廖乃麒，錢語然，李淵，唐振興，趙志河，李宇

口腔疾病研究國家重點實驗室，國家口腔疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心，四川大學(xué)華西口腔醫(yī)院正畸科，四川 成都（610041）

透明矯治器（clear aligner）最初被用于實現(xiàn)一些簡單的正畸治療目標(biāo)，如輕或中度擁擠的解除［1］。隨著臨床水平和技術(shù)水平的不斷提高，通過對矯治理念、設(shè)計方法及器材材料等方面進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新［2］，透明矯治器也開始被應(yīng)用于一些復(fù)雜病例［3-4］，包括前磨牙減數(shù)病例［5］。然而，由于材料本身的局限性、不同矯治設(shè)計及患者個體差異，透明矯治器對某些牙齒移動類型控制不足［6-7］，會影響支抗穩(wěn)定性、覆深度以及垂直向關(guān)系等［8-9］。透明矯治器垂直向的控制能力與生物力學(xué)密切相關(guān)［10］，在使用透明矯治器進(jìn)行拔牙間隙關(guān)閉時需要特別注意上切牙垂直向的控制。以往的研究常使用治療前后的二維頭側(cè)位片或三維牙列模型對牙移動量進(jìn)行評估，但前者難以確定解剖標(biāo)志點且無法反映牙齒的三維移動情況，后者可能由于口內(nèi)情況的改變無法提供穩(wěn)定的重疊條件［11］。錐形束CT（cone beam CT，CBCT）作為一種三維影像學(xué)技術(shù)，不受拍攝角度或口內(nèi)情況變化影響，可通過穩(wěn)定的骨性解剖標(biāo)志實現(xiàn)治療前后的重疊，能更準(zhǔn)確地測量牙齒的三維移動情況。本研究擬基于CBCT 數(shù)據(jù)三維重建及重疊，在成人拔除前磨牙隱形矯治病例中測量上切牙壓低實現(xiàn)量，并分析其影響因素。

1 資料和方法

1.1 樣本采集

本研究經(jīng)四川大學(xué)華西口腔醫(yī)院倫理審查委員會批準(zhǔn)（審批號：WCHSIRB-CT-2022-160），納入2018 年1 月-2021 年1 月在四川大學(xué)華西口腔醫(yī)院正畸科就診并由同一位醫(yī)師主診的成年女性患者。納入標(biāo)準(zhǔn)：①女性，18 ～39 歲；②上牙列為7-7，無畸形牙；③拔除雙側(cè)上頜第一前磨牙治療；④采用無托槽隱形矯治（invisalign），且已完成第一期治療（剩余矯治器≤3 步）；⑤在治療前、后均獲得良好的CBCT 掃描數(shù)據(jù)。排除標(biāo)準(zhǔn)：①顱頜面缺損、綜合征或唇腭裂等畸形；②造成顱頜面部形態(tài)改變的生理變化、外科手術(shù)及創(chuàng)傷；③正畸治療史；④牙周病或根尖周病；⑤在該治療期間使用了節(jié)段弓或微種植體支抗。

根據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)共納入30 例患者，合計120 顆上切牙，患者平均年齡（25.2 ± 6.31）歲。取得所有患者的知情同意。所有患者按要求使用咬膠、每10 d更換下一步矯治器、每日配戴矯治器不少于20 h。所有患者的終末位覆均設(shè)計為0 mm，技師設(shè)計透明矯治器的綜合平均步距為0.20 mm。

1.2 研究方法

1.2.1 CBCT 數(shù)據(jù)獲取、三維重建及重疊 所有的CBCT 圖像均由相同設(shè)備、參數(shù)設(shè)置拍攝。收集納入患者在治療前（T0）及佩戴完初始系列矯治器后（T1）的CBCT 數(shù)據(jù)并以DICOM 格式導(dǎo)入Mimics 軟件（version 21，Materialize 公司，比利時）進(jìn)行三維重建。從ClinCheck 軟件（Align Technology，美國）中導(dǎo)出患者治療前（第一期牙套初始）、預(yù)期治療后（第一期牙套終末位）、實際治療后（第二期牙套初始）的上頜牙列模型。將上述5 種模型以STL 格式導(dǎo)入Geomagic Studio 軟件（Version 13，Geomagic公司，美國），完成它們的配準(zhǔn)對齊（圖1）。

