精準牙-骨移動的手術先行正頜正畸聯(lián)合治療
——數(shù)字醫(yī)學時代的理念與嘗試

何東明，毛麗霞，劉 凱，江凌勇，沈國芳，朱 敏，王旭東

Stomatology,2022,42(1):20-28

牙頜面畸形是顱頜面生長發(fā)育過程中受先天或環(huán)境因素影響導致的頜骨形態(tài)、體積及相互位置關系的異常，表現(xiàn)為面貌及口頜系統(tǒng)功能的缺陷，嚴重者影響身心健康[1]。正頜正畸聯(lián)合治療是目前公認的矯治牙頜面畸形的有效方法，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，形成了經(jīng)典的三段式治療模式(conventional orthognathic approach,COA)，即術前正畸去除牙齒代償，再行正頜手術糾正頜骨位置異常，最后通過術后正畸精細調整咬合[2]。1959年，Skaggs等[3]提出對于那些牙列只有輕癥問題的患者，可先行手術后正畸，這是手術先行(surgery first approach,SFA)概念第一次被提出。隨后的50年，陸續(xù)有學者報道并討論手術先行概念的優(yōu)勢[4]。直到2009年，日本學者Nagaska等[5]第一次成功地將手術先行概念應用于一位骨性Ⅲ類患者，并在文中論述了SFA模式的可行性，提出此模式需要正頜醫(yī)生與正畸醫(yī)生以團隊形式參與。此后SFA迅速在業(yè)內(nèi)引起了廣泛持續(xù)的研究，眾多學者針對不同的骨性錯牙合畸形病例進行了SFA的嘗試[6-7]。

1 手術先行的優(yōu)勢、不足與適應證選擇

SFA的優(yōu)勢主要在于面型的直接改變和縮短治療時長。面型的直接改變主要針對骨性Ⅲ類患者，COA的術前去代償會加重面部畸形，而采用SFA先行改善面型，可快速改進其社交功能，更符合患者的治療預期[8]。這種迅速解決患者主訴的治療模式有著正向激勵作用，患者更有意愿遵循術后正畸醫(yī)囑；另一個優(yōu)勢是總體治療時間的縮短。目前，報道的最短術后正畸時間為6個月[8]，簡單病例大多為6～9個月[9]，絕大部分術后正畸治療都可在1年內(nèi)完成，總治療時間上相較COA治療模式縮短了6～12個月不等[5,10-12]。有研究分析影響SFA治療時長的眾多因素中，牙列擁擠、前牙開牙合、需拔牙、中線不齊、分塊等因素會延長SFA的治療時間，而良好的終末咬合設置如磨牙Ⅰ類關系、中線對齊、覆蓋正常、有三點穩(wěn)定接觸這些因素能縮短術后正畸時間[13]。

SFA的不足在于術后頜骨穩(wěn)定性不佳，復發(fā)率高。較多學者研究發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)COA對比，SFA術后下頜骨的位置會偏離預期[14]。這種偏離在水平向上不明顯，但在垂直向和矢狀向上變化有統(tǒng)計學差異[7,15]。只不過這些變化往往小于1 mm，在術后正畸可糾正的范圍內(nèi)。對于那些Spee曲線較深、術前覆牙合覆蓋較大、術中下頜后退量較大的病例，其術后6個月內(nèi)頜骨的穩(wěn)定性差，容易發(fā)生下頜骨位置變化從而引起復發(fā)。在我們前期一項Meta分析中發(fā)現(xiàn)，SFA術后下頜骨更易發(fā)生逆時針旋轉而使得下頜前突復發(fā)，其原因主要是術后正畸早接觸牙被壓低后，頜位發(fā)生旋轉變化引起[16]。而上頜骨的位置變化報道較少，學者認為其主要跟隨下頜骨變化引起。另一個不足是治療計劃制定困難，尤其是過渡性錯牙合(intended transitional malocclusion，ITM)的設置。過渡性錯牙合，指手術先行術后即刻的咬合，決定了術后前牙去代償?shù)男Ч?、頜骨穩(wěn)定性、術后正畸的難易和總治療時長[7]。SFA需要經(jīng)驗豐富的正頜醫(yī)生與正畸醫(yī)生協(xié)同合作，對治療結果擁有良好的預見性，正頜醫(yī)生需在兼顧面型的同時創(chuàng)造合理的ITM供術后調整咬合，正畸醫(yī)生需精準實現(xiàn)正畸目標位和頜骨垂直向控制以防止頜骨的復發(fā)。并且SFA容錯率低，當治療過程偏離計劃時，患者很難接受二次手術。相較于COA在治療前和術前有兩次制定計劃機會，SFA更加要求一次的準確治療預測和治療實施?？傮w來說，SFA的不足也是它的難點，體現(xiàn)在難以精準預測、難以精準實施。

