單側完全性唇腭裂新生兒上頜牙槽形態的三維測量分析

李玉晟，范 煒，厲丹丹，王震東

非綜合征型唇腭裂(non-syndromic cleft lip and palate, NSCLP)是一種常見的先天性顱頜面畸形，在新生兒中的發病率約為1∶700[1]。唇腭裂的發病機制是胚胎在發育的第4周到第8周受到營養、內分泌、病毒或遺傳等因素的干擾導致面突之間未能融合或未能完全融合[2]。除了軟硬組織的缺損以外，唇腭裂還會導致牙齒的錯牙合畸形[3]，吮吸、吞咽和發音功能的障礙，嚴重情況下還會引起營養不良和上呼吸道感染，并給家庭帶來額外的經濟負擔以及護理方面的壓力[4]。如果不進行治療，日后還會對患兒產生不利的社會心理方面的影響。唇腭裂的治療也是一個漫長的過程，需要多學科聯合的序列治療。

唇腭裂的術前鼻牙槽塑形矯治(presurgical nasal-alveolar modeling, PNAM)是指在唇腭裂新生兒進行唇裂修復手術前通過膠帶、腭護板以及鼻支架等裝置對牙槽和軟組織鼻部進行塑形，縮小牙槽裂隙的距離并改善鼻部的對稱性，從而減小手術時的軟組織張力，以獲得更好的手術效果[5]。其理論基礎源于Matsuo等[6-7]提出的在新生兒出生后前6周內，體內高水平的雌激素和透明質酸使軟骨具有高度的可塑性。早期塑形治療需要臨床醫生對唇腭裂新生兒上頜牙槽的形態特征以及牙槽骨段的理想位置有一定的了解，因此對其上頜牙槽的形態學研究還是很有必要的。

根據以往文獻，唇腭裂新生兒上頜牙槽的傳統形態學研究可以通過模型測量和二維圖片測量實現，但是這兩種測量方法都有局限性。隨著數字化技術的發展，三維模型測量能夠避免人為讀數的偶然誤差，測量結果也更加精確。本研究旨在通過三維測量的方法研究單側完全性唇腭裂新生兒上頜牙槽的形態特征，并驗證三維測量方法的可重復性。

1 資料與方法

1.1 樣本的收集

收集2008年至2020年于南京醫科大學附屬口腔醫院就診的唇腭裂新生兒共161名。依據納入標準和排除標準進行篩選，最終得到60名單側完全性唇腭裂新生兒的初始模型。納入標準：初診年齡在出生后0～50 d以內；單側完全性唇腭裂新生兒；病歷資料完整，初始石膏模型完好清晰，不存在明顯的石膏瘤或缺損；無全身系統性疾病；于我院就診之前未接受過上頜或鼻唇部的塑形治療。排除標準：存在先天性綜合征，比如唐氏綜合征；除唇腭裂以外還存在其他顱面部畸形；不完全性唇腭裂或隱匿性腭裂。

1.2 三維模型的采集

利用iTero口內掃描儀采集60名單側完全性唇腭裂新生兒的初始上頜牙槽數據，所得數字模型均以STL(Standard Template Library)格式保存。使用軟件Mimics 20.0(Materialise公司，比利時)將上頜牙槽模型導入并且進行定點和測量。

1.3 樣本的分組

依據Daigavane等[8]的方法將收集到的單側完全性唇腭裂上頜牙槽分為三類。G1組：健側與裂隙側牙槽均具有足夠的長度，裂隙寬度<10 mm且雙側的上頜結節充分地向外側伸展，后段牙槽沒有向腭側旋轉的趨勢；G2組：健側牙槽具有足夠的長度，但是裂隙側牙槽過小或位置偏后，裂隙寬度>10 mm，且雙側上頜結節彎曲，有向腭側旋轉的趨勢；G3組：雙側的牙槽均沒有足夠的長度或雙側牙槽接近相互平行，牙弓中段有很寬的裂隙；有時甚至難以區分健側與裂隙側的牙槽，這種情況通常伴隨著前頜骨的發育不足或者缺失。

1.4 標記點以及測量值的確定

在單側完全性唇腭裂新生兒的上頜牙槽上共標記12個標記點(表1，圖1)，為了盡可能提高定點的精確性和可重復性，本研究中采用7個有較明確的軟組織結構指示的解剖結構點[9]和5個幾何構筑點。在三維測量軟件里定義三個參考平面，將切牙點I、雙側尖牙點C和C′所確定的平面作為參考牙合平面，將分別經過雙側尖牙點C、C′以及雙側上頜結節點T、T′且與牙合平面垂直的平面定義為冠狀面1和2。

