不同骨面型成年人上頜竇形態與顱頜面骨骼形態的相關性*

朱銘慧， 鄒賢玉， 樊佳兵， 徐衛華

(貴州醫科大學附屬口腔醫院 口腔正畸科， 貴州 貴陽 550004)

鼻竇，又稱鼻旁竇，是顱頜面中部的骨性氣腔，分為上頜竇、額竇、蝶竇和篩竇。鼻竇與顱面關系密切，其動態生長與個體發育息息相關，其中上頜竇最早以氣化方式開始發育[1]，其形態受氣化程度和周圍結構的影響，提示上頜竇在氣化過程中可能與相鄰顱頜面結構產生交互作用。上頜竇在出生后第1年主要是矢狀向氣化[2]，再是垂直向和橫向氣化，在不同年齡段的發育程度有較大個體差異，直到18歲才發育完成[3]。有研究發現，上頜竇的解剖結構、形態以及大小在不同個體間存在顯著差異[4-5]。Aksakalli等[6]研究發現，骨性Ⅱ類與Ⅲ類錯牙合畸形患者上頜竇的施耐德膜厚度有顯著差異，但上頜竇病理性改變如上頜竇炎癥、息肉增生等與錯牙合畸形間無相關關系。因上頜竇與顱底、上頜骨、上牙槽骨及上頜磨牙等位置關系密切，其形態特征與顱面結構、不同骨面型的關系逐漸成為研究熱點。本研究將成年人的骨面型從矢狀向及垂直向同時進行分類，并利用錐束計算機斷層掃描成像(cone beam computed tomography，CBCT)測量上頜竇的大小和體積，分析不同骨面型成年人的上頜竇是否存在差異，同時與顱頜面骨骼形態進行相關性研究，進一步從解剖生理學、顱頜面發育的角度探究上頜竇、顱面復合體及口頜系統間的關系，為錯牙合畸形的臨床診斷及治療提供理論依據。

1 資料與方法

1.1 研究對象與分組

選取2017年1月—2022年2月就診于正畸科、拍攝頭顱側位片及CBCT的患者180例，根據頭影測量結果中ANB角大小將患者分為骨性I類組(ANB角0～5 °)、骨性Ⅱ類組(ANB角>5 °)以及骨性III類組(ANB角<0 °)，每組各60例；每組內根據SN-MP角及下頜平面角(FH-MP)大小分為3個亞組：低角組(SN-MP角>29 °或FH-MP角<22 °)、均角組(SN-MP角29～40 °或FH-MP角22～32 °)及高角組(SN-MP角>40 °或FH-MP角>32 °)，每亞組各20例。納入標準：(1)年齡>18歲；(2)面部基本對稱；(3)未進行正畸治療，具有完整的恒牙列(不包括第三磨牙未萌或缺失)；(4)無上頜竇病變，如炎癥、囊腫或腫瘤。排除標準：(1)頜骨區外傷史、手術史、病理性損傷者；(2)慢性鼻炎、鼻中隔偏曲、扁桃體肥大等上呼吸道疾病史；(3)唇腭裂或唇腭裂治療史；(4)正畸治療史。

1.2 研究方法

1.2.1獲取影像資料 所有影像資料均于醫院影像科拍攝，頭顱側位片用德國西諾德ORTHOPHOS XG數字頭顱定位攝影機拍攝，端電壓73 kV、工作電流15 mA、曝光時間14.9 s；拍攝時患者取站位，全身直立，調整頭顱定位儀準確定位與頭顱等高，雙側耳塞插入外耳道，兩眼直視前方，牙齒位于牙尖交錯牙合，上下唇放松自然閉合，眶耳平面與地面平行并與水平定位線重合，正中矢狀面與地面垂直且與垂直定位線重合。CBCT采用日本森田Morita Accuitiomo CBCT機拍攝，球管電壓90 kV、球管電流7 mA、切片間距0.25 mm、曝光時長17.5 s；所有受試者拍攝時處于坐位，雙眼平視前方，使患者眶耳平面與地面平行，冠狀面與地面垂直，正中矢狀面保持與機身長軸一致。囑患者咬合于牙尖交錯位，口部肌肉放松，勿做言語、咀嚼及吞咽等動作。所有患者均在同一條件下拍攝。