SFA適應證的選擇，很大程度取決于外科醫(yī)生和正畸醫(yī)生的經(jīng)驗和偏好，尚無達成共識的明確適應證[14,17-18]。部分學者認為只要能準確預估正頜術后的咬合狀態(tài)，并精確進行牙移動的病例都可以采用SFA。然而考慮收益風險比，目前僅特定病例使用了SFA。如骨性Ⅲ類，其直接改變面型的作用積極改善了患者的社交心理，并且術后去代償方向與口頜肌肉方向一致，加速了正畸。從發(fā)揮SFA優(yōu)勢避開其不足的角度出發(fā)，目前較公認的SFA適應證是：①前牙輕度擁擠；②Spee曲線平緩；③輕微的前牙代償；④上下牙弓橫向寬度差異??；⑤終末咬合能穩(wěn)定接觸。

數(shù)字化正頜外科技術與數(shù)字化正畸技術是結合醫(yī)學影像、數(shù)學、計算機信息學、機械工程學等多學科交叉技術[1]。發(fā)展至今已形成了標準化流程，并被證實極大地提高了手術精度[19]。已有學者使用數(shù)字化技術輔助SFA，得到精確的治療計劃[20-21]，包括正頜目標位和正畸目標位[22]。這種可視化的技術使正頜醫(yī)生與正畸醫(yī)生能更直觀地溝通方案達成合作，并借助增材制造的牙合板以及無托槽隱形矯治技術、個性化舌側矯治技術等，來實現(xiàn)預定方案。然而，目前依然存在使用牙合板定位上頜骨時，因下頜骨不穩(wěn)定造成誤差[23-24]。并且在術后正畸過程中，存在牙列移動造成的垂直向變化，進一步引起頜位變化致使頜骨移位復發(fā)?？梢哉f，數(shù)字化技術使SFA具備了超前的預見性，可以精準制定治療計劃，但在精準實施上，SFA依然缺乏有力工具。

2 精準牙-骨移動的手術先行模式嘗試

2008年我們團隊首先報道了使用數(shù)字化外科技術輔助正頜外科的初步應用[25]，經(jīng)過多年積累，于2016年報道了“數(shù)字化正頜外科流程”[19]，并在臨床中踐行至今，提出了“精準正頜外科”的概念。同年我們開始以此概念為目標研究個性化正頜3D打印截骨-定位-固定系統(tǒng)的應用[26]，通過在頜骨目標位上直接生成完全貼合骨表面的內(nèi)固定鈦板，以更加精準地實施手術。本文提出的精準牙-骨移動的手術先行模式將基于以上基礎，通過精準設計與精準實施完成SFA治療。

自1994年來，我科堅持聯(lián)合討論，正頜醫(yī)生與正畸醫(yī)生合作規(guī)劃治療方案，通過預見正頜、正畸目標位，來逆推治療中的每一步。而數(shù)字化技術的優(yōu)勢正在于超前的治療規(guī)劃能力，突破了SFA難以預測的痛點，實現(xiàn)了精準設計。

精準實施是SFA另一難點，包括了手術的精準操作、術后頜位的精準控制以及術后正畸目標位的精準獲取。

個性化正頜3D打印截骨-定位-固定系統(tǒng)是基于數(shù)字化正頜手術設計后的終產(chǎn)物，在我們前期的一項隨機對照研究中[27]，已經(jīng)證實了該系統(tǒng)較成品鈦板提高了上頜骨的術中定位精確性和術后穩(wěn)定性。因此我們在SFA中使用該系統(tǒng)以精準實施手術計劃。以下將具體介紹我科的精準牙-骨移動SFA流程(圖1)。

經(jīng)年齡統(tǒng)計:觀察組年齡平均數(shù)(60.2±2.9)歲,男女比例為33:32;對照組年齡平均數(shù)(61.2±3.3)歲,男女比例為34:31。兩組患者一般情況無統(tǒng)計學意義,P>0.05。納入[3-4]呼吸衰竭患者,年齡均大于55歲,排除多器官功能障礙綜合征患者,排除認知異常、視聽障礙患者,排除惡性腫瘤患者。

