上頜骨性擴弓器對成年女性眼眶容積的評價

史曉揚 林雪芬 馬馳 陳沐寒 劉東旭

山東大學齊魯醫學院口腔醫學院·口腔醫院正畸科 山東省口腔組織再生重點實驗室山東省口腔生物材料與組織再生工程實驗室，濟南 250012

上頜骨寬度不足（maxillary transverse deficiency，MTD）是臨床中常見的錯畸形，成人中的患病率可達9.4%[1-3]。臨床常表現為單側或雙側后牙反、前牙擁擠、微笑時頰旁間隙過寬、腭蓋高拱等[4-5]。正畸臨床上常通過上頜擴弓協調上下頜骨寬度。常用的擴弓方法包括：快速上頜擴弓（rapid maxillary expansion，RME）、慢速上頜擴弓（slow maxillary expansion，SME）、手術輔助上頜快速擴弓（surgically assisted rapid palatal expansion，SARPE）和微種植釘輔助上頜快速擴弓（miniscrew assisted rapid palatal expansion， MARPE）。RME 主要用于生長發育高峰期之前的MTD 患者[6]；用于生長發育高峰期后及成年患者，常產生磨牙頰傾、牙槽突彎曲、牙周膜損傷等風險[7-9]。為避免產生以上不良作用，正畸醫生開展MARPE 技術，采用非手術手段矯治生長發育高峰期后及成年MTD患者[10-11]。

上頜骨性擴弓器（maxillary skeletal expander，MSE）是MARPE 的一種，它將4 枚種植釘垂直植入硬腭并穿透雙側骨皮質，可以幾乎平行地擴開腭中縫，相比RME 產生更多的骨效應[12-15]。研究[6,16-17]表明RME 治療后，上頜骨額突、顴突和顴額縫均發生移位，兩側上頜骨在冠狀面上呈現楔形開口，旋轉支點位于額頜縫附近，患者可以感受到眼眶區域的壓力感。MSE 則能更好地抗衡腭中縫、翼腭縫、顴頜縫和顴額縫處的擴弓阻力，分離骨縫的同時可以引起雙側面中骨骼在冠狀面更加顯著的改變[11-12,18]。研究[19-20]發現MSE 治療青春晚期MTD 患者，顴上頜復合體以顴額縫附近為支點向側方旋轉。

上頜骨額突、顴突、顴骨和顴額縫均是眶腔的一部分。眼眶的容積于15～17 歲時即趨于穩定[21]。研究[22-23]發現RME 對青少年的眼眶容積有輕微的擴大效果。Monaco等[24]的病例報告中用RME矯治一名青少年MTD患者并明顯改善了其斜視癥狀，動眼系統功能有顯著改變。因此推測MSE 治療后，眼眶容積可能發生改變，眶周的解剖結構也會發生一定程度的位移。目前有關MSE對成人眼眶的影響研究較少。本研究旨在利用錐形束CT（cone beam computed tomography，CBCT）對20 名MSE 治療前后成年女性患者眶腔進行三維重建，測量眼眶容積及眶周骨骼寬度，探討MSE對眼眶容積及眶周骨骼寬度的影響。

1 材料和方法

1.1 研究對象

樣本來源于2016年9月—2021年5月在山東大學口腔醫院正畸科就診，采用MSE 治療的MTD女性患者共20 例，年齡為18～44 歲，平均年齡為（22.60±6.29）歲。樣本納入標準：1）年齡≥18歲；2）運用賓夕法尼亞大學測量法[25]測量確定為MTD患者；3）臨床表現為單側或雙側后牙反，伴上牙列擁擠、上牙弓狹窄，微笑時頰旁間隙過大；4）全身發育正常。樣本排除標準：1）牙性牙弓狹窄；2）有唇腭裂病史、顱骨頜骨外傷史、顱腦及頜骨損傷史；3）牙周病患者。本研究經山東大學口腔醫院醫學倫理委員會審批批準（NO.2021-0818），所有患者及家屬均知情同意。

1.2 MSE的結構和使用方法

MSE 由三部分組成：1）帶有4 個微種植釘就位道（內徑2 mm，長度3 mm）的螺旋擴大器；2）雙側上頜第一磨牙帶環；3） 4 個伸展連接桿（圖1）。

圖1 MSEFig 1 MSE

首先粘接MSE，經螺旋擴大器的就位道分別植入4 枚種植釘（直徑1.8 mm，長度11 mm），穿透硬腭雙層骨皮質。擴弓每天2 次，每次1/6 圈，每天擴弓約0.26 mm，連續擴弓至上頜第一磨牙腭尖咬合于下頜磨牙頰尖后停止擴弓，用流動樹脂固化后固定擴弓器，保持3 個月后行常規固定矯治。

