不同垂直骨面型成人骨性Ⅲ類下頜牙弓及基骨的形態研究

[摘要]目的：應用三維重建技術研究不同垂直骨面型成人骨性Ⅲ類患者下頜牙弓與基骨弓形態的差異。方法：根據垂直骨面型將48例成人骨性Ⅲ類錯牙合患者分高均低角三組，對正畸術前CBCT影像進行三維重建，測量下頜牙弓、基骨弓的寬度及長度，利用四次多項式方程擬合代表弓形的最佳曲線，分析三組間牙弓和基骨形態差異。結果：低角組下頜尖牙間（P＜0.01）、第二前磨牙間、磨牙間（P＜0.05）牙弓寬度顯著大于均角組及高角組。低角組前磨牙間、磨牙間牙弓長度顯著大于高角組（P＜0.01）；結合下頜牙弓形態及基骨弓形態測量值及曲線擬合結果可見低角組牙弓及基骨弓形較高角組更方圓，其前部形態更平直。結論：成人骨性Ⅲ類患者牙弓大小形態及基骨弓形態與垂直骨面型有關。低角患者前中后段下頜牙弓寬度均顯著大于均角患者及高角患者。低角組的牙弓弓形前段較寬平，高角組基骨弓形前段較窄尖。

[關鍵詞]骨性Ⅲ類；垂直骨面型；牙弓形態；基骨；曲線擬合；CBCT

[中圖分類號]R783.5" " [文獻標志碼]A" " [文章編號]1008-6455（2025）07-0015-04

The Evaluation of Mandibular Dental and Basal Arch Forms of Skeletal Class Ⅲ Malocclusion Adults with Various Vertical Facial Patterns

MA Beidi1， LI Tao2， YUAN Gongjie1

（ 1.Department of Stomatology， Shanghai Children's Hospital， School of Medicine， Shanghai Jiao Tong University， Shanghai 200062， China; 2.Department of Stomatology， Chongming Hospital Affiliated to Shanghai University of Medicine amp; Health Sciences， Shanghai 202150， China ）

Abstract： Objective" The purpose of this study was to investigate the difference of mandibular dental and basal arch forms of skeletal class Ⅲ malocclusion adults" with different vertical facial patterns using cone-beam computed tomography. Methods" According to the vertical facial patterns，48 subjects with skeletal class Ⅲ malocclusion were divided into three groups. CBCT images taken before orthodontic treatment were reconstructed， the widths and lengths of dental and basal arch were measured， and ratio variables which can represent arch forms were calculated. Use the quartic polynomial equation to generate the best fitting curve representing the arch， which helped to analyze the morphological differences of dental arch and basal arch among the three groups. Results" The canine（P＜0.01）， second premolars and molars（P＜0.05） segment widths of mandibular dental arch in the hypodivergent group were significantly greater than those in the normodivergent group and the hyperdivergent group. The premolars and molars segments lengths of dental arch in the hypodivergent group were significantly greater than those in the hyperdivergent group （P＜0.01）. Combined with mandibular arch morphology and basal arch morphology measurements and curve fitting results can be shown that the anterior segments of dental and basal arch forms of the low angle group were more flatter. Conclusion The mandibular dental and basal arch forms of skeletal Class Ⅲ malocclusion adults are related to vertical facial patterns. The anterior， middle and posterior segment widths of mandibular arch in hypodivergent group are significantly larger than those in the normodivergent group and the hyperdivergent group. The anterior segment of dental arch form of the hypodivergent group is more flatter， and the anterior segment of basal arch form of the hyperdivergent group is more narrower.