圖1 精準牙-骨移動的手術先行聯(lián)合治療模式流程

2.1 步驟一：臨床數(shù)據(jù)獲取及診斷分析

需采集的臨床資料與常規(guī)數(shù)字化正頜正畸模式一致，包括：頜面CT、牙模、頭顱正側位片、全景片、顳下頜關節(jié)磁共振(MRI)、正側貌數(shù)碼相片、口內(nèi)牙列數(shù)碼相片以及臨床檢查數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)分析包括：牙模分析、頭影測量分析、臨床檢查分析、顳頜關節(jié)分析(圖2～4)。

圖2 治療前面像及口內(nèi)像

2.2 步驟二：數(shù)字化正畸方案，得到正畸目標位

模擬正畸先行模式的術前正畸，使用咬合跳躍模擬獲得正畸-正頜聯(lián)合治療后終末咬合關系(圖5～7)。在設計正畸排牙時，應注意以下幾點。

①去代償并使牙直立于基骨內(nèi)：對初始咬合進行數(shù)字化排牙，使前后牙去除牙性代償并直立于基骨內(nèi)。

② 確定正畸目標中線：使下牙列中線與下頜骨中線對齊，上牙列中線與腭中縫對齊，通過咬合跳躍后上下牙中線與下頜骨中線一致。

③排齊整平協(xié)調牙弓：確保牙直立于牙槽骨后，計算排齊整平去代償所需的間隙，決定是否擴弓、鄰面去釉、磨牙遠移、拔牙，得到正畸目標位咬合。

圖3 治療前頭顱正側位片

圖4 治療前全景片

圖5 去除牙齒代償并使其直立于牙槽骨內(nèi)

圖6 對初始咬合進行隱形方案設計

圖7 確定正畸目標中線，使上下牙列中線與下頜骨中線對齊

2.3 步驟三：虛擬手術移動頜骨，得到正頜目標位

使用正畸排牙完成后的目標位咬合替換初始咬合，并與上下頜形成復合體，進行虛擬手術規(guī)劃。移動復合體時需兼顧：切牙角度、鼻旁突度、頦部位置、鼻唇角與下頜平面，得到正頜目標位(圖8)。

A：帶有初始咬合的上下頜骨；B：正畸目標位咬合替換初始咬合；C：在正畸目標位下形成上下頜復合體；D：使用復合體進行正頜目標位頜骨移動

正頜目標位的設置方法要點可參考“數(shù)字化正頜外科流程”[19]，使上下頜復合體在三個維度進行平移和轉動，糾正上頜骨偏斜、中線、露齒量、下頜骨對稱性、矢狀向突度等問題。

2.4 步驟四：設置ITM，并正頜正畸聯(lián)合討論

設置ITM是SFA模式重要的一步[6-8]，設置方法為在正頜目標位上，用初始咬合替換正畸目標位咬合(圖9)。

A：帶有正畸目標位的頜骨；B：替換回初始咬合的頜骨

2.5 步驟五：應用個性化正頜3D打印截骨-定位-固定系統(tǒng)進行手術

虛擬截骨線模擬真實手術，3D打印鈦板需要與截骨導板配套使用，以確保鈦板與骨塊緊密貼合，并配合釘孔定位使得3D打印鈦板兼具定位頜骨的功能。ITM牙合板是術后即刻咬合狀態(tài)下所形成的終末咬合板(圖10)。

圖10 設計截骨導板及3D打印鈦板

2.6 步驟六：術中使用3D鈦板堅強內(nèi)固定

SFA的術后復發(fā)很大程度是由于術中髁突位置改變導致；并且由于術后咬合關系較傳統(tǒng)三段式正頜正畸模式不穩(wěn)定，SFA術后更易發(fā)生頜骨的移位。因此可以使用金屬3D打印鈦板(圖11)，充分發(fā)揮其優(yōu)勢：①釘孔預定位，使得金屬3D打印鈦板具備了髁突定位裝置的功能，保證了術中髁突位置不發(fā)生變化，避免下頜近心段術后因肌肉牽拉移位導致復發(fā)。②3D鈦板與骨表面的貼合度佳，避免了彎制成品鈦板不到位導致應力釋放造成頜骨移位。

