不同年齡段兒童及青年正畸重要解剖結(jié)構(gòu)成熟度的CBCT研究*

馮宇婷， 秦波， 張軍梅*

(貴州醫(yī)科大學(xué)附屬口腔醫(yī)院 正畸科， 貴州 貴陽(yáng) 550004)

口腔正畸治療的過程中，在合適的時(shí)機(jī)采取正畸力或矯形力往往能收到較好的治療效果。矯形力力值較大，通常作用于骨骼，使骨骼的形態(tài)發(fā)生改變。用螺旋擴(kuò)弓器解決上頜骨橫向發(fā)育不足導(dǎo)致的上頜牙弓較正常上頜牙弓狹窄的水平向力的差異即是利用矯形力的作用，因?yàn)樯项M骨通過許多骨縫與顱骨相連，這些骨縫可能會(huì)受到矯形力矯治器的影響。研究表明，矯形力的作用效果與其產(chǎn)生相應(yīng)抵抗力解剖結(jié)構(gòu)的成熟階段密切相關(guān)，因?yàn)殡S著年齡增長(zhǎng)，骨縫會(huì)發(fā)生明顯的變化[1]。腭中縫(midpalatal suture,MPS)是抵抗上頜骨擴(kuò)張最重要的區(qū)域之一[2-3]。顴頜縫(zygomaticomaxillary suture，ZMS)對(duì)上頜快速擴(kuò)弓(rapid maxillary expansion，RME)和上頜前牽引產(chǎn)生的矯形力具有主要抵抗力[4-5]。蝶枕軟骨結(jié)合(spheno-occipital synchondrosis,SOS)在顱底的生長(zhǎng)發(fā)育、顱底與上頜骨的關(guān)系及最終形態(tài)形成過程中起著至關(guān)重要的作用[6-7]。在放射學(xué)、組織學(xué)、人體測(cè)量學(xué)等方面已經(jīng)對(duì)MPS、ZMS以及SOS的形態(tài)和成熟細(xì)節(jié)進(jìn)行了研究[8-12]，目前缺乏同組中國(guó)患者的正畸相關(guān)重要解剖結(jié)構(gòu)成熟階段的評(píng)估數(shù)據(jù)。因此，本研究旨在利用三維計(jì)算機(jī)斷層掃描(cone-beam computed tomography，CBCT)評(píng)估兒童、青年的MPS和ZMS成熟度、SOS閉合程度、腭長(zhǎng)以及腭厚，分析其在不同年齡段中的變化，以及它們之間的相關(guān)性，為臨床上矯治方案的設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

選擇就診口腔科拍攝CBCT的150例患者，其中男75例，女75例。參照文獻(xiàn)[13]的方法，將患者分為≥6～≤10歲(50例)、≥11～≤13歲(30例)、≥14～≤16歲(30例)以及≥17～≤20歲(40例)共4組。所有患者均知情同意。 所有圖像的截取由一名嚴(yán)格培訓(xùn)過的研究生進(jìn)行，存儲(chǔ)格式為jpg，圖像在暗室中用高清晰度顯示器播放，每組隨機(jī)抽取15張圖像進(jìn)行復(fù)查，評(píng)價(jià)術(shù)中檢查的可靠性。納入標(biāo)準(zhǔn):(1)年齡≥6～≤20歲;(2)無口腔正畸治療史；(3)無系統(tǒng)性及遺傳性等影響頜骨發(fā)育的疾?。?4)上頜骨研究區(qū)域無多生牙、埋伏牙、腫瘤、根尖陰影或囊腫；(5)CBCT圖像清晰。

1.2 觀察指標(biāo)

1.2.1MPS成熟度 將患者CBCT的DICOM數(shù)據(jù)導(dǎo)入Invivo5.2軟件(Anatomage，SanJose，Calif)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)的測(cè)量與分析。根據(jù)Angelieri等[14]描述的方法先進(jìn)行頭位校準(zhǔn)，頭位校準(zhǔn)后的矢狀面上、正中矢狀面與圖像分析軟件的水平中心線(橙色線)平行，水平橙線在硬腭的上下(鼻底至口腔表面)骨皮質(zhì)之間所獲得的中央橫斷面截圖用于MPS成熟度的評(píng)估。見圖1。對(duì)所截取的圖像按照Angelieri等[14]提出的方法，來判斷MPS成熟度。MPS成熟度分為5個(gè)階段：階段A，幾乎是一條筆直的高密度線，沒有或很少有交叉；階段B，呈扇形高密度線；階段C，兩條相互靠近的平行的、直或扇形的高密度線，在某些區(qū)域有小的低密度區(qū)域分隔；階段D，腭骨的MPS已融合，成熟從后向前進(jìn)行；階段E，MPS的上頜骨部分發(fā)生骨縫的融合。見圖2。MPS成熟度從階段A～E逐漸增加。

