骨性Ⅲ类错牙合的三维CT头影测量分析 成骨性改变CT

　　[摘要]目的：观察骨性安氏Ⅲ类偏牙合的成人女性患者接受正颌手术后硬组织的三维改变。方法：5例接受外科手术（上颌Lefort1型截骨术+双侧下颌升支矢状劈开切骨术+颏部成形术）的成人女性骨性安氏Ⅲ类患者，分别在术前1个月（T0）和术后6个月（T1）接受3DCT扫描。在CT后处理工作站中实现三维模型重建，并进行标记点的确定和变量的测量以完成三维头影测量分析。结果：所有患者的下颌前突均得到显著纠正。不仅偏颌得到改善（Pg-dev），而且牙合平面的偏斜也得到矫正（Ore/OP）。硬组织的改变在前后向（SNA,ANB）、垂直向（Ans-Me，MP/SN）和水平向（Gc-Gc",Go-Na-Go"）方面均有显著改变。结论：①骨性Ⅲ类偏牙合患者手术前后，硬组织在三维分析中的各个方面均有明显改变；②与传统的二维头影测量分析相比，三维头影测量分析可以更加全面的反映出颅颌面部的特征，具有较大的临床意义。
　　[关键词]骨性Ⅲ类；偏牙合；三维重建；头影测量分析
　　[中图分类号]R783.5 [文献标识码]A [文章编号]1008-6455（2011）07-1146-04
　　
　　3-Dimensional cephalomentry analysis of skeletal Class III malocclusion
　　WU Fei,ZHANG Miao-miao
　　（Department of Orthododontics,School of Stomatology,Harbin Medcal University,Harbin 150001,Heilongjiang,China)
　　
　　Abstract:ObjectiveTo investigate the 3-dimensional (3D) changes in the hard tissues of skeletal class III malocclusion(CIII) patients with facial asymmetry by orthognathic surgery. Methods Five female adult CIII patients treated with orthognathic surgery (Bilateral Sagittal Split Ramus Osteotomy+Maxillary Osteotomy Lefort1+Genioplasty) who had 3D computerized tomography taken 1 month before (T0) and 6 months after (T1) MSS.Reconstruct three-dimensional models in CT post-processing workstation.The landmarks and variables were measured to complete 3-dimensional cephalomentry analysis. Results Mandibular prognathism of all the patients was significantly corrected.Facial asymmetry and lean of the occlusion plane was significantly corrected too（Pg-dev, Gc-Gc",Go-Na-Go"）.There were significant changes in hard tissue related in the,anteroposterior（SNA,ANB）,vertical（Ans-Me，MP/SN） and horizontal（Gc-Gc",Go-Na-Go"） direction. Conclusion ①There were significant changes in the hard tissues of skeletal class III malocclusion(CIII) patients with facial asymmetry by orthognathic surgery.②The three-dimensional cephalomentry analysis indicated a more comprehensive characteristic of Craniofacial,compared with traditional cephalomentry analysis.
　　Key words:skeletal class III malocclusion;facial asymmetry;3-dimensional reconstruction;cephalomentry analysis
　　