圖11 術中使用3D鈦板堅強內(nèi)固定

2.7 步驟七：術后正畸

關于術后正畸啟動的時間，建議盡早開始以充分應用局部加速修復現(xiàn)象(regional acceleration phenomenon，RAP)，這就要求開口度達二指以佩戴隱形矯治器。因此應鼓勵患者盡早行張口訓練，盡早恢復飲食。

① 頜位穩(wěn)定器的戴入：以穩(wěn)定上下頜骨位置關系，避免頜位丟失導致復發(fā)?？稍谛g后3～6個月的頜骨改建期，根據(jù)每副隱形矯治器的牙位關系，定制多副頜位穩(wěn)定器，予患者以夜間佩戴(圖12)。

圖12 術后戴入頜位穩(wěn)定器

② 無托槽隱形矯治的復診監(jiān)控：術后正畸過程中應進行嚴格的復診監(jiān)控。對于ITM矯治，應在手術設計時即補償正畸壓低接觸點發(fā)生的頜位變化?；颊咝g后資料見圖13～15。

圖13 治療后面像及口內(nèi)像

3 討 論

在過去的十年里，手術先行模式越來越多地被用于正頜正畸聯(lián)合治療，隨著數(shù)字化技術的發(fā)展，也有越來越多的學者將其運用于SFA，然而盡管實現(xiàn)了精準預測，在精準實施上依然缺乏有效辦法，致使設計與治療實際大相徑庭。本文對SFA的發(fā)展作一闡述，并介紹我們基于數(shù)字化正頜正畸技術+3D鈦板+無托槽隱形矯治器+頜位穩(wěn)定器的“精準牙-骨移動的手術先行模式”。

手術先行的適應證目前并沒有達成共識，主要取決于正頜醫(yī)生與正畸醫(yī)生的合作經(jīng)驗與看法。目前推薦的適應證雖然主要是輕癥病例，但已有非常多的學者對復雜病例作出了嘗試[17]。如對于Spee曲線深的病例，可通過前部截骨術整平Spee曲線；上下牙弓寬度差異過大者，采用上頜正中分塊截骨，以改正基骨弓橫向不調及后牙覆牙合覆蓋關系；前牙嚴重擁擠唇傾者，拔牙減數(shù)并手術創(chuàng)造更大的覆牙合覆蓋，必要時可行上下頜前部截骨后退內(nèi)收前牙；開牙合離散型生長患者，手術時上頜骨順時針旋轉，下頜骨逆時針旋轉，創(chuàng)造后牙開牙合前牙深覆牙合的ITM[28]；ITM不穩(wěn)定、接觸點小于3個者，可在牙列局部牙合面粘接樹脂墊高，人為創(chuàng)造穩(wěn)定咬合[29]。這些嘗試極大地拓寬了手術先行的病例范圍。Sugawara等[30]將SFA分為正畸驅動型和手術驅動型兩種，后者指手術治療不僅用來矯治頜骨異常，也部分矯治牙齒問題。對此，我們認為應持慎重態(tài)度，SFA的原則應是牙齒問題由正畸解決，頜骨問題由正頜解決。只有通過數(shù)字化正畸模擬明確了骨性因素，如Spee曲線過深無法完全通過正畸整平時，才使用手術驅動型SFA，切不可魚目混珠激進地采用手術分塊來替代正畸治療。

圖14 矯治前后頭影測量重疊圖

圖15 隱形方案設計與實際完成口內(nèi)照對比，請注意隱形方案的過矯治

對于設置ITM時出現(xiàn)個別牙早接觸致使無法獲得穩(wěn)定終末咬合的，根據(jù)以往的經(jīng)驗，該類病例并不符合SFA適應證。但在本文提出的新方法中，通過術中順時針旋轉升支打開咬合解除早接觸，并借助增材制造牙合板，我們依然可以得到穩(wěn)定的上下頜復合體用于手術移動，并且在術后使用頜位穩(wěn)定器控制上下頜相對位置的穩(wěn)定，解決了過往對于非穩(wěn)定接觸咬合的術后復發(fā)顧慮。隨著術后正畸咬合接觸點的壓低，下頜骨將發(fā)生逆時針的旋轉，所以術前設計時應補償術后正畸下頜逆旋的頦部前移量，控制頜位向預期方向變化尤為重要。

