陳慧欣

廣東省江門市口腔醫(yī)院正畸科，廣東江門 529000

隱形矯治器（clear aligner，CA）是由計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)其形狀，再由透明彈性塑料制作而成的無(wú)托槽透明矯治器，其以便捷、美觀、舒適、可預(yù)測(cè)的特點(diǎn)贏得了越來(lái)越多醫(yī)師和患者的青睞[1]。它可在矯治前通過(guò)軟件模擬牙齒移動(dòng)的方向，提前預(yù)知矯治后的效果，并可根據(jù)醫(yī)生和患者的要求修改矯治方案，設(shè)計(jì)不同患者不同牙齒的個(gè)性化移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)以結(jié)果為導(dǎo)向的正畸治療。然而，隱形矯治軟件模擬的牙移動(dòng)方向是否與患者真實(shí)的牙移動(dòng)方向一致，即隱形矯治牙移動(dòng)的效能如何，是隱形矯治成功與否的關(guān)鍵。本研究選取的病例均使用隱適美隱形矯治器Invisalign（Align公司，美國(guó)），應(yīng)用其配套的ClinCheck（Align公司）軟件設(shè)計(jì)矯治方案，探討隱形矯治的上頜牙移動(dòng)效能。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2017年6月～2019年6月就診于本院正畸科采用Invisalign隱形矯治器的成年患者20例，其中女12例，男8例，年齡18～36歲。每例上頜均有14顆恒牙（從左上第二磨牙至右上第二磨牙），共280顆牙，均采用非拔牙策略。納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）成年患者，無(wú)影響牙齒移動(dòng)的疾??；（2）采用非拔牙矯治方案；（3）選擇Invisalign隱形矯治器并能按照醫(yī)囑完成治療過(guò)程。排除標(biāo)準(zhǔn)：有牙周組織相關(guān)疾病或其他影響牙齒移動(dòng)的系統(tǒng)性疾病。

1.2 研究方法

1.2.1 采集病例 選取符合研究條件的Invisalign隱形矯治患者，經(jīng)患者知情同意后，用iTero口內(nèi)掃描儀獲取患者矯治前的三維數(shù)字化牙頜模型，命名為初始模型。應(yīng)用ClinCheck軟件設(shè)計(jì)矯治方案，并獲得矯治結(jié)束后的數(shù)字化牙頜模型，命名為目標(biāo)模型。指導(dǎo)患者每天佩戴矯治器至少22h，每付矯治器佩戴2 周后更換下一付矯治器。待矯治方案設(shè)計(jì)生產(chǎn)的矯治器佩戴完成后，用iTero口內(nèi)掃描儀獲取患者矯治后的三維數(shù)字化牙頜模型，命名為實(shí)際模型。

1.2.2 模型配準(zhǔn) 將初始模型、實(shí)際模型和目標(biāo)模型數(shù)據(jù)導(dǎo)入Geomagic studio12（美國(guó)）軟件中，用不同著色區(qū)分不同模型，紅色為初始模型，綠色為實(shí)際模型，藍(lán)色為目標(biāo)模型。

建立同一參考坐標(biāo)系：X 軸：連接雙側(cè)第一恒磨牙近中頰尖點(diǎn)的連線，向全牙列右方延伸為正。Y 軸：連接中切牙切緣鄰接點(diǎn)與 X 軸垂直的線，后方牙齒為正。Z 軸：過(guò) X、Y 軸交點(diǎn)做與 X、Y 平面垂直的線，在上頜為向牙列合方延伸為正，齦方延伸為負(fù)。Δx代表牙齒在頰舌向上的移動(dòng)量，Δy代表牙齒在近遠(yuǎn)中向上的移動(dòng)量，Δz代表牙齒在垂直向上的移動(dòng)量。見(jiàn)圖1。

圖1 建立坐標(biāo)系

選取切牙乳頭最前點(diǎn)，第三腭皺襞的末端點(diǎn)作為配準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行手動(dòng)注冊(cè)后再進(jìn)行全局注冊(cè)，分別將初始模型和實(shí)際模型、初始模型和目標(biāo)模型進(jìn)行配準(zhǔn)，自動(dòng)迭代100次后進(jìn)行最佳擬合對(duì)齊。偏差＜0.2mm，采集點(diǎn)10000，自動(dòng)消除偏差。進(jìn)行偏差分析，確認(rèn)所選標(biāo)志點(diǎn)處于誤差范圍之內(nèi)。見(jiàn)圖2。

圖2 模型重疊配準(zhǔn)

1.2.3 模型測(cè)量 選擇測(cè)量參考點(diǎn)：（1）Pt1：切牙牙冠切緣中點(diǎn)或尖牙牙尖點(diǎn)或前磨牙頰尖點(diǎn)或磨牙近中頰尖點(diǎn)。（2）Pt2：切牙的近中切嵴與近中邊緣嵴的交點(diǎn)或尖牙、前磨牙、磨牙的近中牙尖嵴與近中邊緣嵴的交點(diǎn)。（3）Pt3：磨牙頰溝末端點(diǎn)。見(jiàn)圖3。

