青少年期不同垂直骨面型个别正常下颌骨形态及牙列特征研究

Abstract

目的

探究不同垂直骨面型的青少年个别正常下颌骨形态及牙列特征，了解其正常范围及变化规律，为青少年期正畸患者的矫治提供一定参考。

方法

选取42例个别正常的青少年（12~18岁）为研究对象，根据下颌平面角（FH/MP）分为低角组（7例），均角组（23例），高角组（12例）。通过Invivo 5软件分别测量其平面角、L6牙长轴交角、∠L1/MP、∠L6/MP、Balkwill角、Bonwill三角高与底之比，以了解其颅颌面特征。

结果

低角组的平面和L6牙长轴交角小于均角组和高角组；均角组的∠L1/MP大于高角组；高角组的∠L6/MP小于低角组和均角组，差异均具有统计学意义（P<0.05）；其余测量项目，差异无统计学意义（P>0.05）。

结论

青少年不同垂直骨面型个别正常下颌骨形态及牙列特征间存在差异。低角组平面相对于均角组和高角组更加平行于眶耳平面；低角组下颌第一磨牙在颊舌方向上相对于另外两组直立，而在近远中向上，其牙长轴相对于下颌体近中倾斜更加明显。此测量结果与成年人群个别正常之间存在差异，提示随着年龄增长与颅颌部发育变化，与之相适应的功能也将发生改变。

正畸治疗的目标除了牙齿的排齐与美观，更重要的是功能的恢复与咬合关系的稳定。不同垂直骨面型的颅颌面拥有不同的三维框架，且下颌骨的形态存在很大的差异，如从低角到高角，下颌升支逐渐变短，下颌角逐渐增大等[1]，这些差异将通过牙与颌骨的相互适应从而体现到颌骨形态和牙列特征中去。个别正常是在生长发育过程中天然形成的与颅面相适应的功能，具有代表性，可作为功能恢复的参考标准。目前国内外学者探索不同垂直骨面型个别正常的研究主要以成年人为研究对象[1]–[4]，而青少年是我国正畸治疗主要目标人群，了解其下颌骨形态及牙列特征的差异对临床工作有重要意义。本研究通过锥形束CT（cone beam computed tomography，CBCT）进行三维数字化头颅模型重建[5]，并结合专业软件对能够反映牙颅面结构特征的平面角[6]、L6牙长轴交角、∠L1/MP、∠L6/MP[7]–[9]、Balkwill角、Bonwill三角[10]高与底之比的6项数据进行测量分析及讨论，为青少年人群的临床治疗方案及保持治疗的稳定性提供一定的参考。

1. 材料和方法

1.1. 研究对象的收集

选择2014—2017年就诊于中南大学湘雅医院口腔医学中心的42名汉族青少年为研究对象，年龄12~18岁，平均年龄（15.36±1.76）岁。纳入标准：1）符合个别正常标准；2）颜面部软组织左右大致对称，正面及侧面观无明显畸形；3）无正畸治疗史；4）无颞下颌关节紊乱病史；5）无全身系统性疾病和家族遗传病史；6）所拍摄CBCT图像成像清晰、完整。将研究对象根据下颌平面角（FH/MP）分为3组：高角组12例（FH/MP≥32°），均角组23例（22°<FH/MP<32°），低角组7例（FH/MP≤22°），组间无性别差异。

1.2. 测量内容及方法

1.2.1. 平面角

平面角是第一恒磨牙的咬合中点和上、下切牙点的中点的连线与解剖耳点和眶缘最下点的连线（FH）相交的下外角。采用Invivo 5软件Super Ceph视图的重建头颅侧位片测量标志点、线、角，测量前对齐前颅底及颌面部，不能完全重合者，取双侧标志点连线的中点。

1.2.2. L6牙长轴交角

L6牙长轴交角是双侧下颌第一恒磨牙冠中心和根中心点的牙长轴延长线在垂直于FH的冠状方向上的交角。在Section视图中重现水平、矢状和冠状向的截图，调整水平向位置与FH平行，调整矢状向使头颅位置居于正中，冠状向选择平分左右侧L6近远中的截面，选择平分磨牙牙冠切龈向和颊舌向的平分线交点为冠中心点，并依此方法选择根中心点，连接冠中心点与根中心点为L6的牙长轴，延长两线交于上方，取交点处下内角（图1）。

图 1. L6牙长轴交角的测量示意图.

Fig 1 Measurement schematic diagram of axis corner of L6

1.2.3. ∠L1/MP

∠L1/MP是下中切牙牙长轴线与下颌平面（MP）的上内交角（图2）。在Super Ceph视图中，下中切牙牙长轴线的测量与1.2.2类似，颏下点与下颌角下缘相切的线定为MP。

图 2. ∠L1/MP和∠L6/MP的测量示意图.