有學者報道使用個性化鈦板增加了正頜外科頜骨固定的精確性，在我們前期一項隨機對照研究中也證實：使用個性化正頜3D打印截骨-定位-固定系統(tǒng)在上頜骨再定位的準確性上優(yōu)于傳統(tǒng)鈦板。主要是因為上頜骨的再定位依賴穩(wěn)定的盤髁關系，而3D打印鈦板形狀是從頜骨目標位產(chǎn)生，使用3D打印鈦板不再依賴中間牙合板以下頜骨定位上頜骨，因此準確性大大提高。并且與骨表面的貼合度佳，術后無應力釋放造成頜骨移位，對術后頜骨的穩(wěn)定性維持至關重要。其他學者相關研究取得了類似效果[31]。因此為了保證精準實施SFA的術前設計，我們建議使用個性化正頜3D打印截骨-定位-固定系統(tǒng)。

關于術后正畸啟動的時間，Liao等建議應盡快開始，以充分利用RAP現(xiàn)象；Kim等建議術后4周待傷口愈合后開始正畸，在此期間使用牙合板穩(wěn)定咬合關系，并引導咬合習慣；而上頜分塊的患者術后戴牙合板更長，為4～6周；需要指出的是，無論術后多久啟動正畸，均要求開口度達二指以替換弓絲或佩戴隱形矯治器[32-34]。因此，術后的張口訓練尤為重要，在遵循功能康復概念的情況下，創(chuàng)口愈合后就應盡早開始進軟食。對于術后正畸復診監(jiān)控，要仔細核對牙列變化與方案的差異，尤其要避免出現(xiàn)非計劃的矢狀向移動。如非預期的磨牙遠移，在無同期壓低時往往導致下頜順旋進而丟失垂直向控制，影響面型。因此在做數(shù)字化正畸時，我們非常建議除了根骨系統(tǒng)，還應加入頜骨系統(tǒng)，更好地計算正畸對垂直向變化的影響。

自2016年我們提出了“數(shù)字化正頜外科流程”以來，該流程將手術模擬、術后預測和多學科治療相結合，使正頜醫(yī)生與正畸醫(yī)生對手術方案有更直觀的感受，制定更優(yōu)化的方案，基于持續(xù)數(shù)年的標準化正頜外科流程實踐，積累了豐富的正頜正畸醫(yī)生合作經(jīng)驗。本次提出的精準牙-骨移動的手術先行模式需要精準設計與精準實施。其原則是牙性問題通過正畸解決，骨性問題通過正頜解決。其具體內(nèi)容包括：①數(shù)字化正頜聯(lián)合數(shù)字化正畸設計，得到理想的正頜目標位與正畸目標位；②術中使用金屬截骨導板精確截骨，使用3D打印鈦板堅強內(nèi)固定，實現(xiàn)精確的正頜目標位；③術后頜骨改建期內(nèi)使用多副頜位穩(wěn)定器保持頜位的穩(wěn)定；④術后正畸按計劃移動牙齒，并進行垂直向控制，在獲得正畸目標位的同時保持正頜目標位。精準牙-骨移動的手術先行模式突破了傳統(tǒng)手術先行模式的難點，是一種符合患者需求的新時代正頜正畸技術；并且，隨著將來人工智能的深入運用，針對符合適應證的牙頜面畸形病例，推廣應用此模式精準實施治療成為了一種可能。

4 總 結

本文提出的“精準牙-骨移動的正頜正畸聯(lián)合治療模式”是基于個性化正頜3D打印截骨-定位-固定系統(tǒng)聯(lián)合數(shù)字化正畸設計的臨床應用, 通過正頜外科醫(yī)生與正畸醫(yī)生合作規(guī)劃治療方案，得到精準的正頜目標位與正畸目標位，并在后續(xù)的正頜-正畸實際操作中精準實施完成。這是從“精準正頜外科”到“精準正頜正畸聯(lián)合治療”理念的更新與提升。

手術先行牙頜面畸形診治，對正頜外科醫(yī)生與正畸醫(yī)生提出了更高的治療預見性要求，也需要雙方更緊密、更深層次的共同參與，其原則是骨性問題通過正頜手術解決，牙性問題通過正畸治療解決?！熬珳恃?骨移動手術先行模式”在一定程度上突破了傳統(tǒng)手術先行模式治療效果不確定性的難點。針對符合適應證的牙頜面畸形病例，在經(jīng)驗豐富的正頜外科醫(yī)生與正畸醫(yī)生的配合下，使用“精準牙-骨移動手術先行模式”有望滿足快節(jié)奏時代患者先改變面型以獲得美觀與功能統(tǒng)一的需求，是一種“美-速-隱”的新時代牙頜面畸形矯治技術。