馮筱妍，李 娟，林 軍

（浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院 口腔科，浙江 杭州，310003）

生長發(fā)育與頜面部畸形的發(fā)生相互影響，是正畸臨床研究的重要組成。一方面，正畸醫(yī)生需要評估生長發(fā)育的階段，預(yù)判生長發(fā)育的方向及量，合理介入治療，簡化后期系統(tǒng)矯治的難度，提高治療的長期穩(wěn)定性。另一方面，需要通過對比預(yù)期的生長發(fā)育和實際治療的結(jié)果，來判別早期干預(yù)對療效的影響，有助于未來治療方案的優(yōu)化[1]。隨著信息采集與處理的發(fā)展，頜面部的數(shù)據(jù)也在三維化,正畸醫(yī)生能夠在三維方向上高效地獲取面部軟硬組織的數(shù)據(jù)，并對不同生長發(fā)育階段的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，更精確地進(jìn)行頜面部生長發(fā)育的評估與預(yù)測。本文就近年來頜面部生長發(fā)育的三維評估與預(yù)測方法的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 生長發(fā)育的評估方法

在個體生長發(fā)育的過程中，相同生理年齡的個體，常常表現(xiàn)出不同的生長發(fā)育階段，有學(xué)者針對個體實際的生長發(fā)育階段提出了“生物齡”的概念。Buschang等[2]指出，有大約32%的時間生理年齡與生物齡相差超過1年，大約5%的時間相差超過2年。生長發(fā)育的評估即探討生物齡，其評估指標(biāo)包括整體體格、第二性征、骨齡、牙齡、生物標(biāo)記物[3]等。其中三維的評估方法主要涉及頸椎骨齡及牙齡。

1.1 頸椎骨齡

頸椎骨齡即頸椎成熟指數(shù)通過側(cè)位片中第2至4節(jié)頸椎形態(tài)變化，將骨成熟度分為六期[4]。Joshi等[5]將CBCT數(shù)據(jù)引入頸椎成熟指數(shù)的分析，通過對比CBCT側(cè)位截面、普通頭顱側(cè)位片以及作為金標(biāo)準(zhǔn)的手腕片判斷的骨齡，指出CBCT可作為骨齡判斷的一種方式。由于頭顱側(cè)位片中無法準(zhǔn)確辨認(rèn)第二頸椎和齒突的邊界與形態(tài)，Byun等[6]引入了CBCT，并修改后應(yīng)用Chen等[7]提出的頸椎骨齡定量分期法（QCVM）中的測量指標(biāo)，進(jìn)行多元回歸分析，發(fā)現(xiàn)CBCT可納入第二頸椎和齒突在圖像上的差異，并且該參數(shù)影響頸椎骨齡的判斷。Bonfim等[8]指出CBCT截面與CBCT三維重建圖像在評估頸椎成熟指數(shù)時具有較強的一致性，亦表明CBCT可作為評估的一種手段。Rainey等[9]指出通過二維側(cè)位片獲取的頸椎骨齡分期具有可重復(fù)性與準(zhǔn)確性，但對于影像資料質(zhì)量敏感度高。頸椎骨齡分期的準(zhǔn)確性在文獻(xiàn)中存在爭議，這種不一致來源于標(biāo)準(zhǔn)（如CBCT中矢狀面截取標(biāo)準(zhǔn)、CBCT拍攝的參數(shù)）、人群（如性別、種族、錯頜畸形人群差異）和評估方法（如定性或是定量分析）的差異[10,11]。

1.2 牙 齡

牙齡是評估牙齒生長發(fā)育狀況最直接的指標(biāo)，最常用的是Demirjian提出的牙齒成熟度方法。Maret等[12]提出了在牙齒成熟度評估中應(yīng)用CBCT，并建議在測量的內(nèi)容中納入牙體固有組織及牙槽骨等。Ginzelova等[13]指出CBCT三維重建的圖像相比全景片預(yù)測牙齡的準(zhǔn)確性更高。宋子琦等[14]將CBCT應(yīng)用于預(yù)測下頜第三磨牙的生長發(fā)育情況。但牙齡對整體生長發(fā)育階段的提示意義尚存爭議[15]。