Key words： skeletal Class Ⅲ; vertical facial pattern; dental arch form; basal arch; curve-fitting; cone-beam computed tomography

骨性Ⅲ類錯牙合是臨床中較為常見的錯牙合畸形，通常此類患者面中1/3凹陷，下頜前突，矢狀向不調極大地影響了面下1/3的美觀，一直是患者及學者研究關注的焦點。此外，明確橫向及垂直向的問題對擬定治療計劃及實現穩定的療效亦有著重要意義，而以往的研究多只探討了不同矢狀骨面型間寬度的差異，卻很少涉及垂直骨面型對水平方向的影響。

關于牙弓和基骨形態的研究中，多以FA點和WALA點為參考點在石膏模型或者三維數字化模型上進行，但是WALA嵴為一軟組織帶，會影響結果準確性。隨著CBCT的出現和應用，對于基骨的測量更加精確方便，Yousefi SJ等[1]的研究結果顯示利用CBCT測量牙齒的大小、牙弓寬度及長度等項目與在傳統石膏模型上進行一樣有效準確。本研究通過對骨性Ⅲ類錯牙合患者下頜牙弓和基骨在CBCT圖像上的參考點進行三維定點，不再局限于單純的線距的測量，通過數學函數曲線擬合分析來研究牙弓及基骨的形態，并且以垂直骨面型分組，探討垂直向和水平向之間的關系，以期為臨床診斷、治療及個性化弓形彎制提供依據。

1" 材料和方法

1.1 一般資料：本研究從2018年9月-2020年12月在大連市口腔醫院就診的患者中，選取成人骨性Ⅲ類錯牙合畸形患者60例，平均年齡（22±2）歲，收集患者術前CBCT影像資料以及頭顱側位片，以SN-MP、FH-MP大小分為高角組、均角組、低角組，高角組：SN-MP＞39°且FH-MP＞32°；均角組：29°≤SN-MP≤39°且22°≤FH-MP≤32°；低角組：SN-MP＜29°且FH-MP＜22°，每組20例，男女比例為1∶1。本研究已通過醫院醫學倫理委員會的批準，所有患者均簽署知情同意書。

1.2 納入標準：①年齡為18～35歲；②較嚴重的骨性Ⅲ類錯牙合：-10°＜ANB＜-4°；尖牙及磨牙為完全近中關系；∠1ˉ-MP＜82°；Wits值＜-4 mm；③面部無明顯偏斜，頦點偏離中線≤2 mm ；④牙列完整，無先天性缺失、多生牙、阻生牙；⑤無冠根形態異常，無唇頰面齲壞牙，無改變牙齒大小、形狀或臨床冠中心位置的充填體、修復體；⑥無明顯牙齦退縮及牙槽骨吸收；⑦牙列擁擠度、牙列間隙≤2 mm；⑦無正畸治療史、外傷史、手術史。

1.3 排除標準：①無正畸治療史、外傷史、手術史；②無先天性綜合征：唇腭裂，及其他頜面軟硬組織疾患；③臨床資料不完整。

1.4 研究方法

1.4.1 建立三維坐標系：用Invivo denta l5.2軟件進行3D分析前，重建三維坐標系，選擇下頜中切牙切緣的近中接觸點作為坐標系的原點。水平參考平面（X軸）為連接左右下頜第一磨牙的近中頰尖與原點的平面。矢狀面（Y軸）的定義為通過下頜中切牙近中接觸點且平行于前后鼻棘連線并與水平參考平面垂直的平面。冠狀面（Z軸）垂直于X軸和Y軸，其中左、后、上方向為正。見圖1。

1.4.2 參考點的確定：從下頜左側第二磨牙到右側第二磨牙依次確定面軸點FA（Facial axis）和牙根中心點RC（Root center），以此為參照點。FA點的定義是臨床冠面軸的中點，對于磨牙而言，FA點位于頰溝最凸點見圖2。在右側尖牙牙根頸1/3水平作平行于水平參考平面的面，在此平面上的牙根中心點即為RC點見圖3。記錄每個牙位FA點和RC點的三維坐標值。

1.4.3 測量項目：具體如下。牙弓寬度DW（Dental arch Width）：雙側尖牙、第一二前磨牙、第一二磨牙FA點間的距離（DW3、DW4、DW5、DW6、DW7）；牙弓長度DD（Dental arch depth）：雙側中切牙FA點的中點到DW3、DW4、DW5、DW6、DW7的最短距離（DD3、DD4、DD5、DD6、DD7）；基骨弓寬度BW（Basal arch width）：雙側尖牙、第一二前磨牙、第一二磨牙RC點間的距離（BW3、BW4、BW5、BW6、BW7）；基骨弓長度BD（Basal arch depth）：雙側中切牙RC點的中點到BW3、BW4、BW5、BW6、BW7的最短距離。

