Spee曲線在正畸中的研究進展

肖 沛,俞燕芳,楊海萍,何福明

Spee曲線是人類牙列中自然形成的矢狀向生理性曲線。1980年,德國解剖學家Spee等通過研究人顱骨樣本首次將Spee曲線定義為圓柱上與下頜髁突前表面以及磨牙咬合面相切的曲線[1]。目前臨床上Spee曲線指矢狀面上從下頜磨牙頰尖延伸到中切牙切緣的一條曲線,具體指連接下頜切牙的切緣、尖牙的牙尖、前磨牙頰尖以及磨牙近遠中頰尖的連線[2]。Spee曲線是一條凹向上的曲線,又稱為下頜牙列的縱牙合曲線(圖1～2)。

Spee曲線增加了磨牙間咀嚼食物時咬合力的剪壓比,并可防止杠桿效應,提高了咀嚼效率[1,3]。Andrews[4]將Spee曲線納入正常牙合六項標準,指出在正常牙合中Spee曲線排列較為平直,整平Spee曲線應該是正畸治療的目標。Fueki等[5]也發現牙合曲線更平坦的受試者表現出更好的食物咀嚼能力。此外,Spee曲線使得下頜前伸時前牙引導,后牙分離。在咬合重建中建立與髁突引導、牙尖高度以及牙合平面相協調的Spee曲線對咬合穩定及平衡至關重要[6]。

圖1 彎曲Spee曲線Fig.1 The curved curve of Spee

圖2 平直Spee曲線Fig.2 The flat curve of Spee

1 發展過程

Spee曲線的形成和發展與一系列因素有關,包括牙齒的萌出、口頜面結構的生長以及神經肌肉系統的發育等。最近,Marshall等[7]使用有限元模型模擬牙齒萌出和咀嚼運動,提出下頜功能以及上下頜之間的關系與牙合曲線的發展有關。

Spee曲線深度隨生長發育過程逐漸變化。Andrews[4]認為Spee曲線有隨時間加深的自然趨勢,因為下頜向下向前生長有時比上頜更快且持續時間更長,下前牙受上前牙和唇部限制而被迫向后向上生長,通常導致下前牙擁擠、覆牙合增大及Spee曲線加深。Marshall等[8]記錄了33例具有正常骨面型及安式Ⅰ類咬合的受試者從4歲到26歲中7個時間點Spee曲線的變化,發現乳牙列的Spee曲線深度較為平坦(0.24～0.25 mm),替牙列時期隨著下頜切牙及第一磨牙的萌出,Spee曲線顯著加深(1.32 mm),隨后保持不變,直到第二磨牙萌出時Spee曲線增加到平均2.17 mm,16歲青少年時期Spee曲線深度輕微減小(1.98 mm),直至26歲基本保持穩定(2.02 mm)。乳牙列Spee曲線更平坦可能與乳牙和恒牙牙齒形態及牙尖高度存在差異有關。該研究也提示Spee曲線深度與下頜切牙及磨牙的萌出相關。Massaro等[9]及Carter等[10]均發現Spee曲線深度在13至17歲時減小,但隨后在17 至 48 歲時保持穩定,Spee曲線的減小可能與13歲后下頜第二磨牙萌出結束有關。多項研究表明Spee曲線在成年后深度變化不大,保持相對穩定,可能是因為成年后牙齒排列及咬合趨于穩定。

此外,Veli等[11]研究了不同安式分類錯牙合畸形Spee曲線深度及其與牙齒垂直萌出的關系,發現前牙的垂直萌出對安式Ⅰ類和Ⅲ類患者的Spee曲線深度有顯著影響,而后牙的垂直萌出對Ⅱ類2分類患者的Spee深度有顯著影響。目前關于Spee曲線形成機制和發展過程的研究較少,認知較有限,還有待更多高質量臨床研究的結果。

