基于数字化排牙的改良可视化治疗目标

汪品盈, 石 勰

可视化治疗目标(visualized treatment objective，VTO)能帮助医生确认治疗方案的合理性，还能便于医患沟通[1]。对每位患者正畸前行VTO设计有助于提升临床水平。目前国内外研究多通过治疗前后头侧片的二维研究比较两种不同VTO方法的准确性[2-3]，或比较手工测量与计算机测量的准确性[4-5]。本研究结合Ricketts切牙定位法先定位下切牙[6-10]，再进行数字化排牙[11-12]，将排牙数据录入Dolphin imaging 11.95 Premium软件，进行VTO软组织预测，探讨创建可视化正畸治疗目标位的预测方法。

1 对象与方法

1.1对象

1.1.1对象 参考文献[13]，采用成人患者进行预测。选取15例面型需较大改善、诊断为安氏Ⅰ类或Ⅱ类、CO-CR位基本一致的成人患者。

1.1.2仪器 三维模型扫描仪(E2,丹麦3 Shape公司);3 Shape Ortho Analyzer软件(丹麦3 Shape公司);Dolphin imaging软件(美国产, Dolphin Imaging & Management Solutions, 11.95 Premium)。

1.2方法 本研究以一病例解说此方法：

1.2.2在头颅侧位片上确定前牙目标位 当上齿槽座点-鼻根点-下齿槽座点角(ANB角)为1°～5°，设定下切牙切端目标位置在下中切牙凸距(L1-AP)=2 mm；当ANB角为>5°，下颌平面角/前颅底平面(MP/SN)>37.7°时，设定下切牙切端目标位置在L1-AP前2 mm以上，但不超过(1±2)°的范围。根据患者休息位时确认上前牙切缘升高或压低及上下中线位置，确保上下切牙位于牙槽骨中间的前提下，设定上下前牙的覆覆盖设定为 2 mm且满足上下中切牙角(U1-L1)=(130±6)°。此病例ANB角为1.2°，因此将下切牙切缘目标位定在AP线前2 mm，而治疗前L1-AP=6.1 mm，故此病例下切牙切缘须内收4.1 mm以达到协调的侧貌。根据患者初诊休息位与微笑位上唇缘与上切牙关系定出上切牙与目标位应压低1 mm。得出VTO目标位：上中线向左1 mm，下切牙内收4 mm，上切牙压低 1 mm。依据3D VTO的方法[12]，为后期转移磨牙需要，先将患者治疗前头颅侧位片绘出上下切牙及上下磨牙，再将侧位片旋转至平面(此处平面为上切牙切端与上磨牙近中颊尖连线)与操作水平面平行，并将下切牙内收4 mm并旋转下切牙位于基骨中央，上切牙压低1 mm并旋转上切牙位于基骨中央，建立前牙覆覆盖为2 mm。

1.2.3计算前牙转矩值 (1)治疗前与VTO目标位上前牙的夹角(即所需转矩值)，下前牙同上计算。(2)治疗前与VTO目标位上切牙内收量，下切牙同之。

经计算得出前牙转矩值为：(1)下切牙根唇向转矩13.6;(2)上切牙根唇向转矩3.3(此处转矩指治疗前牙牙长轴与VTO前牙牙长轴的交角)。

由于3 Shape软件初始设定牙长轴角度为90°，因此减去上述目标位转矩得出最终前牙转矩值为：(1)下切牙根唇向转矩76.4 (90-13.6=76.4);(2)上切牙根唇向转矩86.7 (90-3.3=86.7)。

1.2.4确认排牙目标位 根据患者中线、上下切牙内收量、转矩值及上切牙切缘压低或伸长距离确定排牙目标位。此病例最终排牙目标位为：(1)上中线向左1 mm。(2)下切牙内收4 mm，根唇向转矩76.4。(3)上切牙压低1 mm，根唇向转矩86.7。

1.2.5建模 通过三维模型扫描仪使用石膏模型进行扫描建模，建立咬合，再使用3shape Ortho Analyzer软件根据上述前牙目标位及治疗设计进行排牙。

A：排牙后右侧口内相；B：排牙后正面口内相；C：排牙后左侧口内相；D：排牙后上牙弓面相；E：排牙后下牙弓面相.图1 排牙结果图Fig 1 Arrangement tooth picture

1.2.6重叠图转移至侧位片 使用3D VTO方法将排牙数据与侧位片进行重叠，排牙结果转移至侧位片进行计算，确认所需后牙支抗前移量[12]。形成治疗前与排牙牙列重叠图及形象化牙列移动表[15]，重叠图由系统自动生成，由于排牙来自治疗前模型，因此此处腭皱襞未发生改变。再根据3D VTO方法进行重叠确认支抗磨牙近移量(图2)[12]。