圖3 參考點(diǎn)的選擇

計(jì)算各牙在頰舌向、近遠(yuǎn)中向和垂直向的移動(dòng)量：（1）切牙、尖牙、前磨牙、磨牙近遠(yuǎn)中向移動(dòng)量：Pt2的Δy。（2）切牙、尖牙、前磨牙、磨牙垂直向移動(dòng)量：Pt1的Δz。（3）切牙、尖牙、前磨牙頰舌向移動(dòng)量：Pt1的Δx。磨牙頰舌向移動(dòng)量：Pt3的Δx。

表2 不同方向移動(dòng)效能的比較（x ± s，%）

一致性檢驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均由本人測(cè)量，采用同一測(cè)量工具，一周后隨機(jī)選擇5個(gè)病例進(jìn)行重新測(cè)量，使用組內(nèi)相關(guān)性分析檢驗(yàn)測(cè)量結(jié)果一致性，顯示差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

1.2.4 計(jì)算各牙的矯治效能 實(shí)際移動(dòng)量=實(shí)際模型坐標(biāo)值-初始模型坐標(biāo)值；目標(biāo)移動(dòng)量=目標(biāo)模型坐標(biāo)值-初始模型坐標(biāo)值；牙齒移動(dòng)效能=實(shí)際移動(dòng)量/目標(biāo)移動(dòng)量×100%。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

采用統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件SPSS20.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用配對(duì)t檢驗(yàn)比較牙齒頰向、舌向、近中、遠(yuǎn)中、伸長(zhǎng)、壓低的實(shí)際移動(dòng)量與目標(biāo)移動(dòng)量，采用組間方差分析比較各方向的移動(dòng)效能，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 目標(biāo)移動(dòng)量與實(shí)際移動(dòng)量的比較

上頜牙齒頰向、舌向、近中、遠(yuǎn)中、伸長(zhǎng)、壓低的實(shí)際移動(dòng)量均小于目標(biāo)移動(dòng)量，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜ 0.05），見(jiàn)表 1。

表1 目標(biāo)移動(dòng)量與實(shí)際移動(dòng)量的比較（x ± s，mm，n=280）

2.2 移動(dòng)效能的比較

遠(yuǎn)中移動(dòng)的效能最高，壓低的效能最低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見(jiàn)表2。

