意向性牙再植术后根尖及根周骨小梁分形维度化的初步研究.pdf

北京口腔医学 2024年第32卷第2期 Beijing Journal of Stomatology April 2024，Vol.32，No.2115畸形根面沟是牙内陷的一种，它发生于上颌切牙的发育异常，尤其好发于上颌侧切牙1。畸形根面沟大多起始于舌隆凸，越过釉牙骨质界并延伸至根面形成深浅不一的牙面凹陷，由于被牙周组织包裹而常常被忽视2。畸形根面沟在早期难以做出诊断，大多数患者是由于出现严重牙髓、牙周病损时才被发现，由于预后较差，过去通常选择拔除患牙3。意向性牙再植术是微创技术将牙完整拔出，经过体外一系列诊断、检查及治疗后再将其植入原牙槽窝以期获得保存患牙的方法，具有创伤小，视野好，操作性强，治疗时间短，恢复快的特点4，有个案报道运用该方法进行畸形舌面沟（伴牙周牙髓联合病变）的治疗后具有显著效果5,6，但目前尚缺乏量化评价疗效的客观指标。意向性牙再植术后根尖及根周骨小梁分形维度化的初步研究付广丽 贺晓萍 舒丹 黎春晖 文才 谭丹【摘要】目的 利用分形维度分析评价意向性牙再植治疗畸形舌面沟伴牙周牙髓联合病变根尖及根周区骨小梁微观结构的变化，评价骨愈合情况。方法 纳入西南医科大学附属口腔医院就诊的畸形舌面沟伴牙周牙髓联合病变（影像学检查伴有根尖及根周明显暗影）并且在我院完成显微根管治疗及意向性牙再植的患者，分别记录牙再植术后即刻（T0）和术后 1 年（T1）的根尖片进行分形分析研究，在根尖片上裁剪患牙根尖暗影区及根周暗影区这两个区域的影像作为目标区域（ROI），通过 ImageJ 软件获得骨小梁的二维数据，通过计盒法获得ROI 内的分形指数（FD）。使用 SPSS17.0 统计分析在 T0 和 T1 时间点上，患牙根尖区的分形维度指数(FDa)及根周区分形维度指数（FDp）是否有统计学差异。结果 共有 10 名患者纳入了本研究，其中男 6 例，女 4 例，年龄组：30 岁 6 例，30 岁 4 例。所有患者，患牙 FDa 及 FDp 随着时间推移均有升高，同时差异具有统计学意义（P 0.05）。年龄分组中，与 30 岁组相比，30 岁组，FDa 升高明显，差异具有统计学意义（P 0.05），提示可能年轻患者根尖区骨修复速度较年长者快，而 FDp 的升高不受患者年龄因素的影响，且差异不具有统计学意义（P 0.05）。在根尖区及根周骨愈合过程中，患牙根尖区及根周区域的 FD 值升高不受患者性别因素影响。结论 意向性牙再植术可能是畸形根面沟致牙周牙髓联合病变的一种可行治疗方法。分形分析可以作为一种无创的、经济的，可定量评价其骨愈合的分析工具。【关键词】分形维度分析；畸形舌面沟；牙周牙髓联合病变；意向性牙再植【中图号】R781.34【文献标识码】A 【DOI】10.20049/j.bjkqyx.1006-673X.2024.02.009Evaluation of the periapical and periodontal bone microstructure changes in radicular groove with combined endo-periodontal lesion after intentional replantation with fractal dimension analysis:a retrospective study FU Guang-li,HE Xiao-ping,SHU Dan,LI Chun-Hui,WEN Cai,TAN Dan.The Affifiliated Stomatological Hospital of Southwest Medical University,Luzhou key Laboratory of oral&Maxillofacial Reconstruction and Regeneration,Luzhou 646000,China【Abstract】Objective To evaluate the periapical and periodontal bone microstructural changes in patients with the radicular groove and combined endo-periodontal lesion after intentional replantation by using fractal analysis measurements.Methods Ten patients with radicular groove and combined endo-periodontal lesion were included in this study.Two radiographs were taken,the first immediately after retreatment To and the second at the 1-year follow-up Ti.The images from periapical regions of the tooth were cut on the periapical films as the region of interest(ROI),and the fractal index in ROI was obtained by box counting