计算机辅助测量上颌第一乳磨牙牙冠与其不锈钢预成冠形态差异

周永川 王金业 平雅坤 周乐迪 卢晓爔 吕炳建 赵增波 齐喜娟 赵军伟 王惠敏

儿童早期龋齿（early childhood caries，ECC）是我国严重的公共卫生问题，第四次口腔健康流行病学调查结果显示5岁儿童乳牙龋齿患病率为70.9%，其中治疗率为4.1%，可见我国儿童存在乳牙患龋率高、就诊率低下的状况［1］。临床发现我国ECC患儿多为广泛龋，晚期龋，甚至感染已波及牙髓及根尖，需作牙髓或根管治疗。针对此类患儿采用传统充填技术恢复乳牙牙冠形态效果较差，术后易脱落，易继发龋甚至继发根尖炎症。许多学者近期研究了不锈钢预成冠（stainless steel crown，SSC）对于修复乳牙缺损时所具有的优点，大部分学者认为使用SSC对于恢复乳牙咬合和邻接时具有不可替代的优势，尤其对于乳牙深龋洞的修复时，具有更好的效果。

自Mink等［6］运用SSC对乳磨牙广泛龋坏缺损进行牙体修复以来，其在国外儿童牙科应用发展迅速。Innes等［7］总结了运用Hall技术对于SSC的发展和优点，此技术以完全封闭龋坏组织，保存患牙的理念，进一步简化了SSC临床操作。现如今，SSC修复技术已成为乳牙全覆盖修复的金标准、欧美国家儿童牙科常规修复技术，使用率达到80%。根据儿童口腔临床医生反馈，我国的SSC使用率越来越高，但是也发现了一些问题：目前国内应用较多的两种SSC需要较多修剪，难度较大，尤其是上颌第一乳磨牙牙位。

本实验使用3D扫描技术，在电脑中重现了116颗我国华北地区儿童上颌第一乳磨牙的3D形态，并通过数字模型处理软件来测量横截面的形态数据，得出的数据与我国市场应用最多的两种SSC（美国SSC、韩国SSC）做大小、形态差异比较，为医生临床操作提供参考，进一步为研发更适合我国患儿乳牙形态的SSC提供基础数据。

1 资料与方法

口外扫描仪（3shape D900，精度 0.015 mm，爱尔创科技有限公司）扫描了2018年3月～2019年3月于河北医科大学口腔医院就诊患儿116颗完整上颌第一乳磨牙石膏模型（去除相邻牙位，只保留目标牙位）和两种SSC（2－7号），116例样本分别与韩国、美国SSC进行比较，将得出的数据分为A组（乳牙模型与韩国SSC）与B组（乳牙模型与美国 SSC）。扫描之后的数字模型保存为stl格式文件后导入3D处理软件（Geomagic Wrap2015，Geomagic公司，美国）建立坐标系。

使用3D软件中重合对比功能，选取上颌第一乳磨牙颊尖的牙尖嵴与近中边缘嵴、远中边缘嵴的交点和舌尖顶点分别与两种SSC相应部位重合，形成单色差异图像（图1），在测量软件中手绘算出乳磨牙模型突出于SSC部分的面积，分析两种SSC与乳牙冠整体差异面积，独立样本 t检验（P＜0.05）。

图1 3D重合图Fig 1 3D overlap images

使用3D测量软件（Creo 2.0，PTC公司，美国）测量形态数据，测量项目如下：最大近远中径：近中面与远中面之间的最长距离。颊舌径：颊面与舌面之间的最长距离。颊舌侧平均近远中径比＝颊侧平均均宽/舌侧平均均宽。

冠指数＝（颊舌径×100%）/近远中径；冠面积＝近远中径×颊舌径；龈缘周径：龈缘高点平面截面的牙冠周径；颌面周径：冠周径平面截面的牙冠周径；最大周径：最大周径平面截面的牙冠周径；颊面冠高：颊面牙龈最低处到牙尖最高处的距离；舌面冠高：舌面牙龈最低处到牙尖最高处的距离；近远中面冠高：近远中面的牙龈最高处到近远中沟的距离；曲率＝1/半径（r）（2×r×sin［弧长/（2×r）］＝弦长 来求 r的最大近似值）。

根据均值测量结果分别统计A、B两组各测量项目差异，单样本t检验（P＜0.05）（表 1～2）。使用统计软件（IBM SPSS Statistics 21，IBM公司，美国）进行统计学分析。

表1 116名儿童上颌第一乳磨牙临床牙冠和SSC 3D测量数据分析表（±s）Tab 1 3D measurements data analysis table of clinical crown of 116 children＇s primary maxillary first molars and SSC（±s）

