不同垂直骨面型個別正常?下頜骨形態及牙列特征研究

涂景秋 樊佳倩 雷勇華

中南大學湘雅醫院口腔醫學中心，長沙 410013

不同垂直骨面型個別正常?下頜骨形態及牙列特征研究

涂景秋 樊佳倩 雷勇華

中南大學湘雅醫院口腔醫學中心，長沙 410013

目的比較不同垂直骨面型個別正常的差異，為臨床上不同垂直骨面型人群正畸治療目標的確定提供指導。方法采集30例個別正常成人為研究對象，根據下頜平面角FH/MP的大小分為高角組（8例）、均角組（12例）和低角組（10例）。使用DICOM數據導入Invivo5軟件測量∠L1/MP、∠L6/MP、L6牙長軸交角、平面角、Balkwill角、Bonwill三角高與底之比。。結果高角組和均角組∠L6/MP小于低角組，平面角大于低角組，差異具有統計學意義（P＜0.05）；其余測量項目組間差異均無統計學意義（P＞0.05）。結論 高角組、均角組個別正常人群平面較低角組前傾，下頜第一磨牙牙長軸在近遠中方向上較低角組直立，而高角組與均角組之間無明顯差異。在正畸治療中，與高角及均角患者相比，低角患者的平面相對于眼耳平面位置更接近水平，下頜磨牙位置相對于下頜平面更向近中傾斜。

垂直骨面型； 個別正常； 下頜骨； 下牙列； 三維測量； 錐形束CT

本研究使用口腔錐形束CT（cone beam computed tomography，CBCT）采集數據并進行數字化重建，對重建后的頭顱側位片和三維頜骨模型[7-8]進行測量，雖然在此基礎上實施的測量與顱骨標本實測和傳統二維側位片相比，其結果存在差異，但采用統一方法所得結果誤差趨勢一致，在臨床應用中是可以接受的[9-10]，能夠進行比較。本研究測量了能夠反映牙顱面結構特征的∠L1/MP、∠L6/MP、L6牙長軸交角、平面角、Balkwill角、Bonwill三角高與底之比共6項數據，通過比較組間的差異得到不同垂直骨面型的下頜骨形態及牙列結構的特征。

1 材料和方法

1.1 研究對象的選擇

按逆向時間順序選擇就診于中南大學湘雅口腔醫學中心（2012—2016年）的個別正常成人30名為研究對象。30名研究對象均為漢族，年齡18～30歲，平均年齡（23.38±3.57）歲。納入標準：1）符合個別正常標準；2）側貌大致協調，左右面部基本對稱；3）無正畸治療史；4）無顳下頜關節紊亂病史；5）無全身系統性疾病和家族遺傳病史；6）所拍攝CBCT圖像成像清晰、完整。將研究對象按頭影測量FH/MP值分為3組[11]：高角組8例（FH/MP≥32°），均角組12例（22°＜FH/MP＜32°），低角組10例（FH/MP≤22°），組間無性別差異。

1.2 測量項目及方法

1.2.1 ∠L1/MP 該角是下中切牙牙長軸與下頜平面MP的交角。在Invivo5軟件Super Ceph視圖中重建頭顱側位片，對齊前顱底及頜面部，不能完全重合者所有定點取其左右平均點。選擇平分下前牙牙冠切齦向和唇舌向的平分線交點為冠中心點，平分下前牙牙根冠根向和唇舌向的平分線交點為根中心點，連接冠中心點與根中心點定為牙長軸LAT；頦聯合部最下點為頦下點，其與下頜角后下緣相連線定為下頜平面MP。延長牙長軸線與下頜平面，其上內交角為∠L1/MP。

1.2.2 ∠L6/MP 該角是下頜第一磨牙牙長軸與下頜平面MP的交角。頭顱側位片的獲得及牙長軸的定義如1.2.1所述，延長L6牙長軸線與MP，其上內交角為∠L6/MP。

1.2.4 Balkwill角 該角是髁突中心（condylar center，CC）至下頜中切牙切點LI連線與OP的交角。頭顱側位片的獲得如1.2.1所述，取髁突硬組織影像在各個方向上的平分點為CC點，連接LI點，延長其與平面相交，相交處的內上角為Balkwill角。