　　骨性安氏Ⅲ类错牙合畸形是口腔正畸临床上较为常见的复杂畸形，大多数病例被列为正颌外科的手术适应证，常规手术治疗的步骤为术前正畸-手术治疗-术后正畸。临床上正畸医师主要依靠传统的X线头影测量分析完成其诊断、治疗设计和疗效预测。传统的X线头影测量分析手段比较单一、精确度不高，其二维方法不能完全满足复杂畸形诊治的需要。随着正颌外科的发展及患者对畸形矫治效果要求的提高，研究和建立颅颌面三维测量分析方法已成为临床上有实际需求和理论上亟待解决的课题[1]。
　　三维重建的方法主要包括光学摄影、激光扫描和CT扫描。其中激光扫描和光学摄影仅局限于面部软组织表面的测量。当临床医师需要同时观察软硬组织三维影像时，只能借助于CT方法。三维CT数据可减少传统二维图像的放大和失真，并能解决三维表面扫描系统的局限性，目前已应用于3D结构的分析测量[2]。本研究基于三维螺旋CT及其后处理工作站，对骨性安氏III类偏牙合患者正颌手术前后硬组织的三维改变及其三维头影测量分析方法进行初步探讨。
　　
　　1材料和方法
　　1.1 样本的选择：2008～2010年于哈尔滨医科大学附属口腔医院正畸科就诊的中国北方汉族女性，年龄18～30岁，无正畸治疗和外伤史，无全身性系统性疾病。本人知情同意。经专科诊断为骨性Ⅲ类错牙合伴面型不对称（ANB＜0°,Wits值＜-8mm,Pg-dev＞3mm），并接受正畸-正颌外科联合治疗的患者，正颌术式为上颌Lefort1型截骨+双侧下颌升支矢状劈开切骨术+颏部成形术。
　　1.2 数据采集：所有样本均分别在手术前1个月（T0）和手术后6个月（T1）进行CT扫描，扫描时正中颌位，唇静息位。使用飞利浦Brilliant iCT，扫描层厚0.2mm，像素512×512，视场222mm，120KV，80mAs。扫描范围：被扫描者仰卧位，扫描自下颌下至颅顶点。选用容积重建方法重建颅面骨三维影像，并可同时选择另外3个窗口观察轴面、冠状和矢状方向的二维影像。
　　1.3 标记点及参考平面
　　1.3.1 标记点的定义如图1。
　　1.3.2 参考平面的定义：①水平面：由双侧眶下缘最下点和双侧耳点构成，亦可称FH平面；②冠状面：经过双侧耳点的垂直于FH平面的平面；③矢状面：由经过鼻根点的同时垂直于FH平面和冠状面的平面；④牙合平面（OP）：由双侧上颌第一磨牙近中颊尖点及上中切牙接触点构成的平面。
　　1.4测量项目及其定义见表1。
　　1.5 统计学分析：使用SPSS17.0软件计算各测量项目数值的均数和标准差，1周后随机选择两个CT样本由同一研究者重新建模并测量。Wilcoxon符号秩和检验法显示两次测量无明显差异（P＞0.05），因此首次测量结果可应用于本研究中。本实验使用了Wilcoxon符号秩检验法和双变量相关分析等方法对手术前后所有的样本资料行统计学检验，以分析手术前后测量项目的变化。无效假设设为患者接受下颌后退手术后硬组织改变无差异。
　　
　　2结果
　　2.1 T0和T1阶段硬组织标记点和变量的比较：①前后向变化（见表2）：下颌的前后向变化显著，SNA角和ANB角增大，下颌体长及下颌发育长度（Go-Pg、Co-Gn）均变大（P＜0.01），SNB减小（P＜0.01），上颌长度（Ans-Pns）无明显变化（P＞0.05）；②垂直向变化（见表3）：整个面部的高度变化较为明显，全面高及全面高度角均明显变小（N-Me；N-S-Me；P＜0.01），而下面高及下颌高度角的变小尤为显著（Ans-Me、Ans-S-Me、P＜0.01），下颌平面角亦明显减小（MP/SN；P＜0.05），上面高和下颌升支高度无明显变化（P＞0.05）；③水平向变化（见表4）：上颌骨在宽度上无明显改变（Ore-Ore"、Zms-Zms"、Tz-Tz"、Mas-Mas"、P＞0.05），下颌内角宽度（Gc-Gc"）明显减小，下颌角宽度无明显改变（Go-Go"、P＞0.05），下颌宽度角（Go-N-Go"）明显减小(P＜0.05)；④对称性（见表5）：在上颌骨，术前双侧第一磨牙近中颊尖至同侧眶外侧点的距离存在显著差异（Ore-U6），同时牙合平面与水平面存在倾斜角度（Ore/OP），术后双侧Ore-U6的Q值小于1且牙合平面与水平面的倾斜角度明显减小。下颌骨的偏斜得到了很好的纠正（Pg-dev）。术前偏斜侧下颌升支高度值（Go-Co）明显小于对侧(Q值＞10)，这一情况在术后无变化。同时，下颌体长（Go-Pg）的不对称率增大，下颌对称角（Go-Go"-Me）的不对称率变小(P＜0.01)。
　　
　　3讨论
　　大量研究报道了有关骨性安氏III类错牙合患者接受正颌手术后软硬组织的变化。由于扫描层厚度较大和低分辨率，早期学者使用3DCT观察正颌术后患者软硬组织的改变时，不能够对图像进行足够精确的测量[3]。Park等尝试了使用3DCT分析正颌术后骨性III类患者的软硬组织改变，但由于测量误差较大，未能得出有效结论[4]。为更精确的评估正颌手术前后骨性III类患者的硬组织改变，本研究样本的选取由同一位正颌外科医师施行正颌手术的骨性III类偏颌患者病例。同时同时由于临床病例收集较困难，亦为消除性别差异，进一步将样本的选择限制为成年女性。因此，目前本研究的目的是为了观察骨性安氏III类伴面型不对称成人女性患者接受下颌后退手术后硬组织的三维改变。无效假设设为患者接受下颌后退手术后硬组织改变无差异。
