潘思思,王昕,戴微微,王劍鋒,陳文靜,胡榮黨
(1.溫州醫(yī)科大學附屬口腔醫(yī)院 正畸科,浙江 溫州 325027;2.玉溪中醫(yī)醫(yī)院 口腔科,云南 玉溪 653100;3.南京醫(yī)科大學附屬口腔醫(yī)院 正畸科,江蘇 南京 210029)
替牙期兒童下頜骨發(fā)育的三維特征
潘思思1,王昕2,戴微微1,王劍鋒1,陳文靜3,胡榮黨1
(1.溫州醫(yī)科大學附屬口腔醫(yī)院 正畸科,浙江 溫州 325027;2.玉溪中醫(yī)醫(yī)院 口腔科,云南 玉溪 653100;3.南京醫(yī)科大學附屬口腔醫(yī)院 正畸科,江蘇 南京 210029)
目的:采用錐形束CT(CBCT)研究替牙期兒童的下頜骨發(fā)育情況,探討該時期下頜骨整體發(fā)育的趨勢。方法:對140例6~12周歲替牙期兒童拍攝CBCT圖像,使用Dolphin Imaging 11.0軟件進行下頜骨三維重建,測量分析包括下頜骨長度、下頜骨寬度等15項線距和6項角度。結果:6~8周歲替牙早期組60例與9~12周歲替牙晚期組80例進行橫向比較,發(fā)現(xiàn)替牙晚期組數(shù)值較替牙早期組增加,其中左側下頜骨長度(CoL-Gn)[(7.29±0.7)mm]、右側下頜骨長度(CoR-Gn)[(8.00±0.9)mm]、髁突間距(CoL-CoR)[(3.29±0.8)mm]、喙突間距(CorL-CorR)[(4.76±0.7)mm]、乙狀切跡間距(SgL-SgR)[(5.11±0.6)mm]、下頜角間距(GoL-GoR)[(4.83±0.7)mm]、頦孔間距(Mf0L-Mf0R)[(1.65±0.4)mm]、頦孔近頰點間距(Mf1L-Mf1R)[(1.16± 0.4)mm]、頦孔遠頰點間距(Mf2L-Mf2R)[(2.39±0.4)mm]、頦孔遠舌點間距(Mf2’L-Mf2’R)[(1.42±0.6)mm]、左側下頜體長度(GoL-Gn)[(5.80±0.8)mm]、右側下頜體長度(GoR-Gn)[(6.95±0.7)mm]、左側下頜支高度(CoL-GoL)[(4.40±0.5)mm]、右側下頜支高度(CoR-GoR)[(4.33±0.6)mm]、左側下頜角(CoL-GoL-Gn)[(3.75±0.4)°]、右側下頜角(CoR-GoR-Gn)[(5.18±0.3)°]、髁突開張度(CoL-Gn-CoR)[(0.62±0.28)°]、喙突開張度(CorL-Gn-CorR)[(0.68±0.3)°]、乙狀切跡開張度(SgL-Gn-SgR)[(0.59±0.27)°],差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。頦孔近舌點間距(Mf1’L-Mf1’R)幾乎不變,下頜角開張度增加(0.32±0.4)°,差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。結論:替牙晚期下頜骨各部分長寬高均有所增加(除頦孔近舌點間寬度),不同部位骨組織的增加量不同,下頜骨水平向寬度變化由前至后呈增大趨勢,頦孔近中部位下頜骨寬度的增加主要由下頜骨外側面增生新骨引起,下頜骨整體發(fā)育趨勢為向下向前向外增大。
錐形束計算機體層攝影術;三維測量;下頜骨;發(fā)育
1.1 一般資料 選取自2010年9月至2012年9月來溫州醫(yī)科大學附屬口腔醫(yī)院參加免費健康檢查咨詢活動的正常替牙期兒童共140例,其中6~8周歲替牙早期組60例(男32例,女28例),平均(6.9±0.8)歲;9~12周歲替牙晚期組80例(男40例,女40例),平均(10.6±1.1)歲。篩選標準:身體健康、上下牙弓協(xié)調(diào)、無下頜前突或后縮、覆覆蓋基本正常、無不良習慣、至少有1顆恒牙萌出。本項研究經(jīng)溫州醫(yī)科大學附屬口腔醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會批準(WYKQ201203),所有研究對象及其家屬對此研究均知情同意。
1.2 CBCT掃描和處理 使用NewTom VG型錐形束CT機(NewTom Italy)拍攝圖像,拍攝時研究對象取正坐位,眶耳平面與地面平行,自然咬合唇閉攏,平穩(wěn)呼吸無吞咽。CBCT圖像用NNT軟件輸出DICOM文件,DICOM文件使用Dolphin Imaging 11.0(Dolphin USA)軟件讀取圖像,進行CT影像三維重建。
