数字模型在客观评分系统中的运用范文

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《中华口腔医学研究杂志》2014年第三期

一、资料与方法

一、研究对象选择2012年6月至2013年6月中山大学附属口腔医院正畸科完成常规正畸治疗后的石膏模型30副。纳入标准：（1）模型清晰完整；（2）第二磨牙纳入矫治（因ABO客观评分注重第二磨牙矫治，避免因第二磨牙未纳入矫治导致其记分权重过大）。排除标准：（1）乳牙滞留；（2）牙齿畸形或牙列缺损；（3）牙冠龋损未充填或充填不良；（4）牙冠有修复体。采用三维激光扫描仪3ShapeD810（3Shape，丹麦）对石膏模型进行扫描（扫描精度100％），生成数字化模型，用于三维数字模型测量；石膏模型经修整后制作成标准模型，用于传统石膏模型测量。二、测量项目测量ABO客观评分系统中的8项标准中的7项（因第8项标准属于X线全颌曲面断层片测量项目，故排除），包括牙齿排列、边缘嵴、颊舌向倾斜、咬合接触、咬合关系、覆盖和邻接关系。第三磨牙不纳入测量范围，但若第三磨牙纳入矫治，则应进行测量。三、测量及评分方法三维数字模型测量采用3ShapeOrthoAnalyzer2012软件测量，2周后重复测量第2次。1.牙齿排列：在数字模型上绘制个性化的对称弓形，测量每颗牙齿偏离正常弓形的水平距离d（图1）。若｜d｜＜0.5mm，该牙不计分；若0.5mm≤｜d｜≤1mm，记1分；若｜d｜＞1mm，记2分。2.边缘嵴：上颌以上中切牙近中切角与双侧第一磨牙近中颊尖构成的平面为参考平面，下颌以下中切牙近中邻接点与双侧第二磨牙远中颊尖构成的平面为参考平面，测量后牙中央沟对应的邻面边缘嵴距离相应参考平面的距离D（图2），计算除下颌第一前磨牙和第二前磨牙间的所有相邻后牙邻面边缘嵴高度差｜d｜（｜d｜＝｜D2－D1｜）。若｜d｜＜0.5mm，该部位不记分；若0.5mm≤｜d｜≤1mm，记1分；若｜d｜＞1mm，记2分。3.颊舌向倾斜：参考平面与边缘嵴的测量相同，测量除下颌第一前磨牙及上下颌第二磨牙远中颊舌尖外的所有后牙的颊舌尖到该平面的距离D（图3），计算每颗牙齿同名颊舌尖到参考平面距离的差值d，上颌d＝D颊尖－D舌尖，下颌d＝D舌尖－D颊尖。若d＜1mm，该牙不记分；若1mm≤d≤2mm，记1分；若d＞2mm，记2分。4.咬合接触：利用软件的咬合地图，记录上下颌后牙的功能尖的咬合接触情况（图4）。上后牙的功能尖为前磨牙的舌尖和磨牙的近中舌尖，但若上磨牙的远中舌尖无明显短小，也应记录其咬合接触情况；下后牙的功能尖为前磨牙的颊尖和磨牙的近远中颊尖。咬合接触距离d＜0.2mm，该牙尖不记分；0.2mm≤d≤1mm，记1分；d＞1mm，记2分。5.咬合关系：分别过下颌尖牙与后牙邻接处后牙间邻接处及下颌磨牙的颊沟作一平面，该平面垂直于下颌侧方牙弓和下颌平面，测量上颌尖牙牙尖、前磨牙颊尖和磨牙近中颊尖到相应平面的距离d。若d＜1mm，该部位不记分；若1mm≤d≤2mm，记1分；若d＞2mm，记2分。见图5。6.覆盖：前牙覆盖的记录采用咬合地图，记分方法与咬合接触的记分相同（图4）。对于后牙覆盖的测量，先过上颌后牙的中央沟绘制一条弓形，该弓形必须通过所有后牙的中央沟，然后将弓形反向复制于下颌，测量下后牙颊尖与下颌弓形的水平距离d（图6）。若｜d｜＝0，该部位不记分；若0＜｜d｜≤1mm，记1分；若｜d｜＞1mm，记2分。7.邻接关系：使用的弓形与测量牙齿排列的弓形相同，测量相邻牙齿间的水平距离d（图7）。若｜d｜＜0.5mm，该部位不记分；若0.5mm≤｜d｜≤1mm，记1分；若｜d｜＞1mm，记2分。先由熟悉ABO客观评分系统的资深正畸医师培训研究人员，培训后从样本中随机抽取5副石膏模型，由研究人员和资深正畸医师分别测量评分，若两者的测量评分结果差异无统计学意义，则结束培训。然后于三维数字模型测量2周后进行传统石膏模型测量，测量工具为ABO测量尺。同样于2周后重复测量第2次。石膏模型测量记分方法除咬合接触和前牙覆盖外，其余均与数字模型测量相同。石膏模型测量的记分中，咬合接触和前牙覆盖d＝0时不记分，0＜d≤1mm时记1分，d＞1mm时记2分。四、统计学处理方法采用SPSS17.0软件分析。因ABO-OGS得分为离散型随机变量且不服从正态分布，本实验采用Wilcoxon检验。分别比较两次测量结果的得分，检验两种方法的可重复性；计算两次测量结果得分的差值，取其绝对值，比较两种测量方法的可重复性；计算两次测量结果得分的均值，比较两种测量方法的差异。检验水准双侧α＝0.05。

