Abstract
目的
使用Andrews六要素对正畸病例数字化资料进行测量分析，探讨不同性别、拔牙与否及不同矫治器对正畸治疗结果的影响。
方法
将2016—2020年经昆明医科大学口腔医院采用直丝弓矫治技术治疗完成的数字化病例资料作为总体，从中选取320例资料作为样本。将此320例资料分别按照性别、拔牙与否、矫治器类型（DamonQ自锁托槽与MBT托槽）进行分组，参照Andrews六要素测量标准进行测量计分。分别计算不同分组下各单项计分及总计分的均值、标准差，并进行统计学检验。
结果
男性与女性患者组间的Andrews六要素的总计分差异无统计学意义；在上牙弓宽度差异中，拔牙组与非拔牙组的计分差异有统计学意义；DamonQ自锁托槽组与MBT托槽组在上切牙前后位差异、下牙弓颊舌向差异及上牙弓宽度差异的计分均存在差异有统计学意义，而且DamonQ自锁托槽组在上切牙前后位差异、下牙弓颊舌向差异及上牙弓宽度差异的计分均值都小于MBT托槽组。
结论
数字化三维重建牙颌模型用于正畸结束病例临床回顾性研究，可重复测量，具有一定的临床应用价值。切牙前后位及上牙弓宽度对正畸结束病例的治疗效果影响最大，故在临床治疗中应加强对这两项指标的监控。性别不会对正畸总体疗效产生影响，但拔牙治疗可能会对正畸治疗结束病例的上牙弓宽度产生影响。DamonQ自锁托槽矫治器对牙弓颊舌向的调整有一定的优势。
Keywords: Andrews六要素, 矫治病例, 数字化口腔模型, 回顾性研究
Abstract
Objective
Andrews six elements was used to explore the possible influences of gender, extraction/non-extraction, and different bracket types on the evaluation of orthodontic treatment outcome.
Methods
Digital data from 320 selected orthodontic cases in Kunming Medical University Affiliated Stomatological Hospital during the period of 2016—2020 were divided into groups in accordance with gender, tooth extraction, and type of orthodontic brackets (DamonQ self-ligating brackets and MBT brackets). Measurement was performed using Andrews six elements as standard. The mean and standard deviation of each individual score and total score for different groups were calculated and statistically tested.
Results
The differences in total scores between female and male cases exhibited no statistical significance (P>0.05). By contrast, the scores in skeletal width change of the maxilla between extraction cases and non-extraction cases presented statistical significance (P<0.05). Moreover, the scores in the anteroposterior change in the position of the maxillary incisors, the bucco-lingual border change of the mandibular arch, and the skeletal width change of the maxilla between the DamonQ self-ligating bracket and MBT bracket cases presented statistical significance (P<0.05). The cases with DamonQ self-ligating brackets had significantly lower scores than the cases with MBT brackets in the bucco-lingual border change of the mandibular arch, the skeletal width change of the maxilla, and the anteroposterior change in position of the maxillary incisors.
Conclusion
Digital 3D models can be used in the clinical retrospective studies of patients after orthodontic treatment. These models can be measured repeatedly and have clinical application value. For cases with incomplete orthodontic treatment, the control of the anteroposterior position of the incisor and the width of the arch of the upper tooth is crucial. Total treatment efficiency between female and male cases exhibited no difference, but the skeletal width change of the maxilla between extraction and non-extraction cases may exert an effect on cases with complete orthodontic treatment. The group that used DamonQ self-ligating brackets may achieve good adjustment of the bucco-lingual border change of the arch.
