吳雁格，張紫涵，鞏靖蕾，黃艷梅，王 軍

在正畸臨床中，矯治目標的建立對于正畸治療能否順利完成至關重要。1971年Holdaway首次提出visual treatment objective(VTO)的概念，國內一般譯為“可視化治療目標”，包括頜面部的生長發(fā)育的預測、正頜手術的影響，以及正畸治療的影響等三個方面，是X線頭影測量的一個重要補充部分。

可視化治療目標(VTO)是在治療開始之前即對患者的頜面部軟硬組織的變化進行預測，以期建立一個治療完成時的視覺效果圖，在治療過程中貫徹以目標為導向的理念，從而提高治療過程的可預測性和科學性。此外，治療目標的可視化將大大提高患者的認知，有利用于診斷分析過程、方案設計過程、治療實施過程中的醫(yī)患交流，最大程度地發(fā)揮患者的主觀能動性，促進患者依從性的提高。

另一方面，改善顏面美觀已經成為患者尋求正畸治療的首要因素。而單純從審美的角度來看，相對于牙齒移動量、骨組織改建量而言，軟組織的形態(tài)變化是患者更為關注的因素，但軟組織的形態(tài)變化卻恰恰又是最不確定、最難以預測的。本文將從可視化治療目標出發(fā)，從理想目標、實現(xiàn)原理、準確性幾個方面對正畸后軟組織預測的研究進展作一綜述。

1 軟組織頭影測量理想目標

臨床上，常選擇鼻、唇、頦部軟組織側面輪廓上的標志點構成不同的參考線及角作為基礎指標，以評價面下1/3側貌，特別是唇側貌的位置。

Ricketts[1]提出用通過鼻尖點及頦部最凸點的切線評價上下唇的突度，稱為E線或審美平面。Lines等[2]的研究顯示美國美貌人群的突度存在性別差異，男性上下唇到E線的距離分別為6.8 mm和3.9 mm，而女性為5.8 mm和2.4 mm。Chong等[3]的研究利用數(shù)字化圖像處理模擬不同的唇突度，得出中國人群對后縮的側貌評價更高，唇位于E線后1.0標準差的側貌最美觀，而歐美人群認為E線后0.5標準差最美觀。Shi等[4]采用類似的研究設計，得出男性唇偏離E線-4 mm，女性偏離-2 mm的側貌最具吸引力。側貌理想的成年人的雙唇均位于E線后方，但存在明顯的種族差異[5]。

鼻唇角為鼻下緣與上唇前緣間交角，一般以鼻底點Sn分別向鼻輪廓線下緣及上唇外輪廓前緣所引切線間的夾角來定義。國外學者早期的研究結果顯示，Owen[6]認為鼻唇角正常值為105°，Arnett等[7]認為該角在85°～105°范圍內時側貌較為理想。Wen等[8]的系統(tǒng)評價顯示亞洲人群鼻唇角男性的平均值為94.7°，女性94.2°；且非洲人的鼻唇角較小，而歐美人群的鼻唇角更鈍。鼻唇角反映的是上唇相對于鼻底部的相對關系，臨床上常以上唇前突的程度來決定正畸設計和審美評價。

此外，Holdaway[9]建立了評價面部軟組織的Holdaway頭影測量分析法，軟組織頦前點與上唇間切線稱為H線，H線與軟組織面平面的交角為H角，理想范圍約7°～14°。Burstone[10]提出的軟組織頭影測量分析法用眉間點、鼻下點、軟組織頦前點形成的角定義面突角，平均范圍為11.3°±4.0°。Steiner[11]提出S線的概念，即通過頦部軟組織最突點與鼻S形中點的連線，S線切過上下唇最突點時側貌較理想。而Merrifield[12]倡導用Z角來評估軟組織側貌，即由軟組織頦前點至最前突唇最前點間切線與眶耳平面所構成的內下交角，成人Z角為80°±5°時能獲得最佳的美學效果。

