锥形束CT对上颌前牙区牙龈生物型的测量分析

doi:10.12307/2023.527

中国组织工程研究 ›› 2023, Vol. 27 ›› Issue (23): 3616-3620.doi: 10.12307/2023.527

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锥形束CT对上颌前牙区牙龈生物型的测量分析

王文丽1，2，罗兰堃2，傅亚婷3，楚程3，马潇1，刘华2

1石河子大学医学院，新疆维吾尔自治区石河子市 832000；乌鲁木齐市口腔医院，2牙周黏膜科，3放射科，新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830002

收稿日期:2022-08-04 接受日期:2022-09-06 出版日期:2023-08-18 发布日期:2023-01-14
通讯作者: 刘华，硕士，主任医师，副教授，硕士生导师，乌鲁木齐市口腔医院牙周黏膜科，新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830002
作者简介:王文丽，女，1997年生，甘肃省天水市人，汉族，石河子大学在读硕士，医师，主要从事牙周病学研究。
基金资助:
新疆维吾尔自治区自然科学基金面上项目(2021D01A46)，项目负责人：刘华；自治区天山青年计划(2018Q130)，项目负责人：刘华

Measurement and analysis of gingival biotype in maxillary anterior teeth using cone-beam computed tomography

Wang Wenli1, 2, Luo Lankun2, Fu Yating3, Chu Cheng3, Ma Xiao1, Liu Hua2

1Shihezi University School of Medicine, Shihezi 832000, Xinjiang Uygur Autonomous Region, China; 2Department of Periodontics & Oral Mucosa, Urumqi Stomatology Hospital, Urumqi 830002, Xinjiang Uygur Autonomous Region, China; 3Department of Radiology, Urumqi Stomatology Hospital, Urumqi 830002, Xinjiang Uygur Autonomous Region, China

Received:2022-08-04 Accepted:2022-09-06 Online:2023-08-18 Published:2023-01-14
Contact: Liu Hua, Master, Chief physician, Associate professor, Master’s supervisor, Department of Periodontics & Oral Mucosa, Urumqi Stomatology Hospital, Urumqi 830002, Xinjiang Uygur Autonomous Region, China
About author:Wang Wenli, Master candidate, Physician, Shihezi University School of Medicine, Shihezi 832000, Xinjiang Uygur Autonomous Region, China; Department of Periodontics & Oral Mucosa, Urumqi Stomatology Hospital, Urumqi 830002, Xinjiang Uygur Autonomous Region, China
Supported by:
the Natural Science Foundation of Xinjiang Autonomous Region (General Program), No. 2021D01A46 (to LH); the Tianshan Youth Program of Xinjiang Autonomous Region, No. 2018Q130 (to LH)

摘要/Abstract

摘要：

文题释义：

锥形束CT：是锥形束投照计算机重组断层影像设备，其原理是X射线发生器以较低的射线量围绕投照体做环形数字式投照，多次(180-360次)数字投照后，集中所获得的数据在计算机中重组，进一步获得三维图像。锥形束CT具有放射剂量小、成像效率高、费用较为低廉、操作使用方便等诸多优点，是近年来被广泛应用于口腔颌面部的影像学检查手段。
牙龈生物型：一般是指受到遗传和环境因素影响的牙周组织及牙体组织的形态特征。

背景：目前锥形束CT无法清晰显示牙龈软组织轮廓界限，不仅易受上唇组织及金属修复体伪影的干扰，重复性欠佳，而且不利于临床准确测量软组织，辅助判断牙龈生物型。
目的：探索运用锥形束CT结合显影组合物稳定便捷地显影牙龈形态方法的可行性及判断牙龈生物型的可信度。
方法：纳入牙周健康的30名受试者共180颗上颌前牙，采用直接测量法测量唇侧中央龈缘下2 mm处牙龈厚度及唇侧角化龈宽度；并将成分为光固化牙龈屏障树脂与碘海醇注射液的显影组合物涂布于测量区域，放置定位丝后进行锥形束CT拍摄并测量牙龈厚度及唇侧角化龈宽度。
结果与结论：锥形束CT结合显影组合物法测量唇侧中央龈缘下2 mm处牙龈厚度及唇侧角化龈宽度具有良好可重复性(P > 0.05)和可信度

(ICC > 0.9)，与直接测量法相比差异均无显著性(P > 0.05)，两种方法判断牙龈生物型的一致性检验结果为强一致性(Kappa=0.882)。通过锥形束CT结合显影组合物法可使牙龈轮廓清晰显影，具有良好可行性和可信度。

https://orcid.org/0000-0003-2491-0220(王文丽)

