單側完全性唇裂患者行術前鼻牙槽塑形治療后牙槽突變化的三維測量分析

李鴻藝　鄺海　王曉萌　李冬爽

廣西醫科大學附屬口腔醫院口腔頜面外科，南寧 530021

單側完全性唇裂患者行術前鼻牙槽塑形治療后牙槽突變化的三維測量分析

李鴻藝鄺海王曉萌李冬爽

廣西醫科大學附屬口腔醫院口腔頜面外科，南寧 530021

目的應用三維測量分析法對單側完全性唇裂患者行術前鼻牙槽塑形（PNAM）治療后牙槽突的變化進行評價。方法選取2013年11月—2015年6月于廣西醫科大學附屬口腔醫院完成PNAM治療的單側完全性唇裂患者30例，分別于PNAM治療前后制取腭部口腔石膏模型，以錐形束CT（CBCT）采集DICOM數據，應用Mimics 15.0進行三維重建，并測量牙槽突裂隙寬度、牙槽突末端寬度、上唇系帶中線距離、牙槽突移動距離、牙槽突長度，采用SPSS 17.0軟件進行對比分析。結果PNAM治療前后，患者的牙槽突裂隙寬度、上唇系帶中線距離明顯縮小（P＜0.05），牙槽突末端寬度差異無統計學意義（P＞0.05），較大側牙槽突移動距離明顯大于較小側（P＜0.05），雙側牙槽突長度均有明顯增長（P＜0.05），較大側牙槽突增長量明顯大于較小側（P＜0.05）。結論印模+CBCT掃描法可以獲得準確的牙槽突三維數據，經過PNAM治療后，牙槽突形態得到顯著改善。

術前鼻牙槽塑形；單側完全性唇裂；三維測量；錐形束CT

完全性唇裂患者常表現為嚴重的鼻唇部軟組織及牙槽突畸形，尤其是單側完全性唇裂患者，以寬大的裂隙、鼻唇的極度不對稱性為其主要特征。盡管修復單側完全性唇裂的外科手術已相當成熟，但單純一期手術仍不能解決這種不對稱性，常常遺留鼻唇部畸形和皮膚瘢痕。為解決這個問題，很早就有學者［1］設計了術前減小唇部裂隙的方法，Grayson等［2-3］在前人的基礎上加以完善，設計了術前鼻牙槽塑形（presurgical nasoalveolar molding，PNAM）矯治器在關閉裂隙的同時糾正畸形的鼻翼軟骨。而今天，這種基于Grayson的技術在全世界范圍得到了廣泛應用，有效減輕了唇、鼻及牙槽突的畸形程度，利于獲得初期手術的美觀效果。

經過PNAM治療后，鼻唇部及牙槽突的形態發生了改變，從而降低了縫合的張力及不對稱性，使手術獲得便利。因此，許多研究［4-8］對上述結構的形態改變進行了測量分析。目前國內對于軟組織改變的研究已經十分完善［9-10］，但是牙槽突方面研究甚少［11］，且方法多是通過對牙槽突的印模進行直接測量分析或者在照片上進行二維的分析。前者不利于模型的保存，而后者有可能因為拍攝角度的不一致產生誤差。

在本研究中，筆者設計了一種通過對單側完全性唇裂患者牙槽突石膏模型進行錐形束CT（cone beam computed tomography，CBCT）掃描，重建數字化三維模型的方法。在數字化三維模型上進行對比測量分析，并獲得精確的、可重復性高的結果，從而對單側完全性唇裂患者經過PNAM治療后牙槽突變化的規律進行總結和探討。

1　材料和方法

1.1研究對象

選擇于2013年11月—2015年6月到廣西醫科大學附屬口腔醫院口腔頜面外科門診就診行PNAM治療的30例單側完全性唇裂患者為研究對象。患者平均初診年齡13.4 d，平均體重4.5 kg，平均復診次數4.7次，平均治療時間2.9月。

納入標準:1）單側完全性唇裂伴單側完全性牙槽突裂及腭裂；2）初次就診時周齡＜6周；3）堅持復診完成PNAM治療。由于少數完全性唇裂患者可伴有正常的牙槽突及腭部，行PNAM治療意義不明顯，尚需考慮如下排除標準:1）單側完全性唇裂不伴牙槽突裂及腭裂；2）初次就診時周齡＞6周；3）哭喊無力導致無法清醒狀態下取模者［9］；4）因各種原因未能完成PNAM治療。

