上頜擴弓療效評價的臨床意義及發展方向

張 赟，李小兵,2

上頜橫向發育不足是臨床常見的錯牙合畸形之一，這種錯牙合畸形病因復雜，與遺傳或環境因素有關，如先天性異常(包括腭裂等)、不良吮吸習慣、口呼吸、舌低位等[1-3]。其主要臨床表現為上頜牙弓狹窄，腭蓋高拱，單側或雙側后牙反牙合，牙列擁擠等[4]。此外，上頜橫向發育不足還與很多矢狀向錯牙合畸形的發生有關[5]。早期存在的上頜橫向發育不足不應忽視，它可能影響牙頜面使其向相反方向生長，因為橫向生長完成后，矢狀向和垂直向生長仍在繼續進行[6]。目前口腔臨床上針對上頜橫向發育不足的治療方法主要是進行上頜橫向擴弓，其臨床效果已通過多種療效評價方法得到證實。科學客觀的臨床療效評價有利于醫生加深對牙弓寬度發育不足機制的認識、優化方案設計選擇、精準化臨床治療、提高擴弓治療的有效性和穩定性。目前針對上頜擴弓治療的療效有多種評價方法，各有優劣，各評價方法間的差異主要體現在便捷性、測量的精確性、測量值的準確性及全面性的不同上，因此上頜擴弓的療效評價方法尚有廣闊的發展空間。本文旨在對上頜擴弓療效評價方法的發展以及各種評價方法的優缺點和臨床意義進行概述，并結合目前常用的各種療效評價方法，對上頜擴弓治療的療效評價方法發展方向進行總結及預測，為口腔正畸醫生選擇上頜擴弓治療療效評價方法提供一定參考。

1 上頜擴弓療效評價的必要性

上頜擴弓治療利用上頜腭中縫的橫向打開以及上頜后牙的頰向傾斜，以增加上頜牙弓及基骨寬度，并同時伴有其他頜骨組織、軟組織、氣道等的改變。精確完善的療效評價，對醫生選擇上頜擴弓的臨床適應證、治療時機、治療方案的制定、擴弓療效的預測以及上頜擴弓治療過程中精準化的醫療質量監控有決定性作用。但由于上頜骨本身的復雜結構及其與鄰近骨的密切關系，以及不同個體的上頜骨發育差異，目前針對上頜擴弓的療效尚無統一完善的評價方法，不同的學者進行研究時使用的療效評價方法及評價指標也有所不同。因此，為了使得針對上頜擴弓治療的療效研究更加精確全面，為口腔醫生提供更加精確的指導，上頜擴弓的療效評價方法也必須隨著醫療技術及科技水平的提升而進一步發展。

2 常用的上頜擴弓療效評價方法

目前常用的上頜擴弓療效評價方法較多，各種療效評價方法的側重評價指標也不盡相同，主要包括對上頜擴弓治療前后的牙弓形態及大小變化，牙、牙槽骨、基骨及上頜骨腭部的變化，頜骨的垂直向變化，軟組織及氣道的變化等的測量及評估。

2.1 對上頜擴弓治療前后的牙弓形態及大小的療效評價方法

2.1.1 石膏模型直接測量 記存模型是正畸治療過程中必不可少的記錄工具，石膏模型是傳統模型記存方法。通過石膏模型直接測量可獲得上頜擴弓治療前后的牙齒及牙弓數據。用于上頜擴弓治療的療效評價時，主要測量擴弓前后的上下頜牙弓寬度、上頜第一磨牙傾斜角度、臨床牙冠高度等[7-10]。此種療效評價方法能比較精確地對矯治前后的牙弓寬度的變化進行評價，還可以了解支抗牙的傾斜情況，但人為因素影響較大，重復性較差，且測量數據不夠全面，只能測量牙弓的數據變化，不能反映上頜擴弓治療前后上頜基骨弓、頜骨及其他骨組織、氣道、軟組織的變化。

2.1.2 三維掃描模型測量 三維掃描模型測量即對患者的石膏模型進行三維掃描后重建測量，使用數字化設備及軟件對石膏模型進行掃描及數據測量，可獲得上述石膏模型直接測量方法的全部數據，但較石膏模型直接測量更為精確簡便，重復性更佳[11-14]。上述兩種模型測量方法費用較少，限制條件較少，但費時費力，受人為因素影響較大，精度不足，可能因人工測量及重疊等原因造成二次誤差[15]，而且測量指標只反映了患者上頜擴弓治療前后的牙弓變化，不能全面體現患者的牙頜情況，不適用于多數研究數據的測量及對上頜擴弓治療骨性療效的研究。