1.4.4 計算項目：計算相對測量值的比值以代表牙弓及基骨弓形態。包括：DW3/DD3；DW6/DD6；BW3/BD3；BW6/BD6；DW3/DW6；BW3/BW6；DD3/DD6；BD3/BD6。DW3/DD3：下頜兩側尖牙間的牙弓寬度和長度之比；DW6/DD6：下頜兩側第一磨牙間的牙弓寬度和長度之比；BW3/BD3：下頜兩側尖牙間的基骨寬度和長度之比；BW6/BD6：下頜兩側第一磨牙間的基骨寬度和長度之比；DW3/DW6：下頜兩側尖牙間與第一磨牙間的牙弓寬度之比；BW3/BW6：下頜兩側尖牙間與第一磨牙間的基骨寬度之比；DD3/DD6：下頜兩側尖牙間與第一磨牙間的牙弓長度之比；BD3/BD6：下頜兩側尖牙間與第一磨牙間的基骨長度之比。

1.4.5 弓及基骨弓的曲線擬合：將各組平均FA點和RC點的X、Y坐標輸入數學軟件Matlab?7.5（R2011b），利用四次多項式方程f（x）=ax4+bx3+cx2+dx+e生成代表弓形的最佳擬合曲線。

1.5 統計學分析：采用SPSS20.0軟件對數據的正態性進行檢驗，以均數±標準差（xˉ±s）表示，并進行方差齊性檢驗。若符合正態分布且滿足方差齊性，對三組數據進行單因素ANOVA方差分析，組間差異有顯著性時用LSD-t檢驗進行兩兩比較；若非正態分布或方差不齊，則進行非參數檢驗。P＜0.05表示差異具有統計學意義。

2" 結果

2.1 下頜牙弓寬度與長度測量值比較：低角組的DW3、DW5、DW6、DW7顯著大于高角組及均角組（P＜0.05）。低角組的DD4、DD5、DD6、DD7顯著大于高角組（P＜0.05）。低角組的DD4、DD7顯著大于均角組（P＜0.05）。見表1。

2.2 下頜基骨弓長度與寬度測量指標比較：低角組的BW3、BW4、BW5、BW6、BW7均值大于高角組及均角組，但是差異無統計學意義。見表2。

2.3 下頜牙弓及基骨弓形態測量指標比較：低角組的（DW3/DW6）顯著大于高角組、均角組（P＜0.01），見表3。結合表1、表2結果，提示低角組的牙弓前段弓形較均角組及高角組寬平。高角組的BW3/BD3顯著小于低角組（P＜0.05），前后段基骨弓長度比（BD3/BD6）在高角組大于均角組及低角組（P＜0.05），這兩項結果均提示高角組基骨弓前段較低角組更窄尖。

2.4 三組牙弓、基骨曲線擬合結果：結果顯示，結合曲線形狀及坐標系，可見低角組牙弓及基骨前段弓形較高角組寬平。見圖4～9。

3" 討論

在正畸治療時常需要改變牙弓大小來矯治錯牙合畸形，正確評估牙弓和基骨形態對做出正確的診斷和治療計劃至關重要。“基骨”一詞在以往的文獻中并沒有一個達成共識的明確定義，不同學者對基骨的定義也各有見解。正畸牙齒的移動離不開牙槽骨的改建，Lundstr?m、Tweed、Downs、Howes等學者對基骨的定位基本位于牙槽突下方，研究此種位置的“基骨”對臨床的意義也許并不是很大。2000年Andrews提出用模型上的WALA點來評估基骨弓寬度，但是牙槽骨表面的軟組織厚度以及牙齒的唇舌向傾斜度均會影響WALA點的確定。隨著CBCT的出現以及在臨床上的廣泛應用，Suk KE等[2]和Moon HM等[3]提出在CBCT圖像上用牙根中心（RC）點來評估基骨弓寬度，Bayome M等[4]認為相較于生成虛擬3D模型費時又昂貴，RC點在基骨弓形態評價中可能更實用且更具代表性。本研究也借鑒此種研究方法，以RC點為基骨參考點，將基骨弓的垂直向定位在下頜尖牙牙根牙合方1/3與中2/3交界的區域，接近于單根牙的阻抗中心即從牙槽嵴頂測量，一般位于牙根的33%～42%。下頜尖牙的平均根長12.6～15.9 mm[5]，根長的三分之一最大差異約為1.0 mm，可以忽略不計。

