ARCUSdigma-PROTARevo 7型牙合架的牙合接触模拟精度的研究

陈 磊，高 岚，王 璞，怀海丽，廉云敏

（河北医科大学第二医院口腔修复科，河北石家庄050000）

·论 著·

ARCUSdigma-PROTARevo 7型牙合架的牙合接触模拟精度的研究

陈 磊，高 岚，王 璞，怀海丽，廉云敏

（河北医科大学第二医院口腔修复科，河北石家庄050000）

目的探讨采用ARCUSdigma下颌运动记录仪测量参数调节PROTARevo 7型牙合架所模拟的人体牙合接触精度。方法在河北医科大学研究生中征集24名受试者，采用前期开发的虚拟颅颌运动仿真系统（VirDMF System）比较ARCUSdigma-PROTARevo 7型牙合架模拟的下颌运动与受试者的下颌运动，分析牙尖参考点运动轨迹之间的差异：侧方运动的水平偏移角度、侧方运动的垂直咬牙合差异、前伸运动的矢状高度差异。结果水平偏移角度在工作侧下颌第二磨牙处最大（14.80±1.24）°，其中5例样本水平偏移角度大于20°。垂直咬牙合差异在工作侧下颌第二磨牙处最大（191±10）μm，其中1例样本垂直咬牙合差异大于300μm。矢状高度差异在第一前磨牙处最大（151±12）μm，其中7例的样本矢状高度差异大于200μm。结论ARCUSdigma-PROTARevo7型牙合架牙合接触模拟精度在临床可接受范围内，为临床中牙合架的选择和使用提供了参考。

牙合架；牙合接触；颌关系记录

一般采用牙合架模拟患者的静态和动态咬牙合接触，辅助修复体牙合面形态的制作，以免引起牙合干扰而触发咀嚼系统功能紊乱［1－2］。Proeschel等［3］提出

一种简单的牙合架调节参数记录方法：采用超声下颌运动记录仪测量下颌运动，通过软件计算牙合架的所有个性化参数；通过测量运动时所采用的牙合叉直接将石膏模型转移至牙合架。本试验采用前期开发的虚拟颅颌运动仿真系统（VirDMF System，简称仿真系统），比较ARCUSdigma-PROTARevo 7型牙合架所模拟的下颌运动与受试者的下颌运动，通过分析牙尖参考点的运动轨迹之间的差异，评价采用该方法体外模拟牙合接触的精度。

1 资料与方法

1．1 研究对象：在河北医科大学研究生中征集24名受试者，男性13例，女性11例，年龄21～32岁，平均（24.1±0.40）岁。纳入标准包括一般健康状况良好，无咀嚼系统的肌肉、骨骼、关节疾病既往史；下颌开口型正常，开闭运动中侧方偏离小于2 mm，最大开口度大于40 mm（包括覆牙合），最大前伸、最大侧方运动幅度大于7 mm；牙列完整，无第三磨牙或已拔除，安氏Ⅰ类牙合，覆牙合覆盖正常；无龋病，无充填物、冠、桥等修复体，牙合面无明显磨耗，牙周状况良好。试验前所有受试者知情同意并签署知情同意书。

1．2 材料与设备：硅橡胶印模材料3M ESPE Express（美国3M公司）；Die-StoneⅢ型石膏（德国Heraeus Kulzer公司）；硅橡胶牙合记录材料O-Bite（德国DMG公司）；PROTARevo 7型牙合架（德国KaVo公司）；ARCUSdigma超声下颌运动测量仪（德国KaVo公司）；ATOSⅡSO型三维扫描仪（德国GOM公司）；Geomagic 8.0软件（美国Raindrop公司），VirDMF System虚拟颅颌运动仿真系统。

1．3 试验方法

1．3．1 测量受试者的下颌运动，获取牙合架调节参数

1．3．1．1 制取印模：制取上、下颌的硅橡胶印模并灌注石膏模型，在模型底座上贴三维扫描的参考点［4］。

1．3．1．2 制作牙合叉的硅橡胶牙合记录：在牙合叉表面的前部、左后、右后三点注射O-Bite硅橡胶牙合记录材料，将其就位于口内，借助于牙合平面板使其平行于眶耳平面。

1．3．1．3 记录受试者的下颌运动：受试者垂直坐于牙科综合治疗椅，头部无固定或支撑。将ARCUSdigma安置于受试者的头部，并调节至“Articulator Adjustment”功能状态。采用带有硅橡胶牙合记录的牙合叉测量上颌的位置，接着记录下颌的位置。最后，依次记录3次牙尖引导的前伸运动、3次牙尖引导的右侧方运动、3次牙尖引导的左侧方运动。