圖1 標記點與參考平面示意圖

表1 單側完全性唇腭裂新生兒上頜牙槽的標志點和參考平面

表2 上頜牙槽的三維測量項目

為了確保測量結果的可靠性，由同一名研究人員完成兩輪測量，間隔2個月，測量的順序完全隨機且所有的模型文件都以編號命名[10]。

1.5 統計學分析

采用Graphpad Prism 9對測量數據進行統計分析。通過Band-Altman散點圖、Pearson相關系數對兩次測量的結果進行一致性分析；對所有樣本上頜模型健側與裂隙側的牙槽尺寸進行配對t檢驗，比較健側與裂隙側牙槽形態的差異；并通過單因素方差分析研究不同分類單側唇腭裂新生兒上頜牙槽的結構差異。

2 結 果

2.1 一致性檢驗的結果

對兩次的測量結果進行K-S正態分布檢驗，所有項目的測量結果均符合正態分布。

Bland-Altman一致性分析結果以及Q-Q散點圖顯示，所有測量項目兩次測量結果的差值都落在95%一致性界限以內，且兩次測量結果之間的Pearson系數均>0.75。

2.2 流行病學特征

本研究60名單側完全性唇腭裂新生兒，其中包括41名男性和19名女性，男女比例約為2∶1；且無論在左側還是右側唇腭裂中，男女比例均接近2∶1。左側唇腭裂42例，右側唇腭裂僅有18例，左側唇腭裂的發病率約為右側唇腭裂的2倍(圖2)。

CLP：單側完全性唇腭裂；LCLP：左側CLP；RCLP：右側CLP

2.3 單側唇腭裂上頜牙槽的形態特征

2.3.1 上頜牙槽的基本尺寸 本研究中單側完全性唇腭裂新生兒的上頜牙槽嵴裂隙的平均水平寬度為(11.28±2.40)mm，垂直距離的平均值為(1.32±0.81)mm，裂隙中、后段的平均寬度分別為(13.08±2.41)mm以及(14.99±2.83)mm，切牙點向健側偏移量的平均值為(10.19±3.20)mm，平均牙弓長度為(21.49±2.62)mm。

2.3.2 健側/裂隙側牙槽形態差異 健側與裂隙側牙槽的線性測量結果對比顯示，健側D10的測量值明顯大于裂隙側D11的長度，而D12與D13的測量值差異沒有統計學意義；角度指標表明，A5與A6的測量值差異沒有統計學意義，而A1與A2以及A3與A4的測量值均表現出統計學差異(表3)。

表3 健側與裂隙側三維測量的對比分析

2.3.3 不同分組單側唇腭裂新生兒上頜牙槽的形態差異 根據Daigavane提出的分類方法對60例患者進行分類，得到G1、G2、G3組的樣本量分別為32%(53.33%)、25%(41.67%)以及3%(5%)，對三組樣本的測量結果進行兩兩比較。線性指標的對比結果顯示，D1、D5、D6、D8以及D16這五組測量項目G1組明顯小于G2與G3組，但是后兩組之間差異無統計學差異；G1與G2組測量項目D10的測量值均顯著大于G3組，其余的線性測量值之間未表現出顯著差異。角度測量的對比研究發現G1組A1的測量結果明顯小于G2以及G3組(表4)。

表4 3組唇腭裂新生兒上頜牙槽測量值的兩兩比較結果

3 討 論

3.1 新生兒上頜牙槽形態學的研究方法

在以往的文獻中，對唇腭裂新生兒上頜牙槽形態的研究主要可以分為模型測量和二維圖像測量[11]。唇腭裂新生兒的模型裂隙區倒凹深，會影響測量工具的就位，而二維圖像的采集質量和解剖結構的重疊都會影響測量的結果，且兩種傳統方法都無法避免人為造成的偶然誤差。近幾年，隨著數字化技術的發展，研究者可以直接通過口內掃描獲取新生兒的上頜牙槽數據[12-13]，并使用測量軟件對三維數字模型進行定點和測量，整個過程對患兒無創，唯一的問題是新生兒難以配合較長時間的張口[14]。