1.2.2顱頜面部測量指標 將頭顱側位片導入Uceph軟件進行頭影測量分析，選取可能與上頜竇大小相關的顱頜面部測量指標進行測量，見圖1。標志點：鼻根點(N)、蝶鞍點(S)、耳點(P)、眶點(O)、關節點(Ar)、髁頂點(Co)、翼上頜裂點(Ptm)、前鼻棘點(ANS)、后鼻棘點(PNS)、上齒槽座點(A)、下齒槽座點(B)、上中切牙點(U1)、上頜第一恒磨牙近中頰尖點(U6)、下頜角點(Go)、頦前點(Po)及頦下點(Me)。測量平面：(1)前顱底平面(SN平面)，S與N的連線；(2)眶耳平面(FH平面)，O與P的連線；(3)腭平面(PP平面)，ANS與PNS的連線；(4)牙合平面(OP平面)，第一恒磨牙的咬牙合中點與上下頜中切牙間的中點的連線；(5)下頜平面(MP平面)，Me與下頜角下緣相切的線。測量項目：(1)SNA角，反映上頜相對于顱部的前后位置關系；(2)SNB角，反映下頜相對于顱部的位置關系；(3)ANB角，反映上下頜骨對顱部的相互位置關系；(4)Wits值，由A、B向功能牙合平面作垂線，分別得垂足Ao、Bo，Ao-Bo距離為Wits值，Ao在前為正值，反之為負值，反映上下頜的相對位置關系；(5)SN-MP角，代表下頜相對于顱底的陡度和面部的高度；(6)下頜平面角(FH-MP)，代表下頜體的陡度和面部的高度；(7)前顱底長(S-N)；(8)后顱底長(Ar-S)；(9)上頜基骨長(Ptm-A)，Ptm與A在FH平面上垂足間的距離；(10)S-Ptm，S與Ptm在FH平面上垂足間的距離，反映上頜骨的前后位置關系；(11)面中長度(Co-A)，Co與A在FH平面上垂足間的距離；(12)腭平面角(PP-FH)，反映腭平面的傾斜度；(13)牙合平面角(OP-FH)，OP平面與FH平面所成的前下交角，代表牙合平面傾斜度；(14)U1-ANS，U1至ANS的距離；(15)U1-NA距，U1到NA連線的距離，代表上中切牙突度; (16)U1-NA角，上中切牙長軸與NA連線的交角，代表上中切牙的傾斜度；(17)上中切牙角(U1-SN)，上中切牙長軸與SN平面的后下交角，反映上中切牙相對于前顱底的傾斜度；(18)U1-PP，U1到PP平面的垂直距離；(19)U6-PP，U6到PP平面的垂直距離；(20)上面高(N-ANS)；(21)下面高(ANS-Me)；(22)全面高(N-Me)；(23)后面高(S-Go)；(24)下頜體長度(Go-Po)；(25)下頜升支高度(Go-Co)。

圖1 頭影測量標志點與測量平面

1.2.3CBCT測量方法 (1)用Invivo 6.0軟件測量上頜竇長度、寬度及高度(圖2)，將CBCT數據以DICOM格式導入，調整患者頭位，眶耳平面與水平面平行，冠狀位及水平位調整參考[7]，在Section界面行線距測量。上頜竇長度為上頜竇內壁近遠中徑最大值，上頜竇寬度為上頜竇內壁水平徑最大值，上頜竇高度為上頜竇內壁垂直徑最大值。圖層厚度為1 mm，測量結果以mm為單位。所有患者均在同一頭位下測量。(2)用Mimics 17.0軟件測量上頜竇體積，導入DICOM文件，采用閾值法加人工手動分割方式進行測量[8]。先調整灰度閾值(-1 024～275)，再在Segmentation界面中按矢狀面、冠狀面、水平面滾動檢查每一圖層的上頜竇范圍，圖層厚及層間隔均為1.0 mm，將上頜竇骨腔結構完整分離并進行三維重建(圖3)，測量其體積，以mm3為單位，測量雙側并記錄。

注：L為上頜竇長度，W為上頜竇寬度，H為上頜竇高度。

圖3 上頜竇三維重建示意

1.2.4質量控制 所有測量均由第一作者完成，兩周后重復測量，取兩次測量的平均值。

1.3 統計學分析

2 結果

2.1 左、右兩側上頜竇測量數據比較

180例正畸患者左、右兩側上頜竇長、寬、高及體積比較，差異無統計學意義(P>0.05)，后續數據均采用左右側均值進行分析。見表1。

表1 左、右兩側上頜竇測量數據比較

2.2 上頜竇的CBCT測量

骨性Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類組中低、均、高角組患者上頜竇的長度、寬度、高度以及體積比較，差異無統計學意義(P>0.05)。見表2～表5。

