人工牙牙尖斜度的三维测量与分析范文

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《实用口腔医学杂志》2015年第六期

【摘要】

目的:研究解剖型全口义齿人工牙牙尖斜度连续变化特征，分析其对全口义齿平衡建立的影响。方法:使用光学多自由度扫描仪扫描得到解剖型全口义齿人工牙三维数据，经逆向工程软件Surfacer10．5三维建模，测量牙尖斜面牙尖底至牙尖顶连线与牙尖底平面的夹角，代表牙尖工作斜面斜度，并将此连线投影至人工牙面得相应曲线，测量曲线斜率的连续变化值，分析牙尖斜面斜度连续变化特征。结果:测得人工牙后牙牙尖斜面斜率及其投影曲线斜率连续变化值。上后牙颊尖远中斜面斜率13．7°～25．6°，下后牙颊尖近中斜面斜率11．3°～37．7°，不同牙齿间差异较大，面近中央窝附近表现为斜率迅速升高的突面。结论:解剖型全口义齿人工牙牙尖工作斜面斜度不同牙齿间的较大差异及其凸面的形态不利于建立稳定的正中止与非正中咀嚼运动的顺畅。

【关键词】

人工牙;牙合型;牙尖斜度;三维

传统的解剖型平衡总义齿临床应用广泛［1］，技师在排牙、临床医生戴义齿过程中均需要进行牙尖斜面适当的调磨以达到正中咬合稳定、前伸与侧方咀嚼顺畅的目的。为什么经过调磨之后才能建立稳定与顺畅的咬合?人工牙均是预成的，通常是厂家给出的牙尖斜度，而作为三维不规则曲面的牙尖斜面斜度并不是一个恒定值，其连续变化的特征尚是个未知数，现代计算机图形图像技术的发展，为曲面斜率连续变化的研究提供了便利［2－4］。本项研究对解剖型全口义齿人工牙牙尖工作斜面斜度连续变化特征进行研究，为计算机辅助全口义齿的排牙与平衡分析提供基础性工作。

1材料与方法

1．1人工牙三维建模与建立人工牙局部三维直角坐标系一副解剖型全口义齿全牙列28颗人工牙(松风公司，日本)，经ATOSII光学测量仪(COM公司，德国，采集的精度:±0．002mm)扫描，使用逆向工程软件Surfacer10．5(Imageware公司，美国)三维建模，经三维直角坐标系转换建立以人工牙长轴为Z轴、舌－颊向为X轴、近－远中向为Y轴、人工牙平面与牙长轴交点为坐标原点的每颗人工牙局部三维直角坐标系［4］(图1)。

1．2牙尖工作斜面斜度的测量牙尖斜度是牙尖底到牙尖顶连线与牙尖底平面的夹角［5］，这是一种宏观的牙尖斜度概念，牙尖底至牙尖顶相连的直线无法全面体现牙尖三维曲面斜度变化特征。本研究从牙尖底至牙尖顶连线与牙尖底平面夹角宏观角度及牙尖三维曲面斜度连续变化特征2个层面研究牙尖斜度。人类咀嚼过程上下颌牙齿的接触形式可以分解为前伸、侧方、前斜侧方、平衡侧等多种形式［6］(图2)。本文主要研究前斜侧方运动的一对牙尖工作斜面，即引导尖斜面(上后牙颊尖的远中斜面)与支持尖斜面(下后牙颊尖的近中斜面)(图3)。研究设定与中央窝底相切并垂直于牙长轴(Z轴)的平面为牙尖底平面，对24－27颊尖远中斜面，3437颊尖近中斜面斜度进行测量。以X－Y平面为基准，与X－Y平面法向最远点找到牙尖底点(中央窝或边缘嵴最低点)，与X－Y平面法向距离最近点确定牙尖顶点，在人工牙三维数学模型上创建牙尖工作斜面牙尖底至牙尖顶连线，并将此直线沿牙长轴方向投影至人工牙面点云，经点云曲线拟合得到欲测量三维斜面的牙尖底至牙尖顶曲线(图4～5)。牙尖工作斜面斜度的测量方法:Surfacer软件下，使用“AnglebetweenSurfaceandCurve”工具可测量曲线上任意一点切线与牙尖底平面的夹角(图5)。测量牙尖工作斜面牙尖底至牙尖顶连线斜率及其投影曲线斜率连续变化值。牙尖工作斜面曲线10等分，包括起始点共测量11个点曲线切向斜率。