Figure 1 Registration of dentition models before measurement of the designed and achieved tooth movement of maxillary incisors of patients treated with bilateral maxillary first premolar extraction by clear aligners圖1 無托槽隱形矯治拔除雙側(cè)上頜第一前磨牙患者上頜切牙的牙移動設(shè)計量和實現(xiàn)量的測量前的牙列模型配準(zhǔn)對齊

1.2.2 牙移動數(shù)據(jù)測量 根據(jù)Ren 等［7］的方法，以T0 時期三維頜骨模型的解剖標(biāo)點為特征建立空間直角坐標(biāo)系：兩側(cè)第一磨牙近中頰尖及左側(cè)中切牙近中切角點所在平面作為xy 平面，即橫向平面（TP）；過前鼻嵴點（ANS）和后鼻嵴點（PNS）且垂直于TP 的平面作為yz 平面，即正中矢狀面（MP）；過切牙乳突點中點（P）且同時垂直于TP 和MP 的平面作為xz 平面，即冠狀面（CP）；在該坐標(biāo)系中，MP和CP 相交于z 軸，TP 和MP 相交于y 軸。在牙列模型上完成切牙移動量的測量：壓低實現(xiàn)量計算為治療前后切緣中心點z 坐標(biāo)的差值，壓低設(shè)計量計算為治療前與終末位切緣中心點y 坐標(biāo)的差值；舌移設(shè)計量計算為治療前與終末位切緣中心點y 坐標(biāo)的差值（圖2）。壓低表達(dá)率=壓低實現(xiàn)量/壓低設(shè)計量×100%。

Figure 2 Measurement coordinate system of the designed and achieved tooth movement of maxillary incisors of patients treated with bilateral maxillary first premolar extraction by clear aligners圖2 無托槽隱形矯治拔除雙側(cè)上頜第一前磨牙患者上頜切牙的牙移動設(shè)計量和實現(xiàn)量的測量坐標(biāo)系

1.2.3 患者相關(guān)資料收集 在ClinCheck 方案、石膏或數(shù)字化模型、頭影測量側(cè)位片及病歷資料中收集所納入患者的相關(guān)信息：①臨床信息：初始覆、覆蓋、矢狀向頜骨關(guān)系、擁擠度、上中切牙唇傾度；②方案設(shè)計：第一期牙套佩戴副數(shù)、尖牙區(qū)附件類型（矩形/優(yōu)化）、后牙區(qū)附件類型（矩形/優(yōu)化）、尖牙和切牙是否設(shè)計分步壓低、是否設(shè)計前牙平導(dǎo)、是否使用Ⅱ類頜間牽引（表1）。

表1 無托槽隱形矯治拔除雙側(cè)上頜第一前磨牙患者的臨床基線特征及治療設(shè)計資料Table 1 Baseline characteristics and treatment designs of patients treated with bilateral maxillary first premolars extraction by clear aligners

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法

所有數(shù)據(jù)由兩位研究者共同測量并取平均數(shù)，4 周后隨機抽取10%患者重新測量，采用SPSS 22.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。采用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)（intraclass correlation coefficient，ICC）對測量者之間及之內(nèi)進(jìn)行一致性評估。采用配對樣本的t檢驗，比較壓低設(shè)計量與實現(xiàn)量之間的差異。采用多因素線性回歸分析檢驗不同因素對壓低實現(xiàn)量的影響。檢驗水準(zhǔn)α=0.05。

2 結(jié) 果

2.1 一致性檢驗結(jié)果

本研究利用ICC 對兩位測量者的組內(nèi)和組間一致性進(jìn)行了評價，結(jié)果表明，測量者A 的組內(nèi)相關(guān)系數(shù)為0.989，測量者B 的組內(nèi)相關(guān)系數(shù)為0.988，而且測量者之間的組間相關(guān)系數(shù)為0.986，均大于0.75，表明本研究數(shù)據(jù)具有較高的可靠性。