1.2.2ZMS成熟度 將患者CBCT的DICOM數(shù)據(jù)導(dǎo)入Invivo5.2軟件(Anatomage，SanJose，Calif)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)的測(cè)量與分析。根據(jù)Angelieri等[15]描述的方法先進(jìn)行頭位校準(zhǔn)，并在矢狀面上進(jìn)行ZMS的截圖，對(duì)所截取的圖像來判斷ZMS成熟度。ZMS成熟度分為5個(gè)階段：階段A，為均勻的高密度線；階段B，為較粗的扇形高密度線，或者是在一些區(qū)域可以看到較粗的扇形高密度線，而在其他區(qū)域，可以看到兩條細(xì)的、平行的扇形高密度線，它們彼此靠近并被小的低密度影像隔開；階段C，為兩條相互靠近的細(xì)的、平行的、扇形的高密度線，并被顴骨和上頜骨中的小的低密度影像隔開；階段D，ZMS的一部分發(fā)生融合，通常融合發(fā)生在的ZMS的最下面部分；階段E，ZMS在許多區(qū)域發(fā)生融合，ZMS影像消失。見圖3。ZMS成熟度從階段A～E逐漸增加。

1.2.3SOS閉合程度 同樣，在進(jìn)行頭位校準(zhǔn)后，為了確定SOS閉合的程度，對(duì)所有的圖像在正中矢狀面進(jìn)行評(píng)估。見圖4。SOS閉合程度根據(jù)Franklin等[16]方法分為4個(gè)階段：階段0，未融合，枕骨和蝶骨的基底部分完全開放，沒有融合的跡象，縫隙中沒有骨頭；階段1，顱內(nèi)融合，融合的軟骨結(jié)合長(zhǎng)度不超過一半；階段2，顱外融合，超過一半的軟骨結(jié)合長(zhǎng)度融合，顱外(下)緣仍未融合；階段3，完全融合，與整個(gè)正常骨骼的外觀完全融合，可能會(huì)出現(xiàn)融合疤痕。見圖5。SOS閉合程度從階段0～3逐漸增加。

1.2.4腭長(zhǎng)、腭厚 在正中矢狀面上測(cè)量腭長(zhǎng)(前鼻棘與后鼻棘間的長(zhǎng)度)，在矢狀面上可以更清楚地看到前鼻棘和后鼻棘；在相同的截面上測(cè)量腭厚，記錄上頜骨最薄時(shí)的上頜骨上下距離。

注：A為橫斷面，B為矢狀面，C為冠狀面。圖1 截取MPS圖像時(shí)頭位標(biāo)準(zhǔn)化的CBCT影像Fig.1 Standardized CBCT image of head position when intercepting MPS image

注：A～E為MPS成熟度的5個(gè)分期。圖2 MPS成熟度分期的CBCT影像Fig.2 CBCT image of MPS maturity staging

注：A～E為ZMS成熟度的5個(gè)分期。圖3 ZMS成熟度分期的CBCT影像Fig.3 CBCT image of ZMS maturity staging

圖4 用于評(píng)估SOS閉合程度頭位的CBCT影像Fig.4 CBCT image used to evaluate the head position of SOS closure

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

注：0～3為SOS閉合程度的4個(gè)階段。圖5 SOS閉合程度分期的CBCT影像Fig.5 CBCT image of SOS closure staging

2 結(jié)果

2.1 MPS成熟度

6～10歲組和11～13歲組被檢者M(jìn)PS成熟度主要處于前3個(gè)階段(階段A～C),兩組該階段的總占比分別為98%和80%；14～16歲組和17～20歲組被檢者M(jìn)PS成熟度主要處于后3個(gè)階段(階段C～E)，兩組在該階段的總占比分別為83.3%、100%。不同年齡組MPS成熟度在性別中的比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表1。