1.3 建立三維坐標系統(tǒng) 在三維重建圖像上進行定點和測量操作
1.3.1 原點:鼻根點。
1.3.2 基準平面:眶耳平面(frankfort horizontal plane,F(xiàn)H平面),在三維重建圖像上定點左側耳點PoL、右側耳點PoR及左側眶點OrL所構成的平面[8-10]。
1.3.3 三維參考平面:見圖1。①水平面(horizontal plane,HP):過鼻根點N且平行于基準平面(FH平面)的平面;②矢狀面(sagittal plane,SP):通過蝶鞍中心點S及鼻根點N并垂直于HP的平面;③冠狀面(coronal plane,CP):通過鼻根點N并垂直于HP和SP的平面。
3個參考平面互相垂直,形成了以N點為原點的三維坐標系,測量每個標志點到3個平面的距離,得到該點的三維坐標。利用Dolphin軟件將CBCT獲取的DICOM數(shù)據(jù)重建為三維頭顱圖像,在Dolphin軟件的定點測量窗口中對標志點進行定點[8],軟件生成的三維坐標數(shù)據(jù)自動轉化為Excel表格形式輸出。
圖1 三維參考平面
1.4 定點前可重復性檢驗[8-9]由一名經(jīng)過定點訓練的醫(yī)師分2個階段對隨機抽取的顱面三維圖像進行定點。定點方法使用多平面重建(multi-planer reconstruction,MPR)定點法[11-12],見圖2。各標志點具體見表1、圖3-6。用鼠標定位19個標志點并獲取各點的三維坐標值(X、Y、Z)。設定到矢狀面的距離為X,到水平面的距離為Y,到冠狀面的距離為Z。X、Y、Z坐標均為絕對值。第一階段于3 d內(nèi)相繼進行3次定點,相隔1周后進入第二階段,再次于3 d內(nèi)相繼進行3次定點。
圖2 標志點Gn的MPR定點方法(圖左從上到下分別為矢狀向、冠狀向、水平向)
1.5 CBCT三維測量 由同一名醫(yī)師在連續(xù)時間內(nèi)完成測量,共測量3次,取平均值。測量項目見表2,包括15個線距和6個角度。
1.6 統(tǒng)計學處理方法 采用統(tǒng)計軟件SPSS 17.0進行統(tǒng)計學分析。計量資料以±s表示,對每個標志點在兩個階段所得的三維坐標數(shù)據(jù)進行配對t檢驗分析,替牙早期6~8周歲年齡組和替牙晚期9~12周歲年齡組兒童下頜骨發(fā)育的差異比較采用成組t檢驗。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
表1 下頜骨標志點及定義
本研究數(shù)據(jù)呈正態(tài)分布,方差齊性。同一名醫(yī)師在連續(xù)時間內(nèi)完成的3次測量結果間差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。同一觀測者對于同一三維重建的正常下頜骨圖像前后兩階段定位標志點所得的測量值,差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),所有標志點的可重復性均很好,具體見表3。下頜骨各線距和角度(除Mf1’L-Mf1’R和GoL-Gn-GoR)在替牙早期和替牙晚期間差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05),其測量值在替牙晚期均增加,具體見表4。
圖3 下頜骨三維解剖標志點正面觀
圖4 下頜骨三維解剖標志點斜面觀
圖5 左右頦孔近(遠)中外側面距離
圖6 左右頦孔近(遠)中內(nèi)側面距離
