鋯冠的形態(tài)差異,用體積比數(shù)據(jù)明確了兩種冠臨床應(yīng)用時(shí)牙體預(yù)備的差異,以此指導(dǎo)氧化鋯冠生產(chǎn)數(shù)據(jù)改良。本研究分別將兩種SSC與其近遠(yuǎn)中徑一致的乳牙模型重合,由于軟件測量范圍限制,無法獲得多色差異圖像,我們直觀發(fā)現(xiàn)上頜第一乳磨牙模型與韓國金屬SSC在3D重合后牙冠突出面積較小,使用軟件手繪功能計(jì)算突出面積發(fā)現(xiàn)美國 SSC突出面積達(dá)(22.57±5.97)mm2,遠(yuǎn)大于韓國SSC??梢员砻黜n國SSC總體上更加貼近我國華北地區(qū)兒童乳牙形態(tài),與臨床應(yīng)用體驗(yàn)一致。但是,具體差異部位及數(shù)據(jù)未能體現(xiàn)。
韓國SSC最大近遠(yuǎn)中徑,頰舌徑,冠面積,最大周徑,齦緣周徑均比乳牙模型大,近中面高、遠(yuǎn)中面高偏大,頰舌側(cè)面高偏小,其中舌側(cè)面高無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。冠指數(shù)偏小,表明近遠(yuǎn)中徑確定的情況下,頰舌徑長度能滿足就位條件,頰舌側(cè)平均近遠(yuǎn)中徑比、曲率正常。美國SSC最大近遠(yuǎn)中徑、頰舌徑、冠面積、面周徑、齦緣周徑、近中面冠高、遠(yuǎn)中面冠高、舌面冠高、頰面冠高均明顯大于乳牙模型,冠指數(shù)較大,頰舌面長度不滿足就位條件,近遠(yuǎn)中徑確定的情況下需磨除較多的乳磨牙臨床牙冠頰或舌側(cè)面,舌側(cè)面曲率、頰舌側(cè)平均近遠(yuǎn)中徑小,需較多的乳磨牙臨床牙冠近遠(yuǎn)中面磨除面積。通過對兩種SSC的3D數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,可以發(fā)現(xiàn)韓國SSC在最大近遠(yuǎn)中徑,冠面積,頜面周徑,近遠(yuǎn)中和頰舌面的冠高與美國SSC之間存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。綜合發(fā)現(xiàn),兩種SSC在大小尺寸方面均比我國華北地區(qū)兒童乳牙牙冠大,形態(tài)方面,韓國SSC更接近我國北方兒童牙冠形態(tài),發(fā)現(xiàn)差異較大的區(qū)域有助于臨床醫(yī)生盡量減少臨床誤差并為臨床教學(xué)提供了素材。然而,我們?nèi)匀恍枰嗟男畔?,通過測量來為中國兒童提供更合適的SSC尺寸。
分析整個(gè)數(shù)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(shí)驗(yàn)中所采用的三維模型掃描儀掃描精度在10μm以內(nèi),相對于其他來源的誤差非常小,基本可以忽略不計(jì)??赡墚a(chǎn)生誤差的步驟主要包括:(1)模型制取時(shí)產(chǎn)生的誤差;包括模型近遠(yuǎn)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(dǎo)致誤差的主要來源[12-14],這也可能是我們的測量結(jié)果顯示冠高無差異的原因。傳統(tǒng)手動(dòng)測量憑借測量者感覺,各測量指標(biāo)間沒有統(tǒng)一的空間位置,單個(gè)牙齒在牙列中的空間位置的確定標(biāo)準(zhǔn)需要進(jìn)一步的研究。本研究模型準(zhǔn)備和計(jì)算機(jī)輔助測量由同一個(gè)口腔醫(yī)生操作,區(qū)分模型解剖結(jié)構(gòu)和確定模型空間位置,最大限度減少人為誤差。
3D掃描與測量是一種較為精確的牙齒形態(tài)尺寸測量方式,可獲取較為詳細(xì)的形態(tài)數(shù)據(jù)。本研究關(guān)注上頜第一乳磨牙,通過3D對比,從直觀和數(shù)據(jù)差異兩個(gè)方面發(fā)現(xiàn)國內(nèi)現(xiàn)有兩種SSC與我國華北地區(qū)兒童上頜第一乳磨牙形態(tài)大小均有差異。