成年女性骨性雙頜前突錯(cuò)牙合畸形固有口腔容積的三維測(cè)量分析

張 惠，楊 磊，獨(dú) 正，段銀鐘

（1．軍事口腔醫(yī)學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西省口腔醫(yī)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，第四軍醫(yī)大學(xué)口腔醫(yī)院正畸科，陜西西安710032；2．四川獨(dú)言口腔醫(yī)療有限公司，四川綿陽621000）

·臨床研究·

成年女性骨性雙頜前突錯(cuò)牙合畸形固有口腔容積的三維測(cè)量分析

張 惠1，楊 磊1，獨(dú) 正2，段銀鐘1

（1．軍事口腔醫(yī)學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西省口腔醫(yī)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，第四軍醫(yī)大學(xué)口腔醫(yī)院正畸科，陜西西安710032；2．四川獨(dú)言口腔醫(yī)療有限公司，四川綿陽621000）

目的：采用三維重建技術(shù)，測(cè)量并比較成年女性骨性雙頜前突患者和個(gè)別正常牙合的固有口腔容積的大小。方法：采用計(jì)算機(jī)輔助三維測(cè)量技術(shù)，對(duì)15名雙頜前突成年女性和15名個(gè)別正常牙合成年女性的頜面部CT數(shù)據(jù)進(jìn)行三維重建；在三維模型上劃分固有口腔的界限并逐層分離出固有口腔后，利用系統(tǒng)自帶軟件對(duì)固有口腔的體積以及相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)量分析。結(jié)果：骨性雙頜前突成年女性和個(gè)別正常牙合女性的固有口腔容積分別為（68．3±9．30）cm3和（62．99±10．10）cm3（P＜0．05）；雙頜前突患者的固有口腔在矢狀向上的投影面積、長(zhǎng)度、高度均顯著大于正常牙合（P＜0．05），下頜骨長(zhǎng)度顯著小于正常牙合（P＜0．05），但固有口腔的寬度兩者無顯著性差異（P＞0．05）。結(jié)論：三維測(cè)量固有口腔是一種確實(shí)可行的測(cè)量方法；通過測(cè)量雙頜前突固有口腔的容積，可為后續(xù)研究提供理論依據(jù)。

CT；三維重建；頭影測(cè)量；固有口腔

［Chinese Journal of Conservative Dentistry，2015，25（5）：318］

固有口腔［1］（oral cavity proper）也稱口腔本部，是頜面部的重要腔隙，不僅與呼吸、咀嚼、吞咽等功能關(guān)系密切，同時(shí)還與牙頜畸形的發(fā)生發(fā)展及治療轉(zhuǎn)歸有一定的相關(guān)性。國內(nèi)外關(guān)于固有口腔的研究很少，主要是通過對(duì)石膏模型和二維X線片進(jìn)行測(cè)量以評(píng)估口腔的大?。?－4］。但由于傳統(tǒng)的二維X線片不夠清晰并有放大、失真等缺點(diǎn)［5］，從而導(dǎo)致定點(diǎn)困難，誤差較大；而模型測(cè)量的工作繁瑣，且重復(fù)性差。隨著三維數(shù)字化技術(shù)向醫(yī)學(xué)轉(zhuǎn)化的迅猛發(fā)展，三維重建技術(shù)已逐漸用于顱頜面部軟硬組織的頭影測(cè)量研究［6］，并使得三維定量測(cè)量固有口腔容積成為可能。本研究利用三維測(cè)量技術(shù)，初步比較正常牙合和骨性雙頜前突患者的固有口腔容積大小，為后續(xù)研究提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1．1 研究對(duì)象

選取2013－06—2014－10間我科診斷為骨性雙頜前突并需手術(shù)治療的女性患者15例（20～35歲，平均23．6歲）作為研究對(duì)象；同時(shí)從放射科CT數(shù)據(jù)庫中收集18～35歲個(gè)別正常牙合的女性頜面部CT資料30例，并從中隨機(jī)抽取15例（平均22．4歲）作為對(duì)照。骨性雙頜前突的納入標(biāo)準(zhǔn)：①開唇露齒，側(cè)貌明顯前突，頦部后縮；②SNA＞84°，SNB＞82°，上下唇突點(diǎn)均位于E線之前；③無正畸治療史及正頜手術(shù)史；④無明顯面部不對(duì)稱畸形；⑤牙列無擁擠或擁擠度＜4 mm；⑥BIM指數(shù)正常，舌體大小基本正常。個(gè)別正常牙合納入標(biāo)準(zhǔn)為：①Ⅰ類磨牙關(guān)系，前牙覆合覆蓋正常，SNA、SNB均在正常范圍內(nèi)，上下唇突點(diǎn)位于E線之后；②牙列無擁擠或擁擠度＜4 mm；③無腭裂，無先天性缺牙及牙齒形態(tài)異常（第三磨牙除外），無修復(fù)體；④無正畸治療史及正頜手術(shù)史；⑤無明顯面部不對(duì)稱畸形；⑥顳頜關(guān)節(jié)無明顯病變。