表1 不同年齡組被檢者M(jìn)PS成熟度Tab.1 Proportion of MPS maturity in different age groups

2.2 ZMS成熟度

6～10歲組和11～13歲組被檢者主要處于ZMS成熟度的前3個(gè)階段(階段A～C)，兩組在該階段的總占比分別為98%和93.3%；14～16歲組和17～20歲組被檢者ZMS成熟度主要處于后2個(gè)階段(階段D、E)，兩組在該階段的總占比分別為86.7%和100%。不同年齡組ZMS成熟度在性別中的比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表2。

表2 不同年齡組被檢者ZMS成熟度Tab.2 Proportion of ZMS maturity in different age groups

2.3 SOS閉合程度

結(jié)果顯示，6～10歲組、11～13歲組被檢者SOS閉合程度主要處于前2個(gè)階段(階段0～1)，兩組在該階段的總占比分別為100%和63.3%；14～16歲組和17～20歲組患者SOS閉合程度主要處于后2個(gè)階段(階段2～3)，兩組在該階段的總占比分別為86.7%和100%；14～16歲組被檢者SOS閉合程度階段3的女生(50%)占比高于男生(30%)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；17～20歲組被檢者SOS大多數(shù)已完全閉合(階段3)，占比95%。見表3。

表3 不同年齡組被檢者SOS閉合程度Tab.3 Proportion of SOS closure in different age groups

2.4 腭長(zhǎng)、腭厚

腭長(zhǎng)與腭厚均隨年齡增長(zhǎng)而增加，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001)。見表4。

表4 不同年齡組被檢者腭長(zhǎng)與腭厚的比較Tab.4 Comparison of palatal length and thickness in different age

2.5 MPS與ZMS成熟度、SOS閉合程度與腭長(zhǎng)、腭厚的相關(guān)性

MPS與ZMS成熟度、SOS閉合程度與腭長(zhǎng)呈正相關(guān)(r分別為0.788、0.758、0.428，P<0.01)，腭厚與MPS成熟度之間無相關(guān)性(P>0.05)。見表5。

表5 MPS及ZMS成熟度、SOS閉合程度與腭長(zhǎng)、腭厚的相關(guān)性分析(n=150)Tab.5 Correlation analysis of MPS and ZMS maturity, SOS closure, and palatal length and thickness(n=150)

3 討論

目前，臨床上擴(kuò)弓治療的時(shí)機(jī)及方式大多是根據(jù)年齡來判斷的。有學(xué)者認(rèn)為，上頜快速擴(kuò)弓較好的時(shí)機(jī)是在8～14歲，此階段頜面部生長(zhǎng)發(fā)育處于高峰，MPS尚未完全融合，在這個(gè)年齡段中年齡越小，擴(kuò)弓的效果越好。Baik[17]的研究表明，在8～13歲年齡段快速擴(kuò)弓的效果與年齡無關(guān)。但有研究結(jié)果表示，上頜快速擴(kuò)弓治療應(yīng)在骨骼生長(zhǎng)的青春期高峰之前(12歲前)啟動(dòng)，此時(shí)能在橫斷面上誘導(dǎo)更有利地骨骼改變[18]。而對(duì)于手術(shù)輔助上頜快速擴(kuò)弓(surgery assisted rapid maxillary expansion，SARME)大多針對(duì)成年人。Anttila等[19]認(rèn)為應(yīng)在25歲之后進(jìn)行SARME，而Mommaerts[20]認(rèn)為12歲以前應(yīng)行RME，14歲以后做SARME；而對(duì)于RME和SARME暫時(shí)還沒有明確的年齡限制。根據(jù)年齡來判斷擴(kuò)弓方式的這種方法存在一定的不確定性。研究表明，在年長(zhǎng)的成年患者中使用RME是成功的[21-23]。這種不確定性可能會(huì)導(dǎo)致在治療過程中產(chǎn)生一些問題：一方面，對(duì)相對(duì)年輕但是骨縫阻力比較大的患者施加擴(kuò)張力可能會(huì)導(dǎo)致不良的副作用，例如急性疼痛[24]、骨開裂形成、牙槽骨彎曲、粘膜潰瘍或壞死、穩(wěn)定性差[25]等；另一方面，對(duì)年齡相對(duì)較大但骨縫阻力比較小的患者來說，可能會(huì)接受不必要的外科手術(shù)，導(dǎo)致患者承擔(dān)比較大的風(fēng)險(xiǎn)及痛苦，并會(huì)給患者帶來經(jīng)濟(jì)上的壓力。因此，需要一種診斷分類方法來檢測(cè)上頜骨周圍骨縫的成熟度，以便于能夠預(yù)測(cè)臨床上矯形治療的效果。