Fig 2 Measurement sketches of L1/MP and L6/MP

∠1：∠L1/MP；∠2：∠L6/MP。

1.2.4. ∠L6/MP

∠L6/MP是下颌第一恒磨牙牙长轴线与MP的上内交角（图2）。

1.2.5. Balkwill角

Volume Render视图中定位髁突硬组织影像在各个方向上的平分点即髁突中心点（condylar center，CC）与下颌中切牙切点LI的连线与平面（OP）的内上交角为Balkwill角。

1.2.6. Bonwill三角高与底之比

双侧CC点与LI点连线构成的三角形为Bonwill三角。在Volume Render视图侧方重合左右颅面部，对齐双侧髁突，连接CC点与LI做一连线，删除连线上方容积，改变视图方向，从上方再次定位CC点，得到Bonwill三角及三边长度（图3），以双侧CC点连线为底边。通过海伦公式和面积公式求得此三角形的底与高，得其比值。

图 3. Bonwill三角形的测量示意图.

Fig 3 Measurement sketches of Bonwill triangle

由同一名实验者测量上述项目2次，并取均值，每次测量间隔2周。若2次角度测量结果相差超过1°或线距测量结果相差超过0.5 mm，需进行第3次定点、描绘等测量程序，并取其中2次最相近测量结果的均值。

1.3. 统计学分析

采用SPSS 21.0软件进行统计学分析，选择符合样本含量要求的两两之间独立样本t检验（要求每组样本量n≤42），同时采用Levene检验比较两两之间方差齐性，若方差不齐则行t′检验。检验水准为双侧α=0.05，设定双侧检验P<0.05时差异具有统计学意义。

2. 结果

2.1. 平面角测量结果的比较

随垂直骨面型由低角向高角的变化，青少年平面角测量均值逐渐增大。经统计学检验，低角组与均角组和高角组的差异均具有统计学意义（P<0.05），均角组与高角组间差异无统计学意义（P>0.05）（表1）。

表 1. 各项指标的测量结果.

Tab 1 Measurement results of each item

组别	例数	平面角/°	L6牙长轴交角/°	∠L1/MP/°	∠L6/MP/°	Balkwill角/°	Bonwill三角高与底之比
低角	7	8.71±1.98	24.29±6.68	93.43±4.54	85.86±6.57	19.00±2.31	0.788±0.033
均角	23	11.00±1.98	31.83±7.79	93.43±4.87	82.04±3.88	18.74±2.72	0.825±0.466
高角	12	12.58±3.61	36.33±8.80	90.42±3.97	79.25±3.62	18.42±3.18	0.824±0.052

2.2. L6牙长轴交角测量结果的比较

随垂直骨面型由低角向高角的变化，L6牙长轴交角测量均值逐渐增大。经统计学检验，低角组与均角组和高角组的差异均有统计学意义（P<0.05），均角组与高角组间差异无统计学意义（P>0.05）（表1）。

2.3. ∠L1/MP测量结果的比较

随垂直骨面型由低角向高角的变化，∠L1/MP测量均值逐渐减小。经统计学检验，低角组与均角组和高角组之间差异均无统计学意义（P>0.05），而均角组与高角组的差异有统计学意义（P<0.05）（表1）。

2.4. ∠L6/MP测量结果的比较

随垂直骨面型由低角向高角的变化，∠L6/MP测量均值逐渐减小。经统计学检验，低角组与均角组之间差异无统计学意义（P>0.05），而均角组与高角组、低角组与高角组的差异均有统计学意义（P<0.05）（表1）。

2.5. Balkwill角测量结果的比较

随垂直骨面型由低角向高角的变化，Balkwill角测量均值逐渐减小。经统计学检验，低角组与均角组、均角组与高角组、低角组与高角组的差异均无统计学意义（P>0.05）（表1）。

2.6. Bonwill三角高与底之比测量结果的比较

随垂直骨面型由低角向高角的变化，Bonwill三角高与底之比测量均值逐渐增大。经统计学检验，低角组与均角组、均角组与高角组、低角组与高角组的差异均无统计学意义（P>0.05）（表1）。

综上，低角组的平面和L6牙长轴交角小于均角组和高角组，均角组的∠L1/MP大于高角组，高角组的∠L6/MP小于低角组和均角组（P<0.05）；其余测量值，差异无统计学意义（P>0.05）。

3. 讨论

众多学者认为垂直骨面型是影响牙槽骨形态、下颌骨特征及牙列特征的重要因素[1],[4]。de Oliveira等[11]研究认为，不同实验者在三维CT图像上所定标志点误差较小，准确性及可重复性可接受，不同研究的测量结果间也可进行比较。随着青少年人群错畸形率日渐提高[12]，对此群体的正畸治疗仍是正畸医师所面临的挑战。