表1 116名儿童上颌第一乳磨牙临床牙冠和SSC 3D测量数据分析表（±s）Tab 1 3D measurements data analysis table of clinical crown of 116 children＇s primary maxillary first molars and SSC（±s）

注：①，乳牙临床牙冠模与韩国SSC（A组）进行单样本t检验，P＜0.05；②，乳牙临床牙冠模型与美国SSC（B组）进行单样本t检验，P＜0.05；③，乳牙临床牙冠模型与两种SSC均有差异；④，韩国SSC与美国SSC之间进行单样本t检验P＜0.05，下表同

单位（mm） 最大近龈缘周径乳牙模型 6.96±0.41③ 7.5±0.64① ② 1.14±0.13② 93±8①② 52.22±0.26③ 22.72±0.68② 23.71±0.74① 23.79±0.74①②0±0.83 23.2±2.57 24.24±2.01 24.64±2.92韩国 SSC 7.53±3.58④ 8.34±1.94 1.15±0.07 90±4 62.8±0.56④ 22.8±2.93④ 24.87±2.83 25.18±2.15美国 SSC 8.34±4.15 8.31±2.13 1.12±0.08 100±2 69.3远中径 颊舌径 颊舌侧平均近远中径比 冠指数 冠面积 颌面周径最大周径

表2 116名儿童上颌第一乳磨牙临床牙冠和SSC 3D测量数据分析表（±s）Tab 2 3D measurements data analysis table of clinical crown of 116 children＇s primary maxillary first molars and SSC（±s）

表2 116名儿童上颌第一乳磨牙临床牙冠和SSC 3D测量数据分析表（±s）Tab 2 3D measurements data analysis table of clinical crown of 116 children＇s primary maxillary first molars and SSC（±s）

注：①，乳牙临床牙冠模与韩国SSC（A组）进行单样本t检验，P＜0.05；②，乳牙临床牙冠模型与美国SSC（B组）进行单样本t检验，P＜0.05；③，乳牙临床牙冠模型与两种SSC均有差异；④，韩国SSC与美国SSC之间进行单样本t检验P＜0.05

单位（mm） 冠高曲率近中面 远中面 舌面 颊面 颊侧面 舌侧面乳牙模型 2.14±0.26①② 1.89±0.83①② 3.59±0.54② 4.13±0.42①② 0.22±0.06 0.3±0.06②.21±0.04 0.28±0.05韩国 SSC 2.73±0.35④ 2.63±0.34④ 3.43±0.65④ 3.59±0.74④ 0.23±0.04 0.3±0.05美国 SSC 3.42±0.74 3.72±0.88 4.39±0.31 5.3±1.66 0

实验流程见图2。

图2 3D扫描及数据处理的流程图Fig 2 Flow chart of 3D scanning and data processing

2 结 果

（1）我国华北地区与其他国家或地区儿童上颌第一乳磨牙牙齿数据对比结果显示我国华北地区儿童上颌第一乳磨牙近远中径小于中国台湾、中国香港、美国、澳大利亚、印度、冰岛。颊舌径小于中国台湾、美国、印度、冰岛。单样本 t检验 P＜0.05（表 3）。

表3 我国华北地区与其他国家或地区儿童上颌第一乳磨牙牙齿数据对比表 （mm）Tab 3 Comparation of primary maxillary first molar in North China and other countries or regions （mm）

（2）上颌第一乳磨牙临床牙冠和其SSC 3D重合后，直观观察可见A组未重合面积较小（图1）。利用Geomagic Wrap软件计算两组未重合面积，A组整体差异面积是13.31±2.44，B组整体差异面积是22.57±5.97（P＜0.05）。

（3）3D测量数据分析显示A组在最大近远中径、颊舌径、冠指数、冠面积、最大周径、龈缘周径、近中面冠高、远中面冠高、颊面冠高存在统计学差异。B组在最大近远中径、颊舌径、颊舌侧平均近远中经比、冠指数、冠面积、面周径、龈缘周径、近中面冠高、远中面冠高、舌面冠高、颊面冠高、舌侧面曲率均存在统计学差异。单样本t检验P＜0.05（表 1～2）。

（4）3D测量数据分析显示韩国SSC在最大近远中径，冠面积，颌面周径，近远中和颊舌面的冠高与美国SSC之间存在统计学差异（表1～2）。

3 讨 论

SSC通过选号与边缘修整完成就位，修复乳牙牙冠缺损。目前我国市场上应用最普遍的是韩国和美国SSC，由于不同厂家制作SSC时参考的乳牙形态数据来源不同，采用欧美标准及韩国标准制成的SSC形态与我国国内儿童乳牙形态必定有较多差距，如冠高，冠指数，牙面弧度等。不同人种与地区乳牙形态差异导致我国现有SSC临床使用难度加大。