在判斷骨縫成熟度的方法中，組織病理學(xué)被認(rèn)為是評(píng)估骨縫成熟度的金標(biāo)準(zhǔn)；然而，它需要進(jìn)行侵入性活檢，不適用于常規(guī)的臨床應(yīng)用[10,21]。有研究建議可以使用咬合X線片來評(píng)估MPS形態(tài)[11]。但鼻腔結(jié)構(gòu)在咬合X線片上的重疊會(huì)對(duì)MPS的形態(tài)造成一定的干擾[26]。 CBCT的出現(xiàn)解決了以上兩個(gè)問題，它是從三維方向上進(jìn)行成像，得到的圖像清晰，且不具侵入性，可常規(guī)應(yīng)用[27]。

因此，Angelieri等[14]基于CBCT提出了一種新的分類方法，將MPS成熟度分為了5個(gè)時(shí)期。根據(jù)Angelieri等[28]的說法，CBCT圖像上MPS成熟度的評(píng)估可能有助于評(píng)估傳統(tǒng)或手術(shù)輔助的RME的預(yù)后。比如在D期，MPS后部(腭骨)開始融合，失去分界。與臨床上擴(kuò)弓治療后前部會(huì)出現(xiàn)更多的間隙，后牙頰傾等牙效應(yīng)更大這一現(xiàn)象相符合。組織學(xué)研究表明，MPS的融合過程始于縫線邊緣的骨棘以及縫線間隙中的“島狀物”，這些骨棘及“島狀物”會(huì)隨著MPS的成熟而增加。因此，在A期和B期進(jìn)行上頜快速擴(kuò)弓治療時(shí)所產(chǎn)生的骨效應(yīng)比C期更多，而牙效應(yīng)比C期更小。盡管在C期進(jìn)行RME時(shí)的阻力較A、B期大，但因C期時(shí)MPS尚未融合，因此使用傳統(tǒng)的擴(kuò)弓方式來進(jìn)行上頜骨擴(kuò)弓仍是可能的。在C期時(shí)，MPS后半部分即將開始融合，因此對(duì)處于C期的上頜骨橫向發(fā)育不足的患者應(yīng)立即開始擴(kuò)弓治療。對(duì)處于D、E期的患者，由于MPS的部分或全部融合，可選擇SARME。有研究通過對(duì)11～15歲兒童MPS的評(píng)估，發(fā)現(xiàn)僅1例11歲女童出現(xiàn)A期，B期在13歲以下人群中較為普遍，在11～15歲的年齡段中，C期占主導(dǎo)地位[29]。從某一角度說明了在15歲以上的MPS處于C期的患者中進(jìn)行常規(guī)的、非手術(shù)的上頜快速擴(kuò)弓治療的預(yù)后良好是合理的。本研究表明， 6～10歲和11～13歲個(gè)體大多處于MPS成熟的前3個(gè)階段。C期在所有年齡段都存在，在6～10歲組少見。D、E期比例的增加大多出現(xiàn)在14歲以上。本研究大致的趨勢(shì)與Angelieri等[14]的研究結(jié)果相似，其中存在的個(gè)別差異，猜測(cè)可能與樣本量、分組及人種間的差異相關(guān)。本研究中，17～20歲年齡組有12個(gè)人觀察到MPS成熟度的C期。一般情況下，這12個(gè)人在臨床上很可能會(huì)選擇手術(shù)輔助治療，但是根據(jù)Angelieri等[28]的說法，可以嘗試使用常規(guī)擴(kuò)弓方法進(jìn)行治療，從而避免了更大的痛苦及更多治療費(fèi)用的產(chǎn)生。同時(shí)，在最近的一項(xiàng)研究中，Angelieri等[30]通過使用CBCT對(duì)成人MPS成熟度的評(píng)估，發(fā)現(xiàn)有12%的個(gè)體MPS還尚未融合。盧怡等[31]通過CBCT對(duì)我國(guó)武漢地區(qū)青少年MPS成熟度的評(píng)估發(fā)現(xiàn)，11～18歲患者M(jìn)PS成熟階段有很大個(gè)體差異性。以上均說明了使用CBCT對(duì)MPS成熟度進(jìn)行評(píng)估來輔助制定治療方案是非常有必要的。