1．3．1．4 获取牙合架调节参数：将记录的下颌运动数据导入ARCUSdigma的计算机软件中，自动计算并输出个性化的牙合架调节参数。

1．3．2 测量牙合架模拟的下颌运动

1．3．2．1 上、下颌模型转移至牙合架：将牙合叉和转移台固定于牙合架的下颌体。接着，将上颌模型放置于牙合叉的硅橡胶牙合记录上，将上颌模型固定于上颌体。最后，根据牙尖交错位将下颌模型转移至下颌体。

1．3．2．2 调节PROTARevo 7型牙合架：根据ARCUSdigma计算机软件输出的参数调节牙合架，参数包括矢状髁导斜度、班尼特角、迅即侧移、Shift角、矢状前导、侧方前导。

1．3．2．3 测量牙合架模拟的下颌运动：将ARCUSdigma固定在牙合架上，用“Articulator Adjustment”模式记录牙合架所模拟的下颌运动，测量步骤同受试者下颌运动的测量。操作者用手控制牙合架模拟下颌运动［5］。

1．3．3 三维扫描模型确定坐标系：扫描上颌模型、下颌模型及牙合叉，然后确定ARCUSdigma所记录的下颌运动数据的坐标系［4－5］。

1．3．4 仿真系统模拟体内、体外下颌运动：将ARCUSdigma所测量的受试者下颌运动数据（体内数据）和牙合架运动数据（体外数据）导入计算机软件，分别输出并保存。接着，将两套数字牙列和体内、体外运动数据输入仿真系统，模拟两者的下颌运动。

1．4 数据分析：在下颌牙列的牙合面选择8个参考点，第一、第二磨牙近中颊尖顶，第一、第二前磨牙颊尖顶。比较牙合架模拟的牙尖参考点的运动轨迹与受试者的牙尖参考点运动轨迹之间的差异，即侧方运动的水平偏移角度、侧方运动的垂直咬牙合差异、前伸运动的矢状高度差异。侧方运动的水平偏移角度，牙尖在水平面上线性位移3mm时，2个轨迹之间的夹角。侧方运动的垂直咬合差异，牙尖在水平面上线性位移3mm时，两个轨迹在垂直方向的距离。前伸运动的矢状高度差异，牙尖在矢状面上水平线性位移3mm时，2个轨迹之间的垂直距离。

1．5 统计学方法：应用SPSS 13.0软件进行数据分析，计量资料以±s表示，采用F检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2．1 水平偏移角度：在工作侧，第二磨牙的水平偏移角度最大（14.80±1.24）°，第一前磨牙水平偏移角度最小（10.90±1.07）°，随着牙位的前移，水平偏移角度有递减趋势；第二磨牙与第二前磨牙、第二磨牙和第一前磨牙、第一磨牙与第一前磨牙之间的差异有统计学意义（P＜0.05）。在非工作侧，第二磨牙的水平偏移角度最大（13.2±1.06）°，第一前磨牙水平偏移角度最小（10.0±0.86）°，随着牙位的前移水平偏移角度同样递减；第二磨牙与第一前磨牙、第一磨牙与第二前磨牙、第二前磨牙与第一前磨牙之间的差异有统计学意义（P＜0.05）。见表1。各牙尖参考点运动轨迹的水平偏移角度的频数分布在工作侧5例（22.2％）样本的第二磨牙水平偏移角度大于20°，第一前磨牙该比率减少为8.3％；在非工作侧7例（19.4％）样本的第二磨牙水平偏移角度大于20°，第一前磨牙该比率减少为2.8％。

2．2 垂直咬牙合差异：在工作侧，第二磨牙的垂直咬牙合差异最大（191±10）μm，第一前磨牙垂直咬牙合差异最小（135±14）μm，随着牙位的前移，垂直咬牙合差异有递减趋势；第二磨牙与第二前磨牙、第二磨牙与第一前磨牙之间的差异有统计学意义（P＜0.05）。在非工作侧，第二磨牙的垂直咬牙合差异最大（189±13）μm，第一前磨牙垂直咬牙合差异最小（134±12）μm，随着牙位的前移垂直咬牙合差异递减；第一磨牙与第二磨牙、第一前磨牙与第二前磨牙之间的差异有统计学意义（P＜0.05）。各牙尖参考点运动轨迹的垂直咬牙合差异的频数分布在工作侧1例（5.6％）样本的第二磨牙垂直咬牙合差异大于300μm，第一前磨牙该比率减少为0；非工作侧所有牙的垂直咬牙合差异均小于300μm。

2．3 矢状高度差异：第二磨牙的矢状高度差异最小（105±10）μm，第一前磨牙矢状高度差异最大（151±12）μm，随着牙位的前移，矢状高度差异有递增趋势，第二磨牙与其他各牙之间的差异有统计学意义（P＜0.05），见表1。各牙尖参考点运动轨迹的矢状高度差异的频数分布为1例（5.6％）受试者的第二磨牙的矢状高度差异大于200μm，第一前磨牙该比率增大为19.4％。