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

关键词: 锥形束计算机体层摄影术, 显影剂, 牙龈生物型, 牙龈厚度, 角化龈宽度, 成像, 上颌前牙

Abstract: BACKGROUND: At present, cone-beam computed tomography (CBCT) cannot clearly portray the outline of gingival soft tissue, which is not only easily susceptible to interference from lip tissue and metal restoration artifacts and has poor repeatability, but also is not conducive to accurately measure soft tissue and classify gingival biotypes.
OBJECTIVE: To access the feasibility of using CBCT in conjunction with novel radiocontrast agent to develop gingival morphology in a stable and convenient manner, as well as the reliability of classifying gingival biotypes.
METHODS: Totally 180 maxillary anterior teeth from 30 healthy volunteers were collected and the gingival thickness 2 mm below the gingival margin and the width of keratinized gingiva were measured directly. The composition of light-cure gingival barrier resin and iohexol injection was applied to the measurement area. Then the positioning wire was set up and CBCT imaging was used to assess the width of keratinized gingiva and gingiva thickness at 2 mm below the gingival margin.
RESULTS AND CONCLUSION: In comparison to the direct measurement method, the approach of CBCT in conjunction with the novel radiocontrast agent demonstrated good reproducibility (P > 0.05) and reliability (ICC > 0.9), when measuring the gingival thickness and the width of keratinized gingiva on the labial side. The concordance of two approaches to classify gingival biotypes which was examined using the Kappa concordance test showed good consistency (Kappa=0.882). There were no significant statistical differences between the two approaches (P > 0.05). Overall, CBCT combined with the radiocontrast agent can clearly develop the gingival outline, which shows good feasibility and reliability.

Key words: cone-beam computed tomography, radiocontrast, gingival biotype, gingival thickness, width of keratinized gingiva, imaging, maxillary anterior tooth

中图分类号:

王文丽, 罗兰堃, 傅亚婷, 楚程, 马潇, 刘华. 锥形束CT对上颌前牙区牙龈生物型的测量分析[J]. 中国组织工程研究, 2023, 27(23): 3616-3620.

Wang Wenli, Luo Lankun, Fu Yating, Chu Cheng, Ma Xiao, Liu Hua. Measurement and analysis of gingival biotype in maxillary anterior teeth using cone-beam computed tomography[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2023, 27(23): 3616-3620.

图/表（结果） 6

2.1 受试者数量分析纳入患者30例，测试过程中材料均紧密贴合牙龈，全部进入结果分析。
2.2 CBCT结合显影组合物法的可行性研究采用的显影组合物能直接涂覆于牙龈，通过光固化灯光照使其牢固黏附于牙龈表面，该显影组合物为轻体，质地均匀，与牙龈贴合紧密，不易造成牙龈因受挤压而变形。与直接拍摄CBCT相比，通过间接显影，使牙龈软组织轮廓清晰流畅，借助定位丝实现点对点精准定位测量，见图4。

2.3 可重复性与可信度分析
2.3.1 上颌前牙区牙龈厚度及角化龈宽度的重复性测量结果由2名测量者A，B分别对同一张CBCT片的上颌前牙区牙龈厚度及角化龈宽度间隔1周进行重复性测量。2次测量结果的测量数据差异无显著性意义(P > 0.05)。CBCT结合显影组合物法测量的影像资料具有可重复性，见表1。

2.3.2 不同测量者之间的组内相关系数分析测量者A、B分别测量牙龈厚度的ICC相关系数值> 0.9(95%CI：0.997-0.998)，测量角化龈宽度的ICC相关系数值> 0.9(95%CI：0.999-0.999)，提示不同测量者之间测量结果可信度良好。
2.4 两种方法测量上前牙区牙龈厚度直接穿测法与CBCT结合显影组合物法测量各牙位的牙龈厚度结果差异均无显著性意义(P > 0.05)，见表2。

2.5 两种方法测量牙龈生物型的一致性检验依据KAN等[18]的分类方法，以牙龈厚度≤1 mm分为薄龈型，牙龈厚度> 1 mm分为厚龈型。直接穿刺法测量厚龈型和薄龈型分别为121颗和59颗，CBCT结合显影组合物法测量结果分别为130颗和50颗。两种方法测量牙龈生物型的一致率为95%，一致性检验为强一致性(Kappa=0.882)，见表3。