method.SPSS17.0 was used to analyze the fractal dimension(FD)index.Results The mean FD value signifcantly increased at the 1-year follow-up compared to base line.Compared with age 30 year old group,the FD value of age 30 years old group in apical area increased(P0.05).Conclusions Intentional tooth replantation may be a feasible treatment for endo-periodontal lesion caused by radicular groove.Fractal dimension analysis can be used as a non-invasive,economic and quantitative analysis tool to evaluate bone healing.【Key words】Fractal dimension;Radicular grooves;Endo-periodontal lesion;Intentional replantation基金项目：西南医科大学基金（2021ZKQN039）作者单位：646000 泸州 西南医科大学附属口腔医院，口颌面修复重建和再生实验室 通信作者：谭丹，E-mail：，电话：[phone]北京口腔医学 2024年第32卷第2期 Beijing Journal of Stomatology April 2024，Vol.32，No.2116分形分析作为一种检测和量化骨小梁生长情况的非侵入性手段，具有经济、简便的优势。目前分形分析广泛运用于口腔医学多分支学科的实验和临床:包括种植前手术区骨质骨量的评估,种植后的骨改建评估,不同植骨方式效果的评估7，根管治疗以及牙周治疗后根尖区及牙周区骨愈合的评估8。本研究中的分形分析是一种基于根尖片上根尖周骨分形指数(fractal dimension,FD)的数值定义骨小梁微观结构的方法9。有了这种分析，选中的目标区域(region of interest,ROI)可以在二维 X 光片上进行分析10。此外，分形分析的一个重要优势是，投影角度的微小变化不会影响数字射线片的 FD 值11,12。本文旨在利用分形维度分析的方法对 10 例应用意向性牙再植术治疗上颌侧切牙畸形根面沟伴牙周牙髓联合病变的患牙进行分析，分析术后根尖区及根周骨小梁微观结构的变化，评价骨愈合情况。资料和方法采用回顾性研究，按照纳入标准，选择 10 例患者的根尖片。对牙再植术前（T0）和术后 1 年（T1）的根尖片进行分形分析,获得骨小梁的二维数据，通过计盒法获得 ROI 内的 FD，同时记录患者年龄和性别，对最终结果进行统计和分析。本研究由西南医科大学附属口腔医院伦理委员会批准。1.影像资料的获取随机选择 2019 至 2021 年在西南医科大学附属口腔医院诊断为畸形舌面沟伴牙周牙髓联合病变患者（影像学检查伴有根尖及根周明显暗影）。纳入标准：临床诊断为畸形舌面沟伴牙周牙髓联合病变（影像学检查伴有根尖及根周明显暗影）；有追溯资料术后 1 年 X 线片资料；患者或法定监护人自愿参加本研究并签署知情同意书。排除标准：患牙已患确诊的其他牙体疾病或牙周炎；不具备完整的术后 1 年 X 线片资料；患者或法定监护人不愿参加本研究；患有严重的系统性疾病或肿瘤患者。严格按照纳入排除标准筛选后，共纳入患者 10 例。其中男 6 例，女 4 例；年龄组分为：30岁组 6 例，30 岁组 4 例。所有参与的患者均签署了治疗知情同意书。本研究纳入的所有患者均在我院完成患牙显微根管治疗，根管治疗后（平均）3 周后行意向性牙再植术，在完成意向性牙再植术后即刻（T0），采用根尖片以平行投照的方式对患牙的根尖区进行拍摄。所有的拍摄图片均由 Kodak 软件进行分析。术后 1 年时（T1），与放射科医生沟通，分析 T0 时的照片，再次对患牙以相同角度、相同位置进行根尖片拍摄(图 1)。2.牙片资料的处理对 ROI 的选择：将根尖片导出保存为 TIFF 图片格式，分别在患牙根尖暗影区及根周暗影区（图2）进行选择。选择的 ROI 尽量靠近患牙根尖区及根周暗影，避开邻牙根尖区，或其它可能影响分析结果的解剖结构。对患者图形的 ROI 分形分析采用了 White 和Rudolph 的几何计数法13。利用 ImageJ 软件。首先将裁剪获得的影像学图像使用高斯滤波模糊法进行模糊处理，通过模糊消除由软组织引起的亮度变化，图 1 患牙不同时间点的根尖片 A：术前；B：术后即刻(T0)；C：术后 1 年(T1)图 2 选取根尖及根周区的目标区域，进行裁剪，获得 ROI北京口腔医学 2024年第32卷第2期 Beijing Journal of Stomatology April 2024，Vol.32，No.2117再使用原始图像减去模糊图像，获得仅有骨小梁拓扑结构的图像，最后将 128 灰度值加入到每个图像中去，获得平均像素值为 128 的图像，获得的图像去除了无关结构的干扰，通过软件进行二维化，并通过腐蚀和放大两个步骤减少图像噪音，再进行骨架转化，获得只有像素中心线的图像（图 3）。