1.2方法

1.2.1唇裂PNAM治療過程空腹0.5 h，清潔口腔后進行初次取模。家長和醫師取面對面坐姿，家長橫抱患者，將其全身軸向旋轉使其面對醫師并將患者的頭部側臥于醫師左膝部。選取合適型號的個性化托盤，調拌藻酸鹽印模材料放于托盤上，置入患者口腔取模，全程使用食指撐開下頜與托盤底部的間隙并保持患者哭喊狀態以確保呼吸道通暢。石膏模型制作好后以齒科樹脂制作不帶鼻撐的矯治器。將矯治器戴入患者口腔并使用專用膠布拉近裂隙兩側面頰部組織，壓迫前凸的前頜骨。1周后復診，裂隙明顯較前縮小，在矯治器上增加鼻撐，撐起塌陷的患側鼻翼。之后每2～3周復診調整矯治器鼻撐高度以及牙槽突處就位道形態直至符合唇裂手術標準入院。術前1～2 d取第二次印模，即視為完成PNAM治療。

1.2.2患者牙槽突三維模型的重建將同一患者的初次印模和第二次印模置于紙盒內，以CBCT掃描得到DICOM文件。將DICOM文件導入筆記本電腦（acer V5-471，core i5，ram 2 G，windows 7），以Mimics 15.0重建患者行PNAM治療前后的牙槽突三維模型，并在軟件中進行測量。

1.3測量指標

于三維模型上測量以下5組數據。1）牙槽突裂隙寬度（PNAM治療前后）:裂隙兩側牙槽突最突出部分的空間直線距離；2）牙槽突末端寬度（PNAM治療前后）:兩側牙槽突最末端凹陷處的空間直線距離；3）上唇系帶中線距離（PNAM治療前后）:以兩側牙槽突末端連線的中點處設一平面垂直于該連線即為正中矢狀面，上唇系帶與牙槽突的交界處至正中矢狀面的垂直空間距離；4）PNAM治療前后牙槽突移動距離（較大側、較小側）:將行PNAM治療前后的三維模型進行重疊，使其牙槽突末端盡可能重合，牙槽突處于同一平面，分別測量同側牙槽突裂隙端移動的空間直線距離；5）PNAM治療前后牙槽突長度（較大側、較小側）:在PNAM治療前后的三維模型上，分別測量較大側及較小側牙槽突面的曲線長度。

1.4數據分析

采用SPSS 17.0軟件對實驗數據進行統計分析，計算均值及標準差，對以上數據進行student paired T檢驗，對比各組數據在行PNAM治療前后的差異，以P＜0.05為差異有統計學意義。

2　結果

2.1臨床資料

30例單側完全性唇裂患者接受了完整的PNAM治療，并于廣西醫科大學附屬口腔醫院行單側唇裂手術。

2.2PNAM治療前后牙槽突三維模型的建立

應用Mimics 15.0軟件重建了患者行PNAM治療前后的牙槽突三維模型（圖1、2）。裂隙側、非裂隙側牙槽突和上唇系帶等解剖結構分明，牙槽突及腭部裂隙顯示清晰。

圖1　PNAM治療前牙槽突三維模型Fig　1　3D reconstruction model of alveolar before PNAM

圖2　PNAM治療后牙槽突三維模型Fig　2　3D reconstruction model of alveolar after PNAM

2.3三維測量結果

2.3.1牙槽突裂隙寬度與牙槽突末端寬度PNAM治療前后牙槽突裂隙寬度分別為（10.23±3.16）、（2.22± 1.22） mm，牙槽突末端寬度分別為（33.99±2.08）、（34.29±1.92） mm，結果顯示經過PNAM治療后，牙槽突裂隙寬度顯著減小（P=0.000），而牙槽突末端寬度無明顯變化（P=0.053）（圖3）。

圖3　牙槽突末端寬度的測量Fig　3　Measurement of the alveolar arch end width

2.3.2上唇系帶中線距離PNAM治療前后上唇系帶中線距離分別為（9.77±2.65）、（3.96±2.15） mm，結果顯示經過PNAM治療后，上唇系帶中線距離顯著減小（P=0.000），說明上唇系帶向中線發生了移動（圖4）。