ZMS是最長(zhǎng)和最厚的環(huán)頜骨縫[32]，Angelieri等[15]提出了ZMS成熟度的5個(gè)分期，通過對(duì)ZMS成熟度對(duì)上頜前牽引反應(yīng)的影響的研究，證明了ZMS A期和B期的Ⅲ類患者表現(xiàn)出比C期患者更大的前方牽引量。因此，ZMS成熟度的分類可用于預(yù)測(cè)Ⅲ類患者對(duì)上頜前牽引的個(gè)體反應(yīng)，處于A、B期的ZMS對(duì)前牽引及擴(kuò)弓的阻力較小，C期是骨縫即將融合的臨界點(diǎn)，D、E期ZMS已發(fā)生部分融合或全部融合，此時(shí)骨性阻力大，矯治效果差。臨床上大多數(shù)骨性Ⅲ類錯(cuò)牙合畸形的患者在6～8歲時(shí)進(jìn)行上頜前牽引的治療。本研究的結(jié)果表明，6～10歲和11～13歲患者大多處于ZMS成熟的前3個(gè)階段，14～16歲年齡段仍有4人處于C階段;且有研究表明，ZMS對(duì)上頜快速擴(kuò)弓同樣具有抵抗作用[4-5]。以上同樣說明，使用CBCT對(duì)ZMS成熟度進(jìn)行評(píng)估來輔助制定治療方案十分有必要。

SOS是一種暫時(shí)的軟骨結(jié)合，它是顱底蝶骨與枕骨基底部之間的軟骨性關(guān)節(jié),隨著年齡的增長(zhǎng)逐漸骨化閉合[33]。相對(duì)于其他顱底軟骨結(jié)合，SOS的骨化發(fā)生較晚[34]，其亦是顱底生長(zhǎng)發(fā)育中一個(gè)重要的結(jié)構(gòu),可影響頭顱整體的發(fā)育乃至智力發(fā)育[35]。因此，本研究分析了SOS閉合程度與MPS成熟度之間的可能的相關(guān)性。結(jié)果表明，SOS閉合程度與MPS成熟度呈正相關(guān)。這一發(fā)現(xiàn)意味著SOS閉合程度可以被認(rèn)為是MPS成熟度的指標(biāo)。6～10歲、11～13歲年齡組的SOS閉合程度大多處于階段0與階段1，少數(shù)11～13歲的患兒處于階段2，臨床上大多數(shù)14歲之后的患者進(jìn)行RME更多是牙效應(yīng)，此時(shí)大多數(shù)患者的SOS達(dá)到成熟，處于階段3。因此，假設(shè)SOS閉合程度可以作為一個(gè)指標(biāo)來預(yù)測(cè)上頜發(fā)育不足的患者對(duì)RME的反應(yīng)，那么RME的效果對(duì)處于階段0、1、2的患者要比處于階段3的患者好。生長(zhǎng)活躍的患者由于骨縫活動(dòng)的增加擁有更厚的腭部[13]，本研究證實(shí)了這一觀點(diǎn)，與6～10歲患兒相比，11～20歲患者腭骨明顯較厚，其中17～20歲患者的腭骨厚度與6～10歲患兒比較，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001)。

綜上所述，本研究在同一組兒童及青年患者中評(píng)估了MPS和ZMS成熟度、SOS閉合程度以及腭長(zhǎng)與腭厚，研究結(jié)果表明，通過年齡來判斷MPS和ZMS成熟度、SOS閉合程度存在很大的不確定性，應(yīng)通過CBCT對(duì)其成熟度進(jìn)行評(píng)估；且MPS、ZMS成熟度與SOS閉合程度呈正相關(guān)。這些解剖單位中的其中一個(gè)成熟階段可能會(huì)成為預(yù)測(cè)個(gè)體對(duì)矯形力反應(yīng)的一個(gè)有用參數(shù)，但未來仍需要增大樣本量以及將結(jié)果實(shí)踐于臨床來證實(shí)這一發(fā)現(xiàn)的臨床實(shí)用價(jià)值。此外，腭長(zhǎng)的增加與MPS、ZMS成熟度和SOS閉合程度的增加亦呈正相關(guān)，也可作為一項(xiàng)參數(shù)來綜合評(píng)估個(gè)體對(duì)矯形力的反應(yīng)。