安氏Ⅰ类错患者下颌Bonwill-Hawley弓形与基骨弓形态相关性的三维测量研究
刘荫1, 李雪琦1, 陈宇2, 曹阳3
1. 深圳市南山区妇幼保健院口腔科,广东 深圳(518000)
2. 南方医科大学口腔医院(广东省口腔医院)正畸科,广东 广州(510280)
3. 中山大学光华口腔医学院·附属口腔医院正畸科,广东 广州(510055;
【通讯作者】 陈宇,住院医师,硕士, Email:827000762@qq.com;曹阳,主任医师,博士, Email:caoyang34@163.com

【作者简介】 刘萌,主治医师,学士, Email:ly2153912@126.com

摘要

目的 研究安氏Ⅰ类错 患者下颌Bonwill-Hawley弓形与基骨弓形态之间的相关性。方法 利用CBCT和Mimics10.01软件对32例安氏Ⅰ类错 患者的下颌基骨弓进行三维定位和测量,绘制其个体化Bonwill-Hawley弓形,分别测量弓形和基骨弓的长度和宽度,并使用SPSS 16.0软件对数据进行比较和相关性分析。结果 Bonwill-Hawley弓形与基骨弓在长度与宽度上均具有较高的相关性( r>0.5);弓形前段、中段长度和宽度与基骨弓的差异无统计学意义( P>0.05);弓形后段长度大于基骨弓后段长度,差异具有统计学意义( t=2.21, P=0.03);弓形后段宽度小于基骨弓后段宽度( t=2.42, P=0.02),差异具有统计学意义。结论 安氏Ⅰ类错患者下颌Bonwill-Hawley弓形与基骨弓形态之间具有较高的相关性。

关键词: 安氏Ⅰ; 类错; Bonwill-Hawley弓形; 方丝弓矫治; 相关性; CBCT
中图分类号:R783.5 文献标志码:A 文章编号:2096-1456(2017)05-0300-05
Three dimensional measurement study of the correlation between the mandibular Bonwill-Hawley arch form and base bone arch shape in ClassⅠmalocclusion patients
LIU Yin1, LI Xue-qi1, CHEN Yu2, CAO Yang3
1. Department of Stomatology, Nanshan Maternity & Child Healthcare Hospital of Shenzhen, Shenzhen 518000, China;
2. Department of Orthodontics, Stomatological Hospital of Southern Medical University, Guangdong Provincial Stomatological Hospital, Guangzhou 510280, China
3. Department of Orthodontics, Guanghua School of Stomatology, Hospital of Stomatology, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510055, China
Corresponding author: CHEN Yu, Email: 827000762@qq.com, Tel: 0086-20-34817873; CAO Yang, Email: caoyang34@163.com, Tel: 0086-20-83866394
Abstract

Objective To investigate the correlation between mandibular Bonwill-Hawley arch and base bone archshape.Methods CBCT and Mimics10.01 software were used to locate and measure the mandibular arch of 32 patients with type Ⅰ malocclusion. The individualized Bonwill-Hawley arch was drawn and the length and width of the arch and base arch were measured, and the data were compared and analyzed by SPSS 16.0 software.Results Pearson correlation analysis results showed significant correlation between Bonwill-Hawley arch and base bone arch in both length and width ( r>0.5). Compared with base bone arch, anterior ( t=0.81, P=0.25) and medium ( t=0.69, P=0.50)Bonwill-Hawley arch showed no statistical difference in both length and width ( P>0.05), while posterior Bonwill-Hawley arch showed significant statistical difference in length ( t=2.21, P=0.03) and width ( t=2.42, P=0.02).Conclusion There was significant correlation between Bonwill-Hawley arch and base bone arch in both length and width.