總而言之，不同的研究者早已提出了諸多軟組織頭影測量分析法，雖然不同的研究表現(xiàn)出相對一致的趨勢，但在具體數(shù)值上，不同研究的差異較大。此外，很多研究的樣本量較小，研究數(shù)據并不是十分可信。需要強調的一點是，軟組織側貌評價更多的講究一個頜面部整體的協(xié)調美觀，不同的種族、不同的患者個體，都有不同的審美標準，性別、年齡等也都對軟組織側貌有影響。在進行VTO分析時不可能也并不應該完全拘泥于上述頭影測量分析法的具體數(shù)值，現(xiàn)有的關于正常人群或美貌人群的研究只是為理想的軟組織形態(tài)提供一定的參考。

2 利用可視化治療目標預測軟組織變化的實現(xiàn)原理

為了形象地模擬和預測正畸治療結果，計算機輔助的面相預測系統(tǒng)在臨床交流、治療計劃和決策過程中得到越來越廣泛地運用，如Dolphin Imaging、Dentofacial Planner Plus、Orthoplan、Quick Ceph Image，以及Vistadent等[13]。以Dolphin Imaging系統(tǒng)為例，它能通過生動、簡單、直觀的三維動畫來模擬整個治療過程，已被廣泛用于患者相片管理、頭影測量分析以及可視化治療目標分析[14]。從原理上看，Dolphin軟件軟組織變化的VTO預測是基于一個固定的軟硬組織移動的比例來模擬治療后的變化。然而，根據已有的文獻顯示，這個比例的有效性并不確定[9,15-17]。Holdaway認為上唇和上切牙移動的比例為1∶1，Ricketts認為這一比例是2∶3[15]，而Sodagar等[18]認為這一比例達1∶2。

Lo等[19]利用相關分析和回歸分析來分析軟硬組織的變化量之間的規(guī)律，并得出上唇和頦區(qū)的回歸模型的預測能力較高，達0.786～0.857，可以由骨組織的變化預測這些區(qū)域的皮膚輪廓。同樣，一項系統(tǒng)評價[20]也顯示Pog、B點、切牙切點的矢狀向移動均與軟組織的變化密切相關，這一比例為0.915～1.051。總而言之，利用軟硬組織之間移動的比例來模擬治療后的變化有一定的研究基礎，但是不同研究顯示這一比例的差異較大。這可能是由于軟組織的變化不僅僅由硬組織變化決定，軟組織厚度和緊張度、牙頜面畸形、年齡、性別、種族，以及測量技術等因素都可能有影響[21-22]，而Dolphin VTO預測系統(tǒng)的并沒有把這些因素納入軟件的算法。

在正頜手術方面，計算機3D設計已得到越來越廣泛的應用[23-26]。目前已有多種商業(yè)化的程序可用于3D設計和軟組織預測，它們之間的主要區(qū)別在于它們所使用的物理模型。其中一些軟件基于稀疏模型，這些模型需要標志點并依賴于點之間的插值，而另一些則使用密集體積模型，包括有限元模型、質量張量模型以及質量彈簧模型[27]?，F(xiàn)有的對正畸和正頜后軟組織預測的研究多采用有限元模型。

3 利用可視化治療目標預測軟組織變化的準確性

關于預測軟組織變化的準確性的研究設計已較為成熟，常規(guī)設計為回顧性研究，經過嚴格的病例篩選，納入符合要求的病例，以治療前的影像學資料為基礎完成預測分析，并與實際治療結果進行比較，完成統(tǒng)計學分析，同時計算預測誤差。軟組織變化的預測結果與實際治療結果不可能完全一致，一部分項目在統(tǒng)計學上不存在偏差，但另一部分項目則顯示存在統(tǒng)計學差異，但總體上誤差在臨床允許范圍內，軟組織預測的準確性在大多數(shù)情況下能夠被醫(yī)患雙方認可。