利用 ImageJ 软件的计盒计数功能计算分形维度,最终获得各测量点的 FD 值（表 1）14-16，根尖区的分形维度为 FDa，根周的分形维度为 FDp。将患者的社会学数据、获得的 FD 值记录至 Excel 软件用于后续的统计学分析。3.测量项目 FDa:根尖区的分形维度指数；FDp:根周区的分形维度指数；FD(T0):意向性牙再植术后即刻的分形维度指数；FD(T1):意向性牙再植术后 1 年的分形维度指数；FDa(T0):意向性牙再植术后即刻的根尖区分形维度指数；FDa(T1):意向性牙再植术后 1 年根尖区的分形维度指数；FDp(T0):意向性牙再植术后即刻的根周区分形维度指数；FDp(T1)：意向性牙再植术后 1 年的根周区分形维度指数。4.质量控制在本研究中，所有的研究对象的显微根管治疗均由同一医生操作，意向性牙再植术均由同一医生操作，所有研究对象的 X 线片均由同一测量者在同一台电脑上测量，每个测量项目测 3 次，取平均值。5.统计学处理 统计学分析使用 SPSS17.0 软件进行。计量资料采用均值 标准差、计数资料采用频数及其率或构成比进行统计描述，统计推断单因素分析采用t 检验，以=0.05 为检验水准。结 果1.研究对象的一般情况以及测量数值本研究严格按照纳入排除标准筛选后，共纳入患者 10 例。其中男 6 例，女 4 例，人口学资料及平均 FD 值见表 1。2.FD 值与相关影响因素分析通过箱式图可直观看到无论是根尖区还是根周区的 FD 值，T1 时段的 FD 值总体高于 T0 时点（图4）。将 10 个患者分别在 T0 和 T1 时刻的 FDa 和FDp 做线型图（图 5），可以看到每个患者不论是根尖区还是根周区 T1 时刻的 FD 值均大于 T0 时刻的 FD 值。患牙 FDa 和 FDp 升高不受患者性别因图 3 根尖及根周区 ROI 的分形分析流程 A:根尖片上裁剪ROI；B：复制图片；C：模糊图像去除软组织影响；D:两图片相减（原图减复制图）；E:增加 128 的灰度值；F：二进制化，G：黑白化图片；H：图像腐蚀、放大、倒装、骨骼化；I：分形分析表 1 研究对象的一般情况及 FD 值患者 性别 年龄（岁）FDa(T0)FDa(T1)FDp(T0)FDp(T1)1女500.51100.71930.49820.68742男370.59520.62020.61100.62303男300.29680.52020.31240.62504女270.29680.52020.28600.48725女180.61850.86320.63100.76896女260.39420.84880.42190.82467男160.84021.31290.79561.29278男260.35640.72120.36710.68649男500.34210.51220.31280.572610男220.82141.11820.81201.2314图 4 患者不同随访时间点的根尖和根周的 FD 值箱式图北京口腔医学 2024年第32卷第2期 Beijing Journal of Stomatology April 2024，Vol.32，No.2118素的影响（图 6），且差异不具有统计学意义（表 2）。年龄分组中，与 30 岁组相比，30 岁组，FDa升高明显，差异具有统计学意义（P 0.05）（图 7），提示可能年轻患者根尖区骨修复速度较年长者快，而 FDp 的升高不受患者年龄因素的影响，且差异不具有统计学意义（P 0.05）（表 2）。讨 论意向性再植术的提出及临床实践为解决畸形根面沟导致牙周牙髓联合病变的患牙提供了新的思路及解决方法。Grossman 于 1982 年提出了“意向性牙再植”，主要指针对部分常规方法难以治愈的疑难患牙，遂将患牙完整拔出，经过体外一系列诊断、检查及治疗后再将其植入原牙槽窝，以期获得保存患牙的目的17。有文献报道，意向性牙再植术的成功率为 80.6 10018。Cho 等19对 159 例意向性牙再植术后的患牙行 0.512 年的随访观察，发现牙再植术的失败一般发生在 1 年内因此该研究我们把随访时间设定为 1 年。意向性牙再植术的预后有 3 种，即牙周膜愈合、骨性愈合及纤维愈合，其中最佳的愈合方式是牙周膜愈合20。一般常用的影像学检查手段有根尖片、全景片、CBCT 等，根尖片具有经济、方便、伪影少、无扭曲等诸多优点，是口腔医生用以评估根尖区愈合最常用的检查方法。根尖片经常被用来评估根尖区骨质破坏，愈合和骨密度变化的手段。目前医生多凭肉眼观测临床影像判定其预后，Brynolf 标准、Rud方法和 PAI 可用于评估影像学改变21，然而，这些方法都是主观评价的，由于医生临床经验和诊断水平的差异，其主观判定难免存在失误进而影响后图 5 10 例患者不同随访时间点根尖和根周的 FD 值图 6 不同性别不同随访时间点根尖和根周的 FD 值图 7 不同年龄不同随访时间点根尖和根周的 FD 值表 2 不同性别与年龄组 FD 值以及 FD 差值比较（xs）变量FDa(T0)FDa(T1)FDa(T1)-FDa(T0)FDp(T0)FDp(T1)FDp(T1)-FDp(T0)年龄组（岁）300.550.240.900.280.340.110.550.230.880.320.330.14 