Keyword: ClassⅠ; malocclusion; Bonwill-Hawley arch; Base bone arch; Edgewise technique; CBCT

牙弓形态与基骨弓形态密切相关, 牙列的移动范围受到基骨弓的限制[1, 2]。在固定正畸治疗中, 牙弓形态的塑造和改变主要通过正畸弓丝来实现, 因此根据患者的牙弓和基骨弓形态制作与之相适应的个体化弓形是临床治疗中不容忽视的重要环节。Bonwill-Hawley弓形是一种经典的个体化弓形, 被国内外众多正畸医生尤其是使用方丝弓矫治技术的医生作为理想的个性化弓形模板, 经大量临床实践证明是一种准确、可靠的个体化弓形图[3, 4]。但Bonwill-Hawley弓形与基骨弓形态的相关性如何, 目前国内外文献尚少有报道。本研究通过锥形束CT(cone beam computed tomography, CBCT)三维测量方法对安氏Ⅰ 类错 患者下颌Bonwill-Hawley弓形和基骨弓形态进行比较和相关性分析, 为制作理想的个体化正畸弓形提供临床参考依据。

1 资料和方法
1.1 研究对象

选择2015年3月— 2016年10月在中山大学附属口腔医院正畸科就诊的安氏Ⅰ 类错 患者32例作为研究对象, 年龄(23.5 ± 4.1)岁, 其中男性18例, 平均年龄(24.4 ± 3.6)岁; 女性14例, 平均年龄(22.2 ± 4.8)岁。

纳入标准:颜面基本对称, 正中颌位时下颌无偏斜; 恒牙列, 正中咬合时双侧尖牙和第一磨牙为中性关系; 下颌牙列完整, 除第三磨牙外的所有牙齿均已建立咬合; 下颌牙齿形态基本正常, 牙冠无明显磨耗; 0° < ANB< 5° ; 27.3° ≤ GoGn-SN ≤ 37.7° ; 0 mm ≤ 拥挤度≤ 4 mm。

1.2 Bonwill-Hawley弓形的绘制

参照文献中的方法[5]绘制32例研究对象的下颌Bonwill-Hawley弓形图。用圆规在模型上分别测量下颌中切牙近中接触点到双侧尖牙颊面中点、第一前磨牙颊面中点、第一磨牙颊面沟之间的距离, 在弓形图上以前段弧形中点A点为圆心, 分别以这些距离为半径作弧, 与弓形相交的点分别标记为F、F′ 、G、G′ 、H、H′ 点。依次连接FF′ 、GG′ 、HH′ , 由A点分别向FF′ 、GG′ 、HH′ 作垂线, 其垂距分别代表弓形前段长度L1、中段长度L2、后段长度L3。用直尺测量FF′ 、GG′ 、HH′ 的线段距离, 分别代表弓形前段宽度W1、中段宽度W2、后段宽度W3。

1.3 基骨弓标志点的确定

所有研究对象均接受同一台DCTPRO型锥体束CT机拍摄(VATECH Co Ltd, 韩国)。拍摄体位:患者取端坐位, 头部处于自然放松状态, 调整下颌托使眶耳平面与地面保持平行, 嘱患者上下颌牙列自然咬合于牙尖交错位。拍摄参数:管电压90 kV; 管电流6.2 mA; 球管频率36 kHz; 扫描野(Field of View, FOV):20 cm × 19 cm。将CBCT文件导入Mimics 10.01软件中进行基骨弓的定位和测量。

基骨弓标志点的确定:以右下尖牙基骨弓标志点为例, 首先通过下颌中切牙近中接触点和双侧第一磨牙近中颊尖顶点确定下颌 平面(平面1), 再通过右下尖牙根尖点作与下颌 平面相平行的平面(平面2), 通过左右双侧下颌尖牙根尖点作与下颌 平面垂直的平面(平面3)。平面2、3与下颌骨表面的交点即为右下尖牙相对应的基骨弓标志点A1(见图1)。以同样的方法分别定位左下尖牙、双侧第一前磨牙和近中根的根尖点对应的基骨弓标志点A2、B1、B2、C1、C2。

1.4 基骨弓的测量

通过下齿槽座点B点(B. supramental), 分别作A1A2、B1B2、C1C2的垂线, 其垂距分别代表基骨弓前段长度L1′ 、中段长度L2′ 、后段长度L3′ 。测量A1A2、B1B2和C1C2的线段距离, 分别代表基骨弓前段宽度W1′ 、中段宽度W2′ 、后段宽度W3′ 。