2.2 壓低實現(xiàn)量

上頜中切牙的平均壓低設(shè)計量和實現(xiàn)量分別為（0.96 ± 0.54）mm 和（0.46 ± 0.38）mm，二者存在顯著差異（P＜0.001），壓低表達(dá)率為48% ± 31%。上頜側(cè)切牙的平均壓低設(shè)計量和實現(xiàn)量分別為（0.72 ± 0.55）mm 和（0.44 ± 0.31）mm，二者也存在顯著差異（P＜0.001），壓低表達(dá)率為59% ± 33%。中切牙與側(cè)切牙之間的實現(xiàn)率有顯著性差異（P＜0.001）（表2）。

表2 無托槽隱形矯治拔除雙側(cè)上頜第一前磨牙患者上頜前牙的壓低移動的實現(xiàn)率Table 2 Achieved intrusion amount of the maxillary incisors of patients treated with bilateral maxillary first premolars extraction by clear aligners ±s

表2 無托槽隱形矯治拔除雙側(cè)上頜第一前磨牙患者上頜前牙的壓低移動的實現(xiàn)率Table 2 Achieved intrusion amount of the maxillary incisors of patients treated with bilateral maxillary first premolars extraction by clear aligners ±s

U1: upper central incisors.U2: upper lateral incisors

Tooth type Upper incisors U1 U2 Achieved amount/mm 0.45 ± 0.35 0.46 ± 0.38 0.44 ± 0.31 Designed amount/mm 0.88 ± 0.55 0.96 ± 0.54 0.72 ± 0.55 Difference/mm 0.39 ± 0.51 0.51 ± 0.48 0.27 ± 0.52 Efficacy (%)54% ± 38%48% ± 31%59% ± 33%t P＜0.001＜0.001＜0.001-8.172-8.464-3.963

2.3 多因素線性回歸分析

多因素線性回歸分析中，各因素回歸系數(shù)見表3。多因素線性回歸分析結(jié)果提示4 種因素與壓低實現(xiàn)量具有顯著相關(guān)性（P＜0.05），包括：壓低設(shè)計量、舌移設(shè)計量、前牙壓低是否分步進(jìn)行及是否使用了Ⅱ類頜間牽引。其中，壓低設(shè)計量、分步壓低設(shè)計與壓低實現(xiàn)量呈正相關(guān)；舌移設(shè)計量、Ⅱ類頜間牽引的使用與壓低實現(xiàn)量呈負(fù)相關(guān)。

表3 無托槽隱形矯治拔除雙側(cè)上頜第一前磨牙患者上頜前牙壓低移動實現(xiàn)量的多因素線性回歸分析Table 3 Linear regression analysis of predicting the achieved intrusion amount of patients treated with bilateral maxillary first premolars extraction by clear aligners

3 討 論

研究已證實，透明矯治器在正畸牙移動的垂直向控制方面效果較差［11］。對于拔牙病例，由于前磨牙缺失導(dǎo)致后牙支抗減弱和鐘擺效應(yīng)，上前牙的壓低更加困難。因此，在進(jìn)行ClinCheck 終末位設(shè)計之后，透明矯治器壓低實現(xiàn)量有多少、哪些因素會影響壓低實現(xiàn)量以及如何提高壓低實現(xiàn)率是臨床醫(yī)生最關(guān)心的問題之一。本研究基于嚴(yán)格的納入、排除標(biāo)準(zhǔn)，納入了30 位拔除雙側(cè)上頜第一前磨牙隱形矯治患者的120 顆上頜切牙，采用CBCT 三維重建及重疊的方法，精確測量上切牙垂直向移動距離，并收集可能的影響因素。本研究發(fā)現(xiàn)上頜中切牙及側(cè)切牙的壓低實現(xiàn)率分別為48%及59%，且壓低設(shè)計量、舌移設(shè)計量、前牙壓低是否分步進(jìn)行、是否使用Ⅱ類頜間牽引這4 個因素顯著影響最終的壓低實現(xiàn)量。