2 影響因素

文獻中報道在個別正常牙合中Spee曲線深度平均值在1.6～2 mm,在錯牙合畸形中由于牙齒的錯位,Spee曲線可能更深[12-14]。多項研究報告性別不是其影響因素,左右側牙弓Spee曲線深度差異也無統計學意義[11,15]。研究表明Spee曲線深度受錯牙合畸形、覆牙合覆蓋、顱頜面形態等多方面因素影響。

2.1 磨牙關系

安式Ⅱ類錯牙合畸形常伴隨較深的Spee曲線以及深覆牙合深覆蓋[16-17]。Shannon等[18]測量了正畸前患者的Spee曲線深度,發現安式Ⅱ類患者的Spee曲線比安式Ⅰ類更深。Veli等[11]測量了200例錯牙合畸形患者的Spee曲線深度,指出Spee曲線在不同安式分類組別中有較大差異,其中安式Ⅱ類組(1分類2.46 mm,2分類2.39 mm)>安式Ⅰ類組(1.94 mm)>安式Ⅲ類組(1.77 mm)。與其研究結果類似,Sayar等[12]也發現Spee曲線在安式Ⅱ類中最深(2.9 mm),安式Ⅰ類組Spee曲線為2.3 mm,而在安式Ⅲ類中相對平坦(2.1 mm)。

2.2 覆牙合和覆蓋

深覆牙合和深覆蓋的矯正是正畸治療中的常見問題,在矯正中常伴隨Spee曲線的整平[16,19]。研究發現覆牙合和覆蓋是Spee曲線深度非常重要的影響因素之一。根據Spee曲線深度,Bülent等[20]將137例未接受過正畸治療者分為平坦組(≤2 mm)、正常組(>2 mm且≤4 mm)和深度組(>4 mm),應用多元回歸分析發現Spee曲線深度隨著覆牙合和覆蓋的增加而加深,且覆牙合單個指標對Spee曲線深度的貢獻率達17.3%。類似地,Kagaya等[21]在79名安式Ⅰ類日本人的研究中通過Monson球面來計算牙合曲線半徑,發現覆牙合在所有因素中對Spee曲線深度的影響最大,在多元線性回歸中貢獻率達10.9%。此外,Lie等[22]發現正畸治療后Spee曲線的復發也與覆牙合和覆蓋的復發緊密相關。這些結果提示正畸醫生在深覆牙合深覆蓋患者的矯正中常要考慮Spee曲線的整平與保持。

2.3 顱頜面外形

Spee曲線深度在個體之間差異較大[23]。Kumar等[24]在綜述中指出顱面形態只是影響Spee曲線發展的眾多因素之一。多元回歸分析發現顱頜面形態可解釋Spee曲線變化的20%～30%[20,25]。Laird等[26]認為顱骨及頜骨形態與Spee曲線顯著相關,牙槽骨前突的個體Spee曲線更平坦。Farella等[27]進行多元線性回歸分析,發現Spee曲線與后前面高比(S-Go/N-Me(%))、下頜骨與顱骨的前后位置關系(SNB)及牙列相對髁突的水平位置(O-M)有關。類似地,Foletti等[28]也發現在20例接受正畸正頜聯合治療的安式Ⅱ類短面患者中,術前Spee曲線深度與骨骼間矢狀位置關系(SNB、ANB)顯著相關。

關于Spee曲線與上下頜牙齒位置及唇傾度相關性的研究中,Bülent等[20]發現下頜中切牙長軸到面平面角度(L1-NPg)及NB平面的角度(L1-NB)和距離(L1-NB)與Spee曲線深度相關。此外,一些研究報道了Spee曲線和軟組織之間的關聯。Mew等[29]認為Spee曲線深度的增加與舌頭等軟組織的橫向擴展有關。Cheon等[13]發現在個別正常牙合中,Spee曲線深度隨上唇點到審美平面的距離以及面型角(G-Sn-Pog′)的增大而加深。