二、结果

对于两种方法的可重复性检验的结果显示，ABO-OGS总得分及各项标准的得分在两次测量结果中差异均无统计学意义，表明两种方法均具有较好的可重复性（表1）。对两种方法的可重复性比较发现，三维数字模型测量在牙齿排列、颊舌向倾斜和咬合接触三项标准的得分及总得分的差值小于传统石膏模型测量，且差距有统计学意义，表明三维数字模型测量的可重复性优于传统石膏模型测量（表2）。比较两种测量方法的结果，三维数字模型测量在牙齿排列、咬合接触和覆盖三项标准的得分及总得分高于传统石膏模型测量，差异有统计学意义（表3）。

三、讨论

数字模型的精确度和定点的准确性是获得准确可靠的三维数字模型测量结果的基础。本实验采用的3Shape激光扫描仪具有极高的精确度，其空间失真率小于20μm，可以满足临床应用的要求［10-12］。在定点方面，本实验选取的测量点比较明确，可通过图像放大及翻转进行多角度观察辅助定点［13］，并可通过测量点移动后的点面距离变化精确定点，大大提高了定点的准确性和可重复性。本研究结果显示，在ABO客观评分系统应用中，无论是三维数字模型测量还是传统石膏模型测量，均具有良好的可重复性。然而，对比两者的可重复性发现，三维数字模型测量在牙齿排列、颊舌向倾斜和咬合接触3个测量项目上具有更好的重复性。在牙齿排列的测量方面，传统石膏模型测量难于精确定位测量的起止点，特别是相邻牙的接触点同时偏离正常位置时，更加难于准确测量其偏离的距离；而三维数字模型测量在弓形的辅助下，不仅可以更加直观地发现异常排列的牙齿，而且可以精确测量其偏离正常位置的距离。对于颊舌向倾斜的测量，传统石膏模型测量主要依靠两侧同名牙尖确定的平面作为参考平面，该平面易受观测角度变化的影响，且由于测量的牙尖与作为参考平面的牙尖并不在同一直线上，因而测量结果可能有较大的变化；而三维数字模型测量以平面作为参考平面，并通过点面距离的变化精确定位牙尖，因而具有更高的重复性。对于咬合接触的测量，传统石膏模型测量易受到牙尖交错的干扰及肉眼视觉局限的影响，难于获得精准的测量结果；而三维数字模型测量采用咬合地图进行咬合记录，充分利用了三维咬合记录重复性高准确性好的特点［14-16］。由于牙齿排列、颊舌向倾斜和咬合接触3个测量项目具有更好的重复性，三维数字模型测量ABO-OGS总得分的重复性也相应提高。通过比较两种方法的测量结果发现，三维数字模型测量在牙齿排列、咬合接触、覆盖三项标准的得分和总得分高于传统石膏模型测量组，且差距有统计学意义。在牙齿排列的测量上，传统石膏模型测量难于准确测量牙齿偏离的距离，且未考虑牙弓的整体情况；而三维数字模型测量采用了对称性的弓形辅助，不仅可以准确测量牙齿的排列情况，而且易于发现牙弓左右不对称的情况。在咬合接触的测量上，传统石膏模型测量易受牙尖交错和视觉的影响，难于发现一些细微的异常；三维数字模型测量以咬合距离小于0.2mm定义为有咬合接触，不仅不会降低评分标准，而且更加符合近咬合接触区亦行使咀嚼功能的生理情况［17-18］，咬合地图不受牙尖交错的影响，可以准确测量牙尖与对颌牙牙面的距离［14］。三维数字模型测量在前牙覆盖的测量中同样使用咬合地图，其优点与测量咬合接触的情况一致；而对于后牙的覆盖则利用弓形的辅助，克服了石膏模型上难于准确测量下后牙颊尖偏离上后牙中央沟距离的缺点。三维数字模型测量在这3个测量项目得分的增加，直接导致其总得分显著高于传统石膏模型测量。此外，本研究纳入的样本在邻接关系的得分均为0，这与临床医生和患者对该问题关注程度较高有关，因此本研究未能发现两种测量方法在该测量项目中的差异。然而研究表明，三维数字模型测量技术在线距离测量方面与传统手工测量并不表现出明显的差异［10］，且ABO客观评分系统中邻接关系的记分以0.5mm为梯度，因此本研究认为，三维数字模型测量在邻接关系的测量（线距测量）项目上也是准确可靠的。众多学者对三维数字模型测量准确性的研究通常以传统石膏模型测量结果作为金标准，通过两者的比较判断三维数字模型测量的准确性。这些研究测量的项目主要集中于牙弓长度和宽度等简单的线距测量，这些测量在石膏模型上便能很容易获得准确的结果，因而可以用传统石膏模型测量结果作为金标准。而ABO客观评分系统的一些测量项目在石膏模型上测量相对较困难，因此传统石膏模型测量结果并不十分准确，这也是一些学者质疑其客观准确性的原因。综上所述，本研究认为在ABO客观评分系统应用中，三维数字模型测量具有更好的可重复性和准确性，可以代替传统的石膏模型测量。

作者：吴志辉朱双林陈奕嘉王珂张雪铮邹晨单位：中山大学光华口腔医学院·附属口腔医院广东省口腔医学重点实验室