表1 牙合架与受试者的各牙尖参考点的运动轨迹之间的差异Table 1 Difference between motion paths of reference points in articulator and sub jects（n＝24，±s）

表1 牙合架与受试者的各牙尖参考点的运动轨迹之间的差异Table 1 Difference between motion paths of reference points in articulator and sub jects（n＝24，±s）

HOE：horizontal occlusal errors，VOE：vertical occlusal errors，SOE：sagittal occlusal errors；WS：working side，NWS：nonworking side

Parameters Second molar Firstmolar Second premolar First premolar WS NWS HOE（°）14.80±1.24 13.20±1.06 13.40±1.18 12.60±1.05 12.40±1.02 12.00±1.06 10.90±1.07 10.00±0. WS NWS WS NWS WS NWS 86 VOE（μm）191±10 189±13 174±12 176±10 152±11 150±12 135±14 134±12 SOE（μm）105±10 130±9 140±11 151±12

3 讨 论

口腔修复时，通常采用牙合架在体外模拟牙合接触，辅助修复体牙合面形态的制作。因此，牙合架模拟牙合接触的精度将直接影响修复体的制作质量。本试验采用前期开发的VirDMF System仿真系统，比较牙合架模拟的下颌运动与受试者的下颌运动，通过分析牙尖参考点的运动轨迹之间的差异，评价采用该方法体外模拟牙合接触的精度。由于定量分析牙合接触在方法学上比较困难，因此以往研究大多采用定性评价指标分析牙合架的精度［6］。一些研究通过牙合接触检查材料（如咬牙合蜡，咬牙合纸，硅橡胶等）记录口内的牙合接触，分析牙合接触的数量、分布、位置以评价牙合架的模拟精度［6－7］。本试验借助计算机技术，以受试者下颌运动作对照，来定量研究牙合接触模拟精度，这一研究方法理论上来说可以揭示牙合架的模拟精度。本试验为临床中牙合架的选择提供指导，同时也为研究牙合架的精度提供了新的方法。

一些学者［8－9］研究牙合架参数的测量误差对牙合接触的影响，其内容主要关注矢状髁导斜度、渐进性侧移、迅即侧移等参数对牙合面沟嵴位置、牙尖高度的影响，并不能解释牙合架模拟人体牙合接触的精度。近来Proeschel等［10］学者开发虚拟牙合架，定量评估了牙合架的不同调节模式对其精度的影响，随着牙位的后移，垂直咬牙合误差增大；对下颌第二磨牙，工作侧有7％的样本垂直咬牙合误差大于200μm，而非工作侧为2％。但是，由于该研究的对照组为参数设定为平均值的牙合架，因此本试验的研究结果无法与其对比。本试验在评价精度时选择牙尖参考点偏离牙尖交错位3mm，对比2个轨迹之间的差异，因为咀嚼运动中明显的牙合接触大多发生在下颌移动3mm左右。本试验结果显示水平偏移角度在下颌

第二磨牙最大（14.80±1.24）°；22.2％样本大于20°，最大值为30.36°。该角度揭示了上颌后牙的牙合面沟嵴位置偏移，当偏移角度为15°时，距离牙尖交错位3mm处牙合面沟嵴的位置偏移0.78mm；当偏移角度为30°时，牙合面沟嵴的位置偏移为1.55mm。对于垂直咬牙合差异，下颌第二磨牙处最大（191±10）μm。尽管有41.7％样本大于200μm，但是最大差异值为310μm。该指标的数值揭示上颌后牙牙尖高度和牙合面沟窝深度在垂直方向的误差。目前临床中大多数医生可接受的咬牙合误差为200～300μm［10］。从水平偏移角度和垂直咬牙合差异的结果发现，非工作侧的精度优于工作侧，前牙的精度优于后牙，其原因可能是下颌运动记录仪的测量精度所导致。

矢状高度差异这一指标揭示了在下颌前伸运动中，上颌牙尖的远中斜面在垂直向的咬牙合误差。本试验结果表明最大差异发生在下颌第一前磨牙（151±12）μm，其中19.4％样本大于200μm，最大差异为290μm。根据临床中大多数医生可接受的咬牙合误差为200～300μm［10］，该精度同样也可以被临床所接受。此外，随着牙位的前移，矢状高度差异有递增趋势。该现象似乎与下颌运动记录仪的测量精度相矛盾，但分析其原因可能是由于口腔前部牙齿的生理动度偏大。