Keywords: Andrews six elements, malocclusion cases, digital oral model, retrospective study
随着社会经济水平的不断发展，人们生活水平的不断提高及口腔健康知识的科学普及，人们对正畸治疗的需求越来越高，但是对不同性别正畸治疗是否存在差异，是否拔牙矫治及戴用不同矫治器矫治疗效是否一致一直是研究[1]–[4]的热点。经典的用于正畸结束病例的疗效评价测量方式以石膏模型测量为主，近年来随着数字化产业的兴起，国内外相继出现了一些数字化牙颌模型采集系统，较常用的扫描系统有iTero®、CEREC®、Lythos®和3Shape®等[5]。有学者[6]–[10]研究发现，数字化三维重建牙颌模型的精度较高，与传统石膏模型接近，还具有可重复测量的优势。Rossini等[11]发现数字化模型与传统石膏模型一样可靠，具有较高的准确性、可靠性和再现性，数字化模型应该被认为是正畸学的新金标准。Andrews六要素是用于对正畸治疗患者矫治前的诊断及矫治计划的制定，其测量项目基本涵盖了牙、牙弓、颌骨及面部软组织侧貌相互协调的各个方面，对矫治结束患者资料全面评估存在一定的优势[12]–[14]。本研究旨在用Andrews六要素对数字化正畸治疗资料回顾性研究来量化比较不同性别、是否拔牙矫治及戴用不同矫治器矫治治疗后的治疗疗效是否相同，指导临床矫治方案的制定。
1. 材料和方法
1.1. 研究对象
2016—2020年经昆明医科大学附属口腔医院正畸医生采用直丝弓矫治技术治疗完成的320例患者的石膏模型、X线片和照片。采用iTero®扫描系统口外扫描石膏模型导出数字化三维牙颌模型，将同一病例的资料进行数字化云端归档。本试验通过昆明医科大学附属口腔医院医学伦理委员会审批（批件号：KYKQ2020MEC071）。
1.2. 纳入标准、排除标准
纳入标准：1）既往无正畸治疗史：2）患者矫治结束后的模型、X线曲面断层片及其他基本资料齐全；3）患者治疗前牙列完整，全牙列无修复体；4）患者知情同意矫治过程。
排除标准：1）正畸正颌联合治疗的病例，包括有正颌手术指征[15]–[16]的病例[治疗前X线头影测量分析上牙槽座点-鼻根点-下牙槽座点（ANB）角大于6°或小于−6°，上下颌骨性前突/后缩量大于3 mm]；2）双期矫治的病例；3）替牙期病例。
1.3. 研究方法
1.3.1. Andrews口颌面协调六要素测量方法与标准
使用Andrews六要素测量尺对研究对象的三维牙颌模型、X线头颅侧位片及面相进行测量，并将结果记录于“六要素”临时核心差异（interim core discrepancy，ICD）诊断记录表，测量指标包括牙齿和颌骨的三维定位。测量指标参照Andrews六要素诊断标准[12]，包括：牙弓核心线差异、切牙前后位差异、Spee曲线深度、牙弓颊舌向差异、上颌骨宽度差异和牙弓内其他间隙变化（间隙、片切、过小牙等）。而ICD值为上述各项指标计分值之和，根据Andrews六要素诊断标准，ICD值处于−6至4之间视为简单病例，超过4或低于−6视为矫治难度大病例。
1.3.2. 研究对象分组与数据的初步处理
研究对象分组如表1所示，将研究资料分别按照性别、拔牙与否、不同矫治器类型进行分组。其中拔牙矫治患者160名记为拔牙组，其中男性36名，女性124名；非拔牙矫治患者160名记为非拔牙组，其中男性56名，女性104名。戴用DamonQ自锁托槽矫治器的患者154例记为DamonQ组，其中男性48例，女性106例；戴用MBT直丝弓托槽矫治器的患者166例记为MBT组，其中男性44例，女性122例。根据计分多少，分别计算不同分组（男性与女性、拔牙组与非拔牙组、DamonQ组与MBT组）情况下各单项计分及ICD的均值、标准差以及各组间Andrews六要素的总计分。
表 1. 研究对象分组情况.
Tab 1 The groups of objects
| 组别 | 病例数 | 百分比/% | 性别 |
|
| 男 | 女 | |||
| 矫治类型 | ||||
| 拔牙 | 160 | 50.00 | 36 | 124 |
| 非拔牙 | 160 | 50.00 | 56 | 104 |
| 托槽设计类型 | ||||
| DamonQ | 154 | 48.10 | 48 | 106 |
| MBT | 166 | 51.90 | 44 | 122 |
1.4. 数据处理及统计学分析
所有测量数据均为同一测量者1周内3次测量的平均值获得，使用SPSS 17.0软件包对不同分组情况下，各组间应用Andrews六要素所得的ICD值与各单项计分进行两独立样本t检验（P=0.05）。
2. 结果
2.1. 不同性别组ICD值的比较
不同性别组的ICD值如表2所示，研究对象中男性患者共有92例，年龄14~26岁（平均17.22岁±2.75岁），ICD的均值在上下颌分别为2.60±1.38与2.18±1.56，其中有77例ICD值处于−6至4之间，占总数的83.70%。其中最小值为−6.20，矫治周期为18个月；最大值为5.60，矫治周期为27个月。女性患者228例，年龄14~32岁（平均18.32岁±2.12岁），ICD的均值在上下颌分别为2.51±1.33与2.39±1.37，其中有191例ICD值处于−6至4之间，占总数的83.77%。其中最小值为−6.60，矫治周期为21个月；最大值为5.60，矫治周期为25个月。两组间ICD值比较，在上颌，t值为0.185，P=0.854>0.05；在下颌，t值为−0.425，P=0.673>0.05。两个性别组间的ICD值差异无统计学意义，可以认为男性与女性患者正畸治疗结束后的Andrews六要素的评价基本等同。
表 2. 不同性别组ICD值的比较.