2 頜面部生長預(yù)測方法

通過前述的方法可預(yù)估整體的生長發(fā)育階段，然而，頜面部三維方向以不同的速度生長[16]，且局部區(qū)域間有不同的生長情況，通過三維信息采集系統(tǒng)及計算機技術(shù)，可對頜面部生長的方向及量進(jìn)行多維度、分區(qū)域的預(yù)測。主要的三維信息采集技術(shù)包括直接測量（人體測量）和間接測量（模型測量、CT、CBCT、MRI、三維攝影以及激光掃描）。

2.1 直接測量

Sardarian等[17]將軟組織表面用卡尺測得的顱頜面指數(shù)與模型測量得到的下切牙擁擠度進(jìn)行研究，指出顱頜面指數(shù)可以預(yù)測混合牙列早期下切牙擁擠的發(fā)生率，準(zhǔn)確率高達(dá)92.6%，其中面高和下頜的寬度可用于預(yù)測擁擠的嚴(yán)重程度。但由于椅旁時間長，對患者依從性與配合度的要求高，直接測量應(yīng)用相對受限。

2.2 間接測量

2.2.1 CT、CBCTCT 和CBCT 數(shù)據(jù)提供了多維度的數(shù)據(jù)，通過計算機進(jìn)行的三維重建，再現(xiàn)了牙、頜骨、顱骨的解剖關(guān)系，可進(jìn)行不同參數(shù)的測量，包括長度、體積及灰度。Krarup 等[18]對Apert 綜合征患者（尖頭并指綜合征，但下頜骨及牙齒發(fā)育未受明顯影響）從1 周到14.5 歲的49 次CT 數(shù)據(jù)進(jìn)行三維重建、重疊，發(fā)現(xiàn)與二維數(shù)據(jù)的研究結(jié)果不同，下頜神經(jīng)管的位置會發(fā)生側(cè)向移位。Kelly 等[19]在CT 三維重建模型的測量分析得出，下頜骨的垂直向生長接近于一般型生長曲線，而由于下頜骨髁突與顱骨的連接，其矢狀向和橫向的生長更接近于神經(jīng)系統(tǒng)生長曲線。Wong等[20]通過CT 重建模型測量了生長發(fā)育期兒童咀嚼肌的體積，指出不同垂直生長型個體的肌肉大小與面部骨骼寬度、牙弓寬度成正相關(guān)。Hwang 等[21]對不同垂直面型的骨性I 類成年個體，進(jìn)行CBCT 截面的測量，指出下頜平面角越高，頜骨寬度越顯不足。Nota 等[22]對下頜骨髁突的體積測量的研究，發(fā)現(xiàn)女性髁突的生長發(fā)育在大約17 歲會停止，而男性可以持續(xù)到21 歲。Kim 等[23]指出下頜髁突骨密度與面高比呈負(fù)相關(guān)，與ANB 角大小呈正相關(guān)，其中皮質(zhì)骨的骨密度隨著年齡的增加而增加。

頭影測量與重疊的數(shù)據(jù)從二維正側(cè)位片向CBCT發(fā)展，盡管被很多學(xué)者證實了可重復(fù)性與準(zhǔn)確性[24]，但目前仍缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，包括標(biāo)記點、參考平面、重疊平面[25,26]。Clerck等[27]指出，通過前顱底和下頜正中聯(lián)合進(jìn)行CBCT重疊，可重復(fù)性高，在骨性III類患者的生長改良矯治中，有必要通過三維重疊，對下頜骨的變化進(jìn)行單獨、精確地分析。Nguyen等[28]在20個生長發(fā)育期個體的下頜骨頦部與正中聯(lián)合區(qū)植入微螺釘并進(jìn)行重疊，發(fā)現(xiàn)頦部與正中聯(lián)合區(qū)是三維重疊的較為穩(wěn)定的區(qū)域。

