上颌前牙牙周附着水平与振动频率相关性的研究

摘要

牙周病是临床上十分常见的一种感染性疾病，严重破坏口腔健康。牙周病是由多因素所引发的全身相关性疾病，而牙菌斑的积聚是引起牙周病的始动因素，如果牙周病得不到及时的治疗，就会造成牙槽骨密度的改变、高度的降低以牙周附着水平的下降。因此确定牙周病患者的牙周附着水平及其组织功能状态，对于牙周病的诊断和治疗都有着十分重要意义。目前，临床上诊断牙周病的主要手段是牙周探诊以及X线片等，而这些检查主要是从形态学的角度描述牙周支持组织高度，受到的主观影响因素较大，且只能对已经发生了牙周病并伴有牙周组织破坏的患者进行病变的检测，不能够准确的描述出牙周病组织的功能状态。临床工作中也迫切需要一种不但能定量表达，而且能够反映出牙周组织功能状态的检查方法，为牙周病的诊断和治疗提供参考依据。
　　振动是自然界里最普遍的一种现象，也是物体的固有特性，不同的组织结构具有不同的振动特点。并且振动与物体组织结构的弹性模量、密度、泊松比以及边界条件等，都有着密切的关系。牙齿作为口腔中的重要器官，同牙周膜以及牙槽骨等结构共同构成了一个振动系统，当牙齿受到外力作用下就会产生振动现象。牙齿的振动特征同样会受到牙周膜、牙槽骨高度和密度等因素的影响。在临床上由于龋坏、牙周病等口腔疾病的影响，使得牙体组织以及牙周支持组织都遭到破坏，进而牙齿的振动频率也发生改变。
　　本实验通过对临床不同牙周附着水平的上颌前牙振动频率进行测量，研究前牙牙齿振动频率与牙周附着水平之间的关系。在此基础上建立相应的上颌前牙和牙周组织的动力学模型，模拟计算前牙牙齿振动，并将其与临床测试结果进行比较，综合分析前牙振动频率及其影响因素，以期探讨牙齿的振动频率作为评价牙周组织健康状况的重要指标的可行性，为临床工作提供理论依据。
　　本研究包括以下四个部分实验：
　　1．临床实验对象的确定：
　　根据实验纳入标准确定临床实验对象，对参加实验的自愿者进行牙周治疗后，根据X线片和牙周探诊所测定的牙周附着丧失结果将实验对象分为四组。四组牙周附着丧失水平分别为0-1mm，2-3mm，4-5mm以及≥6mm。
　　2．上颌前牙不同牙周附着水平振动频率的测定：
　　在实验一所进行分组的基础上，利用Kistler微型加速度传感器对每一组内的所有受试牙齿进行振动频率的测定,取振动频率的平均值作为该组的振动频率值。利用SPSS软件对实验结果进行统计分析。
　　3．振动测试中附加质量的影响以及消除：
　　在振动系统中，被测物体的振动频率与其质量有较大关系。实际测量中由于前牙质量较小，因此加速度传感器的质量会对振动频率的测量结果产生影响。为了减少测量中的误差，本实验在实验二所测出的上颌前牙振动频率值得基础上，利用公式将微型加速度传感器的附加质量对上颌前牙振动频率的影响进行消除，得出上颌前牙较为真实的振动频率值，并利用SPSS软件对实验结果进行统计分析。
　　4．上颌前牙动力学模型的建立及振动频率分析：
　　在上述研究的基础上，建立与临床测试相对应的上颌中切牙的三维几何形态，模拟上颌中切牙不同牙周附着水平。并对模型赋予相应的力学边界条件，材料力学参数，几何特性参数，生成上颌前牙及其牙周组织动力学模型。利用MARC有限元分析软件对上颌切牙的动力学模型进行分析。
　　研究结果表明：
　　1．经过牙周附着水平以及X线片的测量结果，按照纳入标准临床严格筛选出上颌前牙262颗，按照牙周附着丧失水平分为0-1mm、2-3mm、4-5mm、6mm以上四个组。实验各组能够反映不同的牙周附着水平。
　　2．经过临床测定，牙周附着水平不同的四个组相对应的振动频率分别为772.36±39.89Hz、546.31±43.78 Hz、357.12±44.56Hz、230.65±18.09Hz。前牙振动频率随着牙周附着水平的降低而降低，统计分析结果显示各组振动频率值之间存在差异（P<0.01）。
　　3．加速度传感器的附加质量会对牙齿振动频率产生一定的影响。在单自由度弹性体系中对附加质量消除后四个组的振动频率值分别为904.57±39.31 Hz、761.14±29.10 Hz、513.35±50.13 Hz、335.29±67.89 Hz。统计分析结果显示各组振动频率值之间同样存在差异（P<0.01），并且随着牙周附着水平的降低振动频率值逐渐降低。
　　4．上颌前牙动力学分析结果显示，与临床测试相对应的四组不同牙周附着水平模型的振动频率值，分别为1116.74 Hz、989.1Hz、728.6Hz、565.78Hz。有限元分析结果大于临床实测结果，但与消除附加质量后的振动频率值相近。
　　结论：
　　1．上颌前牙在外载荷作用下唇舌向振动随着牙周附着丧失的增加，振动频率逐渐变小。
　　2．微型加速度传感器的附加质量对牙齿振动频率有一定影响，实验结果需要结合牙周组织状态通过公式消除传感器附加质量的影响。
　　3．有限元分析结果表明前牙振动频率理论计算值大于临床实际测量值，但与附加质量消除后的值接近，反映出在排除影响因素后，临床测试结果具有一定的准确性。
　　4.临床测定的前牙振动频率通过附加质量消除后，可以作为反映牙周附着水平的指标。

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前言

文献回顾

1. 牙周组织及其力学特性

2.牙周病及其诊断

3. 振动及振动分析在口腔医学中的应用

4. 有限元法(finite element method, FEM)在口腔医学中的应用

正文

实验一 上颌前牙不同牙周附着水平的测定

1 实验材料

2 临床检查及分组

3 结果

4 讨论

5 结论

实验二 不同牙周附着水平上颌前牙振动频率的测定

1 材料和方法

2 结果

3 讨论

4 结论

实验三 振动频率测试中加速度传感器附加质量的影响及消除

1 实验原理

2 材料与方法

3 结果

4 讨论

实验四 上颌前牙动力学模型的建立及振动频率分析

1 材料与设备

2 实验方法

3 结果

4 讨论

5 结论

参考文献

个人简历和研究成果

致谢