Tab 2 Comparison of ICD values between different sex groups
| 组别 | 病例数 | 均值 | 标准差 | F值 | P值 | t值 | P值 | |
| 上颌 | 男 | 92 | 2.60 | 1.38 | 0.049 | 0.825 | 0.185* | 0.854* |
| 女 | 228 | 2.51 | 1.33 | |||||
| 下颌 | 男 | 92 | 2.18 | 1.56 | 0.045 | 0.834 | −0.425* | 0.673* |
| 女 | 228 | 2.39 | 1.37 | |||||
注：*对于来自正态总体的两个样本，在采用两样本均数比较的t检验的统计学方法之前，应首先对两样本进行方差齐性检验（F检验）。经方差齐性检验得F=0.049，P=0.825>0.05以及F=0.045，P=0.834>0.05，因此两样本总体方差齐，因此该资料满足两样本均数比较的t检验的应用条件，故t值与P值的选择应为不需要修正后的t值与P值，后文与此类似情况已不再赘述。
2.2. 拔牙组与非拔牙组ICD值及各单项计分的比较
拔牙组与非拔牙组ICD值如表3所示，研究对象中拔牙矫治患者共有160例，年龄13~28岁（平均19.12岁±2.34岁），ICD的均值在上下颌分别为2.49±1.26与2.47±1.43，其中有131例ICD值处于−6至4之间，占总数的81.88%。其中最小值为−6.40，矫治周期为22个月；最大值为5.60，矫治周期为27个月。非拔牙矫治患者160例，年龄12~32岁（平均16.58岁±2.42岁），ICD的均值在上下颌分别为2.59±1.41与2.20±1.40，其中有137例ICD值处于−6至4之间，占总数的85.63%。其中最小值为−6.60，矫治周期为18个月；最大值为5.60，矫治周期为26个月。两组间ICD值比较，在上颌，t值为−0.230，P=0.819>0.05；在下颌，t值为0.613，P=0.544>0.05。两组间的ICD值差异无统计学意义，可以认为拔牙矫治与非拔牙矫治患者正畸治疗结束后的Andrews六要素的评价基本等同。
表 3. 拔牙组与非拔牙组ICD值的比较.
Tab 3 Comparison of ICD values between extraction and non-extraction group
| 组别 | 病例数 | 均值 | 标准差 | F值 | P值 | t值 | P值 | |
| 上颌 | 拔牙 | 160 | 2.49 | 1.26 | 0.555 | 0.461 | −0.230 | 0.819 |
| 非拔牙 | 160 | 2.59 | 1.41 | |||||
| 下颌 | 拔牙 | 160 | 2.47 | 1.43 | 0.025 | 0.874 | 0.613 | 0.544 |
| 非拔牙 | 160 | 2.20 | 1.40 | |||||
拔牙组与非拔牙组各单项计分如表4所示，在所有的单项指标中，牙弓核心线差异、切牙前后位差异、Spee曲线深度、牙弓颊舌向差异及牙弓内其他间隙变化在两组间的差异无统计学意义（P>0.05）。而在上牙弓宽度差异中，拔牙组与非拔牙组的计分差异有统计学意义（P<0.05）。
表 4. 拔牙组与非拔牙组各单项计分的比较.