2.6 两种方法测量上颌前牙区唇侧角化龈宽度直接测量法与CBCT结合显影组合物法测得角化龈宽度测量结果差异无显著性意义(P > 0.05)，见表4。

2.7 不良反应所有受试者在入选时已排除了对树脂及碘海醇注射液过敏者，试验过程中均无不良反应发生。

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引言

牙龈生物型指牙周组织及牙体组织的形态特征，一般受到遗传和环境因素的影响[1]，反映了牙龈厚度[2-3]、角化龈宽度等指标[4-5]。牙龈生物型对维持牙周健康及牙齿美学起着决定作用[6]，是评价牙周、种植、正畸、修复等治疗成功率的一个重要参考性指标。厚型牙龈生物型因含有丰富的血管及较强的组织再生能力，在遭受机械创伤时易于抵抗牙龈退缩，对于薄型牙龈生物型，在牙周、修复及种植等术后易出现牙龈退缩、敏感不适等并发症，使得美学区的治疗风险和挑战更高[7-8]。因此准确判断牙龈生物型、便捷无创地测量牙龈软组织对制定前牙美学区治疗方案、评估预后意义重大。牙龈生物型传统分类法主要包括艾万森测量法[9]、直接穿刺法[10]、超声测量法及牙周探诊透视法等[11-13]，这些测量方法存在操作复杂、成本较高等局限性。随着计算机技术的发展，有学者提出用锥形束CT(cone-beam computed tomography，CBCT)测量软组织的方法[14-15]，相较于传统测量法无创便捷、信息量丰富、测量部分位点如舌腭侧牙龈较为方便[16]，患者易于配合，但仅用CBCT无法清晰显示牙龈软组织轮廓界限，易受上唇组织及金属修复体伪影的干扰，且测量同一位置的重复性欠佳。对于角化龈宽度的测量，临床中常采用牙周探针测量龈缘顶点至膜龈联合处的垂直距离，操作简单，但精确度、重复率较低，易受牙槽骨解剖结构的影响。
该研究利用定位丝定点标记，结合显影组合物在CBCT下使牙龈软组织轮廓间接显影，利用数字化方法测量牙龈生物型指标，可为膜龈手术、牙周辅助加速正畸成骨手术、牙周软硬组织重建等手术疗效评价提供一个无创、便捷、精准的牙龈组织测量方法，为牙龈软组织数字化三维重建提供临床参考。中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

材料方法

1.1 设计对比观察研究。
1.2 时间及地点 2022年1-4月在乌鲁木齐市口腔医院完成。
1.3 对象在工作人员及实习生中招募汉族志愿者，选择口腔卫生良好、未见明显龈上下结石及牙龈炎症的受试者。最终共纳入30名志愿者，其中女性16名，男性14名，平均年龄(27.17±2.79)岁，共纳入180颗上颌前牙。
研究通过乌鲁木齐市口腔医院伦理委员会批准(批准号：WKY-LS-2022-014)，参与试验的受试者对试验过程完全知情，并签署知情同意书。
纳入标准：①上前牙区无缺失牙；②上前牙区无明显牙龈退缩；③上颌前牙区无冠修复体；④牙齿正常覆牙合覆盖，排列较整齐，无正畸治疗史。
排除标准：①全身相关系统性疾病史，如糖尿病、高血压等；②处于妊娠期、哺乳期；③上颌前牙区有牙周治疗史；④长期服用可能导致牙龈增生的药物；⑤既往对树脂及碘海醇注射液过敏者。
1.4 方法
1.4.1 临床资料获取
(1)上颌前牙唇侧牙龈厚度：消毒待测部位前庭沟处，用阿替卡因肾上腺素注射液(必兰，法国)于前庭沟处行局部浸润麻醉，注射剂量约0.1 mL，5 min后，以唇侧龈缘根方2 mm处作为测量牙龈厚度的位点。由于显微镜根管探针尖锐光滑且强度高，采用带标记阀的显微镜根管探针(豪孚迪，美国)进行牙龈垂直穿刺测量，直达硬组织后拨动标记阀与牙龈表面轻轻接触，用精确度为0.01 mm的电子数显游标卡尺(三丰，日本)测量针尖到标记阀的距离。整个测量过程由同一位经专业培训的高年资主治医师重复2遍，并将其平均值作为唇侧龈缘根方2 mm处牙龈厚度。
(2)上颌前牙唇侧角化龈宽度：①牙龈顶点：即唇侧牙龈缘最凹点；②膜龈联合：将牙周探针侧向轻推牙槽黏膜直至黏膜不能移动，以确定膜龈联合的位置。用精确度为
0.01 mm的电子数显游标卡尺测量膜龈联合至牙龈顶点的距离，即上颌前牙唇侧角化龈宽度。测量过程由同一位经专业培训的高年资主治医师2次测量，以其平均值作为上颌前牙唇侧角化龈宽度。
1.4.2 CBCT结合显影组合物法的测量方法选择受试者上颌前牙区段牙龈为测量部位。显影组合物的主要成分为光固化牙龈屏障树脂(皓齿，美国)与碘海醇注射液(30 gI/100 mL，
扬子江药业有限公司)。