CBCT 在正畸領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用于骨性測量。系統(tǒng)評價表明，CBCT 對牙槽骨形態(tài)學(xué)指標(biāo)的測量與物理測量沒有差異［12］。盡管研究顯示，基于口內(nèi)掃描模型和腭黏膜皺襞重疊的方法也能準(zhǔn)確穩(wěn)定地測量牙移動［13-14］，但三維重建的CBCT 數(shù)據(jù)具有更穩(wěn)定的解剖標(biāo)志，有利于重疊的穩(wěn)定性。對于非拔牙病例，以往有研究使用基于后牙的區(qū)域重疊方法［15］和基于全牙弓的整體重疊方法［16］對治療前后的牙列模型進(jìn)行配準(zhǔn)對齊。然而本研究探究的拔除第一前磨牙的病例，其牙弓長度和形態(tài)發(fā)生明顯改變，以上2 種方法并不適用。因此，本研究采用了基于上頜骨的最佳擬合重疊方法，即將上頜骨作為穩(wěn)定重疊標(biāo)志，對治療前及佩戴完初始系列矯治器后的上頜骨模型進(jìn)行最佳擬合重疊，并將治療前后的牙列模型與各自時期上頜骨模型中的牙列進(jìn)行配準(zhǔn)對齊，從而實現(xiàn)了治療前后牙列的配準(zhǔn)對齊，該方法的有效性和可靠性已得到相關(guān)研究的證實［17］。

關(guān)于隱形矯治切牙壓低實現(xiàn)率的研究，多數(shù)國內(nèi)外研究都是基于非拔牙患者進(jìn)行。最早一項研究發(fā)現(xiàn)，上頜中切牙和側(cè)切牙的壓低實現(xiàn)率僅為44.7%和33.5%，但樣本量較?。?8］。研究者在之后擴大樣本量后的研究中，得出了不同結(jié)果：最大壓低實現(xiàn)率在上頜中切牙下降為33.4%，側(cè)切牙的上升為44.6%［19］。也有研究者利用CBCT 測量方法，得出了相近結(jié)果：上頜中切牙和側(cè)切牙的壓低實現(xiàn)率分別為50%和55.8%［20］。本研究中，側(cè)切牙壓低實現(xiàn)率（59%）顯著高于中切牙（48%），與上述研究結(jié)果較為一致。造成這種差異的可能原因有兩點：一是中切牙作為整個牙弓最前端的牙齒，受到的牙套控制力和垂直向支抗較弱；二是中切牙的牙根比側(cè)切牙更粗壯，移動困難。在拔除第一前磨牙的研究中，Dai 等［21］發(fā)現(xiàn)上頜中切牙相對伸長了（0.80 ± 0.90）mm。而在本研究中，上頜中切牙壓低實現(xiàn)量為（0.46 ± 0.38）mm，與壓低設(shè)計量相比，相對伸長量為（0.51 ± 0.48）mm，略低于Dai等［21］的研究，這可能與研究納入標(biāo)準(zhǔn)、測量方法、治療設(shè)計的不同有關(guān)。