Tab 4 Comparison of scores for each item between extraction and non-extraction group
| ICD测量指标 | 拔牙组 | 非拔牙组 | t值 | P值 | |
| 牙弓核心线差异 | 上颌 | 0.24±0.15 | 0.26±0.22 | −0.138 | 0.891 |
| 下颌 | 0.35±0.14 | 0.19±0.15 | 1.623 | 0.113 | |
| 切牙前后位差异 | 上颌 | 3.33±1.46 | 3.26±1.34 | 0.169 | 0.867 |
| 下颌 | 1.57±1.23 | 1.53±0.83 | 0.121 | 0.905 | |
| Spee曲线深度 | 上颌 | 0.51±0.37 | 0.64±0.48 | −0.838 | 0.407 |
| 下颌 | 0.90±0.60 | 0.85±0.40 | 0.311 | 0.758 | |
| 牙弓颊舌向差异 | 上颌 | 1.34±0.49 | 1.44±0.44 | −0.729 | 0.470 |
| 下颌 | 1.47±0.75 | 1.21±0.75 | 1.095 | 0.281 | |
| 上牙弓宽度差异 | 1.59±0.84 | 2.27±1.22 | −2.041 | 0.048 | |
| 牙弓内其他间隙变化 | 上颌 | 0.88±0.79 | 1.21±1.12 | −1.585 | 0.121 |
| 下颌 | 0.85±0.53 | 1.14±0.82 | −1.296 | 0.203 | |
2.3. 戴用不同托槽矫治器组的ICD值及各单项计分的比较
戴用不同托槽矫治器组的ICD值如表5所示，DamonQ组患者154例，年龄12~30岁（平均17.88岁±2.68岁），ICD的均值在上下颌分别为2.40±1.30与1.87±1.16，其中有129例ICD值处于−6至4之间，占总数的83.77%；其中最小值为−6.20，矫治周期为18个月，最大值为5.60，矫治周期为26个月。MBT组患者166例，年龄13~32岁（平均18.71岁±2.35岁），ICD的均值在上、下颌分别为2.66±1.36与2.75±1.51，其中有139例ICD值处于−6至4之间，占总数的83.73%；其中最小值为−6.60，矫治周期为20个月，最大值为5.60，矫治周期为27个月。两组间ICD值比较，在上颌，t值为−0.602，P=0.551>0.05，两组间ICD值差异无统计学意义；但在下颌，t值为−2.065，P=0.046<0.05，两组间ICD值差异有统计学意义。
表 5. 不同托槽矫治器组ICD值的比较.
Tab 5 Comparison of ICD values for different brac-ket groups
| 组别 | 病例数 | 均值 | 标准差 | F值 | P值 | t值 | P值 | |
| 上颌 | DamonQ | 154 | 2.40 | 1.30 | 0.044 | 0.836 | −0.602 | 0.551 |
| MBT | 166 | 2.66 | 1.36 | |||||
| 下颌 | DamonQ | 154 | 1.87 | 1.16 | 1.919 | 0.174 | −2.065 | 0.046 |
| MBT | 166 | 2.75 | 1.51 | |||||
在不同矫治器组的各单项指标评分如表6所示，其中两组在上切牙前后位差异、下牙弓颊舌向差异及上牙弓宽度差异的比较中，P值分别为0.000、0.000、0.044，均小于0.05，差异有统计学意义。DamonQ组患者治疗结束时的上切牙前后位差异、上牙弓宽度差异及下牙弓颊舌向差异的评分均小于MBT组。
表 6. 不同托槽矫治器组各单项计分的比较.
Tab 6 Comparison of scores for each item for diffe-rent bracket groups
| ICD测量指标 | DamonQ组 | MBT组 | t值 | P值 | |
| 牙弓核心线差异 | 上颌 | 0.30±0.20 | 0.20±0.17 | 0.930 | 0.358 |
| 下颌 | 0.25±0.15 | 0.29±0.17 | −0.388 | 0.700 | |
| 切牙前后位差异 | 上颌 | 2.51±1.05 | 4.00±1.29 | −3.988 | 0.000 |
| 下颌 | 1.41±0.89 | 1.67±1.16 | −0.777 | 0.442 | |
| Spee曲线深度 | 上颌 | 0.39±0.36 | 0.54±0.29 | −0.857 | 0.397 |
| 下颌 | 1.03±0.46 | 0.74±0.52 | 1.866 | 0.070 | |
| 牙弓颊舌向差异 | 上颌 | 1.41±0.53 | 1.37±0.40 | 0.212 | 0.833 |
| 下颌 | 0.88±0.36 | 1.74±0.79 | −4.352 | 0.000 | |