1.2.5 L6牙長軸交角 該角是雙側下頜第一磨牙的牙長軸延長線在垂直于FH的冠狀方向上的交角，可以反映雙側下頜磨牙的頰舌向傾斜程度。Section視圖重現水平向、矢狀向和冠狀向這3個方向上的截圖，調整水平向位置與FH平行，調整矢狀向使頭顱位置居于正中，冠狀向選擇平分左右側L6近遠中的截面。在冠狀向截面上定位左右下頜第一磨牙的冠中心點和根中心點，連接得到牙長軸，延長軸線相交于上方，相交處下角為L6牙長軸交角。

1.2.6 Bonwill三角高與底之比 該角是雙側CC點與LI連線構成的三角形（圖1）。

圖 1 Bonwill三角Fig 1 Bonwill triangle

由于CC點是存在于骨內的標志點，所以先在Volume Render視圖側位重合左右顱面部，尤其對齊左右側髁突，從經過髁突影像在各個方向上的平分點CC與LI做一連線，將連線上方的容積刪除，調整剩余容積的位置使其垂直于經過髁突三維中心的髁突截面，在此方向上再次定位CC點（圖1）。連接雙側CC點與LI，并恢復容積，得到Bonwill三角的三邊長。其中雙側CC點連線為底邊，已知三角形三邊長通過海倫公式和面積公式求得與該底邊相對應的高，得到高與底之比。

上述所有測量數據由同一名實驗者測量數據兩次，求取平均值，測量的同一內容均在一次完成，兩次間隔時間2周。

1.3 統計學分析

采用SPSS 20.0軟件進行統計學分析，由于完全符合納入標準的個別正常數量有限，選擇符合樣本含量要求的兩兩之間獨立樣本t檢驗（要求每組樣本量n≤30），同時采用Levene檢驗比較兩兩之間方差齊性，若方差不齊則行t’檢驗。檢驗水準為雙側α=0.05。

2 結果

2.1 ∠L1/MP測量結果的比較

∠L1/MP測量結果見表1：∠L1/MP隨垂直骨面型由高角向低角的變化，測量均值逐漸增大。經統計學檢驗，高角組與均角組比較P=0.647，高角組與低角組比較P=0.322，均角組與低角組比較P=0.564，兩兩之間差異不具有統計學意義（P＞0.05）。

表 1 3組的測量結果Tab 1 Measurement results of three groups

2.2 ∠L6/MP測量結果的比較

∠L6/MP的測量結果見表1。由表1可見，∠L6/ MP隨垂直骨面型由高角向低角的變化，測量均值逐漸增大。經統計學檢驗，高角組與均角組比較P= 0.284，高角組與低角組比較P=0.011，均角組與低角組比較P=0.012。由統計學檢驗結果可知，高角組與均角組之間差異不具有統計學意義（P＞0.05），而高角組與低角組、均角組與低角組的差異有統計學意義（P＜0.05）。

2.4 Balkwill角測量結果的比較

Balkwill角測量結果見表1：Balkwill角隨垂直骨面型由高角向低角的變化，測量均值逐漸增大，但高角組與均角組均值差異很小，小于均角組與低角組之間的差異。經統計學檢驗，高角組與均角組比較P=0.975，高角組與低角組比較P=0.567，均角組與低角組比較P=0.571，兩兩之間差異均無統計學意義（P＞0.05）。

2.5 L6牙長軸交角測量結果的比較

L6牙長軸交角測量結果見表1：L6牙長軸交角隨垂直骨面型由高角向低角的變化，測量均值逐漸減小，但高角組與均角組均值差異很小，小于均角組與低角組之間的差異，而且均值標準差較大，說明每組數據變異很大。經統計學檢驗，高角組與均角組比較P=0.844，高角組與低角組比較P=0.701，均角組與低角組比較P=0.487，兩兩之間差異不具有統計學意義（P＞0.05）。