各国学者对本国儿童乳牙尺寸做了大量研究，有一种共识是，不同人种间的乳牙解剖形态及数值会有一定差异，台湾学者［8］使用电子游标卡尺测量不同种族不同地区乳牙冠直径，结果显示中国台湾儿童乳牙近远中径小于其原住民，澳大利亚原住民和中国香港华人，但大于美国白人。颊舌径显著小于冰岛人，西印度人和白人。香港Yuen等［9］测量了香港地区儿童恒牙与乳牙近远中径，发现中国南方儿童乳牙近远中径小于中国北方儿童，但是都比白种人的大，比澳大利亚原住民的牙齿尺寸要小。但是，本研究结果与香港学者研究结果不一致，我们测量发现我国华北地区儿童上颌第一乳磨牙近远中径及颊舌径均小于中国香港、中国台湾省、美国、澳大利亚、印度，可能与测量方法不一致相关，差异使用单样本t检验其差异（表3）。

Dowling等［10］采用三维扫描跟踪技术测量了6颗上颌前牙的接触点位移，发现数字模型测量具有较好的重复性和准确性。我们通过3D扫描，从多方面精确测量上颌第一乳磨牙形态数据。为了简化临床使用难度，各品牌SSC未区分性别差异，所以本研究测量了我国华北地区儿童上颌第一乳磨牙总体形态特征，未区分左右乳牙及性别差异，与SSC临床使用情况相符合。

通过3D重合可以更加直观的表现差异。有学者［11］利用3D重合比较韩国SSC与氧化锆冠的形态差异，用体积比数据明确了两种冠临床应用时牙体预备的差异，以此指导氧化锆冠生产数据改良。本研究分别将两种SSC与其近远中径一致的乳牙模型重合，由于软件测量范围限制，无法获得多色差异图像，我们直观发现上颌第一乳磨牙模型与韩国金属SSC在3D重合后牙冠突出面积较小，使用软件手绘功能计算突出面积发现美国 SSC突出面积达（22.57±5.97）mm2，远大于韩国SSC。可以表明韩国SSC总体上更加贴近我国华北地区儿童乳牙形态，与临床应用体验一致。但是，具体差异部位及数据未能体现。

韩国SSC最大近远中径，颊舌径，冠面积，最大周径，龈缘周径均比乳牙模型大，近中面高、远中面高偏大，颊舌侧面高偏小，其中舌侧面高无统计学意义。冠指数偏小，表明近远中径确定的情况下，颊舌径长度能满足就位条件，颊舌侧平均近远中径比、曲率正常。美国SSC最大近远中径、颊舌径、冠面积、面周径、龈缘周径、近中面冠高、远中面冠高、舌面冠高、颊面冠高均明显大于乳牙模型，冠指数较大，颊舌面长度不满足就位条件，近远中径确定的情况下需磨除较多的乳磨牙临床牙冠颊或舌侧面，舌侧面曲率、颊舌侧平均近远中径小，需较多的乳磨牙临床牙冠近远中面磨除面积。通过对两种SSC的3D数据进行统计学分析，可以发现韩国SSC在最大近远中径，冠面积，颌面周径，近远中和颊舌面的冠高与美国SSC之间存在统计学差异。综合发现，两种SSC在大小尺寸方面均比我国华北地区儿童乳牙牙冠大，形态方面，韩国SSC更接近我国北方儿童牙冠形态，发现差异较大的区域有助于临床医生尽量减少临床误差并为临床教学提供了素材。然而，我们仍然需要更多的信息，通过测量来为中国儿童提供更合适的SSC尺寸。

分析整个数字化制作测量流程，模型制取采用超硬石膏，尽量减少集合收缩误差，实验中所采用的三维模型扫描仪扫描精度在10μm以内，相对于其他来源的误差非常小，基本可以忽略不计。可能产生误差的步骤主要包括：（1）模型制取时产生的误差；包括模型近远中面的修整和龈缘位置的确定；（2）确定模型空间位置的误差；测量前空间位置的确定是导致误差的主要来源［12－14］，这也可能是我们的测量结果显示冠高无差异的原因。传统手动测量凭借测量者感觉，各测量指标间没有统一的空间位置，单个牙齿在牙列中的空间位置的确定标准需要进一步的研究。本研究模型准备和计算机辅助测量由同一个口腔医生操作，区分模型解剖结构和确定模型空间位置，最大限度减少人为误差。

4 总 结

3D扫描与测量是一种较为精确的牙齿形态尺寸测量方式，可获取较为详细的形态数据。本研究关注上颌第一乳磨牙，通过3D对比，从直观和数据差异两个方面发现国内现有两种SSC与我国华北地区儿童上颌第一乳磨牙形态大小均有差异。