1.5 统计学分析

应用SPSS 16.0软件进行数据分析。①分别比较弓形与基骨弓前段、中段和后段长度的差异; ②分别比较弓形与基骨弓前段、中段和后段宽度的差异; ③分析弓形与基骨弓前段、中段和后段长度的相关性; ④分析弓形与基骨弓前段、中段和后段宽度的相关性。

Bonwill-Hawley弓形和基骨弓长度及宽度的比较采用两独立样本t检验; 弓形与基骨弓各段长度及宽度的相关性检验采用Pearson相关分析法, 并使用线性回归分析得出直线回归方程。P< 0.05代表差异具有统计学意义。

2 结 果
2.1 Bonwill-Hawley弓形与基骨弓长度和宽度的比较

Bonwill-Hawley弓形和基骨弓的前、中、后段长度与宽度的测量计算结果如表1所示。

安氏Ⅰ 类错 患者的下颌弓形和基骨弓的长度和宽度在前段和中段较为接近, 而在后段的差异相对较大。弓形后段长度较基骨弓后段长度大, 弓形后段宽度较基骨弓后段宽度小。

弓形前段、中段的长度和宽度与基骨弓相比差异无统计学意义(P> 0.05); 弓形后段长度(28.75 ± 3.52 mm)较基骨弓后段长度(25.88 ± 2.69 mm)大, 差异具有统计学意义(P< 0.05); 弓形后段宽度(51.20 ± 3.14 mm)较基骨弓后段宽度(55.48 ± 3.49 mm)小, 差异具有统计学意义(P< 0.05)。

2.2 弓形和基骨弓长度及宽度的相关性分析

弓形和基骨弓的长度及宽度相关性检验结果、直线回归方程如表2所示。

安氏Ⅰ 类错 患者的下颌弓形前段长度与基骨弓前段长度之间(r=0.718)、弓形中段长度与基骨弓中段长度之间(r=0.804)具有高度相关性; 弓形后段长度与基骨弓后段长度之间(r=0.539)具有中度相关性。

安氏Ⅰ 类错 患者的下颌弓形前段宽度与基骨弓前段宽度之间(r=0.621)、弓形中段宽度与基骨弓中段宽度之间(r=0.516)具有中度相关性; 弓形后段宽度与基骨弓后段宽度之间(r=0.850)具有高度相关性。

图1 右下尖牙基骨弓标志点的确定
通过右下尖牙根尖点作与下颌 平面(平面1)相平行的平面(平面2), 通过左右双侧下颌尖牙根尖点作与下颌 平面(平面1)垂直的平面(平面3)(a), 平面2、3与下颌骨表面的交点即为右下尖牙相对应的基骨弓标志点A1(a和b)。
Figure 1 Location of the apical base bone point of lower right canine in three-dimensional direction

表1 32例安氏Ⅰ 类错患者的下颌弓形和基骨弓长度的测量结果 Table 1 Value of length and width of mandibular arch form and base bone arch in 32 patients with typeⅠ malocclusion ヌ± s, mm
表2 安氏Ⅰ 类错患者下颌Bonwill-Hawley弓形和基骨弓长度的相关性分析 Table 2 Correlation analysis of mandibular arch form and base bone arch length in 32 patients with typeⅠ malocclusion
3 讨 论
3.1 基骨弓标志点

1925年Lundströ m[6]提出了根尖基骨的理念, 将其定义为上下颌牙槽骨与颌骨交界、约位于根尖水平处。以往对根尖基骨的定位和测量多在石膏模型或机器扫描后的三维模型上进行[7, 8, 9], 主要依靠研究者的目测观察, 具有较强的主观性[10]。近年来CBCT的广泛应用为基骨弓的测量研究提供了更为准确、有效的手段, 但目前尚没有统一、公认的标准。本研究采用刘颖[11]提出的方法, 先通过下颌中切牙近中接触点和双侧下颌第一磨牙近中颊尖顶点作出下颌 平面, 再通过根尖点作与下颌 平面相平行的平面、以及通过双侧同名牙的根尖点作与下颌 平面相垂直的平面, 这两个基骨参考平面与下颌骨表面的交点即为该牙位对应的基骨弓标志点。该方法减小了因牙根长度不同造成的定位误差, 能够较为准确地反映根尖基骨标志点的解剖位置。