本研究选择了6个项目进行测量。1）平面。平面平分上下颌，其变化影响牙列结构的调整，对达到最佳稳定性及咬合关系的维持有重大意义。青少年组平面角由低角到高角逐渐增大，与成人组的数据变化趋势一致[2]。但青少年低角组和均角组均值相对于成人组偏大，可能是随着年龄的增长，下颌骨的生长发育变化使后面高增长较大，且低角组咀嚼肌力强，磨牙伸长的阻力相应也大，抵消磨牙萌出对平面的影响，故平面角减小。高角病例并没有因磨牙伸长而使平面角进一步加大，这提示下颌升支具有代偿性生长的潜力，由于前牙的代偿性升高，虽然升支生长，下颌骨也未发生明显的顺时针旋转，而是基本保持了平面的倾斜度。2）L6牙长轴交角。Masumoto等[13]研究了下颌骨形态结构与面型及牙倾斜度间的关系，咀嚼功能和面部类型的形态学特征与第一磨牙的颊舌倾角有关，所以L6牙长轴交角的变化趋势也是对面型和下颌骨形态结构的反映。青少年组L6牙长轴交角由低角向高角逐渐增大，与成人组中差异无统计学意义的结果不同，青少年的组间差异明显。青少年低角组和均角组的数值较成人偏小，显示在冠状截面低角组下颌第一磨牙比其他两组更加直立，这与口内生理情况基本一致，可能是青少年的牙列处在发育建期，第一磨牙在牙列中承受的力最大，所以其相对直立的位置更有利于力的传导分散，增加咀嚼效率，保护牙周组织健康，低角组肌肉咀嚼力量更加强大，所以需要磨牙更直立代偿。Moss的功能基质理论提出：功能在一定程度上会使骨骼改建成特定的形式，袁东辉等[14]也进一步阐述了此观点。3）∠L1/MP。切牙倾斜度随面型变化，为颅颌面各结构间代偿的表现之一。虽然青少年组的测量结果中只有均角组与高角组差异具有统计学意义，但表现出由低角到高角逐渐减小的变化趋势，这与其他学者[2]对成年人的测量结果类似。其中均角组与高角组差异明显，低角组及均角组下切牙随年龄增大而唇倾，这却与其他学者[3]观点不同。特别是高角组随年龄增大下切牙倾斜度并不是基本稳定，而是逐渐增大，且差异明显，这与李哲仪等[4]对成人的研究结果大相径庭，可能是因为其研究对象并未将青少年人群纳入。这种不稳定的变化也可能是由于颅颌面各结构间普遍存在一定代偿关系，当牙齿、牙槽骨在上下颌骨矢状向和垂直向关系不调时具有不同的代偿机制，随年龄增大，青少年高角组的下颌升支生长明显，下前牙出现代偿性唇倾。下切牙在高角型组中较直立，而低角型组中相对唇倾，这与其他学者[3]–[4]关于正常的研究结果类似。提示正畸医师在矫治过程中应根据不同的生长型及年龄组来控制下前牙的转矩，才能获得最佳矫治效果。4）∠L6/MP。牙齿具有正常的近远中倾斜度对正常关系的建立、承载力及维持整个牙弓的稳定性有重要的生理意义。青少年中∠L6/MP由低角向高角的变化逐渐减小，与成人测量结果一致[2]，均角组与高角组、低角组与高角组间差异有统计学意义，表明当下颌平面越倾斜，磨牙相对于下颌平面会向远中倾斜，以此来实现不同垂直骨面型人群下颌第一磨牙能相对于水平面保持垂直。虽然青少年与成人[7]的均角均值较一致，但青少年的标准差较大，可能与青少年个体发育差异相关。5）Balkwill角。Balkwill角可反映上下颌间的相对位置关系。在青少年与成人不同垂直骨面型的研究中结果基本一致，其均值从低角组到高角组减小，差异无统计学意义。本研究所得数据与国外文献中所得测量结果差别较大，说明此测量值在不同人种之间可能存在一定差异。笔者认为，此测量项目在青少年和成年人之间，及不同垂直骨面型之间都难以体现差异，因此该值不适宜用作判断标准。6）Bonwill三角高与底之比。Bonwill三角体现下颌骨的左右侧是否对称。两侧对称不仅有利于美观、表情、语言及咀嚼等口腔功能的发挥，而且使两侧肌肉和关节受力相等从而有利于整个口颌系统的稳定和健康。Bonwill三角最早被认为是等边三角形，随着三维测量的出现和研究的深入，中国成人Bonwill三角基本属于以双侧髁突中心连线为底边的等腰三角形[10]。本研究证实等腰三角形观点，并发现青少年人群的Bonwill三角小于成年人均值，说明青少年人群下颌骨在宽度方向上具有一定的发育潜力。

本文研究了青少年时期不同垂直骨面型个别正常下颌骨形态及牙列特征，但由于青少年生长发育的变化和个体差异的不同对研究数据也会产生影响，不可忽视其生长带来的影响，因此在将来可以增大样本完善研究。本研究通过具有代表性的6项指标来反映下颌骨结构及牙列结构特征，以了解青少年不同垂直骨面型个别正常下颌骨形态及牙列特征的变化趋势。并通过与成人组测量结果的比较，了解其中的异同，为青少年正畸矫治目标的确定、新型矫治器的开发提供一定参考。