3 討論

1997年，美國(guó)Align公司提出隱形矯治技術(shù)[2]。1998 年，該公司將研發(fā)的 Invisalign隱形矯治器應(yīng)用于臨床，后有學(xué)者對(duì)其矯治效率進(jìn)行研究。Simon等[3]研究了30位Invisalign矯治器的患者，認(rèn)為其平均矯治效率為 59%，其中磨牙遠(yuǎn)中移動(dòng)的效率最高，達(dá) 87%，而上頜前牙轉(zhuǎn)矩和前磨牙扭轉(zhuǎn)的效率分別為42%和40%。Aikaterini等[4]系統(tǒng)回顧了Invisalign矯治器的臨床有效性，認(rèn)為其在整體牙齒擴(kuò)弓，拔牙間隙的關(guān)閉，咬合紊亂的矯正和顯著的矢狀向和垂直向錯(cuò)合的矯正方面有效性欠佳。Orfeas Charalampakis等[5]評(píng)價(jià)了使用Invisalign矯治器的切牙在水平向上的移動(dòng)最符合預(yù)期，在垂直向和旋轉(zhuǎn)上的移動(dòng)不及預(yù)期，尤其是上頜中切牙的壓低和上頜尖牙的旋轉(zhuǎn)。Thorsten Grünheid等[6]評(píng)價(jià)了Invisalign 矯治器在非拔牙病例中不同牙齒類型和移動(dòng)方向的實(shí)現(xiàn)效率，發(fā)現(xiàn)其在前牙移動(dòng)的實(shí)現(xiàn)效率較高，在后牙的較差。Jean-Philippe Houle[7]等研究了Invisalign 矯治器的擴(kuò)弓效率，發(fā)現(xiàn)上頜擴(kuò)弓的平均準(zhǔn)確度為72.8%，下頜擴(kuò)弓的的總體準(zhǔn)確度為87.7%。戴帆帆等[8]研究了拔除第一前磨牙的Invisalign病例的第一磨牙和中切牙的移動(dòng)效率，發(fā)現(xiàn)第一磨牙的轉(zhuǎn)矩控制和中切牙的內(nèi)收沒(méi)有完全達(dá)到預(yù)期效果。本研究發(fā)現(xiàn)，所有樣本牙齒的實(shí)際移動(dòng)量均小于預(yù)期的目標(biāo)移動(dòng)量，與上述學(xué)者的研究結(jié)果一致。經(jīng)分析認(rèn)為，原因可能包括以下方面：（1）隱形矯治器的性能。Papadopoulou等[9]研究發(fā)現(xiàn)Invisalign矯治器在使用一到兩周后，其表面粗糙度和機(jī)械性能會(huì)變差。由于隱形矯治主要依靠熱壓膜技術(shù)制成的矯治器的形變使牙齒發(fā)生移動(dòng)，矯治器性能的衰減會(huì)不可避免地引起矯治效能的降低。因此，使用性能更穩(wěn)定的隱形矯治器可以使預(yù)期矯治目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)更有保證[10-12]。另外，制定每一付矯治器合適的佩戴時(shí)間，使其既能有足夠的時(shí)間充分發(fā)揮矯治力，也能在矯治器性能大量衰減前及時(shí)更換下一付矯治器，也能提高矯治效能[13]。由于個(gè)體差異，不同患者或者不同難度的病例的最適矯治器佩戴時(shí)間可能有所不同，制定個(gè)性化的矯治器佩戴方案可能有助于提高矯治效能。（2）附件的影響。附件很大程度上決定了隱形矯治器的固位和矯治力的實(shí)施[14]，附件的類型，附件的粘接是否準(zhǔn)確，附件材料的性能[10]，在矯治器佩戴過(guò)程中附件的脫落、磨損也會(huì)影響矯治效能的實(shí)現(xiàn)。這需要臨床醫(yī)生設(shè)計(jì)更合適的附件，提高附件粘接技能，選擇更穩(wěn)定耐磨的附件材料，在復(fù)診監(jiān)控中及時(shí)發(fā)現(xiàn)脫落和磨損的附件，及時(shí)修復(fù)。（3）牙周組織的狀況。矯治力過(guò)小，牙齒不發(fā)生移動(dòng)。矯治力過(guò)大，會(huì)對(duì)牙周組織造成損傷，延緩牙齒的移動(dòng)。只有最適合的矯治力才會(huì)使牙周組織處于最活躍的生理性改建狀態(tài)，矯治的效率最高[15-16]。但生產(chǎn)矯治器的公司無(wú)法得知不同患者的最適矯治力，就無(wú)法根據(jù)不同患者的牙周狀況設(shè)計(jì)最適合該患者的矯治器，因此矯治預(yù)期值無(wú)法完全達(dá)到。（4）患者的依從性。隱形矯治器是患者可以自行摘戴的矯治器，患者是否按照醫(yī)囑佩戴，是否按時(shí)復(fù)診都影響了矯治的效能[17]。

在牙齒頰舌向、近遠(yuǎn)中向、垂直向的移動(dòng)中，伸長(zhǎng)的效能最低，與Kravitz等[18]的研究結(jié)果一致。究其原因，可能與伸長(zhǎng)移動(dòng)與矯治器的脫位方向一致，附件很難使牙齒發(fā)生合向移動(dòng)，伸長(zhǎng)移動(dòng)時(shí)矯治器容易脫軌有關(guān)。

本研究的結(jié)果表明，隱形矯治動(dòng)畫設(shè)計(jì)的牙齒移動(dòng)在臨床上并不能完全實(shí)現(xiàn)，特別是伸長(zhǎng)移動(dòng)的實(shí)現(xiàn)效能最低，提示我們?cè)O(shè)計(jì)矯治方案時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增加過(guò)矯正，輔助牽引或者種植支抗等措施以提高實(shí)現(xiàn)效率。至于增加多少的過(guò)矯正或者牽引能提高多少的移動(dòng)效能，尚待進(jìn)一步深入研究。

如何使隱形矯治實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的牙齒三維移動(dòng)，提高矯治效能是值得正畸醫(yī)師探索的問(wèn)題。本研究只選取了樣本的上頜牙齒作為研究對(duì)象，是由于上頜有切牙乳頭最前點(diǎn)，第三腭皺襞的末端點(diǎn)等比較穩(wěn)定的解剖標(biāo)志點(diǎn)作為模型配準(zhǔn)的參考點(diǎn)[19-20]，而所有樣本的下頜牙齒均設(shè)計(jì)了移動(dòng)，導(dǎo)致下頜沒(méi)有穩(wěn)定的模型配準(zhǔn)參考點(diǎn)，因此未將下頜牙齒納入研究。若下頜能找到穩(wěn)定的參考點(diǎn)，比如植入種植釘，可將全牙列納入研究，這樣會(huì)更全面。另外，Geomagic studio12的數(shù)字化模型配準(zhǔn)和ClinCheck軟件設(shè)計(jì)的矯治方案都只涉及牙冠，不涉及牙根，因此本實(shí)驗(yàn)研究的實(shí)際上是牙冠的移動(dòng)效能，至于牙根是否和牙冠一起整體移動(dòng)以及牙根的移動(dòng)效能如何，還有待深入研究。