3.2 安氏Ⅰ 类错 患者下颌Bonwill-Hawley弓形与基骨弓形态相关性

本研究结果显示, Bonwill-Hawley弓形的前段、中段和后段长度及宽度与相对应区段的基骨弓长度及宽度之间均具有较强的相关性(相关系数r均大于0.5), 这说明Bonwill-Hawley弓形与下颌基骨弓的形态基本符合。

进一步的分析结果表明, 弓形与基骨弓前段和中段的长度呈显著相关且差异无统计学意义, 而弓形与基骨弓后段长度有一定的相关性并差异有统计学意义, 这可能与前后牙段牙齿轴倾度的不同有关。在矢状面上, 弓形的中点(中切牙近中接触点)较基骨弓的中点(B点)通常更为靠前, 但由于尖牙和第一前磨牙的轴倾度相对较大, 其根尖点所对应的基骨弓标志点较弓形上的尖牙牙冠标志点更靠远中, 因此弓形与基骨弓在前段和中段的长度上总体表现为无明显差异; 而磨牙的牙轴相对直立、轴倾度较小, 因此弓形与基骨弓后段长度的差异性较大。

安氏Ⅰ 类错 患者的下颌弓形与基骨弓前段和中段的宽度有一定的相关性而无明显差别, 而弓形与基骨弓后段宽度有显著的相关性却又明显不同, 基骨弓后段的宽度大于弓形的后段宽度, 这可能与牙弓后段牙齿的负转矩角度大于牙弓前段和中段牙齿有关, 与临床上观察到的情况以及Andrews等[12]的研究结果一致。

以上研究结果提示Bonwill-Hawley弓形可以作为一种较为理想的个体弓形应用于临床, 但需根据牙弓形态和基骨弓形态进行适当的调整, 如弓形的尖牙区宽度在以基骨弓宽度为标准的同时, 还需参考牙弓的原始宽度, 否则可能引起尖牙间宽度的改变而导致复发和牙周问题[13], 而弓形的磨牙区长度和宽度则不能完全以基骨弓形态为标准, 应主要参考牙弓的形态, 以尽量维持牙弓后段的稳定, 避免后牙咬合关系的破坏[14]

合适的正畸弓形是达到理想治疗目标和稳定治疗效果的重要因素。由于不同正畸患者的牙弓形态具有个体差异性, 在临床治疗中根据患者牙弓的具体情况制作与之相匹配的个体化弓形是非常有必要的。正畸治疗中牙齿移动和代偿矫治的生物学机制是骨改建, 不同患者的牙齿代偿限度存在较大的差异, 然而骨改建始终是有限度的, 因此在制作个体化弓形时应当考虑以基骨弓形态作为重要参考依据[15, 16]。本实验在研究Bonwill-Hawley弓形作为下颌个体化弓形的适用性时, 选择以基骨弓而不是初始牙弓形态作为参考来进行两者之间的比较以及相关性分析, 结果表明无论在前段、中段以及后段的长度和宽度方面, Bonwill-Hawley弓形与基骨弓形态之间均具有较高的相关性, 这反过来也进一步验证了以基骨弓形态作为参考制作个体化正畸弓形的必要性。本研究仅对下颌弓形和基骨弓的相关性进行了初步探讨, 而该结果对于上颌是否适用仍需进一步研究。此外, 骨改建的制约因素不仅包括基骨弓形态, 还应考虑牙根在基骨中的相对位置、患者年龄、牙周情况等, 不同错 类型和骨面型患者之间也可能存在差异, 这将是未来对于Bonwill-Hawley弓形与基骨弓形态相关性研究的主要方向。

The authors have declared that no competing interests exist.

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