2.6 Bonwill角高與底之比的測量結果

Bonwill角高與底之比的測量結果見表1：Bonwill角高與底之比隨垂直骨面型由高角向低角的變化，測量均值逐漸減小，但3組測量結果均值差異很小。經統計學檢驗，高角組與均角組比較P=0.950，高角組與低角組比較P=0.452，均角組與低角組比較P=0.412，兩兩之間差異不具有統計學意義（P＞0.05）。

3 討論

垂直骨面型的差異通過咀嚼肌力、呼吸氣流作用力、口唇肌力、舌作用力等對頜骨及牙槽骨形態產生影響，牙槽骨形態的差異會引起牙列表現出代償與適應的特征。利用CBCT三維重建精確度高，具有可重復性，可通過不同視圖和容積處理等方法定位一些難以準確定位的標志點。頭影測量雖然是基礎的測量方法，但隨著測量技術的變革，傳統測量方法難以實現而只能憑臨床經驗判斷的趨勢可通過新技術得到驗證或接受質疑。基于以上原因本實驗對不同垂直骨面型且擁有個別正常人群的下頜骨形態以及牙列特征進行測量研究，以初步探討其差異。

本研究選擇了6項相關數據進行測量。∠L1/MP反映下頜切牙相對于下頜骨的位置關系；∠L6/MP反映下頜磨牙相對于下頜骨在近遠中向的傾斜趨勢；平面是行使咀嚼功能的平面，平面角和Balkwill角反映其在上下頜間的相對位置關系；L6牙長軸交角反映磨牙在頰舌方向的傾斜趨勢；Bonwill角反映下頜體整體三角結構關系；以上項目在一定程度上描繪了上下頜骨及牙列的大致形態特征，與口頜系統的功能密切相關。本研究結果顯示，經獨立樣本t檢驗，只有∠L6/MP和平面角在高角組和低角組、均角組和低角組之間差異有統計學意義，其余測量項目的組間差異均無統計學意義，但在均值上均表現出一定的變化規律。1）∠L1/MP隨低角向高角的變化均值逐漸減小，說明下頜平面越直立，下頜切牙長軸越舌傾。在頭顱側位片上，如果將下頜骨的運動近似看作是以髁突中心為圓心的旋轉運動，那么閉口運動則是下頜骨逆時針方向的旋轉運動，前牙行切割作用閉口時，咬肌提供動力作用于咬肌附著處，下頜切牙處產生阻力作用于切牙點。高角型患者的下頜骨通常較低角型患者偏長，已知力矩等于力和力臂的乘積，偏長的頜骨使力臂增加，而切牙的舌傾可以代償性減小這種趨勢，這可能是牙列對頜骨形態的適應，即一種平衡切牙受力大小和方向的機制。2）同理，∠L6/MP也隨著低角向高角的變化均值逐漸減小，下頜平面越直立磨牙越向遠中傾斜，并且在高角組與低角組、均角組與低角組比較時差異有統計學意義（P＜0.05）。與切牙相比，磨牙行使咀嚼功能的作用更強大，可能表現出更加明顯的代償適應性。3）平面角隨低角向高角變化逐漸增加的趨勢也可通過類似的受力分析和代償來解釋。平面處于FH和MP之間，FH始終處于大致水平方向，隨著MP的直立，下牙列雖然如前所述有代償性的前牙舌傾和后牙遠中傾斜，但總體趨勢還是順時針旋轉及面向前傾斜，上牙列與下牙列建時可以適應此種變化，這也解釋了高角患者的牙冠為何長于低角患者。4）Balkwill角在低角患者的均值較高角患者大，與平面角變化趨勢相似，這是平面隨高角向低角的變化逐漸趨于水平導致的，但此項測量值均值在高角與均角人群之間差異非常小，未顯示出統計學差異（P＞0.05），不適合用作測量判斷指標。5）L6牙長軸交角是本研究中唯一沒有顯示出變化趨勢的測量項目，高角組與均角組測量值幾乎一致，低角組均值小于另外兩組，提示低角組后牙在冠狀截面上觀察位置更加直立。分析原因可能為：低角人群通常具有更大的咀嚼肌力[9]，磨牙長軸越是與咬肌收縮方向一致，對磨牙而言咀嚼力的作用效率越高，導致牙周不利的作用力越小。6）Bonwill角是傳統方法難以測量的項目。Bonwill認為雙側髁突中心與下頜切牙近中切角接觸點相連恰好構成等邊三角形。等邊三角形作為幾何學中最穩定的形態，最適合成為行使咀嚼功能的下頜骨的基本結構。此后Monson[12]的研究證實了這一觀點，并且在此基礎上進一步提出了Monson球面。后人的研究[13]則認為，等邊三角形其實很少，更多是近似等腰三角形。本研究的測量結果證實了后者的結論，視雙側髁突中心連線為底邊時左右側邊長經配對t檢驗差異無統計學意義（P＞0.05），說明兩腰可以看作近似相等。該近似等腰三角形的高與底之比在低角向高角變化中表現為增大，視下頜運動是以雙側髁突中心連線為軸的旋轉運動，高角人群具有相對于自體面寬更長的力臂，這一結果與第一測量項目的結論相符。