测量过程：①放置开口器，彻底清洁并吹干牙齿及牙龈；②将光固化牙龈屏障树脂与碘海醇注射液按照2 g∶1 mL比例混匀，制成显影组合物；③将显影组合物均匀涂布在牙龈缘至膜龈联合，厚2.0-3.0 mm；④在唇侧中央龈缘下2 mm及膜龈联合处分别放置1 mm澳丝作为定位丝(A.J.Wilcock，美国)；⑤光固化灯标准模式，光照20-30 s，灯头与材料的距离5-10 mm，确保其完全固化后行CBCT拍摄。见图1。

1.4.3 CBCT拍摄所有CBCT拍摄均由乌鲁木齐市口腔医院放射科一位副主任医师应用CBCT扫描仪(Kavo 3D Exam Vision，美国)拍摄。受试者穿铅衣，取坐位将颏部置于颏托上，眶耳平面平行于地面，激光扫描定位。进行颌面部扫描，采集三维数据。扫描方法及参数：扫描电流5 mA，扫描电压120 kV，分辨率0.125 mm，扫描时间7 s，在Invivo Dental 5.0软件(Kavo 3D Exam Vision，美国)中进行三维重建和测量，重建层厚为0.125 mm。通过多层面图像重建，可见上颌前牙区冠状面、矢状面及水平面，见图2。

1.5 主要观察指标 ①测量牙龈厚度：定位丝显影点至牙面或骨面垂直连线的距离，即为该牙唇侧龈缘根方2 mm处牙龈厚度；②测量角化龈宽度：牙龈组织间接显影最内侧，膜龈联合处的定位丝显影点至牙龈缘最低点的垂直距离即为该牙唇侧角化龈宽度，见图3。

1.6 统计学分析采用SPSS 22.0软件进行统计学分析，采用x±s对牙龈厚度和角化龈宽度进行统计描述。选择配对t检验来分析相同测量者测量前后的结果差异；并利用组内相关系数(intraclass correlation coefficients，ICC)来评价不同测量者在测量中的可信度， ICC > 0.75表示可信度较好；将直接测量法和 CBCT结合显影组合物法所测的牙龈厚度、角化龈宽度的计量资料行配对t检验；采用 kappa系数评价两种方法间的一致性。检验水准：α=0.05，P < 0.05为差异有显著性意义。文章的统计学方法已经由乌鲁木齐市口腔医院统计学专家审核。