　　人的颜面部存在着一定范围的不对称，称为生理性不对称或相对对称，超过这个范围即可认为是不对称。本研究采用日本学者加藤提出的非对称率（Q）来计算可能存在双侧差异的测量项目，其计算公式为：Q=（G-K）/G*100%，G为较大值，K为较小值[5]。目前对于生理性不对称的范围尚无统一的意见，因此本研究仅对手术前后非对称率的变化进行评价。
　　Yu-Jin Jung等认为骨性安氏III类偏牙合患者的面型不对称主要是由于下颌支的过度生长和近中倾斜以及双侧上颌垂直高度不一致[6]。本实验中，偏斜侧上颌后牙垂直高度和下颌升支高度值明显小于对侧，与Yu-Jin Jung等学者的观点一致。术后双侧上颌后牙垂直高度的差异得到纠正，提示上颌骨发生了以矢状线为轴的转动，以调整牙合平面的偏斜。由于正颌手术术式的局限性，双侧下颌升支高度的差异在术后没有改变。术前双侧下颌体长度无明显差异，而术后偏斜侧的下颌体长度明显大于对侧（见表5），这说明手术使下颌体长度对双侧下颌升支高度的不对称进行了代偿。此外，颏成形术很大程度上纠正了颏部的骨性偏斜（Pg-dev），有利于软组织外形的改善。
　　关于蝶鞍点S的定位，本研究利用CT后处理软件同时在水平向、前后向和垂直向平面上识别和标记S点，并在三维模型上显示出来。这种方法借助于三维工作软件的技术优势，比传统X线头影测量中对S点的定位更加准确（如图1）。Oded Yitschaky等在对10例干燥颅骨分别进行三维CT测量和传统X线头影测量对比分析后认为，S点的定位在三维CT测量中更为精确[7]。
　　术后患者前后向的变化最为显著（SNA、SNB、ANB），这也是患者接受正颌手术最主要的目标。同时，由于颏成形术的施行，下颌在前后向的长度并未变小，反而有所增加（Go-Pg、Co-Gn），这有利于侧貌形态的改善。
　　本实验中，上颌Lefort1型截骨术并未使上颌骨的高度产生明显变化（N-Ans），而双侧下颌升支矢状劈开切骨术使下颌骨后移的同时逆时针旋转，面下1/3的高度减小（Ans-Me、MP/SN）。此外，下颌手术没有改变下颌升支的高度（Co-Go）。在水平向，下颌角宽度无明显变化而下颌宽度角（Go-N-Go"）变小，唯一可能的原因就是下颌骨的逆时针旋转。
　　三维重建模型能够在各个方向上进行线距、角度、面积和体积等测量，其精度完全满足临床诊断和治疗的需要[8]。与传统二维头影测量分析相比，三维头影测量分析不仅增加了水平方向的测量，还能真实反映出双侧颅颌面骨在前后向以及垂直向上的差异，如下颌升支高度、下颌体长度。此外，三维模型使患者和医师都能够更加直观的理解畸形的表现以及术后的变化，提高了三维头影测量分析的实用性和临床应用价值。
　　在实现颌面部软硬组织的三维重建和精确测量之后，建立三维头影测量项目及定量的分析诊断标准将成为下一步研究的重点。三维测量过程中，部分标记点如：蝶鞍点S、鼻根点N、眶外侧点Ore、前鼻棘点Ans、髁突点Co、颏前点Pg、颏下点Me等容易识别且误差较小。部分测量项目如：下颌平面角、下颌宽度角、上下颌偏斜度（Ans-dev；Pg-dev）、非对称率（Q）等则很好的反映出了颅颌面骨的特征及其变化。然而，三维头影测量的最终目标是量化的诊断结果、矫治计划和疗效评价，并与软组织的测量结合起来，需要进一步的工作来完成。
　　
　　4结论
　　4.1骨性三类偏牙合患者手术前后，硬组织在三维分析中的各个方面均有明显改变。
　　4.2与传统的二维头影测量分析相比，三维头影测量分析可以更加全面的反映出颅颌面部的特征，具有较大的临床意义。
　　
　　[参考文献]
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　　[7]Oded Yitschaky,Meir Redlich.Comparison of common hard tissue cephalometric measurements between computed tomography 3D reconstruction and conventional 2D cephalometric images[J].Angle Orthodontist,2011,81:13-18.
　　[8]JP Moss.The use of three-dimensional imaging in orthodontics [J]. Eur J Orthod, 2006,28(5):416-425.
　　
　　[收稿日期]2011-04-07[修回日期]2011-05-04
　　编辑/何志斌