3.1 CBCT三維定點在下頜骨發(fā)育研究中的優(yōu)勢 X線頭影測量方法[1-4,13]是目前研究下頜骨生長發(fā)育最主要的方法之一,但下頜骨是三維立體結構,X線頭影片是二維圖像,因此X線頭影測量方法是對立體結構重疊為一個平面的圖像進行定點測量。二維測量的結果僅代表該重疊平面的數(shù)據(jù),具有較大的局限性,且容易因失真、局部放大或縮小等問題造成測量誤差,不能準確地反映下頜骨三維方向發(fā)育的真實狀況。最新研究下頜骨硬組織三維特征的方法為CT掃描[13],用CT影像描述、分析三維結構有二種方法:①通過立體體積的測量;②三維立體結構的多個截面的多個線距和角度的測量分析,通過數(shù)據(jù)體現(xiàn)下頜骨整體的三維結構變化[14]。針對頜面部的CBCT的出現(xiàn)克服了傳統(tǒng)CT的不足,體積小,掃描射線范圍僅局限在頭部,圖像精度高,輻射劑量小[15],其有效放射劑量僅為傳統(tǒng)CT劑量的1/56~1/5或曲面體層片劑量的2~7倍,與已證實的放射損害效應劑量差別較大,對兒童來說,CBCT檢查所產(chǎn)生的放射損害效應較小,具有良好的生物安全性[16]。CBCT能從三維空間上進行定點,其準確性和可靠性已被多名學者證實[11,17-18]。
表2 下頜骨測量項目
表3 19個標志點在兩個階段的三維坐標的P值
3.2 下頜骨在三維空間發(fā)育的趨勢特征 下頜骨的生長方向、生長持續(xù)時間等特點直接影響錯畸形的治療及預后,對正畸醫(yī)師來說至關重要,如Twin Block等功能矯治器的應用與下頜骨生長發(fā)育密切相關[19]。
一直以來,下頜骨整體如何生長移動是顱頜面生長發(fā)育研究中存在爭議的問題[20-21],若以顱底平面為基準,頦部進行向下向前的移動;而活體染色的實驗資料顯示,下頜前部發(fā)生的變化很小,生長區(qū)域主要集中在下頜升支的后方,髁突和喙突,使下頜向后移動[20]。大部分學者認同下頜骨的移動趨勢是向下向前,同時對應此移位,下頜骨有向上向后的生長以維持和顱部的接觸關系[20-21]。但是,下頜骨的生長不是簡單地、對稱地增大,而是通過骨沉積和骨吸收的方式生長改建[21],不同部位的下頜骨骨組織生長改建量也各不相同。Haluk等[2]利用種植體通過頭影測量研究6歲到23歲下頜骨寬度的變化,發(fā)現(xiàn)6歲到18歲間下頜骨寬度平均總增長1.6 mm。Liu等[4]對48例兒童分別于出生后(0.4歲)、1至5歲期間、成人早期(16歲)拍攝頭影側位片,研究下頜骨生長、重建及成熟程度,發(fā)現(xiàn)下頜骨長度變化最大,其次是下頜支高度和下頜體長度。
表4 60例替牙早期組與80例替牙晚期組下頜骨測量值比較(±s)
表4 60例替牙早期組與80例替牙晚期組下頜骨測量值比較(±s)
測量項目替牙早期替牙晚期差值tP CoL-Gn101.20±4108.49±5-7.29±0.7-9.8250.000 CoR-Gn101.01±5109.01±6-8.00±0.9-8.9840.000 CoL-CoR 95.41±6 98.70±4-3.29±0.8-4.0560.000 CorL-CorR 86.10±4 90.86±5-4.76±0.7-6.7310.000 GoL-GoR 81.21±4 86.03±4-4.83±0.7-6.6910.000 SgL-SgR 87.74±3 92.85±3-5.11±0.6-9.1870.000 Mf0L-Mf0R 45.22±2.4 46.88±2.4-1.65±0.4-4.0150.000 Mf1L-Mf1R 40.31±2.1 41.47±2.2-1.16±0.4-3.2100.002 Mf1’L-Mf1’R 25.51±3 25.50±3-0.00±0.50.0040.997 Mf2L-Mf2R 50.85±2.6 53.23±2.5-2.39±0.4-5.4600.000 Mf2’L-Mf2’R 34.51±4 35.93±3-1.42±0.6-2.5270.013 GoL-Gn 70.41±4 76.21±5-5.80±0.8-7.5470.000 GoR-Gn 70.31±3 77.26±5-6.95±0.7-9.7770.000 CoL-GoL 48.97±2.4 53.36±3.0-4.40±0.5-9.3260.000 CoR-GoR 48.67±3 53.00±4-4.33±0.6-7.2600.000 CoL-GoL-Gn 118.65±2.1 122.40±2.0-3.75±0.4-10.7940.000 CoR-GoR-Gn 118.43±1.8 123.61±1.8-5.18±0.3-16.6500.000 CoL-Gn-CoR 54.54±1.7 55.16±1.6 -0.62±0.28-2.1810.031 CorL-Gn-CorR 60.36±1.9 61.04±1.8-0.68±0.3-2.1620.032 SgL-Gn-SgR 62.15±1.6 62.74±1.5 -0.59±0.27-2.2110.029 GoL-Gn-GoR 68.88±2.1 69.21±2.5-0.32±0.4-0.8200.414