3.2 單側唇腭裂新生兒的性別、裂隙側分布特征

本研究納入的樣本中，男性的比例多于女性，與Matthews等[15]的流行病學調查的結果一致，Kumari等[16]經過研究發現，女性患唇腭裂概率較低可能和半胱氨酸的機制有關。但是也有學者報道單側唇腭裂的患兒中男女比例差異無統計學差異[17]，因此唇腭裂的性別分布還需要進一步的研究，必要時需要排除種族等因素的干擾。

多項研究都表明，左側唇腭裂的發生率遠高于右側[18-19]。Curtis等[20]通過研究發現，FAT4基因與4q28區域上下游50 kb內一些特定位點的單鏈核苷酸多態性有連鎖作用，會增加左側唇腭裂的發病率。

3.3 單側完全性唇腭裂新生兒上頜牙槽的形態特征

通過對樣本上頜牙槽健側與裂隙側的對比研究我們可以發現，兩側的后段牙槽的尺寸基本是一致的，健側前段牙槽的長度明顯長于裂隙側的前段牙槽。而角度的對比結果也顯示，健側的前段以及后段牙槽都表現出明顯的向外側的旋轉，但是健側前后段牙槽之間的夾角與裂隙側差異無統計學意義。由此可以推測，牙槽嵴裂影響的是牙槽骨段的位置，即健側的牙槽骨段由于失去連續唇肌的制約而發生了向外側的旋轉和移位，健側的上頜結節點就是旋轉中心所在的位置[21]，牙槽骨段本身的結構并沒有發生改變，這個結果也與Baek等[22]的發現一致。

Daigavane的分類法是基于牙槽的形態以及裂隙的嚴重程度，通過三組之間的兩兩比較發現，G2與G3組的上頜牙槽形態比較接近，僅G2組健側前段牙槽明顯長于G3組，除此以外的所有測量值均未表現出顯著差異，G1組的上頜牙槽與后兩者形態差異較明顯。

橫向指標顯示G1組的牙槽嵴裂程度最輕，且在尖牙水平的裂隙寬度、牙弓寬度以及切牙點的偏移量均明顯小于其余兩組，這主要是由于G2與G3組健側前段牙槽在牙槽連續性中斷和失去唇肌力量限制的情況下發生了更多向外側的旋轉；而在上頜結節水平處的裂隙寬度以及牙弓寬度三組差異無統計學意義，有研究報道上頜結節是比較穩定的解剖結構，其位置不會輕易發生變化。

矢狀向指標顯示三組的牙弓長度在這個階段沒有明顯差異，雖然G2與G3組健側牙槽骨段發生了更多的向前外側的旋轉，但是由于健側前段牙槽均缺乏足夠的生長量，代償了旋轉造成的切牙點前移。三組比較發現雙側后段牙槽的長度差異無統計學意義，這表明組織缺損主要影響的是前段牙槽而并未累及后段牙槽；三組間裂隙側的前段牙槽長度差異無統計學意義，可能的原因是組織缺損的存在以及裂隙側唇肌的力量會影響裂隙側前段牙槽的生長模式和速率，最終導致裂隙側牙槽骨段長度都未能達到正常水平。

3.4 展 望

本研究主要的不足一方面是樣本量和代表性的欠缺，后續開展多中心研究可以進一步探究唇腭裂新生兒牙槽尺寸的地區或人種差異[23]。也可以納入健康新生兒作為對照組，研究唇腭裂對上頜骨、上頜牙槽以及面中部生長發育的影響。另一方面，在治的唇腭裂患兒也可以進行長期追蹤回訪，比較不同的牙槽塑形方法以及唇裂修復術式的療效、穩定性和遠期影響。

4 結 論

本研究驗證了三維測量方法應用于單側完全性唇腭裂新生兒上頜牙槽形態學研究的可重復性。研究結果表明單側完全性唇腭裂新生兒上頜牙槽的不對稱主要表現為健側牙槽以健側上頜結節為中心發生的前外向的旋轉，原因是唇肌連續性的破壞和牙槽嵴裂的存在導致側與裂隙側牙槽相對位置關系的不協調。通過Daigavane的分類方法可以將單側完全性唇腭裂新生兒依據上頜牙槽形態分為三類，其形態差異主要表現在健側前段牙槽的生長量和移位程度，而后段牙槽的生長情況則未被累及。