正畸文献阅读--正畸过程中牙根移动的三维监测
正畸治疗的一个重要目标是获稳定而健康的牙齿位置，不仅仅涉及牙冠还包括牙根。目前的对于治疗过程中牙根位置的确定主要依赖CBCT来精确定位，但是在治疗过程中多次让患者接受CBCT拍摄似乎不是特别的合适。下文献介绍了一种使用术前CBCT配合任意次石膏模型预测牙根位置的方法。
材料和方法
完成治疗的病例1例及完整的术前术后资料。资料包括：治疗前后的CBCT影像数据以及治疗前后石膏模型的激光扫描数据。本研究选择了一个骨性II类、牙性II类的12岁男孩作为研究病例，男孩使用了直丝弓矫治技术配合快速扩弓加头帽进行治疗。
患者的CBCT拍摄自i-CAT三维锥形束CT机使用120kVp，8 mA，进行40s的扫描。图像最终重建为0.25mm层厚的三维图像，使用DICOM格式进行导出。治疗前后的石膏模型使用XCAD激光扫描仪进行扫描使用 STL格式进行导出。
治疗前后的DICOM文件导入Mimics软件，对每一层数据进行阈值分割，重建出牙齿的三维虚拟模型。治疗前的各个牙齿的数据由每颗牙齿单独分割进行得到。治疗后的数据整体获得。初始分割的阈值设置为2224-4095之后进行手动调整直到所有的牙齿都能被准确的重建出来同时将周围邻近骨质的影像出现最小化。在三个维度应用Mimics中的区域生长、裁剪和面罩编辑功能，将每一个重建牙齿附近的骨性结构进一步剔除，再使用平滑功能将重建的牙齿表面进行优化。将这些牙齿数据分别导入到可以做重叠处理的3-matic软件中。
“预期的根位置”（ERP）根据初期CBCT数据中的冠根模型，在扫描治疗完成后石膏模型的数字三维模型上将牙冠重叠而生成治疗后的预期牙根。治疗前后牙齿使用不同的颜色验证重合精度。
接下来，使用治疗后CBCT的数据来验证“预期牙根位置”（ERP）是否准确。使用同样的阈值分割方法将治疗后CBCT进行处理，重建出同时含有牙冠和牙根的三维模型。将治疗后的三维模型与之间建立的“预期牙根”模型进行重叠。即将治疗前牙齿牙根模型，治疗完成后牙齿牙根模型与石膏扫描后模型进行重叠处理。此时，术后CBCT牙冠的位与“预期牙根”模型中的牙冠位置在三维模型上应该完全重叠。移除治疗结束后石膏模型的扫描数据后，术后牙根真实位置与“预期牙根”之间的位置差异就可以直接显示在重叠图像上。
“预期牙根位”重建图像和治疗后CBCT重建图像被在釉牙骨质界附近横断，隔离的牙冠与牙根。将两者3D图像最近点之间的表面移位数据进行测量和统计，使用颜色图来量化评价两者的牙冠和牙根的影像差异情况。颜色图由相同的参数生成的。
颜色直方图中不同的颜色代表了不同的含义，蓝色光谱表示内移0.5毫米或更多，红色光谱表示向外位移0.5毫米或更多，绿色光谱表示移动在0毫米左右。
结果：
将治疗前CBCT牙冠与治疗后模型扫描所得的数字模型牙冠进行重叠分析，颜色图显示，上颌位移为0.140±0.314毫米，最大为1.018毫米，下颌位移为0.115±0.448毫米，最大为1.210毫米。
将治疗后CBCT牙冠与治疗后模型扫描所得的数字模型牙冠进行重叠分析，颜色图显示，上颌位移为0.048±0.317毫米，最大为1.453毫米，下颌位移为0.050±0.306毫米，最大为1.537毫米。
将“预期牙根位”的牙冠与牙根跟术后CBCT与模型扫描的牙冠与牙根进行重叠分析，颜色图显示牙冠部分在上颌位移0.048±0.339毫米，最大1.474毫米，和下颌移位0.084±0.274毫米，最大1.404毫米。牙根部分在上颌位移0.148 6 0.411毫米，最大为2.155毫米，下颌位移为0.065 6 0.364毫米，最大为1.978毫米。
“预期牙根位置”模型与治疗后CBCT模型进行重叠分析。两者的牙根位置差异显示出了最小的差异，“预期牙根位置”的牙根与治疗后CBCT牙根基本一致。
结论：
通过此次研究，我们验证了使用术前CBCT与治疗后石膏模型扫描结合进行治疗后牙根位置预测的方法的可行性。在临床应用中，只要拥有术前CBCT配合任意时间的石膏模型即可预测目前牙根所在位置。通过进一步的软件优化和技术的进步，此种方法的临床应用有望得到更好的进展。
来源：浙一口腔正畸林军