1．2 CT掃描

采用GEBright Speed 8排螺旋CT（通用，美國）。

研究對(duì)象取仰臥牙尖交錯(cuò)位，頭部固定，掃描基準(zhǔn)線平行于眶耳平面，從顱頂至下頜骨下緣進(jìn)行連續(xù)無間隔斷層掃描；掃描參數(shù)：120 kV，240～260 mA，層厚1 mm，分辨率512×512，數(shù)據(jù)以DICOM格式保存。

1．3 方法

1．3．1軟硬組織三維重建

將CT數(shù)據(jù)導(dǎo)入Mimics10．01軟件（Materialises公司，比利時(shí)），三維重建頜面部軟硬組織。然后進(jìn)行定點(diǎn)標(biāo)記：先在三維模型上初步定點(diǎn)，再在3個(gè)不同的軸向（垂直面、水平面、矢狀面）視圖里調(diào)整定點(diǎn)的準(zhǔn)確位置。各標(biāo)記點(diǎn)的定義見表1。

表1 顱面骨組織標(biāo)記點(diǎn)及其定義（R代表右側(cè)，L代表左側(cè)）

1．3．2 三維固有口腔的設(shè)定和測(cè)量

本研究結(jié)合以往有關(guān)固有口腔的定義（固有口腔是指上下頜牙列和牙槽突的內(nèi)側(cè)面部分、頂部硬腭、底部舌和口底、后界通過咽門與口咽腔相通［1］），提出三維固有口腔骨性界限的設(shè)定方法：硬腭構(gòu)成固有口腔上界，牙列及上下頜骨的舌側(cè)面構(gòu)成前界和左右邊界，后界（冠狀面）為過PtmR、PtmL點(diǎn)且垂直于FH平面（過PoR、PoL和OrL）構(gòu)成的平面，下界（下頜平面）為過GoR、GoL點(diǎn)和Me點(diǎn)的面。然后按照上述分界，在三維模型上劃分固有口腔，并計(jì)算出固有口腔容積（圖1）。

1．3．3 二維測(cè)量（圖2）

圖1 固有口腔的三維界定與測(cè)量

圖2 正中矢狀面及相關(guān)測(cè)量標(biāo)志的定義

1．3．3．1 相關(guān)測(cè)量指標(biāo)及其定義

各測(cè)量指標(biāo)分別為：①正中矢狀面，為過Na、Ba、A三點(diǎn)構(gòu)成的面；②固有口腔正中矢狀面面積，為固有口腔在正中矢狀面的投影面積，此面積在矢狀向最大；③固有口腔長(zhǎng)度（L），為正中矢狀面上，下切牙切緣到后界的垂直距離；④固有口腔高度（H），取正中矢狀面上，最后界的頜間高度；⑤固有口腔寬度（W），取正中矢狀面后界的最下點(diǎn)對(duì)應(yīng)的下頜骨寬度；⑥下頜骨長(zhǎng)度（ML），為正中矢狀面的下界長(zhǎng)度。

1．3．3．2 測(cè)量方法

在Mimics軟件中直接測(cè)量各模型的體積和線距，使用ImageJ軟件（National Institutes of Health研發(fā)）進(jìn)行面積測(cè)量。為減小視覺誤差，每個(gè)樣本由兩名正畸醫(yī)師共同定點(diǎn)并分割測(cè)量3次，兩次測(cè)量間隔1周以上，取3次測(cè)量的平均值作為最終研究數(shù)據(jù)。

1．4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 17．0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，經(jīng)檢驗(yàn)呈正態(tài)分布后采用兩獨(dú)立樣本的t檢驗(yàn)進(jìn)行組間比較；檢驗(yàn)水準(zhǔn)α＝0．05。