表2 不同骨面型成年人上頜竇長度比較

表3 不同骨面型成年人上頜竇寬度比較

表4 不同骨面型成年人上頜竇高度比較

表5 不同骨面型成年人上頜竇體積比較

2.3 上頜竇大小(長、寬、高)、體積與顱頜面骨骼形態的相關性分析

上頜竇大小、體積與顱頜面部骨骼形態的相關性分析顯示：(1)上頜竇長度與S-N、Ptm-A、Co-A、U1-NA距、N-ANS呈正相關(P<0.05)；(2)上頜竇寬度與Ar-S、Ptm-A、Co-A、N-ANS、N-Me呈正相關，與S-Ptm呈負相關(P<0.05)；(3)上頜竇高度與SN-MP、FH-MP、Ar-S、 Ptm-A、OP-FH、U1-ANS、U1-PP、U6-PP、N-ANS、ANS-Me、N-Me、S-Go、Go-Co呈正相關，與S-Ptm呈負相關(P<0.05)；(4)上頜竇體積與S-N、Ar-S、Ptm-A、Co-A、U1-ANS、U1-PP、U6-PP、N-ANS、ANS-Me、N-Me、S-Go、Go-Co呈正相關，與S-Ptm呈負相關(P<0.05)；(5)上頜竇各測量指標與SNA、SNB、ANB、Wits、PP-FH、U1-NA角、U1-SN、Go-Po無相關關系(P>0.05)。見表6。

表6 上頜竇大小、體積與顱頜面部骨骼形態的相關性分析

3 討論

因上頜竇發育直至18歲才趨于穩定，且不同時期發育的個性差異性較大[3]，所以本研究選擇成人以排除生長發育因素對測量結果的干擾，同時選擇未行正畸治療的患者，可排除不同正畸治療手段對研究結果的影響。Oktay等[9]對比理想正常牙合與錯牙合畸形患者，發現性別因素不會影響上頜竇的大小。Saccucci等[10]也發現，骨性Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類錯牙合畸形患者的上頜竇大小沒有性別差異，則本研究中沒有設性別分組。有研究發現，鼻中隔偏曲對上頜竇體積有明顯影響[11-12]，上頜竇黏膜增厚會影響牙頜面發育[13]，故本研究在納入標準中排除了相關鼻炎部疾病。以往研究多采用頭顱側位X線片對上頜竇形態進行測量研究，但上頜竇為雙側結構且頭顱側位X線片屬于二維影像，不能準確地反映其在三維空間的形態差異，有一定局限性，也有學者選擇MRI對上頜竇進行研究[2]，考慮到CBCT在臨床上更易獲取，且測量精細度高，故本研究選擇CBCT對上頜竇進行三維測量，可從不同維度觀測上頜竇的解剖結構，在此基礎上測量徑線、體積更為準確，可重復性好。

本研究選取了180例成人為研究對象，對雙側上頜竇均進行了CBCT的測量，并同時針對矢狀骨面型及垂直骨面型做了分組，以增加結果的完整性。結果顯示，在同一矢狀骨面型(如骨性I類組)中低角、均角、高角患者的上頜竇長、寬、高以及體積無明顯差異；在同一垂直骨面型(如低角)中，骨性Ⅰ類、骨性Ⅱ類和骨性Ⅲ類患者的上頜竇長、寬、高和體積差異也無統計學意義(P>0.05)。以往研究中，Okayan等[14]隨機選擇60例成人根據其垂直骨面型分為低角、均角和高角組，通過CBCT測量患者上頜竇的體積和尺寸，結果顯示不同分組間的上頜竇數據沒有顯著差異，僅表現為高角組比低角組右側上頜竇的長度更長，該結論與本研究相似。而Dah-jouonzo等[15]研究發現，Ⅱ類1分類錯牙合畸形患者的上頜竇體積較大。翁嘉華等[16]選取了60例Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類均角的青少年患者，利用CBCT測量患者的上頜竇長度、高度、寬度、截面積以及容積，結果發現Ⅱ類患者的上頜竇容積大于Ⅰ類和Ⅲ類，該結論與本研究不一致，可能是由于其選擇在牙槽嵴頂向上25 mm與咬合平面的橫斷面上進行測量，而本研究的測量是在同一頭位下進行，參考方式不同。總之，以上研究結果提示在臨床上尚不能通過上頜竇尺寸推斷骨面型的種類。

從顱底形態與上頜竇的關系來看，本研究結果中S-N與上頜竇的長度和體積呈正相關，S-Ar與上頜竇寬、高、體積均呈正相關，分析是由于前后顱底形態銜接呈斜坡型，而上頜竇解剖位置正好位于整個顱底的前下方，形態較平緩的前顱底生長可能促進了上頜竇長度的發育，而斜坡較陡面的后顱底生長，可能促進了上頜竇寬度和高度的發育，最終顱底結構與上頜竇的形態相互協調。Dileep等[17]研究發現,男性Ⅱ類患者的顱底角比Ⅰ類的更大。也有研究發現，對比骨性Ⅰ類和Ⅲ類成人患者的多項顱底形態相關指標發現有差異，但前顱底和后顱底的長度沒有差異[18]。Endo 等[19]研究發現未成年患者的顱底和鼻上頜復合體越大，上頜竇體積也越大。根據以上研究推測上頜竇的大小可能也與顱底形態有關。