三維有限元分析將頜面結(jié)構(gòu)網(wǎng)格化，更易實現(xiàn)區(qū)域的三維對比分析，此外，特別適用于介入矯治器后軟硬組織的受力分析，氣道流體力學(xué)分析。

2.2.2 三維磁共振日益精密化的磁共振同樣可進(jìn)行三維重建，是頜面成像常用的方法，因其具有良好的軟組織分辨力，特別適用于頜面部軟組織與顳下頜關(guān)節(jié)區(qū)。Cevidanes 等[29]指出三維磁共振可采集頜面部軟組織信息，用于輔助甄別頜面部生長發(fā)育中潛在的不利因素。

2.2.3 三維攝影測量與三維激光掃描三維攝影測量和三維激光掃描可以非侵入性地在三個維度上準(zhǔn)確地捕獲面部、口腔內(nèi)的數(shù)據(jù)，不僅減少了直接測量的椅旁時間，還可在后期進(jìn)行多維度的測量分析[30]。Krimmel等[31]通過3dMD面部采集系統(tǒng)測量出生到7歲兒童的三維顏面圖像，建立一組標(biāo)準(zhǔn)值。3dMD面部采集系統(tǒng)價格較為昂貴，Kim等[32]引入的更為簡便的手持3D攝像機，與直接測量和3dMD相比，也具有準(zhǔn)確性與可靠性。Primozic等[33]對生長發(fā)育高峰前期及高峰期的個體，連續(xù)五年進(jìn)行面部激光掃描，發(fā)現(xiàn)生長發(fā)育高峰前期面下1/3高度的年增長率較大，而高峰期頦部突度的年增長率較大。在青少年牙列三維關(guān)系的研究中，除了直接在模型測量[34]，還可以進(jìn)行模型掃描[35]或直接口內(nèi)掃描[36]。

3 優(yōu)點與不足

3.1 優(yōu)點

（1）通過數(shù)據(jù)重建進(jìn)行可視化分析，可在三維空間層面進(jìn)行直接測量,從三維方向上，全面分析顱頜面各部分的變化(大小、形狀和旋轉(zhuǎn)角度等)；（2）具有一定的可重復(fù)性與精確性，針對大量樣本時，應(yīng)用計算機自動化定點識別，能夠快速處理，并進(jìn)行統(tǒng)計分析[37];（3）將上述方法中的兩個或三個整合，可以同期進(jìn)行軟硬組織或牙齒與頜骨的數(shù)據(jù)分析；(4)減少椅旁操作時間，降低患者配合度的依賴。

3.2 不足

(1)美國正畸醫(yī)師協(xié)會建立的數(shù)據(jù)庫多為二維平片的數(shù)據(jù)[38]，分性別、種族的大樣本三維數(shù)據(jù)的獲得耗費大量的人力、成本、時間；(2)三維數(shù)據(jù)處理相對復(fù)雜，且標(biāo)準(zhǔn)仍未達(dá)成統(tǒng)一，諸如拍攝標(biāo)準(zhǔn)、重疊標(biāo)記點、參考平面，準(zhǔn)確性有待提高[39]；(3)增加拍攝量，其中，CT與CBCT的拍攝會增加輻射量，在青少年的應(yīng)用中需謹(jǐn)慎[40]而三維拍攝與激光掃描過程相對繁瑣。

4 總結(jié)

綜上所述，隨著影像設(shè)備與計算機技術(shù)在口腔醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用發(fā)展，結(jié)合基于側(cè)位片、正位片等二維數(shù)據(jù)的生長預(yù)測研究，頜面部生長發(fā)育的三維評估與預(yù)測輔助研究者更深入地去理解頜面部生長發(fā)育的機制與規(guī)律。但是三維評估與預(yù)測的方法也存在一些不足，因此，后期的研究可根據(jù)研究內(nèi)容選擇合理的三維研究方式，進(jìn)一步提高三維評估與預(yù)測方法的準(zhǔn)確性、實用性，以建立更快速、準(zhǔn)確、有效的生長發(fā)育預(yù)測系統(tǒng)。