2.4 其他因素

Halimi等[30]認為不同的垂直骨面型影響Spee曲線的深度,在90名安式Ⅰ類年輕成人中研究結果顯示不同下頜平面角組別中Spee曲線深度不同,其中低角組(1.74 mm)>高角組(1.45 mm)>均角組(1.32 mm),但三組間差異無統計學意義。該團隊一年后在不同安式分類錯牙合畸形的研究對象中也發現低角組Spee曲線較均角及高角組更深的類似結果[25]。此外,Fiorin等[31]對中世紀人群頭骨的牙齒咬合進行研究,發現牙齒磨耗會影響Spee曲線深度,過度磨耗會導致反向Spee曲線。Kanavakis等[32]研究顳下頜關節紊亂的癥狀體征與牙合曲線的相關性,發現顳下頜關節彈響的患者與正常患者相比,Spee曲線更平坦。目前多數研究納入的樣本量有限,且研究之間異質性較大,缺乏高質量系統評價及Meta分析,難以得出一致的結論[33]。且大多數研究均局限于一種因素對Spee曲線的影響,大量相關因素的綜合分析及大樣本回歸分析還需繼續探索。

3 Spee曲線的測量

3.1 測量儀器

傳統方法常使用直尺、游標卡尺[8]以及Broadrick咬合平面分析儀[6]等在石膏模型上直接測量Spee曲線深度。這些方法僅限于在牙弓內測量,易操作性及可重復性不高。隨后,一些研究使用數碼相機拍攝牙弓模型圖像,并通過數學計算及數字化軟件進行間接測量及分析[14,27]。隨著3D數字化技術的發展,使用掃描儀掃描傳統石膏模型或直接口內掃描被廣泛用于創建3D虛擬模型、重建Spee曲線并可使用專用測量軟件進行精確測量[9,13]。多項研究報道,相比傳統的石膏印模及間接掃描,使用口內掃描儀可以獲得更可靠且精準的數字模型測量結果[34-35]。

3.2 測量方法

目前關于Spee曲線深度的測量方法尚未統一。在20世紀后期,Braun等[36]使用左右側牙尖到牙合平面的最大深度之和,Bishara等[37]則使用垂直距離之和的平均值記為Spee曲線深度值。最近,Casazza等[38]分析了469例患者的頭顱側位片,得出使用下頜骨參數估計個體Spee曲線半徑的回歸公式:Spee曲線半徑=0.624×(下頜體長度-升支長度+Bonwill高)+26.583。近期大部分學者使用的方法是測量切牙到第一磨牙近中頰尖到牙合平面的垂直距離,以測量所得的最大深度記為單側Spee曲線深度,整個牙弓Spee曲線深度為左右側的平均值(圖3～4)[11-12]。無論是在個別正常牙合還是錯牙合畸形患者的研究中,大多數研究均報道Spee曲線的最深處在下頜第一磨牙的近中頰尖點[11,13,39]。Spee曲線的最深處在正畸過程中會發生移動,Lie等[22]發現正畸治療中曲線最深處較治療前向遠中移位,而在治療結束保持3年后又向近中移動。對于Spee曲線的測量國內外尚無明確的專家共識,而使用不同測量方法增加了研究間的異質性,Spee曲線的測量方法丞待規范及統一。

圖3 牙合平面Fig.3 The occlusal plane

圖4 測量牙齒頰尖到牙合平面的垂直距離Fig.4 Measurement of the perpendicular distance from buccal cusp tips of the teeth to the occlusal plane

4 Spee曲線的整平

彎曲Spee曲線的整平需要增加牙弓長度,Cho等[40]發現測量參考點的選擇會影響所需長度的估計,當牙尖點作為參考點時所需的額外牙弓長度被低估,而使用近端最大凸度測量更準確。

Spee曲線的整平常伴隨深覆牙合深覆蓋的矯正。壓低前牙、伸長后牙或這兩種方法相結合是矯正Spee曲線的常用手段,且使用直絲弓技術或片段弓技術均可有效整平Spee曲線[41-43]。Rozzi等[15]使用單一連續平直弓絲整平不同垂直骨面型患者的Spee曲線,發現會造成低角患者下頜切牙唇傾和壓低,高角患者下頜磨牙伸長和直立。因此,對于高角及低角患者整平Spee曲線時要注意選擇正確的方法。同時,牙齒壓低會造成下頜切牙唇向外展,有牙齦退縮風險,且壓低時根尖的應力集中易導致牙根吸收[44-45]。為了克服這一問題,最近de Brito等[46]提出了一種新的Spee曲線整平方法,利用三維有限元模型定位理想的施力點于距尖牙牙冠中心遠中2 mm處,以三段式片段弓技術實現了無唇傾及舌傾的純下頜切牙壓低。