Zhang等[28]利用Dolphin VTO來預測正畸后軟組織的變化，相對而言，在垂直方向上的預測較水平方向上的更準確，對軟組織A點的預測最準確，而預測軟組織頦區(qū)的準確度最低。van Twisk等[29]利用Dolphin Imaging系統(tǒng)預測正頜手術后的軟組織變化，認為下唇區(qū)域的垂直向預測還有待提高。同樣，Peterman等[30]的研究也指出Dolphin Imaging在絕大多數(shù)標志點的預測定位上的誤差在2 mm以內，而對下唇的預測最不準確。Stefanovic等[31]利用Nemotec Dental Studio的研究也認為對下唇和頦溝位置的預測不夠準確。另外，正畸治療導致的切牙內收也會一定程度上引起軟組織的厚度的變化[32]，這也加大了治療前VTO精準預測的不確定性。

然而，Knoops等[33]指出像Dolphin等軟件使用的這種基于標志點的軟硬組織移動的比例的算法對基于X線頭顱側位片的預測效果較好，但在三維方向上的預測準確度有限。而ProPlan CMF和概率有限元法能為連續(xù)性變化提供更佳的三維預測。硬組織方面，結合CT數(shù)據和數(shù)字模型可以對正畸牙移動進行三維有限元模擬，預測值與實際臨床結果的誤差在0.1 mm之內[34]。軟組織方面，Chen等[35]的研究表明，通過數(shù)學模型轉換可以獲得包含不同軟組織層的患者特異性面部三維有限元模型，可用于預測正畸治療后面部軟組織的變化。Van Hemelen等[36]的研究顯示，預測硬組織變化時二維技術可以與三維技術媲美，而軟組織預測方面，三維技術要優(yōu)于二維技術。

此外，不同程序的軟組織的智能化三維預測使用了不同的物理模型，不同模型之間的準確度也有所不同。Mollemans等[27]使用了四種不同的計算機算法(線性有限元模型、非線性有限元模型、質量彈簧模型和新型質量張量模型)來預測術后的面部形態(tài)，并通過預測形態(tài)和術后實際形態(tài)的對比的定量研究，得出新型質量張量模型和線性有限元模型的準確度最高，平均中位距離偏差僅0.60 mm甚至平均90%保持在1.50 mm以下。Chabanas等[37]的研究也建立了面部軟組織三維有限元模型，面部結構被定義為網格中具有不同的力學性能的嵌入結構，通過彈性配準，利用CT掃描分割的皮膚和顱骨表面，自動匹配患者形態(tài)，由外科醫(yī)生定性地驗證了模型對患者形態(tài)術后模擬的適用性。Zhang等[38]的研究提出eFace-template方法，用于半自動預測患者面部軟組織，并指出這種基于標志點的變形和密集曲面擬合的混合方法能準確地保存內部解剖對應關系，且準確度高于網格匹配和基于標志點轉換的方法。

總體上看，涉及軟組織預測的研究主要集中在正頜手術，而單純正畸治療的軟組織VTO預測的研究相對較少。這可能是手術對軟硬組織的改變更大，醫(yī)患雙方都更加重視，而正畸存在明顯的治療限度，軟組織變化受到的關注相對較少的緣故。但是，臨床上僅僅通過正畸治療掩飾骨性畸形，大幅改善面型的病例也不少見，正畸后軟組織的變化也應該受到重視。

4 結 語

改善顏面美觀已經成為許多患者尋求正畸治療的主要因素，尤其是面下1/3的軟組織形態(tài)正受到越來越多的關注?？梢暬委熌繕说膶嵤┛墒够颊吒庇^地看到治療結果，有利于提高患者的認知和依從性，改善醫(yī)患交流；另一方面，醫(yī)生也可以目標為導向指導治療方案的實施，提高治療過程的科學性。不同學者已提出許多軟組織的理想治療目標，不同的計算機軟件也有不同的軟組織預測原理。軟組織預測在大多數(shù)情況下能夠被醫(yī)患雙方認可，但總體上準確性不如硬組織，具體的準確度仍有提升的空間。預測正畸后軟組織變化的相關研究相對正頜手術的較少，期待更個性化、更準確的可視化治療目標能在正畸領域有更廣泛的應用，從而提高患者的認知和依從性，改善醫(yī)患交流，優(yōu)化治療過程。