2.3.3PNAM治療前后牙槽突移動距離PNAM治療前后較大側和較小側牙槽突移動距離分別為（6.57± 1.90）、（2.37±1.42） mm，結果顯示較大側牙槽突移動距離顯著大于較小側牙槽突移動距離（P=0.000）（圖5）。

2.3.4PNAM治療前后牙槽突長度及牙槽突長度增加量測量牙槽突的曲線長度（圖6），結果顯示在PNAM的治療過程中，兩側牙槽突均有發育，其中較大側牙槽突PNAM治療前后長度分別為（33.41± 1.92）、（37.73±2.80）mm（P=0.000），較小側牙槽突PNAM治療前后長度分別為（23.51±1.80）、（25.43±2.82） mm（P=0.000），較大側牙槽突長度增加量（4.32 mm±2.38 mm）顯著高于較小側（1.92 mm±2.13 mm）（P=0.000）。

圖4　上唇系帶中線距離的測量Fig　4　Measurement of upper lip frenulum-median plane distance

圖5　PNAM治療前后較大側和較小側牙槽突移動距離的測量Fig　5　Measurement of the alveolar shift distance of major segment and minor segment before and after PNAM

圖6　PNAM治療前后較大側和較小側牙槽突長度的測量Fig　6　Measurement of the alveolar length of major segment and minor segment before and after PNAM

3　討論

一般牙弓形態三維數據多通過針對印模進行激光掃描、結構光掃描或口內直接掃描的方式獲取，這些方式具有精度高、配套硬件及軟件齊全等優點。而上頜骨形態又可經由CT或CBCT掃描獲得，可以采集到高精度的深部軟硬組織三維結構數據［12-13］。

本研究嘗試使用印模+CBCT掃描的方式獲得單側唇腭裂患者的牙槽三維形態。采用這一方法組合基于如下考慮:1）盡管使用CT或者CBCT對患者進行掃描可以獲得準確的深部軟硬組織三維結構數據，但潛在的輻射傷害風險，同時檢查前必須使用鎮靜劑，這對新生兒來說具有相當的風險且價格昂貴。而在清醒狀態下取印模對患者來說風險較小且較為經濟，對石膏模型進行掃描避免了輻射及藥物的風險。2）相對于光學掃描，CBCT可以一次同時掃描多個石膏模型，CBCT重建的三維模型精度可以滿足口腔外科或種植需要的精度，且對于唇腭裂患者凹凸起伏的復雜口腔環境，光學掃描具備最高精度，但需專用設備，多次掃描配準融合才能獲得較完整的模型，且存在倒凹盲區，CBCT可作為良好的替代方案。3）基于CBCT重建的三維數字模型便于儲存，復制，以及進行復雜的切割、重疊等多種三維處理方式，可重復性較高。4）作為口腔的數字模型，便于與其他數碼方式采集到的頜面部信息進行多源數據配準［14］，并可進行縱向的不同時期變化的對比研究。

但是必須指出，印模+CBCT掃描法針對牙槽突及鼻中隔這樣的硬組織具有較高的準確性，但在取模過程中對軟組織如唇組織及鼻翼軟骨等硬組織具有推擠作用，石膏模型上不能如實反映真實的形態。如需單獨研究鼻唇部軟組織，在充分考慮前述風險的前提下，激光掃描、結構光掃描或者CT和CBCT都能準確地反映患者自然的鼻唇形態，如要結合口腔內牙槽突進行相關性研究，可以考慮多源數據配準后聯合應用。

在許多研究中，PNAM治療最顯著的效果就是牙槽突裂隙的關閉。本研究的結果同諸多國內外研究［6-11］一致，較寬的裂隙得到了有效的關閉。在未經PNAM治療的單側完全性唇裂患者中，由于裂隙寬大，手術中需要在裂隙雙側上唇前庭溝處進行較長的切口，并進行廣泛的上頜骨表面分離至眶下孔處，方能關閉裂隙。一些研究認為這種分離不會影響上頜骨的發育，而Stancheva等［15］研究認為較寬的裂隙需要廣泛的分離是上頜骨發育不良的重要因素，Fudalej等［16］認為對于較寬的裂隙可用雙期手術以減輕術后上頜骨的畸形程度。因此經過PNAM治療后，較小的裂隙僅需要較短的前庭溝切口及局限的分離，對前頜骨生長的不利影響被降至最低。同時較小的縫合張力，也減輕了皮膚及皮下組織瘢痕增生的程度，有利于遠期的美觀效果。