應該注意的是，除了前述兩項有統計學意義的結果，大多數的測量值并沒有表現出有統計學意義的差異，只是在均值層面描述了變化趨勢。這并不能完全說明變化趨勢沒有意義，或許受到樣本數量的影響，差異處在統計學意義的邊緣。在臨床工作中個別正常是非常難以尋得的，本研究3組樣本雖然共計只納入30例個別正常，但已經符合t檢驗或t’檢驗對樣本含量的要求，可以行統計學分析。在未來的研究中可以繼續擴大樣本量或在12～18歲青少年中做此測量，使研究更加完善和深入。

綜上所述，隨著垂直骨面型由高角向低角的變化，下頜第一磨牙有逐漸向近中傾斜的趨勢（P＜0.05），平面角逐漸接近水平（P＜0.05），下頜中切牙趨于唇向傾斜，下頜第一磨牙也有向頰側傾斜的趨勢，Balkwill角增大，而Bonwill角的高與底之比逐漸減小。這提示具有不同垂直骨面型的正畸治療患者，最適合其顱面形態及頜骨特征的牙列是有所差別的，正畸醫生應在關注患者主訴等矯治目標影響因素時，關注這些細微的變化趨勢，利于在這個越來越強調美觀為主的正畸治療時代，找尋更適合患者的平衡、穩定和美觀的功能。

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（本文編輯 吳愛華）

Characteristics of mandible and mandibular dentition in patients with near-normal occlusion and different vertical facial skeletal types

Tu Jingqiu, Fan Jiaqian, Lei Yonghua.
(Center of Stomatology, Xiangya Hospital of Central South University, Changsha 410013, China)

ObjectiveThe aim of our work is to characterize individual normal occlusions to establish appropriate treatment standards for different vertical facial types.MethodsA total of 30 patients with near-normal occlusion were grouped into high-angle group (eight cases), medium-angle group (12 cases), and low-angle group (10 cases) according to vertical facial skeletal type. Invivo5 software was used and digital imaging and communications in medicine data were rebuilt to measure the ∠L1/MP, ∠L6/MP, axis corner of L6, cant of occlusion plane, Balkwill angle, and Bonwill triangle of each group.ResultsAmong the groups, the low-angle group had the smallest ∠L6/MP (P＜0.05) and largest cant of occlusion. No signifcant difference was observed among the three groups with regard to the other parameters (P＞0.05).ConclusionPatients with low-angle vertical facial skeletal type requires a modifed treatment standard. In this group, the treatment standard must ensure that the cant of occlusion plane is more parallel to the Frankfurt horizontal plane compared with those of the other groups, and the axis of L6 is tilted distally relative to the mandibular plane.

vertical facial skeletal type; individual-normal occlusion; mandible; mandibular dentition; three-dimensional measurement; cone beam computed tomography

R 783.5

A

10.7518/hxkq.2017.04.012

Supported by: Free Exploration Project of Central South University (zy2016725). Correspondence: Lei Yonghua, E-mail: lyh8484123@126.com.

2017-02-10；

2017-04-07

中南大學自由探索計劃項目（zy2016725）

涂景秋，碩士，E-mail：m15111209779@163.com

雷勇華，教授，博士，E-mail：lyh8484123@126.com