【摘要】 目的：通过构建带有牙根信息的理想牙合三维牙列模型，为无托槽隐形矫治和数字化间接粘接技术的开发提供方法学基础。方法：使用人类真实牙齿模型，经三维激光扫描仪扫描获得完整的三维数字化模型，根据标准弓形，参考Andrews六要素对三维牙齿模型进行排列，获得完美排列位置的三维数字化模型。结果：构建了具有不同类型的完美弓形和咬合位置的数字化三维人类牙齿模型。结论：相对于利用二维牙弓曲线作为牙齿排列的参考，本文提供的标准排列的三维牙齿模型更具便捷性和直观性，为无托槽隐形矫治和数字化间接粘接技术的开发提供方法学基础。
【关键词】 数字化；牙齿模型；诊断性排牙
【中图分类号】R78 【文献标识码】A 【文章编号】2095-1752（2018）29-0162-03
随着无托槽隐形矫治和数字化间接粘接在全球市场的流行[1-4]，相应的厂商和品牌越来越多。在目前流行的排牙软件中，技师往往会从数据库中选择一个牙弓曲线模板作为新患者的弓丝曲线，辅助技师进行排牙。弓丝曲线是二维的，而牙齿模型都是三维网格模型，因此使用二维弓丝曲线并不够直观。本研究通过构建带有牙根信息的人类恒牙的数字化模型，为无托槽隐形矫治和数字化间接粘接技术的开发提供方法学基础。
1.材料和方法
1.1 研究资料和仪器
1.1.1研究对象 选择用于口腔修复学教学的标准牙齿模型，与真实人类模型比例为1:1。
1.1.2数据采集 三维激光扫描仪（D900，3shape，精度0.01mm）采集数据。
1.1.3软件 采用杭州美齐科技有限公司自主研发的MQStudio 2.0。
1.2 方法
1.2.1数据采集 准备32颗人类标准牙齿教学模型。对于某一颗牙齿，分别固定于前述三维激光扫描仪配套的专用扫描底座上，第一次扫描当前牙齿的牙冠部分，第二次扫描当前牙齿的牙根部分（如图1所示），并在同一坐标系下选择不在同一个平面上的超过4个特征点完成配准，融合生成最终的牙齿模型。重复操作，完成32颗牙齿的数字化过程，数据保存为.STL格式。
图1 以UR4为例，两次扫描牙冠和牙根数据，并配准融合生成最后牙齿模型
使用杭州美齐科技有限公司自主研发的MQStudio软件，对32颗牙齿分别进行局部坐标系定轴，包括重心位置和三个互相垂直的坐标轴。然后，通过旋转操作和平移操作，在Andrews 口颌面协调六要素指导下，排列三维数字化牙齿模型。
1.2.2不同弓形的最终位置排列 根据构建的牙齿模型，按照三种弓形（尖圆形、方圆形和卵圆形）对牙齿进行移动，获得理想牙合情况下的三维牙齿模型。（如图2所示）
图2 按卵圆形弓形排列的三维数字化模型
1.2.3实际应用举例 在实际排牙中，排牙者在选择好合适的弓形后，选择对应的理想牙合情况下的三维牙齿模型，在双视图模式下进行排列牙齿。
以常见的卵圆形弓形为例，选择无托槽隐形拔牙矫治的一例患者，如图3所示。
2.结果
本项研究通过将实物标准的牙齿模型进行扫描，获得带有牙根的数字化三维牙齿模型，在计算机中存储了32颗恒牙的形态数据。根据人类常见的尖圆、方圆和卵圆形的牙弓类型，参考Andrews六要素构建对应牙弓类型的三维数字化排列牙齿模型。相对于目前利用二维牙弓弓丝曲线作为排牙参考，本研究结果作为牙齿排列参考，具有更好的直观性和便捷性，提高了技师排牙的效率。
3.讨论
数字化技术的飞速发展使计算机辅助的正畸治疗日新月异，唇侧固定矫治的间接粘结、舌侧矫治以及无托槽隐形矫治技术都需要使用精确的数字化诊断性排牙技术[5-6]。诊断性排牙又称预测性排牙，由Kesling[10]于1956年提出，对指导正畸治疗及有效控制支抗较重要，但传统的石膏模型手工排牙方法过于复杂，临床常规看展困难。数字化排牙技术具有精确度高、便于保存、高效便捷、可视化和可操作性高等优势[7]。数字化排牙最常参考Andrews正常牙合六项标准，但在实际应用中，无论技师的排牙还是医生排牙，都缺乏直观的量化指标，易受排牙者主观因素的影响，所以即使同一个病例，不同的排牙者甚至同一个排牙者，每次排牙的结果差异性较大。刘筠等学者[8]利用计算机软件完成模型排列，托槽定位，设计制作转移托盘等制作程序，但并未提到详细的排牙流程。侯瑜琳等学者[9]描述将牙根纳入诊断性排牙过程进行诊断设计，而本文描述的利用真实牙根作为参考可以较好地辅助临床排牙。
本项研究所建立的数字化模型根据Andrews正常牙合六项标准，构建带有牙根信息的人类恒牙的数字化模型，并且自动生成了牙体长轴，再对数字化模型按照弓形为尖圆、方圆和卵圆形进行排列，让技师和医生在排牙时，无论计算机排牙还是石膏手工排牙，都可以获得直观的参考标准，可以让技师排牙标准化，降低排牙的结果差异性，使排牙方案具有更高的稳定性，更接近理想正常牙合。
【参考文献】
[1]赵志河.无托槽隐形矫治与数字化间接粘接的临床选择[J].中华口腔医学杂志，2017，52(9).
[2]沈刚.科学审视透明牙套与舌侧矫治技术——回顾与展望[J].上海口腔医学，2018，27(2):113-116.
[3]刘妍.无托槽隐形矫治临床应用的优势与不足[J].中华口腔医学杂志，2017，52(9).
[4]白玉兴.无托槽隐形矫治技术发展中的喜与忧[J].中华口腔医学杂志，2017，52(9).
[5]周彦恒.数字化技术在我国口腔正畸学领域的应用现状及展望[J].中华口腔医学杂志，2016，51(6):321-325.
[6]刘尚愚，冯云霞.三维数字化技术在口腔正畸学中的应用[J].国际口腔医学杂志，2017，44(3):350-353.
[7]白玉兴.三维数字化技术在正畸诊断和治疗设计中的应用[J].中华口腔医学杂志，2016，51(6):326-330.
[8]刘筠，郭宏铭.计算机辅助设计制作舌侧托槽间接粘接系统的研究[J].北京口腔医学，2009，17(4):220-222.
[9]侯瑜琳，赵一姣，王勇，等.基于数字化技术的正畸诊断性排牙中牙根位置初探[J].中华口腔医学杂志，2015，50(10):631-635.
[10] Kesling H D.Coordinating the predetermined pattern and tooth positioner with conventional treatment[J]. American Journal of Orthodontics & Oral Surgery, 1946, 32(5):285-293.
论文作者:刘彭若峰,沈佳威,李娟,翁露茜,林军
论文发表刊物:《医药前沿》2018年29期
论文发表时间:2018/12/4
标签：模型论文; 牙齿论文; 牙根论文; 弓形论文; 排列论文; 口腔论文; 技术论文; 《医药前沿》2018年29期论文;