2结果

研究得到前斜侧方运动牙尖工作斜面，包括引导尖斜面(上后牙颊尖远中斜面)与支持尖斜面(下后牙颊尖近中斜面)的牙尖底至牙尖顶连线斜率及其投影曲线斜率连续变化值(表1，图6～8)。

2．1牙尖底至牙尖顶连线斜率上后牙颊尖远中斜面斜率13．7°～25．6°，下后牙颊尖近中斜面斜率11．3°～37．7°，不同牙齿间差异较大。

2．2三维曲面曲线斜率连续变化特征上下颌磨牙在中央窝附近(26、27近中颊尖远中斜面，36、37远中颊尖近中斜面)曲线斜率从中央窝开始迅速增加，第2～4个测量点达到峰值，上颌42．2°～49．7°，下颌52．6°～56．8°，表现为从中央窝开始斜率迅速升高的突面(图6～7)。而牙尖工作斜面在边缘嵴附近，曲线斜率上升迟缓，在第5个测量点之后达到峰值，前磨牙甚至先下降后上升(图6～7)。

2．3上下颌相对应的引导尖斜面与支持尖斜面斜度前斜侧方运动中，上下颌相对应引导尖与支持尖工作斜面，斜度存在较大差异，－12．1°～6．3°，时高时低，曲线中点切向斜率差异更为显著(图8)。

3讨论

3．1牙尖三维曲面斜度的测量方法牙尖斜度是牙尖底到牙尖顶连线与牙尖底平面的夹角［5］，以往关于牙尖斜度的研究也均是如此研究的，这是一种宏观的牙尖斜度概念，牙尖底至牙尖顶相连的直线无法全面体现牙尖三维曲面斜度连续变化特征。人工牙三维数字化重建与计算机技术为复杂曲面斜度变化的测量带来了便利，在人工牙局部三维直角坐标系下，本研究提供了一种简便易行的测量牙尖曲面斜度的方法，将牙尖底至牙尖顶连线投影至三维曲面得到投影曲线，以投影曲线斜率的变化代表三维曲面的斜度变化特征，这样测得牙尖斜度连续变化值更具临床意义。全口义齿的平衡是由髁导斜度、切导斜度、纵曲线/横曲线曲度、定位平面斜度、牙尖工作斜面斜度交互作用的结果［5］。咀嚼运动是包括颞下颌关节髁突侧移、前伸、侧方、前斜侧方、长正中等复杂形式一定范围内的复合运动［6－9］。本文主要研究前斜侧方的人工牙牙尖工作斜面斜度，包括引导尖上颌颊尖远中斜面与支持尖下颌颊尖近中斜面。测量了牙尖工作斜面牙尖底至牙尖顶连线的直线斜率及其投影曲线斜率连续变化值。

3．2解剖牙合型人工牙牙尖工作斜面斜率变化特征研究提示未经调磨的人工牙窝沟深，牙尖斜面表现为从中央窝开始斜率迅速增加的突面，与未经磨耗的新萌天然牙相类似。正中表现为尖－窝三点鼎式接触，宽容度小，这种接触形式任何一点的力量薄弱或增强都会带来咬合不稳定，增加了重建稳定正中止的难度;不同牙尖间斜度差异大，同颌相同功能工作斜面间斜率变化的不同步，都不利于前斜侧方咀嚼过程引导尖斜面功能的发挥，不利于咀嚼的顺畅与义齿稳定。这也是技师在排牙、临床医生戴牙时均需要适当调磨牙尖斜面的原因。综上:适当改变解剖型人工牙牙尖三维曲面外形，设计成一定正中自由区的“尖－卵圆窝”接触形式的人工牙，将有利于建立稳定的正中止;同时减缓了中央窝附近牙尖工作斜面斜率的上升，有利于同颌相同功能的牙尖工作斜面间斜率变化同步，有利于总义齿非正中咀嚼顺畅与义齿的稳定，进行适当的人工牙型改良将有利于计算机辅助全口义齿的设计与制作研究的深入。

参考文献

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［2］刘明丽，王勇，陈小冬，等．解剖型总义齿人工牙几何特征的测量与分析［J］．口腔医学研究，2010，26(1):74－77．

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［4］王勇，刘明丽，霍平，等．人工牙解剖形态三维坐标系的建立［J］．中华口腔医学杂志，2006，41(11):684－686．

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作者：刘明丽 王勇 陈小冬 单位：大连市口腔医院种植科 北京大学口腔医学院数字化研究中心