本试验通过仿真系统比较牙合架模拟的下颌运动与受试者的下颌运动，分析牙尖参考点的运动轨迹之间的差异来评价牙合架的精度，结果表明ARCUSdigma-PROTARevo 7型牙合架的牙合接触模拟精度在临床可接受范围内。ARCUSdigma-PROTARevo 7型牙合架这一系统不仅操作简单快速，而且能够自动计算所有个体化髁导、切导参数［3］。本试验为临床中选择牙合架提供了参考，同时也为研究牙合架的精度提供了新的方法。但是，该系统在计算髁导参数时，牙合架的髁球与髁突、铰链轴无任何关联。因此，该系统所记录的髁导参数不能用于分析髁突的运动。在后续研究中，我们将比较ARCUSdigma-PROTARevo 7型牙合架与常规全可调节式牙合架之间的精度差异。

［1］廉云敏，张月，刘书魁，等.无牙颌患者初戴全口义齿时髁突位置的探讨［J］.河北医科大学学报，1999，20（3）：163－164.

［2］CHEN L，PROSCHEL PA，MORNEBERG T.Influence of bite force on jaw muscle activity ratios in subject-controlled unilateral isometric biting［J］.J Electromyogr Kinesiol，2010，20（5）：961－966.

［3］PROSCHEL PA，MORNEBERG T，HUGGER A，et al. Articulator-related registration--a simple concept for minimizing eccentric occlusal errors in the articulator［J］.Int JProsthodont，2002，15（3）：289－294.

［4］陈磊，张豪，冯海兰，等.正常受试者单侧咀嚼运动中的牙合接触模式［J］.北京大学学报：医学版，2009，41（1）：90－94.

［5］陈磊，张豪，冯海兰，等.颅颌运动仿真系统接触精度初探［J］.中华口腔医学杂志，2010，45（2）：98－101.

［6］TAMAKI K，CELAR AG，BEYRER S，et al.Reproduction of excursive tooth contact in an articulator with computerized axiography data［J］.JProsthet Dent，1997，78（4）：373－378.

［7］CARO AJ，PERAIRE M，MARTINEZ-GOMIS J，et al. Reproducibility of lateral excursive tooth contact in a semiadjustable articulator depending on the type of lateral guidance［J］.JOral Rehabil，2005，32（3）：174－179.

［8］CELAR AG，TAMAKI K，NITSCHE S，et al.Guided versus unguided mandibularmovement for duplicating intraoral eccentric tooth contacts in the articulator［J］.J Prosthet Dent，1999，81（1）：14－22.

［9］PRICE RB，KOLLING JN，CLAYTON JA.Effects of changes in articulator settings on generated occlusal tracings.PartⅠ：Condylar inclination and progressive side shift settings［J］.J Prosthet Dent，1991，65（2）：237－243.

［10］PROSCHEL PA，MAUL T，MORNEBERG T.Predicted incidence of excursive occlusal errors in common modes of articulator adjustment［J］.Int JProsthodont，2000，13（4）：303－310.

（本文编辑：刘斯静）

ACCURACY OF PROTAREVO 7 ARTICULATOR ADJUSTED BY USING PARAMETERS FROM ARCUSDIGMA SYSTEM

CHEN Lei，GAO Lan，WANG Pu，HUAIHaili，LIAN Yunmin
（Department of Prosthodontics，the Second Hospital of HebeiMedical University，Shijiazhuang 050000，China）

Objective To evaluate the accuracy of PROTARevo 7 articulator adjusted bymeans of the parameters acquired from the ARCUSdigma system.MethodsTwenty-four subjectswere recruited to the present study.The PROTARevo 7 articulator was adjusted by the parameters acquired from the ARCUSdigma system.Then，the movements of each subject and articulator were simulated using the mandibularmovement simulation system（VirDMF System）.The motion paths of the reference points of mandibular cusps were compared by the following parameters：horizontal occlusal errors and vertical occlusal errors during mandibular laterotrusions，sagittal occlusal errors during mandibular protrusions.ResultsDuringmandibular laterotrusions，horizontal occlusal errors weremaximum（14.80±1.24）°at themandibular second molar of the working side，and it would exceed 20°in 5 cases of the subjects；vertical occlusal errorsweremaximum（191±10）μm at themandibular second molar of theworking side，and it would exceed 300μm in 1 case of the subjects.During mandibular protrusions，sagittal occlusal errorsweremaximum（151±12）μm at the mandibular first premolar，and it would exceed 200μm in 7 cases of the subjects.ConclusionThe accuracy of ARCUSdigma-PROTARevo 7 articulator was within tolerance limits that are accepted in dental clinic.This study provided reference data for the application of this articulator system.

articulator；occlusal contact；jaw relation record

R783

A

1007-3205（2013）05-0538-04

2013－03－18；

2013－04－24

陈磊（1977－），男，江苏金坛人，河北医科大学第二医院主治医师，医学博士，从事口腔修复学、口腔种植学研究。

10.3969/j.issn.1007-3205.2013.05.016