上頜中切牙壓低實現(xiàn)量的多因素線性回歸分析顯示，壓低設(shè)計量的相關(guān)系數(shù)為0.861，因此在隱形拔牙矯治中對上前牙區(qū)垂直方向的控制，必須考慮過移動（over-movement）的設(shè)計。此外，舌移設(shè)計量與壓低實現(xiàn)量之間呈負(fù)相關(guān)，其相關(guān)系數(shù)為-0.256，表示上頜中切牙的舌移量每增加1 mm，其壓低實現(xiàn)量將減少0.256 mm，這是由于無托槽隱形矯治在舌移上切牙時，發(fā)生了牙冠的舌向轉(zhuǎn)矩，切牙相對伸長，出現(xiàn)“過山車效應(yīng)”。其他研究結(jié)果也發(fā)現(xiàn)配合內(nèi)收的壓低移動，與非內(nèi)收的壓低移動相比，前者壓低的實現(xiàn)量顯著降低［22］。前牙平導(dǎo)是一種常用于隱形矯治的輔助裝置，被認(rèn)為可以用來改善深覆的情況。然而，在本研究中，并沒有發(fā)現(xiàn)前牙平導(dǎo)對于上切牙壓低的效果有顯著的影響。這與Henick 等［23］的研究結(jié)果相符，他們指出前牙平導(dǎo)雖然能夠有效地打開咬合，但其主要機制是通過促進(jìn)下頜前牙唇向傾斜，而不是通過壓低上前牙。另一個可能影響上切牙壓低效果的因素是Ⅱ類頜間牽引，在隱形拔牙矯治中，使用Ⅱ類頜間牽引會降低上頜中切牙壓低實現(xiàn)量，相比于不使用Ⅱ類頜間牽引的情況，平均每個患者會減少0.589 mm，這可能與Ⅱ類頜間牽引使上前牙伸長的副作用有關(guān)。由于透明矯治器具有較小的剛度和較大的彈性，在隱形矯治中使用Ⅱ類頜間牽引是否會加劇上頜前牙伸長，并影響深覆改善效果，還需要進(jìn)一步進(jìn)行更多實驗和臨床研究。隱形矯治中，附件是一種重要的輔助裝置，它可以增加牙套對牙齒的包裹力和傳遞力量的效率，從而實現(xiàn)更精確和有效的牙齒移動。有些研究認(rèn)為，在后牙區(qū)使用較多或較大的附件，可以增加后牙區(qū)對于垂直力量的抵抗能力，從而促進(jìn)前牙壓低［24］。另一些研究則認(rèn)為，在尖牙區(qū)使用較少或較小的附件，可以減少尖牙對于水平力量的阻礙作用，從而使得前牙區(qū)更容易壓低［25］。然而在本研究中，并未發(fā)現(xiàn)后牙區(qū)附件和尖牙區(qū)附件類型與切牙壓低實現(xiàn)量之間存在顯著相關(guān)性。在本研究中雖然使用了優(yōu)化和傳統(tǒng)兩種類型的附件，但在每顆尖牙和后牙上均設(shè)計了附件（每側(cè)共4 個），即使優(yōu)化附件較小，其數(shù)目保證了足夠的包裹力，所以可能并不表現(xiàn)出對壓低實現(xiàn)量的負(fù)面影響。此外，本研究發(fā)現(xiàn)，前牙分步壓低設(shè)計，即切牙和尖牙分階段進(jìn)行壓低，與切牙壓低實現(xiàn)量具有顯著的相關(guān)性。多因素線性回歸分析顯示，在其他條件相同的情況下，設(shè)計前牙分步壓低比未設(shè)計前牙分步壓低，上頜中切牙壓低實現(xiàn)量將增加0.663 mm。這表明前牙分步壓低設(shè)計可以提高切牙區(qū)的壓低效率，這可能是由于分步壓低的設(shè)計增加了支抗牙的數(shù)目，使得壓低力量更為集中。

上頜側(cè)切牙與上頜中切牙相比，兩者受到的影響因素相似，但各因素的系數(shù)有所不同。如果給中切牙和側(cè)切牙設(shè)計相同的壓低量，側(cè)切牙的壓低實現(xiàn)量會大于中切牙。另外，使用Ⅱ類頜間牽引會降低上頜中切牙壓低實現(xiàn)量，但與側(cè)切牙的壓低實現(xiàn)量無顯著相關(guān)性，因此，在設(shè)計上頜切牙的壓低移動時，應(yīng)該根據(jù)不同的牙位進(jìn)行調(diào)整。

本研究探討了隱形拔牙矯治中上頜切牙壓低實現(xiàn)量及其影響因素，但仍有以下幾點不足：樣本量較??；部分影響因素未能納入分析，如矯治器每步壓低量、附件位置、牽引力值等；本研究測量的壓低實現(xiàn)量是與ClinCheck 中讀取的壓低設(shè)計量進(jìn)行的比較，在臨床應(yīng)用時需注意。

【Author contributions】Liao N collected, analyzed the data and wrote the article.Qian Y analyzed the data and reviewed the article.Li Y and Tang Z collected and analyzed the data and reviewed the article.Li Y and Zhao ZH designed the study and reviewed the article.All authors read and approved the final manuscript as submitted.