PNAM治療在關閉牙弓前份裂隙的同時，也關心這一關閉裂隙的矯正力是否也會傳導至牙弓后端使之相互靠攏，從而導致牙弓狹窄的發生，因此本研究中也測量了牙槽突末端寬度的變化。本研究的結果顯示即使牙弓前部發生了明顯的形變，牙槽突末端寬度仍具備相對的高穩定性。這種穩定性來源于:首先，上頜結節與蝶骨翼突存在連接，后者作為顱底的構成部分，與頜面部組織發育來源不同［17］，罕被頜面部的畸形累及，因此具有極高的穩定性和對稱性。Suri等［18］研究指出唇裂導致的牙弓畸形發生在裂隙附近，而沒有累計牙弓深部。而另一個重要因素是，矯治器硬質基托后部的凹槽對牙槽突末端的移動起了限制作用。

為了對比PNAM治療前后牙槽嵴的相對變化，基于前述牙弓末端的這種穩定性，本研究選用雙側牙槽突末端即上頜結節處作為參考點，雙側連線即作為基準平面，來研究治療前后牙槽突的變化。因為石膏模型上沒有顱底及面部器官作為參考，所以正中矢狀面很難判斷，但翼突及上頜結節的穩定性和對稱性能夠有所幫助，在本研究中定義經過雙側上頜牙槽嵴末端連線中點并與之垂直的平面作為正中矢狀面。

確定了正中矢狀面后，得以測量上唇系帶與中線的關系。結果表明，經過PNAM治療后，上唇系帶向正中矢狀面移動靠攏，說明在治療中原本偏移的前頜骨向正中方向移動。在未經PNAM治療的完全性唇裂患者中，前頜骨過度向外偏移，這也意味著偏斜的鼻前棘及鼻中隔，由于硬組織的偏斜，鼻小柱在術后難以獲得良好的中線對稱效果，需經過多次手術的調整。而經過PNAM治療后，由于前頜骨、鼻前棘及鼻小柱向中線靠近，術后可以獲得較未經PNAM治療更對稱的鼻唇部形態，一期外觀較良好，減少了二期鼻唇畸形整復術的工作量，這與Chang等［19］的研究結論一致。

通過對比兩側牙槽突各自的移動距離，結果很好地解釋了前頜骨向中線移動的原因。結果顯示在PNAM治療過程中，雙側牙槽突的移動距離是非對稱性的，以較大的一側牙槽突移動為主，較小一側移動為輔，并最終形成一個基本對稱的弧形。這一結果提示在患者復診調整矯治器托盤時，應著重去除較大側牙槽突的腭側樹脂，以確保其后退的空間。而對較小一側牙槽突應以不磨除或輕微磨除為主，以避免等量磨除，導致較小側牙槽突搶占較大側后退的空間，形成“T”型的牙槽骨嵌頓，嚴重影響治療效果。

為進一步研究牙槽突的生長變化，測量PNAM治療前后牙槽突的長度變化。測量結果顯示:無論較大側牙槽突或較小側牙槽突，在進行PNAM治療的時間內，長度都有增長，而以較大一側牙槽突長度的增長最為明顯。這足以說明，裂隙的關閉，前頜骨向中線的移動，不單純是靠外力改變牙槽突的形狀和位置，其自身的生長發育能力也是極其重要的因素。而為何較大一側發育更為顯著，通過觀察模型可以發現，治療結束時，牙槽突的厚度有明顯增加，而雙側乳切牙區牙槽突明顯增長增粗，并可見乳切牙的輪廓。牙的萌出可明顯刺激牙槽突的生長，無論是兒童的功能矯治器或是牙槽突裂患者植骨時機的選擇都要遵循這一規律，PNAM本質上屬于功能性矯治，本研究測量的數據也表明該治療方式適用這一理論。本研究結果與Sabarinath等［20］的研究結果類似，PNAM治療后牙弓周長增加，并以牙槽骨前部增長為主；Stancheva等［15］認為牙胚缺失是影響單側唇腭裂患者上頜骨發育的重要因素。