2 結(jié)果

表2 正常人和雙頜前突患者固有口腔各測(cè)量值的比較 （n＝15，±s）

表2 正常人和雙頜前突患者固有口腔各測(cè)量值的比較 （n＝15，±s）

*與個(gè)別正常牙合相比P＜0．05

測(cè)量項(xiàng)目 正常牙合 雙頜前突P口腔容積（cm3） 62．99±10．10 68．3±9．30 0．044*正中矢狀面積（cm2） 18．83±1．78 21．50±1．15 0．007*長(zhǎng)度（mm） 46．11±1．59 52．91±1．99 0．000*寬度（mm） 62．99±4．28 60．02±4．87 0．109高度（mm） 45．85±4．93 51．45±2．27 0．023*下頜骨長(zhǎng)度（mm） 33．12±4．49 27．57±5．70 0．022*

所有測(cè)量項(xiàng)目和測(cè)量結(jié)果如表2所示：雙頜前突的固有口腔容積顯著大于個(gè)別正常牙合的固有口腔容積（P＜0．05）；雙頜前突的固有口腔在正中矢狀向上的投影面積、長(zhǎng)度及高度亦均大于個(gè)別正常牙合，而下頜骨長(zhǎng)度小于個(gè)別正常牙合，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0．05），但固有口腔的寬度兩者無顯著性差異（P＞0．05）。

3 討論

固有口腔，是指上下頜牙列和牙槽突的內(nèi)側(cè)面部分、頂部硬腭、底部舌和口底、后界通過咽門與口咽腔相通［1］，其作為頜面部的重要間隙，與某些牙頜畸形的診斷以及療效的評(píng)估密切相關(guān)。而關(guān)于固有口腔的測(cè)量方法，國內(nèi)外學(xué)者均進(jìn)行了不同的嘗試。Takada等［2］（1980）利用印模法測(cè)量了固有口腔的容積，并對(duì)固有口腔與舌體的關(guān)系進(jìn)行了評(píng)價(jià)。Yamada［3］（1990）結(jié)合石膏模型、頭顱后前位片和頭顱側(cè)位片測(cè)量了50例女性的牙弓、腭部以及頜面結(jié)構(gòu)的形態(tài)，以評(píng)價(jià)不同錯(cuò)牙合類型與固有口腔的關(guān)系。但無論是印模法還是模型測(cè)量法，其工作量均較大，且重復(fù)性差，不適于正畸治療前后的對(duì)比研究。趙志河等［4］曾用二維方法研究生長(zhǎng)發(fā)育期患者經(jīng)活動(dòng)矯治器治療后其口腔功能間隙的改變，并以常規(guī)側(cè)位片測(cè)量的口腔功能間隙矢狀斷面面積的變化來評(píng)估間隙的改變量。但功能間隙作為一個(gè)空間概念，僅以二維測(cè)量難以評(píng)估三維的大小，在直觀性和準(zhǔn)確性上均差。有學(xué)者認(rèn)為，二維測(cè)量存在明顯的局限性，主要包括圖像失真、頭部結(jié)構(gòu)重疊、放大率不同等［6］。以往的研究因?yàn)榧夹g(shù)的限制，只能利用二維X線片等預(yù)測(cè)三維空間的大小，常會(huì)出現(xiàn)研究方法定義模糊，且重復(fù)性欠佳等問題。隨著三維數(shù)字化的發(fā)展，通過CT三維重建測(cè)量法可重建出器官的表面和內(nèi)部所有結(jié)構(gòu)；且測(cè)量?jī)?nèi)容全面，對(duì)頜面部骨骼的徑線、距離、角度、面積、體積或容積的測(cè)量更為準(zhǔn)確可靠，并能進(jìn)行雙側(cè)對(duì)比、術(shù)前術(shù)后對(duì)比分析［7－9］。

目前已有許多研究對(duì)三維CT的臨床應(yīng)用進(jìn)行了評(píng)估。Cavalcanti等［10］曾報(bào)道，實(shí)物測(cè)量和三維影像測(cè)量的誤差在2 mm以內(nèi)。Chang等［11］、Kim等［12］提出了三維CT上一些重復(fù)性好的標(biāo)志點(diǎn)。Kwon等［13］、Hwang等［14］通過三維模型上的標(biāo)記點(diǎn)來進(jìn)行頜骨不對(duì)稱性分析。Park等［6］利用CT三維重建技術(shù)重建了正常人面部骨骼結(jié)構(gòu)三維影像，同時(shí)在頜面部骨骼三維影像上定義出19個(gè)標(biāo)志點(diǎn)以及相關(guān)連線、平面和參考平面、相關(guān)線距、角度、指數(shù)；然后通過軟件自動(dòng)測(cè)量出數(shù)據(jù)并提供形象直觀的三維圖像。本研究從上述19個(gè)標(biāo)記點(diǎn)中，選取13個(gè)點(diǎn)作為固有口腔容積測(cè)量的相關(guān)標(biāo)志點(diǎn)。有文獻(xiàn)證實(shí)Po點(diǎn)比Or點(diǎn)的穩(wěn)定性更高，故定義兩側(cè)Po點(diǎn)和左側(cè)Or構(gòu)成FH平面［15］。下界為下頜骨體部下緣，代表了口腔骨性結(jié)構(gòu)的最下界。翼上頜裂點(diǎn)［1］為上頜骨的最后緣與蝶骨大翼前緣的接觸點(diǎn)，此點(diǎn)是確定上頜骨后界和磨牙的近遠(yuǎn)中向間隙及位置的標(biāo)志，且相對(duì)于顱骨位置穩(wěn)定，不因正畸及正頜手術(shù)而改變位置。