有關替牙期兒童下頜骨發(fā)育的三維測量研究,國內(nèi)外相關的報道較少。Krarup等[5]用三維CT研究了10例患有Apert綜合征的兒童的下頜骨神經(jīng)管及牙齒的發(fā)育,但該研究數(shù)據(jù)是從遺傳病患者身上獲取。楊雙艷等[6]利用CBCT對不同年齡組下頜偏斜患者髁突進行三維形態(tài)研究,發(fā)現(xiàn)從替牙期到成人,下頜偏斜有從功能性下頜移位向骨骼異常發(fā)展的趨勢,偏斜對側髁突高度、下頜升支高度、髁突內(nèi)外徑較偏斜側增大,髁突后斜面長度、后斜面傾斜角較偏斜側減小。高偉民等[7]基于北京地區(qū)4歲、7歲、10歲及13歲4個年齡組共126例正常兒童的錐形束CT掃描數(shù)據(jù)研究了青少年顱面部的三維生長發(fā)育,結果顯示,從4歲到13歲左右下頜骨長度各增加(22.89±1.40)mm和(22.82±1.38)mm,下頜骨寬度增加(18.59±1.40)mm。
為了探討替牙期兒童下頜骨的生長發(fā)育特點,本研究選擇變異性小、穩(wěn)定性高的鼻根點[8]為原點建立三維坐標系,來探討下頜骨三維空間上的整體生長趨勢。
本研究共測量15個線距和6個角度,包括左(右)下頜骨長度[4,10-11、22]、左(右)下頜體長度[4]、左(右)下頜支高度[4,11]、左(右)下頜角[4]、下頜角間距[23-24]等。除下頜角間距外,為了了解冠狀位下頜骨其他部位的生長情況,還測量了髁突間距、喙突間距等不同線距描述下頜骨不同部位的橫向生長量,同時,結合測量髁突開張度、喙突開張度等角度變化量共同推斷下頜骨的整體發(fā)育趨勢。結果發(fā)現(xiàn),CoL(R)-Gn、GoL(R)-Gn、CoL(R)-GoL(R)在替牙晚期均大于替牙早期,CoL(R)-Gn變化最大,其次是GoL(R)-Gn和CoL(R)-GoL(R),與Liu等[4]研究結果相似。下頜骨長度的顯著變化與其同時受下頜體和下頜支生長改變的影響有關。
冠狀位上,下頜骨各橫向線距(除Mf1’L-Mf1’R)均有不同程度的增加,面下部寬度(代表項目GoLGoR)在替牙期間表現(xiàn)持續(xù)的生長,與高偉民等[7]研究結果相似。下頜骨寬度的增加可能與下頜骨外側面增生新骨,內(nèi)側面吸收陳骨及髁突隨顳凹向側方生長有關[19]。本研究結果顯示,下頜骨水平向寬度變化由前至后呈增大趨勢,下頜升支的變化最為顯著,與Proffit等[20]的下頜主要的生長區(qū)域在下頜升支后方的觀點一致,同時由于下頜升支與顱中窩存在對應關系[21],因此下頜升支水平向增加也有可能是其對顱中窩水平向生長的跟隨結果。Mf1’LMf1’R幾乎不變,推斷替牙晚期頦孔近中主要的骨組織改建在下頜骨的頰側,該部位下頜骨寬度的增加主要由下頜骨外側面增生新骨引起。
角度方面,CoL-Gn-CoR、CorL-Gn-CorR及SgLGn-SgR變化量均大于GoL-Gn-GoR,這與本研究結果中下頜升支部位的橫向線距增加量大于下頜體部相符。GoL-Gn-GoR在替牙晚期僅稍有增加,而GoL-GoR變化顯著,可能是下頜骨寬度增加的同時伴隨下頜骨向前向下移位的綜合結果[19-21]。
綜上所述,替牙晚期下頜骨各部分長、寬、高線距及角度均增加(除Mf1’L-Mf1’R),可大致推斷出下頜骨整體發(fā)育趨勢為向下向前向外移位。下頜骨不同部位的骨組織生長改建量不同,下頜骨水平向寬度變化由前至后呈增大趨勢,頦孔近中部位下頜骨寬度的增加主要由下頜骨外側面增生新骨引起。
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(本文編輯:胡苗苗)
The three-dimensional characteristic of mandibular growth in children with mixed dentition
PAN Sisi1,WANG Xin2, DAI Weiwei1, WANG Jianfeng1, CHEN Wenjing3, HU Rongdang1.