除了固定矯治器,透明矯治器也可用于Spee曲線整平,且可使用支抗釘、Ⅱ類牽引橡皮圈等輔助矯正[47-49]。Staderini等[17]在一項病例報道使用透明矯治器加Ⅱ類牽引橡皮圈成功矯正安式Ⅱ類1分類的深覆牙合患者,最終Spee曲線平坦,且在矯治后4年隨訪具有良好的穩定性。

綜上,Spee曲線的整平可以使用不同的矯正方法,在臨床中正畸醫生應謹慎評估,在矯治過程中使用間斷輕力,控制下頜唇傾程度,并定期拍攝X線片觀察牙根吸收情況。目前關于Spee曲線整平方法的研究仍較少,且缺乏高質量的大樣本量隨機對照研究。

5 保持與復發

正畸治療結束后,牙齒排列有返回到原始位置的傾向,整平的Spee曲線也有恢復其原始狀態的趨勢。目前多數研究認為矯正后Spee曲線深度整體趨于穩定。Ahammed等[50]發現正畸結束后Spee曲線平均深度為0.74 mm,在2.6年后其平均深度為0.61 mm,兩者差異無統計學意義。在一項觀察長達6年的研究中,De Praeter等[51]發現與前牙擁擠以及覆牙合復發相比,整平Spee曲線是相對穩定的。Shannon等[18]也發現兩年隨訪后雖然患者有不同程度的復發,但治療結束后Spee曲線總體穩定,復發程度為0.26 mm(16%)。

文獻報道正畸矯正過深的Spee曲線后其復發與覆牙合覆蓋、顱頜面形態等因素有關。Rozzi等[52]發現Spee曲線的復發受垂直骨面型影響,高角組患者在2年后比低角組具有更好的穩定性,這可能與壓低下前牙造成的前牙外展不穩定有關。Pollard等[53]研究初始覆牙合>50%的患者正畸治療10年后穩定性,發現高角組覆牙合的復發率最低(0.1 mm),顯著低于低角組(1.2 mm)及正常組(1.4 mm)。另有研究發現Spee曲線的復發與擁擠度、覆牙合及覆蓋的復發相關,且正畸治療后使用固定保持器的患者在7年后Spee曲線復發率明顯低于使用可移除的活動保持器的患者[18]。Preston等[42]發現在治療結束時Spee曲線未能完全整平的患者較完全整平的患者具有更高的復發率。因此,在臨床中,若某些患者具有Spee曲線復發的高風險因素,則需謹慎制定治療計劃和保持策略,如盡可能矯平Spee曲線并在正畸后增加佩戴保持器的時間等,以使他們獲得最穩定的結果。

6 總結與展望

Spee曲線在咀嚼功能、咬合穩定中發揮重要作用,其深度受磨牙關系、覆牙合、覆蓋、顱頜面形態及咬合等因素的影響。可通過壓低前牙、伸長后牙等方法整平Spee曲線。在臨床工作中應結合頭顱側位片、全景片及錐形束CT的測量及分析選擇合適的正畸方案以整平Spee曲線。Spee曲線整平后較為穩定,但對于復發高風險人群,應采取合理的保持策略。盡管Spee曲線很重要,目前對于Spee曲線的研究仍較少。缺乏多方面因素對Spee曲線深度影響的大規模回歸分析以及對其形成機制、發展過程的長期前瞻性研究的證據。不同矯正方法的比較及復發也缺乏多中心大樣本隨機對照研究。關于Spee曲線目前認知仍較有限,仍需要大量高質量研究進一步探索。