2.2 對上頜擴弓治療前后的牙、牙槽骨、基骨及上頜骨改變的療效評價方法

2.2.1 錐形束CT直接測量 錐形束CT直接測量即直接在患者的錐形束CT影像中進行數據測量，對擴弓治療前后的腭中縫寬度[16-19]、雙側顴骨間寬度[20]、雙側上頜骨頰傾角度[20]、上下頜骨寬度[5,21]、上頜牙弓寬度[16-17]、上頜基骨弓寬度[16,18]、上頜牙槽骨高度[22-23]、磨牙頰舌側骨皮質厚度[22-24]、上頜磨牙傾斜角度[5,17,25]、牙根長度[25-26]、鼻底寬度[21-22]、鼻翼軟組織寬度[27]、腭蓋深度[5]、上氣道容積[16,21,28]等進行測量比較以評估療效。還有學者使用錐形束CT對擴弓治療患者治療前后的犁骨位置進行測量，發現擴弓治療后犁骨所在一側的骨性擴寬較少，牙性擴寬較多[29]。對患者上頜擴弓治療前后的錐形束CT影像資料直接進行測量評價是目前最常用的上頜擴弓療效評價方法，該方法簡便快捷，可測量的數據較為全面，精確度高，三維立體性強，但由于缺乏類似頭顱定位側位片的統一標志點，各研究間的數據異質性也較大。

2.2.2 頭顱后前位片測量 部分學者對上頜擴弓患者治療前后頭顱后前位片進行測量，主要可獲得上下頜基骨寬度[7,30]、上下頜牙弓寬度[7,30]、鼻腔寬度[30]等數據，可對上頜擴弓治療的療效進行評價。該評價方法使用患者上頜擴弓治療前后的頭顱后前位片進行測量，可獲得部分骨性的療效數據，但頭顱后前位片并非患者常規進行的影像學檢查，而且其可測量指標較少，且相比較錐形束CT的測量數據更為片面及不精確，因此在臨床及研究中使用較少。

2.3 對上頜擴弓治療前后的頜骨垂直向改變的療效評價方法

有研究發現，上頜擴弓可能會引起后牙腭尖伸長，導致下頜的后下旋轉，下頜平面角增大，下面高增大，因此頭顱定位側位片頭影測量也時有用于上頜擴弓治療的療效評價，主要測量指標為上頜擴弓治療前后患者的SNB角及ANB角[21,31]以及下頜平面角和下面高[7]。

該評價方法使用上頜擴弓患者常規拍攝的頭顱定位側位片，對上頜擴弓患者頜骨的垂直向變化評估有重要意義，結合目前日益成熟的人工智能頭影測量技術，可成為上頜擴弓的一種簡單快捷有效的輔助療效評價方法。

2.4 對上頜擴弓治療前后軟組織變化的療效評價方法

2.4.1 面部軟組織直接測量 有國內學者使用游標卡尺對患者鼻部周圍的軟組織進行直接測量，也發現了患者上頜擴弓治療后鼻翼寬度和鼻底寬度的增大[32]。該方法為人工使用二維測量方法進行軟組織測量，直接快捷，但精確度較差，臨床使用較少。

2.4.2 三維面部掃描或立體攝影測量 隨著3D照相技術的發展，三維面部掃描和立體攝影測量也可用于上頜擴弓治療前后的軟組織療效評價，目前相關指標主要有鼻底寬度、鼻翼寬度[33-35]以及鼻旁軟組織、上唇及雙頰軟組織的改變[36]。該療效評價方法使用數字化軟件對面部軟組織進行拍攝及測量，較手動測量更為精確全面，可重復性更強。但目前針對上頜擴弓治療的軟組織療效評價較少，且用于面部軟組織療效評價的標志點也尚未統一，因此仍需進一步研究證明其實用性及精確性。

2.5 對上頜擴弓治療前后氣道變化的療效評價方法

2.5.1 錐形束CT三維重建后測量 錐形束CT影像資料可通過數字化軟件進行三維重建，獲得更為直接立體的三維影像，可用于測量擴弓治療前后的上氣道容積改變[37-38]，即上頜擴弓的氣道療效評價；也可用于患者牙根的三維重建后的測量[39-40]，以研究擴弓治療對牙根的影響。此種評價方法主要用于錐形束CT三維重建后的體積數據測量，常規對上頜擴弓進行療效評價時使用較少，但對有氣道問題或牙根吸收風險的患者是一種更為精確全面的輔助療效評價方法。

2.5.2 通氣功能測量 除直接對患者治療前后的氣道容積進行測量外，也有學者對上頜擴弓患者治療前后的通氣功能進行測量，進行氣道變化的療效評價。有學者針對睡眠呼吸暫停綜合征的患者上頜擴弓治療前后的呼吸暫停低通氣指數和靜脈血氧飽和度進行測量比較，證實了上頜擴弓對阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征患者的療效[41]。還另有學者通過對種植釘輔助擴弓前后患者的通氣量進行比較，證實了種植釘輔助擴弓能夠對患者通氣功能的改善產生積極影響[28]。

2.6 對上頜擴弓治療不良反應(質量控制)的評價方法

2.6.1 全口曲面斷層X線片測量 全口曲面斷層X線片在上頜擴弓治療的療效評價中使用較少，目前的研究主要用于觀測上頜擴弓治療前后牙根長度的變化，以研究上頜擴弓治療是否對牙根造成不良反應。有研究發現，替牙列期患者上頜快速擴弓治療后牙根長度的生長被抑制[42]，但目前臨床研究尚未發現上頜擴弓治療前后牙根長度的變化有明顯統計學意義及臨床意義。該評價方法使用上頜擴弓患者常規拍攝的全口曲面斷層X線片，對患者無額外經濟及輻射負擔，但可獲取的療效信息較少，可作為上頜擴弓矯治的輔助評價方法。