1.2.7形成侧貌预测 运用Dolphin imaging 11.95 Premium软件进行侧位片头影测量定点，测量方法选择：Ricketts方法将面照与头影测量进行重叠，根据患者VTO数值录入数据，形成侧貌预测与侧位片(图3)。

2 结 果

2.1治疗结果 治疗后面型获得改善。前牙覆覆盖正常，双侧尖牙磨牙Ⅰ类关系，拔牙间隙关闭，患者满意(图4～9，表1)。

由图8可以看出上颌前牙主要是进行整体内收，下前牙转矩控制不足，牙根靠近舌侧骨皮质。

2.2治疗后与VTO预测图重叠 由治疗后与VTO的重叠可以验证上述结论(图8～9)，下前牙转矩的控制不足，因此术后下颌磨牙略向近中前移；而上前牙VTO预测时期望实现整体移动，实际矫治时形成整体移动(有文献指出，正畸治疗过程中第三腭皱襞未发生改变[16]，此处模型重叠上颌根据第三腭皱襞、下颌根据上颌咬合进行重叠)。

3 讨 论

本研究基于Ricketts VTO 将下切牙切端定位于L1-AP=1 mm的基础上进行改良，当ANB角为1°～5°，设定下切牙切端目标位在L1-AP=2 mm，并通过排牙确定目标位。本法另一处改良在于直接利用数字化排牙模拟最终牙齿排列情况，不同于以往的VTO仅在石膏模型上进行测量拥挤度及整平Spee曲线所需间隙等，存在一定手工计算误差。

VTO:可视化治疗目标.图2 根据3D VTO方法进行模型转移侧位片Fig 2 Model transfer later cephalometric based on 3D VTO method

A：术前侧貌；B：Dolphin侧貌预测图.图3 术前侧貌及Dolphin侧貌预测图比较Fig 3 Pre-treatment profile and dolphin profile prediction

表1 治疗前后头影测量均值和结果

Ricketts提出理想的下切牙切缘应在AP线前1 mm[7]，并根据此数值进行VTO设定。但是根据患者实际情况，未必能达到L1-AP=1 mm，因此，Ricketts设定L1-AP=(1±2.3)mm。而许多学者对L1-AP值的理想位置提出了不同的意见，但下前牙越靠近AP线越能达到和谐健康的面貌是较统一的观点[17-18]。不同地区的民族之间颅面及牙颌结构不尽相同，应根据其种族颅颌面特征为参考依据[19]，如白种人L1-AP正常值为(-2～3)mm[20]，汉族正常患者男性为(5.27±2.21) mm、女性为(5.28±2.68) mm[21]，上海地区正常患者男性为(4.16±2.13) mm、女性为(4.02±1.92) mm[22]，

A，B，C，D：治疗前正面相、微笑相、45°面相、侧面相； E，F，G，H：治疗后正面相、微笑相、45°面相、侧面相.图4 治疗前后面相Fig 4 Pre- and post-treatment facial photos

A，B，C，D，E：治疗前右侧口内相、正面口内相、左侧口内相、上牙弓面相、下牙弓面相；F，G，H，I，J：治疗后右侧口内相、正面口内相、左侧口内相、上牙弓面相、下牙弓面相.图5 治疗前后口内相Fig 5 Pre- and post treatment intraoral photos

A：治疗前；B；治疗后头颅侧位片.图6 治疗前后头颅侧位片Fig 6 Pre- and post-treatment lateral cephalometric

黑色为治疗前;红色为治疗后.图7 治疗前后头颅侧位片重叠描迹图Fig 7 Superimposition Pre & Post-treatment

VTO:可视化治疗目标. 蓝色为预测; 红色为治疗后.图8 治疗后与VTO预测描迹图重叠Fig 8 Superimposition post-treatment & VTO

国内不同地区的数值不尽相同。但是中国人L1-AP值较西方人高、但不超过2.3 mm是共同的结果。中国人由于面型较凸，L1-AP值允许向前放宽;又因为L1距越近AP线越美观，下切牙切缘可在AP线前方2 mm[23]。

以往的VTO是通过模型测量确认前后牙目标位[1,24-25]，无法实现牙齿移动和侧貌改变的联动。有部分研究通过二维头颅侧位片上定位治疗前后磨牙和切牙的位置，在二维的头侧片上磨牙是双侧重叠影像，大大增加了测量误差。而本方法通过排牙实现可视性双侧磨牙移动，能更精确设计和测量牙移动量，减少误差。同时,本研究将上下颌模型旋转至平面与头颅侧位片的平面平行，将三维的排牙结果与二维的头侧分析精确的联系，从而实现三维和二维数据的相互联动，增加了VTO的精准性。

VTO:可视化治疗目标. A:上牙弓面；B：下牙弓面；C：上牙弓正面；D：下牙弓正面.图9 治疗后与VTO模型进行重叠Fig 9 Overlay model post-treatment & VTO