300.440.140.590.100.160.090.430.150.630.050.190.13t0.9822.0422.8760.9191.9401.560P0.3550.0750.0210.3850.1060.157性别男0.540.250.800.340.260.160.540.240.840.330.300.17女0.460.140.740.160.280.120.460.140.690.150.230.12t0.7090.397-0.2610.6310.9520.732P0.4990.7020.8010.5460.3710.485北京口腔医学 2024年第32卷第2期 Beijing Journal of Stomatology April 2024，Vol.32，No.2119续治疗效果，探索一种客观的骨质骨量评测标准，一种计算机辅助观测根尖区骨质预后医学图像的方法是完全必要的。在牙科领域，可以通过分形分析描述和量化成骨、骨质疏松，根尖骨缺损的再生，种植体周围炎骨吸收等骨相关指标22。这种分析是廉价、简单、无创、定量和客观的，此外，它们不受投影角度或辐射密度的微小变化的影响。Uur 等23研究了 2型糖尿病对根管治疗后根尖周病变 FD 的影响。FD在治疗后增加，但在 2 型糖尿病患者中低于健康个体。当前研究认为影像学图像的拍摄设备、图片的分辨率，和图片的压缩可能会干扰到图像中的 FD结果，但并不会影响到相同设备测量结果的准确性。因此，本研究我们采用了相同的摄影设备同一医生对同一患牙以相同位置相同角度进行处理，避免因多中心图像拍摄因素造成的偏倚，也避免了位置及角度改变对数据的影响。这项研究的局限性是，首先样本量较小，由于畸形舌面沟属于少见病，临床上收集病例较为困难，只收集到符合标准的 10 例。其次是随访时间相对较短，我们观察的时间点放在术后 1 年，骨修复较为稳定的时间节点，但有学者认为临床上以 3 年存活率作为意向性牙再植术的成功标准23，因此后续的研究会将时间点定为 3 年，进一步探讨其远期疗效。本研究表明对行意向性牙再植的患牙根尖片的分形维度分析可作为监测术后骨小梁愈合、骨修复的一种无创的有前途的方法。分形分析作为一种简单、无创、定量和客观的测量工具，为临床医生评估根尖区骨质破坏，愈合和骨密度变化的提供了一种有效的手段。分形分析能否作为一种可靠工具以评估口颌面系统其他骨组织病变及骨愈合情况其敏感性和特异性尚需进一步研究。参 考 文 献 1 张雪莉,徐珺,易昆,等.右上侧切牙牙中牙伴慢性根尖周炎根管治疗1例.北京口腔医学,2020,28(4):229-231.2 Peer M.Intentional replantation-a last resort treatment or a conventional treatment procedure?nine case reports.Dent Traumatol,2004,20(1):48-55.3 Simon JH,Glick DH,Frank AL.Predictable endodontic and periodontic failures as a result of radicular anomalies.Oral Surg Oral Med Oral Pathol,1971,31(6):823-826.4 Al-Hezaimi K,Naghshbandi J,Simon JH,et al.Successful treatment of a radicular groove by intentional replantation and Emdogain therapy.Dent Traumatol,2004,20(4):226-228.5 Cho SY,Lee Y,Shin SJ,et al.Retention and healing outcomes after intentional replantation.J Endod,2016,42(6):909-915.6 Yan H,Xu N,Wang H,et al.Intentional replantation with a 2-segment restoration method to treat severe palatogingival grooves in the maxillary lateral incisor:a report of 3 cases.J Endod,2019,45(12):1543-1549.7 林梓桐,王铁梅,胡勤刚.分形及其在口腔医学中的应用研究.国际口腔医学杂志,2013,40(6):817-819.8 Chen SK,Oviir T,Lin CH,et al.Digital imaging analysis with mathematical morphology and fractal dimension for evaluation of periapical lesions following endodontic treatment.Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod,2005,100(4):467-472.9 Ruttimann UE,Webber RL,Hazelrig JB.Fractal dimension from radiographs of peridental alveolar bone.A possible diagnostic indicator of osteoporosis.Oral Surg Oral Med Oral Pathol,1992,74(1):98-110.10 Benhamou CL,Poupon S,Lespessailles E,et al.Fractal analysis of radiographic trabecular bone texture and bone mineral density:two complementary parameters related to osteoporotic fractures.J Bone Miner Res,2001,16(4):697-704.11 Demirba AK,Erg n S,G neri P,et al.Mandibular bone changes in sickle cell anemia:fractal analysis.Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod,2008,106(1):e41-e48.12 Zeytinolu M,İlhan B,D ndar N,et al.Fractal analysis for the assessment of trabecular peri-implant alveolar bone using panoramic radiographs.Clin Oral Investig.2015 Mar;19(2):519-524.13 White SC,Rudolph DJ.Alterations of the trabecular pattern of the jaws in patients with osteoporosis.Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod,1999,88(5):628-635.14 Alman AC,Johnson LR,Calverley DC,et al.Diagnostic capabilities of fractal dimension and mandibular cortical width to identify men and women with decreased bone mineral density.Osteoporos Int,2012,23(5):1631-1636.15 Franciotti R,Moharrami M,Quaranta A,et al.Use of fractal analysis in dental images for osteoporosis detection:a systematic review and meta-analysis.Osteoporos Int,2021,32(6):1041-1052.16 文才,周黄君,叶思娴,等.口腔种植骨愈合期内骨小梁分形维度化的初步研究.口腔医学研究,2022,38(4):335.17 Grossman LI.Intentional replantation of teeth:a clinical evaluation.J Am Dent Assoc,1982,104(5):633-639.18 Cho SY,Lee Y,Shin SJ,et al.Retention and healing outcomes after intentional replantation.J Endod,2016,42(6):909-915.19 王芳,杨锦波.意向性牙再植术治疗畸形根面沟的预后及相关因素分析.牙体牙髓牙周病学杂志,2017,27(12):706-712.20 张琛,侯本祥.对牙内陷诊断和治疗的再认识.中华口腔医学杂志,2020,55(5):302-308.21 Chong BS,Pitt Ford TR,Hudson MB.A prospective clinical study of mineral trioxide aggregate and IRM when used as root-end filling materials in endodontic surgery.Int Endod J,2003,36(8):520-526.22 Hayek E,Aoun G,Bassit R,et al.Correlating radiographic fractal analysis at implant recipient sites with primary implant stability:an in vivo preliminary study.Cureus,2020,12(1):e6539.23 Uur Aydn Z,Ocak MG,Bayrak S,et al.The effect of type 2 diabetes mellitus on changes in the fractal dimension of periapical lesion in teeth after root canal treatment:a fractal analysis study.Int Endod J,2021,54(2):181-189.（2022 年 11 月 1 日收稿）