讨论

牙龈生物型在制定口腔多学科个性化治疗方案及评估预后方面有重要意义[6]。因此寻找一种相对准确无创、重复性佳的测量牙龈生物型的方法具有重要意义。既往研究对牙龈生物型的评判尚未有统一标准，直接穿刺法和艾万森测量法均为有创测量法[9-10]，两种方法虽能直接测量牙龈厚度，却对组织具有一定损伤性。牙周探诊透视法主观性较强，且仅能定性薄厚型牙龈生物型，不能定量测量[12-13]；超声测量法设备价格昂贵，技术要求高，临床很少应用[11]。
近年来，CBCT广泛应用于数字化口腔影像学研究中，其辐射量小、临床操作简单且图像精准，扫描获取的信息量丰富[18]，通过计算机存储数字图像，可纵向化随访观察测量位点[19-20]。但CBCT在口腔软组织检测方面显影轮廓不清晰，结构分辨率欠佳[21-22]，易受唇颊侧软组织及金属修复体伪影的干扰。为此，国内外学者使用CBCT 联合数字化技术[23-25]、特殊印模显影技术[26]、棉卷隔离唇颊部黏膜等方法实现对软组织的测量[27]，但其存在临床操作繁琐、技术要求高、重新就位时易压迫牙龈、导致移位影响测量精度等不足之处。此次试验在操作前放置开口器，清洁吹干牙龈及牙齿，避免唇部活动和唾液对定位丝的影响，采用光固化牙龈屏障树脂与碘海醇注射液均匀混合制成显影组合物，涂布于牙龈测量区域。在光固化前，利用牙龈屏障树脂的黏附性可在待测部位固定定位丝的位置，准确定位测量点。光固化后牙龈屏障树脂与定位丝成为一个整体，无流动性，成膜牢固覆盖在牙龈表面，对牙龈表面无压迫移位。CBCT成像后牙龈轮廓显影清晰流畅。此次研究方法操作流程简便，数据可储存、传输和纵向分析，无需进行有创操作，减少了患者的额外创伤和心理压力，易获得患者配合，实现CBCT下点对点精确测量，重复性较佳。
研究中牙龈测量位点选择为唇侧龈缘根方2 mm，该位点通常是牙龈退缩的好发位点，在角化龈的区域内，相较于龈沟底，该位点更容易掌握，也能尽量避免唇侧骨壁的影响。通过重复性分析显示，30例受试者180颗上颌前牙中，同一测量者和不同测量者间的CBCT测量数据比较差异无显著性意义(P > 0.05)，可信度良好(ICC > 0.9)。为探讨此次方法的可靠性，将其与直接穿刺法所测得的牙龈厚度结果比较，结果显示直接穿刺法的牙龈厚度为(1.19±0.24) mm，CBCT法测量牙龈厚度为(1.20±0.24) mm，两种方法比较差异无显著性意义(P > 0.05)，与国内外研究结果相似[28-29] 。直接穿刺法受局部浸润麻醉、刺入角度等因素的影响可能导致测量误差，准确度不高，另对于一些薄龈型患者，直接穿刺法可能造成牙龈组织的损伤。从方法学进一步验证，将直接穿刺法与CBCT结合显影组合物法判断牙龈生物型的一致性进行分析，结果显示直接穿刺法与CBCT结合显影组合物法在牙龈生物型判断上具有较高一致率(95%，Kappa=0.882)，提示CBCT结合显影组合物法可能作为分类牙龈生物型的可靠方法，临床上可根据不同牙龈生物型建立个性化的治疗方案，在精确的测量结果下接受治疗，提高患者治疗的依从性。
角化龈在维护牙周组织健康、防止附着丧失方面具有重要意义，还维持着牙龈红白美学的协调性[30-31]，它是冠延长术、膜龈手术、种植等手术的重要测量指标，可协助确定合适的手术切口位置，预测和判断疗效[32-33]。临床测量角化龈宽度常用龈缘顶点至膜龈联合处的垂直距离，操作简单，但精确度、重复率较低，且易受牙槽骨解剖结构的影响。此次研究借助定位丝确定膜龈联合为测量标志点，在CBCT显影角化龈轮廓下实现点对点的精确测量，将直接测量法与CBCT结合显影组合物法测量结果进行比较，直接测量法的角化龈宽度为(5.09±0.69) mm，CBCT结合显影组合物法测得的角化龈宽度为(5.11±0.68) mm，两种方法比较差异无显著性意义(P > 0.05)，提示CBCT结合显影组合物法测量角化龈宽度具有一定精准度与可信度。此次研究CBCT测量数据均大于直接测量法，可能由于在直接测量时牙周探针不能完全贴合牙槽骨形态，仅单纯测量龈缘与膜龈联合之间的直线距离，CBCT则排除了牙槽骨解剖结构对测量的影响。
综上，此次研究采用定位丝精确定位，在CBCT下间接显影获得了清晰平滑的牙龈软组织轮廓影像，能较准确地测量目标部位的角化龈宽度、牙龈厚度，定量测量牙龈生物型，为微创牙周治疗、牙周及植体膜龈手术的牙周再生效果、牙周辅助加速正畸成骨手术对牙周软组织改建、牙周软硬组织重建、种植前后软组织的评估等牙龈软组织测量提供一种无创、便捷、精准的方法，为牙龈软组织数字化三维重建提供临床参考。此研究纳入的样本量有限，将进一步扩大样本量，增加测量指标，对该方法的精准性、可实用性等方面做深入研究和探讨。
中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

锥形束CT对上颌前牙区牙龈生物型的测量分析

Measurement and analysis of gingival biotype in maxillary anterior teeth using cone-beam computed tomography

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