2.6.2 其他療效評價方法 還有學者對手術輔助上頜快速擴弓的患者進行牙周評價，發現患者在擴弓治療后出現牙齦退縮及附著喪失，推測上頜擴弓可能引起牙周組織的改變[43]。

3 上頜擴弓療效評價方法的發展方向

上頜擴弓矯治的療效評價方法尚未統一，各種評價方法均有其獨到的作用，但隨著醫療水平的提升及科學技術的發展，上頜擴弓矯治的療效評價方法也表現出了清晰的發展方向。

3.1 由片面到全面

石膏模型直接測量是最傳統的上頜擴弓治療療效評價方法，但這種方法只能反映上下牙弓矯治前后的變化，并不能全面地體現上頜擴弓治療的整體療效[7-10]。上頜擴弓治療前后影像資料的測量[16,21,30,42]，軟組織的測量[32-33]，氣道的測量[28,37]以及牙周組織的數據測量[43]更加豐富了上頜擴弓治療療效評價的指標，證實了上頜擴弓治療的療效不僅僅體現在牙弓及牙列的變化上，還在牙根、頜骨、氣道、軟組織等諸多方面有明顯表現。因此，上頜擴弓治療的療效評價方法必須更加全面，才能更加具體地反映上頜擴弓的治療效果。

3.2 由二維到三維

二維測量由于數據的失真，精確性較三維測量差，即使是精確度較高的錐形束CT，研究者也并不能截取最精確的測量平面進行測量，在上頜擴弓矯治的療效評價中使用三維評價方法是其發展的基本方向，因此對上頜擴弓矯治進行三維的療效評價對臨床及科研意義重大。上述介紹的錐形束CT三維重建即為三維評價方法，其較二維評價方法更為精確。錐形束CT三維重建常用的軟件主要有ICEM-CFD(Canonsburg, PA, 美國)[38]、Mimics(Materialise NV, Leuven, 比利時)[39]、Anatomage(San Jose, CA, 美國)[40]、Dolphin Imaging(Dolphin Imaging and Management Solutions，美國)[44]等。目前的三維重建療效評價軟件主要源自國外，評價主要針對上頜擴弓前后的氣道及牙根進行分析，較少用于其他硬組織及面部軟組織的評價，使用方法較為復雜，不能自動進行治療前后的重疊比較，仍有較大的發展空間。

3.3 由實體到數字化

無論是石膏模型的直接測量或者軟組織的直接測量，都是上頜擴弓治療的經典療效評價方式，但隨著數字化時代的發展，各種影像處理、三維模型掃描、三維面部掃描等數字化軟件及設備也隨之不斷更新。將實體數據數字化便于數據的儲存、傳輸以及進行治療前后的效果比對，3D打印技術的使用還可將數字化數據再次轉換為實體數據，便于加工中心進行矯治器的制作等。數字化療效評價方式無論是便捷性、精確度還是全面性均領先于傳統的實體測量評價方法，因此，數字化也是上頜擴弓治療評價方法發展的必然趨勢。目前受眾較廣的三維模型掃描軟件主要有TRIOS(3Shape Dental Systems，丹麥)、iTero(Cadent LTD，荷蘭)、Cerec AC Omnicam(Dentsply Sirona，美國)以及 True Definition(3M ESPE Dental Products，美國)等[45]。三維面部掃描常用的軟件及設備有Smart-Scan 3D(Breuckmann, Braunschweig,德國)[33]、EinScan-Pro(SHINING 3D Technology GmbH,浙江)[34]、Di3D(Hilington Park, 英國)[35]、3dMD face system(3dMD,美國)[36]等。目前常用的上頜擴弓數字化療效評價軟件及設備主要來自國外的公司或廠家，國內的數字化療效評價研究軟件及系統亟需進一步研究及開發。

3.4 由人工測量評價到人工智能

大數據時代的來臨，數字化技術飛速進步，人工智能也發展迅速，例如針對頭顱定位側位片的頭影測量已經可以通過人工智能技術進行完成，其精確度和便捷性遠遠超過人工的測量評價方式。除此之外，針對牙弓形態的智能化識別系統的研究也取得了一定的成果，對上頜擴弓的療效評價必將產生深遠影響。人工智能技術應用于上頜擴弓的療效評價，有利于上頜擴弓療效數據庫的構建、深化研究上頜擴弓的矯治原理、標準化治療目標以及進行治療過程中的療效監控，因此，人工智能療效評價方法是上頜擴弓矯治療效評價方法發展的必然方向。

綜上所述，針對上頜擴弓治療的療效評價方法頗多，建議口腔醫生在臨床治療過程中視患者的具體情況選用合適的療效評價方法及評價指標。目前錐形束CT的測量評價是一種優勢較為全面的療效評價方法，但隨著醫療水平及科學技術的進步發展，針對上頜擴弓治療，為獲得更為精確、客觀且具有針對性的評價結果，更加完善的療效評價方法仍有待研究開發。