| 上牙弓宽度差异 | 1.60±0.86 | 2.29±1.21 | 2.087 | 0.044 | |
| 牙弓内其他间隙变化 | 上颌 | 1.07±0.86 | 1.02±0.92 | 0.158 | 0.875 |
| 下颌 | 1.06±0.75 | 0.93±0.65 | 0.573 | 0.570 | |
3. 讨论
3.1. 不同性别组
本研究中，男性和女性患者的Andrews六要素评总计分的差异无统计学意义（P>0.05）。曾有研究[17]显示，男性患者在生长发育高峰期的面部生长量，尤其是下颌的生长量要多于女性，从而可能对正畸治疗的结果产生影响。由于Andrews六要素评价标准通常只适用于矫治结束为恒牙列的病例，所以本试验选取的研究对象的正畸治疗结束的时间均为生长发育末期或者为已经不具备生长发育潜力的成人，基本可以排除生长发育量的不同对男、女患者正畸治疗结果的差异。另外两组患者接收正畸治疗前及治疗中，针对治疗方案的制定和改进均有签署知情同意书，而且正畸治疗结束是建立在医患双方共同满意的基础之上，所以两组患者在治疗动机及治疗的依从性方面也是没有明显差异的。Mandall等[18]的研究发现，年龄、性别、社会心理状况及正畸治疗需要都不会对正畸治疗患者的依从性和治疗动机产生影响。因此这种性别组的对比结果可以表明，性别因素并不能对正畸治疗结束病例的Andrews六要素评分产生影响。
3.2. 拔牙组与非拔牙组
在本研究中，拔牙与非拔牙矫治患者的Andrews六要素评总计分的差异无统计学意义（P>0.05）。有学者的研究[19]发现，拔牙治疗与非拔牙治疗相比，在正畸治疗患者的垂直向关系的改善中没有差别。Xu等[20]认为，拔牙治疗与非拔牙治疗可能引起患者治疗结束时面型（下唇、颏部）的差异，但在牙齿排列、覆
、覆盖、中线及后牙咬合方面并无差异。在本研究两组患者的各单项评分中，两组间的差异只在上颌骨宽度差异中，拔牙组与非拔牙组计分的差异有统计学意义（P<0.05）。在上颌骨宽度差异方面，非拔牙组的计分的均值2.27±1.22大于拔牙组1.59±0.84。除此之外，本研究中纳入的拔牙病例大多是减数拔除第一前磨牙，前磨牙数量的减少也可能是拔牙组较非拔牙组上颌骨宽度差异计分低的一个重要原因。
3.3. 不同托槽组
DamonQ自锁托槽矫治器的设计是在普通直丝弓矫治器的基础上改进而来，两者的主要差别集中于牙齿的轴倾角和转矩角、托槽基底的厚度以及弓丝的滑动摩擦力，这些改变在理论上可能对使用DamonQ自锁托槽矫治器进行正畸治疗的病例带来更好的整体治疗结果。在不同矫治器组间的ICD值，DamonQ组均小于MBT组。而在各单项指标评分比较中，两组在上切牙前后位差异、下牙弓颊舌向差异及上牙弓宽度差异的比较中，差异有统计学意义，DamonQ组在上切牙前后位差异、上牙弓宽度差异及下牙弓颊舌向差异这3项的评分均小于MBT组，表明上牙弓宽度差异、上切牙前后位差异及下牙弓颊舌向差异可能是造成MBT组总计分高于DamonQ组的一个重要因素。对于人体来说，上颌骨骨质较为疏松，而下颌骨骨质较为致密。因而对于DamonQ自锁托槽矫治器来说，其易于改变上牙弓的宽度，且能够提供间隙利于上切牙的内收，所以其上牙弓宽度差异及下牙弓颊舌向差异的计分较小。并且本试验选取的研究对象不包括安氏Ⅲ类错的病例，对于大多数患者而言，上切牙的内收可能有利于减少上切牙前后位差异。
综上所述，数字化三维重建牙颌模型用于正畸结束病例临床回顾性研究，可重复测量，具有一定的临床应用价值。切牙前后位及上牙弓宽度对正畸结束病例的治疗效果影响最大，故在临床矫治中应加强对这两项指标的监控。性别不会对正畸总体疗效产生影响，但拔牙治疗可能会对正畸治疗结束病例的上牙弓宽度产生影响。DamonQ自锁托槽矫治器对牙弓颊舌向的调整有一定的优势，在临床上只需要轻微扩弓即可排齐的病例可尝试推广应用。后续研究将需增大样本量、控制样本来源及增加不同类型矫治器样本使结果能推广到所有正畸治疗病例中。
Funding Statement
[基金项目] 国家自然科学基金（81960195，81760193）；云南省创新团队（202005AE160033）；昆明医科大学科技创新团队（CXTD2020xx）；云南省大学生创新训练项目（202110678019）
Supported by: The National Natural Science Foundation of China (81960195, 81760193); Innovation Team of Yunnan Province (202005AE160033); Science and Technology Innovation Team of Kunming Medical University (CXTD2020xx); University Students Innovation Training Project of Yunnan Province (202110678019).
Footnotes
利益冲突声明：作者声明本文无利益冲突。
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