1.3 測量項目和方法

1.3.1 參考平面和標志點 患者于擴弓前（T0）及擴弓治療結束后3 周內（T1）拍攝CBCT（New Tom 5G；層厚：0.3 mm；參數：110 kV，5 mA）。將獲取的原始數據保存為DICOM 數據集并導入Mimics 21.0 軟件進行三維重建及測量。如圖2 所示建立3 個參考平面進行頭位校準：1）水平參考面（FHP）：過雙側眶點（ROr 和LOr）和右側耳點（RP） 建立水平參考平面；2） 正中矢狀面（MSP）：過鼻根點（N）和顱底點（Ba）做垂直于水平參考面的面建立正中矢狀面；3）垂直參考面（VRP）：過上頜右側第一磨牙近中頰尖點（UR6）做垂直于水平參考面和正中矢狀面的面建立垂直參考面。

圖2 頭位矯正Fig 2 Head position correction

頭位校準后，如圖3所示，在冠狀面上確定左右額顴點（frontozygomatic sutures，FZS）和左右眶上點（supraorbital points，SF），前者為顴額縫的最外上點，后者為眶上切跡在眼眶上緣的最外下點；在橫斷面確定左右顴頜點（zygomaticomaxillary sutures，ZMS） 和左右眶下點（infraorbital points，IF），前者為顴頜縫在眼眶下緣的最前內點，后者為眶下孔的最內上點。在腭平面確定經擴弓腭中縫分離后兩側的前鼻棘點（ANS）和后鼻棘點（PNS）。

圖3 眶周骨骼標志點Fig 3 Periorbital mark points

1.3.2 測量項目 1）眼眶容積：將DICOM 數據集導入Mimics 21.0中，Crop mask選取眶周結構，閾值選擇-240～226 HU[26]，確定眼眶邊界并逐層填補缺損處或將溢出邊界處擦除，3D 重建眼眶并計算體積。本文借鑒Wei等[27]的研究方法定義眼眶邊界，具體如下。①眼眶前界：在橫斷面上，連接眼眶外緣最前點和內緣最前點；②眼眶上界和下界：在矢狀面上，以眶壁骨板為界，不連續的部分兩端用直線連接；③眼眶后界：在矢狀面上，位于視神經管的前緣；④眼眶內外界：在橫斷面上確定，以眶壁骨板為界，不連續的部分兩端用直線連接（圖4）。2）FZS 間寬度：左右FZS 間的距離。3）ZMS 間寬度：左右ZMS 間的距離。4）SF 間寬度：左右SF 間的距離。5）IF 間寬度：左右IF 間的距離。6）ANS 擴寬量：腭中縫打開后，左右側ANS點間的距離。7）PNS擴寬量：腭中縫打開后，左右側PNS點間的距離。

圖4 眼眶邊界及3D眼眶模型Fig 4 Orbital boundary and 3D orbital model

1.4 統計學分析

采用SPSS 20.0 軟件進行統計學分析。各測量指標由同一操作者每隔2 周測量1 次，共2 次，利用組內系數（intraclass correlation coefficients，ICC）對結果進行一致性檢驗，ICC 大于0.75 表示信度良好，高于0.9即為優秀。

經過Shapiro-Wilk 正態性檢驗，擴弓前后的眼眶容積、FZS 間寬度、ZMS 間寬度、SF 間寬度、IF 間寬度、ANS 擴寬量和PNS 擴寬量均符合正態分布，采用配對樣本t檢驗，P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

本研究ICC 數值為0.759～0.933，P值均大于0.05，差異無統計學意義。這表明所有測量結果重復一致，最終隨機選擇一次的測量結果進行數據分析。

20 例患者均成功擴開腭中縫，擴弓器打開（6.21±1.45） mm，ANS 處 腭 中 縫 打 開（2.62±0.60）mm，PNS 處腭中縫打開（2.45±0.60）mm。MSE 治療前后的眼眶容積分別為（23 128.64±2 323.75）、（23 475.44±2 396.29）mm3，眼眶容積增加了（346.80±275.31）mm3，差異有統計學意義（P＜0.01）。ZMS 間寬度增加（1.69±0.57）mm，IF間寬度增加（1.71±0.70）mm，差異有統計學意義（P＜0.05）；FZS 間寬度增加（0.15±0.32）mm，SF間寬度增加（0.23±0.52）mm，差異無統計學意義（P＞0.05），具體見表1。

表1 MSE治療前后眶周骨骼間寬度的變化Tab 1 Changes in the width of the periorbital bones before and after treatment with MSE

3 討論

本研究結果顯示，成年女性患者擴弓后眼眶容積增加（346.80±275.31）mm3，治療前后差異有統計學意義（P＜0.05）。國外學者[22-23]發現上頜快速擴弓可以增加青少年的眼眶容積。Sicurezza等[22]的研究結果表明，RME 后青少年的眼眶容積及半徑均有小幅而顯著的增加。Lo Giudice 等[23]比較2種上頜快速擴弓方式對青少年眼眶容積的影響發現，牙支持式上頜快速擴弓后眼眶容積增加（0.64±0.07）cm3，骨支持式上頜快速擴弓后眼眶容積增加（0.77±0.22）cm3；且2 組眼眶形態的改變均表現為顴額縫附近的增大和額頜縫附近的縮窄，其余區域并無明顯變化。本研究的眼眶容積增加量小于上述研究結果，造成這種差異可能與研究對象不同有關：本研究的目標人群為成年女性，而Lo Giudice等[23]的研究人群為青少年。成年人相比青少年眼眶發育已經趨于穩定，容積基本不變[21]；12 歲以后，同一年齡段下的男性眼眶容積及內徑明顯大于女性[27]。而本研究排除了成年男性樣本，未判斷有無性別偏倚。另一方面，擴弓效果與骨齡密切相關，骨齡越小，上頜骨周圍骨縫融合程度越低，擴弓骨性效果越明顯[28]。