1.Department of Orthodontic, Hospital of Stomatology, Wenzhou Medical University, Wenzhou, 325027; 2.Department of Stomatology, Yuxi Hospital of Traditional Chinese Medicine, Yuxi, 653100; 3.Department of Orthodontic, Hospital of Stomatology, Nanjing Medical University, Nanjing, 210029
Objective:To analyze the three-dimensional characteristics of mandibular growth of the children with mixed dentition by Cone Beam Computed Tomography and discuss the whole trend of mandibular growth.Methods:Cone Beam Computed Tomography scans were performed in 140 subjects from 6 to 12 years old with mixed dentition. CT images were constructed into 3D model using medical image processing software Dolphin Imaging 11.0. Fifteen linear and six angular measurements including mandibular length, mandibular width, etc, were positioned through MPR method and analyzed by SPSS 17.0.Results:Transverse comparison in 6~8 years old for early age group of 60 cases with 9~12 years old for late age group of 80 cases, the measured values were signifcantly increased in the late age group, including the left mandibular length [(7.29±0.7) mm], the right mandibular length [(8.00±0.9) mm], the condyle spacing [(3.29±0.8) mm], coronoid spacing [(4.76±0.7) mm], sigmoid notch spacing [(5.11±0.6) mm], mandibular angle spacing [(4.83±0.7) mm], mental foramen spacing [(1.65±0.4) mm], mental foramen mesial buccal point spacing [(1.16±0.4) mm], mental foramen distal buccal point spacing [(2.39±0.4) mm], mental foramen distal tongue point spacing [(1.42±0.6) mm], the left corpus length [(5.80±0.8) mm], the right corpus length [(6.95±0.7) mm], the left ramus height [(4.40±0.5) mm], theright ramus height [(4.33±0.6) mm], left mandibular angle [(3.75±0.4) o], right mandibular angle [(5.18±0.3) o], condylar strength [(0.62±0.28) o], coracoid strength [(0.68±0.3) o] and sigmoid notch strength [(0.59±0.27) o] signifcantly (P<0.05). The inner side of mental foramen mesial almost unchanged and mandibular angle strength increased [(0.32±0.4) o], both had no signifcant difference (P>0.05).Conclusion:Mandibular dimensions are increased in the late age group (except mental foramen mesial tongue point width), the increase in different parts of mandibular are different. The change of mandibular width from the former show a trend of increase, mandibular width of mental foramen area in nearly increase is mainly caused by bone hyperplasia in the outside of mandibular. The trend of mandibular growth is downward, forward and outward.
cone-beam computed tomography; three-dimensional measurement; mandibular; growth
R783.5
A
1000-2138(2014)10-0712-06
2014-02-08
浙江省新苗人才計劃項目(2012R413056);溫州市科技計劃項目(Y20140129)。
潘思思(1986-),女,浙江溫州人,住院醫(yī)師,碩士。
胡榮黨,教授,碩士生導師,Email:hurongdang@hotmail.com。