從垂直骨面型與上頜竇的關系來看，上頜竇高度與SN-MP角和FH-MP角呈正相關，表明患者上頜竇垂直高度越高，越趨向于高角骨面型。分析可能是因為上頜竇的垂直向氣化發育會引起上頜骨后部的增高，造成下頜骨隨之后下旋轉，形成高角骨面型。Ryu等[20]研究發現前牙開牙合的成人患者，其上頜竇底在第一、二磨牙間和第二前磨牙與第一磨牙間的垂直向氣化程度比正常牙合的患者大。姚宇等[21]將60例骨性Ⅱ類的青少年患者按垂直骨面型分為高角、均角以及低角3組，并通過CBCT分別測量上頜第二前磨牙與第一磨牙根間區牙槽嵴頂到上頜竇底的高度，結果顯示低角最大，均角次之，高角最小。以上結論均提示在正畸治療中，高角患者的上頜牙槽骨后部植入種植釘做垂直向控制或加強支抗時，需選擇合適的植入位點，以免穿破上頜竇。

從矢狀骨面型與上頜竇的關系來看，反應矢狀向頜骨關系的指標SNA、SNB、ANB與Wits值與上頜竇的各項指標均無相關性，以往也有研究發現ANB值與上頜竇大小無關[18]，表明上頜竇形態大小與上下頜骨相對矢狀位置關系可能無關。Song等[22]研究不同類型面中份發育不全的顱面畸形患者時發現，在腭成型術后面中部發育不良的患者中，上頜竇長度顯著減小，提示了上頜竇長度可能與面中份發育有關。Yalcin等[8]也有相似發現，通過CBCT測量上頜竇體積發現外胚層發育不全患者比健康人的上頜竇體積更小，并且會表現出上頜后縮的Ⅲ類錯牙合特征，說明上頜骨發育不足可能會導致上頜竇容積及表面積變小。本研究也發現Ptm-A與上頜竇各項指標均呈正相關，Co-A與上頜竇長、寬、體積呈正相關，與以上研究結論相似。楊潔等[23]發現，骨性Ⅲ類錯牙合可能會影響額竇和上頜竇的大小，該研究在頭顱側位片上測量上頜竇面積，結果發現骨性Ⅲ類患者上頜竇面積大于Ⅰ類錯牙合患者，因測量方法不同，其結論與本研究不一致。本研究結果中S-Ptm與上頜竇寬、高、體積均呈負相關，提示上頜竇水平向、垂直向氣化越多，上頜骨相對顱骨的位置會更前移。從下頜骨與上頜竇的關系來看，上頜竇的高度和體積越大，下頜升支高度越高，但下頜體的長度與之無相關性。

結果中U1-ANS、U1-PP、U6-PP距離隨上頜竇高度和體積的增大而增加，在臨床上可表現為上切牙和上頜第一磨牙伸長的趨勢，分析考慮上頜竇高度和體積增加除了會伴隨高角骨面型的形成外，也會表現出上切牙垂直暴露量增加以及上頜磨牙伸長。OP-FH角與上頜竇高度呈正相關，也表明隨著上頜竇高度的增加，合平面呈順旋的趨勢，以上均與高角骨面型表現相符，提示在正畸臨床治療中需給予更多關注，加強垂直向控制，比如壓低上切牙及磨牙，為逆旋合平面創造空間。上切牙的傾斜度則與上頜竇形態無相關性，分析因影響上切牙傾斜度的因素較多，如上唇肌張力、前牙覆牙合覆蓋等，臨床上需綜合分析。另外，面高與上頜竇也有一定相關性，代表前上面高的N-ANS距離與上頜竇的各項指標均呈正相關，ANS-Me、N-Me、S-Go距離與上頜竇的高、體積也呈正相關，說明上頜竇的高度、體積增大與上面高、下面高、后面高及全面高的增大相適應，以上指標可為臨床制定正畸治療方案時提供參考。

綜上所述，不同骨面型成年人的上頜竇長度、寬度、高度和體積沒有差異，上頜竇的大小、體積與顱底形態、垂直骨面型、上頜骨長度、下頜升支高度、上切牙和上磨牙的高度、面高均有相關關系。