Keinprasit等［21］報道經過PNAM治療后，牙槽突長度的發育受到限制，其他學者［4-5］的研究認為術前正畸并未限制牙槽突的發育。結果可以肯定在進行PNAM的治療中，牙槽突仍保持著發育的能力。然而，其發育程度受到什么程度的影響，還需要與未行術前正畸治療的對照組做進一步的對比研究。

印模+CBCT掃描法可以獲得準確的牙槽突三維形態數據。在進行PNAM治療后，牙槽突形態得到了顯著改善，主要表現為:單側完全性唇腭裂患者的牙槽突裂隙得到了有效縮小，而牙槽突末端寬度則保持穩定。前頜骨經過治療后向中線靠攏。較大側牙槽突向裂隙移動的距離、牙槽突長度的增長都比較小側牙槽突顯著，這兩個因素共同促進了牙槽突裂隙的關閉和前頜骨向中線的移動。牙槽突長度有增長，并以較大側牙槽突增長為主。

在將來的研究中，將會對PNAM治療對患者上頜骨生長發育的影響程度做進一步的對比研究。同時，因為經濟因素或交通因素未能進行或完成PNAM治療的患者仍占相當比例，筆者將會改良技術，以減少患者復診的次數及經濟負擔。

致謝:在進行該項研究前，四川大學華西口腔醫院唇腭裂外科的楊超醫師提供了技術支持。研究進行時，四川大學華西口腔醫院唇腭裂外科的石冰教授、鄭謙教授提供了寶貴的指導意見。

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（本文編輯杜冰）

Three-dimensional analysis of alveolar changes of complete unilateral cleft lip patients after presurgical nasoalveolar molding treatment

Li Hongyi， Kuang Hai， Wang Xiaomeng， Li Dongshuang.（Dept. of Oral and Maxillofacial Surgery，Affiliated Stomatology Hospital of Guangxi Medical University， Nanning 530021， China）
Supported by: Guangxi Science Foundation （2012GXNSFAA053153）； Key Research Project of Medical and Health Care in Guangxi （2012016）. Correspondence: Kuang Hai， E-mail: kuanghai@hotmail.com.

ObjectiveThis study analyzed the alveolar changes of complete unilateral cleft lip （UCCL） patients after presurgical nasoalveolar molding （PNAM） treatment using a three-dimensional method. MethodsPalate impressions of thirty UCCL patients who underwent PNAM treatment in the Affiliated Stomatology Hospital of Guangxi Medical University were taken pre- and post-PNAM. The plaster impressions were scanned using cone beam computed tomography （CBCT）. The DICOM files were exported and 3D models reconstructed in Mimics 15.0. The following parameters were analyzed in SPSS 17.0: cleft alveolar gap width， alveolar arch end width， upper lip frenulum-median plane distance， alveolar shift distance，and length of alveolar section. ResultsAfter PNAM treatment， the cleft alveolar gap width and upper lip frenulum-median plane distance decreased significantly （P＜0.05）. No statistically significant change was observed in the alveolar arch end width （P＞0.05）. Alveolar shift distances for both sides increased significantly （P＜0.05）， and the shift distance of major alveolar section had a more significant increase than the minor alveolar section. The lengths of the alveolar section of both sides increased significantly （P＜0.05） with the length of the major alveolar section increasing more significantly than the minor alveolar section. ConclusionThe impression-CBCT method supply accurate three-dimensional data of the alveolar process. The PNAM treatment can significantly correct alveolar deformity and improve appearance.

presurgical nasoalveolar molding；complete unilateral cleft lip；three-dimensional measurement；cone beam computed tomography

R 782.2

A

10.7518/hxkq.2016.04.011

2015-10-10；

2016-05-15

廣西科學基金（2012GXNSFAA053153）；廣西醫療衛生重點科研課題（重2012016）

李鴻藝，主治醫師，博士，E-mail:leehongyi@163.com

鄺海，副主任醫師，博士，E-mail:kuanghai@hotmail.com