本研究分別測(cè)量了女性個(gè)別正常牙合和骨性雙頜前突的固有口腔容積及其相關(guān)線距。結(jié)果顯示，骨性雙頜前突患者的固有口腔容積明顯大于個(gè)別正常牙合；雙頜前突的固有口腔在正中矢狀向上的投影面積、長(zhǎng)度以及高度亦均明顯大于個(gè)別正常牙合，而下頜骨長(zhǎng)度明顯小于個(gè)別正常牙合，但固有口腔的寬度兩者無顯著差異。該結(jié)果符合雙頜前突的牙弓長(zhǎng)度以及垂直生長(zhǎng)型的特點(diǎn)。

本研究之所以選取女性作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，是因?yàn)楣切噪p頜前突的手術(shù)患者以女性居多［16］。對(duì)于骨性雙頜前突錯(cuò)牙合的成年患者，正畸正頜聯(lián)合治療是改善其過突的面部側(cè)貌、獲得良好咬合關(guān)系及功能的有效途徑。正頜手術(shù)改變了頜骨的位置后，必然會(huì)引起固有口腔容積的改變，亦有可能引起舌體、氣道等的改變。本研究的測(cè)量數(shù)據(jù)可以為正畸治療以及正畸正頜的診斷設(shè)計(jì)、治療預(yù)后提供參考，亦可為舌體、氣道等的相關(guān)研究提供理論依據(jù)。

綜上所述，三維CT重建可以為固有口腔容積的測(cè)量提供更多的空間信息，比二維測(cè)量更直觀準(zhǔn)確，是評(píng)估硬組織空間大小的有效測(cè)量方法。但由于固有口腔特殊的解剖結(jié)構(gòu)，CT三維重建很難建立軟組織如軟腭、舌根等部分包繞的空間。因此，如何更加合理的利用三維重建測(cè)量固有口腔的容積，還有待進(jìn)一步的研究。

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Analysis of capacity of the oral cavity proper in adult female w ith skeletal bimaxillary protrusion by 3－dimensional com puted tomography

ZHANG Hui*，YANG Lei，DU Zheng，DUAN Yin－zhong
（*State Key Laboratory of Military Stomatology，Department of Orthodontics，School of Stomatology，The Fourth Military Medical University，Shaanxi Key Laboratory of Stomatology，Xi′an 710032，China）

AIM：To propose a new method for themeasurement of oral cavity proper by using 3D reconstruction in adult femalewith skeletal bimaxillary protrusion．METHODS：CT data of15 adult femaleswith nomal occlusion and 15 with skeletal bimaxillary protrusion were obtained．The distinctions of oral cavity proper in the3Dmodel weremarked and then separated layer by layer．MIMICSautomatically gave themeasurement results of oral cavity volume and the related indexes．RESULTS：The oral cavity proper volume of the subjectswith bimaxillary protrusion and normal controlswere（68．3＋9．30）cm3and（62．99＋10．10）cm3respectively（P＜0．05）．Sagittal projection area，oral cavity proper length，height and mandibular length also showed significant differences（P＜0．05），but no significant difference was observed in width（P＞0．05）．CONCLUSION：3D reconstruction is a feasiblemeasurement method for oral cavity proper．Data in this study will provide a theoretical basis for further study．

computed tomography（CT）；three－dimensional reconstruction；cephalometric analysis；oral cavity proper

R783．5

A

1005－2593（2015）05－0318－04

10．15956／j．cnki．chin．j．conserv．dent．2015．05．012

2015－01－23；

：2015－03－31

張惠（1988－），女，漢族，山西永濟(jì)人。碩士生（導(dǎo)師：段銀鐘）

段銀鐘，E－mail；duanyz＠fmmu．edu．cn