本研究結果與以往相關研究[6-7]的結果部分相同，認為隨著下頜平面角的減小，下頜牙弓趨于寬大，低角組中后段牙弓長度顯著大于高角患者。但是與以上研究不同的是，雖然低角組BW3、BW4、BW5、BW6、BW7的均值大于高角組及均角組，但是差異無統計學意義。本研究基骨的參考點在下頜骨的內部，Koo YJ等[8]的研究以牙齒阻抗中心為基骨參考點得出的上下頜基骨寬度的差值顯著大于以WALA點為參考點的差值，這提示也許受牙齒代償的影響，使用WALA點進行測量，不能充分暴露上下頜骨的橫向差異。本研究的結果提示也許垂直骨面型這一因素對牙弓橫向維度的影響大于對基骨橫向的影響。

之所以下頜平面角增加，下頜骨和下牙弓趨于狹窄，可能與咀嚼肌有關。Moss的功能基質理論認為面部的生長是對功能需求的一種反應，是由軟組織介導的。下頜骨的生長主要受咀嚼肌中咬肌活動的影響，咬肌的厚度是咬肌活動的直接指標，高角患者的咬肌橫截面積及體積要小于低角患者[9]，咬肌厚度的增加促進頜骨橫向和矢狀向的生長，限制垂直生長，即短面型患者的磨牙間寬度更大[10]，與本研究結果一致。

隨著CBCT的普及和應用，本研究對弓形不再局限于線距測量，以往的研究認為高階多項式方程，可以更接近數據，更準確地擬合[11]，但是使用盡可能高的多階多項式曲線，可能會導致過度擬合，使曲線出現一些不規則彎曲，反而不準確，所以本實驗選擇四次多項式進行曲線擬合。為了獲得在同一平面上的連續平滑的曲線，在曲線擬合時省去了Z軸的數據。Z軸的數據可能可以提供一些有關牙齒轉矩、Spee曲線深度的信息，日后的研究可以將z軸數據加入，進一步深入研究牙弓形態。

此外，以往的研究也表明弓形是高度個體化的[12]，受遺傳和環境等許多因素的影響[13]，本研究的結果表明垂直骨面型也是影響因素之一。還有研究顯示目前市場上的預成弓絲不適合大多數患者[14]，直接使用可能會產生不利的副作用。這均提示在正畸治療時進行個性化弓絲彎制的重要性。正畸正頜聯合治療雖然是嚴重骨性Ⅲ類患者唯一且最佳的治療方案，但朱菲等[15]的研究顯示，去代償治療會減小患者的牙槽骨厚度，臨床醫師應注意在一定限度內控制牙齒移動，以降低不必要的矯治風險。

綜上所述，成人骨性Ⅲ類患者下頜牙弓大小形態及基骨弓形態與垂直骨面型有關。低角患者前中后段下頜牙弓寬度均顯著大于均角患者及高角患者。低角組的牙弓弓形前段較寬平，高角組基骨弓形前段較窄尖。因此在正畸治療中，要進行個性化弓絲彎制，考慮垂直骨面型因素，獲得健康穩定的治療效果。

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[收稿日期]2024-03-18

本文引用格式：馬蓓娣，李濤，原工杰.不同垂直骨面型成人骨性Ⅲ類下頜牙弓及基骨的形態研究[J].中國美容醫學，2025，34（7）：15-19.