本研究MSE 矯治后，ZMS 間寬度和IF 間寬度均有不同程度的增大，差異有統計學意義（P＜0.05）；SF 間寬度和FZS 寬度雖有小幅度增加，但差異無統計學意義（P＞0.05）。既往針對MSE在冠狀面對面中骨骼的研究[19-20]均表明MSE 矯治后顴上頜復合體以顴額縫附近為支點向側方旋轉，顴骨下部的旋轉幅度大于上部。本研究發現IF 間寬度比ZMS 間寬度的擴開量稍大，表明顴上頜復合體向外旋轉，下部的運動幅度大于上部。但二者的差值較小，可能與二者在垂直向的距離較近有關。SF 與FZS 位于旋轉中心上方，所以對眶上壁及額骨的影響較小。

上頜骨性擴弓后，ANS 處腭中縫打開（2.62±0.60）mm，PNS 處腭中縫打開（2.45±0.60）mm，二者變化量相比較差異無統計學意義（P＞0.05），說明擴弓后腭中縫的形狀近似平行，這與其他研究[14]結果一致。這可能與種植釘的支抗較強，能夠有效地分裂上頜骨后部的骨縫有關。

Monaco 等[24]的病例報道了1 名伴有斜視癥狀的青少年MTD 患者，經上頜快速擴弓（Haas 擴弓器）治療，治療期間未進行任何眼科干預，擴弓后其斜視癥狀得到了明顯改善。Romeo 等[29]報道了1名因上頜快速擴弓矯治出現頭痛和復視癥狀的青少年MTD 患者，拆除擴弓器后其頭痛及復視癥狀消失。因此推測上頜擴弓可能會影響眼周血供和功能，但以上均為個案報告，在科學證據方面存在一定的局限性。本研究僅聚焦于上頜骨性擴弓后即刻的眼眶容積及眶周骨骼寬度的變化，并未對擴弓前后眼周血液動力學改變及眼周功能進行觀察。今后可以增加MRI 和眼底鏡檢查對擴弓前后眼周血流動力學及功能進行進一步評價。

本實驗的研究對象在擴弓期間及結束后，未發現有視力模糊和復視等癥狀。Lanigan 等[30]報道了1 例成年男性MTD 患者經手術輔助上頜快速擴弓后，出現左眼瞼下垂、左眼偏斜和對光反射消失等癥狀，CT 顯示其左側蝶竇有骨折。分析其原因是由于微小骨折片壓迫動眼神經，導致該患者動眼神經損傷。動眼神經和視神經與蝶骨的解剖結構密切。動眼神經支配眼肌運動，走行于蝶骨小翼前床突的下方或前方；視神經傳導視覺沖動，在眶尖穿過視神經孔，通行于視神經管進入顱中窩，而視神經管由蝶骨小翼、蝶骨體和篩竇圍繞組成。所以可以推測上頜骨性擴弓存在影響視力的可能性，但目前尚未有文獻研究上頜骨性擴弓對患者視力的影響，未來需要完善患者擴弓前后的視力、眼肌動力變化檢測。

本研究分析MTD 患者上頜骨性擴弓前后的CBCT，未發現有蝶骨、篩骨等骨折的影像學變化。有關MARPE的有限元分析表明，擴弓后眶下孔周圍和篩骨構成的內側眶壁有輕微的應力集中[11]。有研究[31]利用有限元分析強調了成人上頜骨性擴弓分離翼頜連接的重要性，即可以有效避免顱底、蝶骨翼突等處的應力集中，避免產生骨折和小裂縫。Cantarella 等[12]發現MSE 治療后，53%的蝶骨翼突內外側板與腭骨錐突分離。翼頜連接未被打開，蝶骨翼突應力集中可能存在骨折的風險。目前尚無上頜骨性擴弓造成眶周骨折的文獻，但應認識到可能存在眶周骨折的風險。

由于成年男性樣本量較少，無法確定測量項目在男女性別上是否存在統計學差異，故而剔除了男性樣本，未來研究應該納入成年男性樣本量，判斷有無性別偏倚；并增加總樣本量，減小二類錯誤。

綜上所述，MSE 能夠擴開MTD 的成年女性的腭中縫，擴弓治療后，腭中縫基本平行擴開，而且眼眶容積有輕微的增加；骨性擴弓過程中，眶周骨骼間寬度也會有所增加，且越靠近擴弓器，擴大量越大。

利益沖突聲明：作者聲明本文無利益沖突。