單側(cè)完全性唇腭裂新生兒上頜牙槽形態(tài)的三維測(cè)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(fā)病率約為1∶700[1]。唇腭裂的發(fā)病機(jī)制是胚胎在發(fā)育的第4周到第8周受到營養(yǎng)、內(nèi)分泌、病毒或遺傳等因素的干擾導(dǎo)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(huì)導(dǎo)致牙齒的錯(cuò)牙合畸形[3]，吮吸、吞咽和發(fā)音功能的障礙，嚴(yán)重情況下還會(huì)引起營養(yǎng)不良和上呼吸道感染，并給家庭帶來額外的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)以及護(hù)理方面的壓力[4]。如果不進(jìn)行治療，日后還會(huì)對(duì)患兒產(chǎn)生不利的社會(huì)心理方面的影響。唇腭裂的治療也是一個(gè)漫長的過程，需要多學(xué)科聯(lián)合的序列治療。

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

根據(jù)以往文獻(xiàn)，唇腭裂新生兒上頜牙槽的傳統(tǒng)形態(tài)學(xué)研究可以通過模型測(cè)量和二維圖片測(cè)量實(shí)現(xiàn)，但是這兩種測(cè)量方法都有局限性。隨著數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展，三維模型測(cè)量能夠避免人為讀數(shù)的偶然誤差，測(cè)量結(jié)果也更加精確。本研究旨在通過三維測(cè)量的方法研究單側(cè)完全性唇腭裂新生兒上頜牙槽的形態(tài)特征，并驗(yàn)證三維測(cè)量方法的可重復(fù)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(yī)科大學(xué)附屬口腔醫(yī)院就診的唇腭裂新生兒共161名。依據(jù)納入標(biāo)準(zhǔn)和排除標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行篩選，最終得到60名單側(cè)完全性唇腭裂新生兒的初始模型。納入標(biāo)準(zhǔn)：初診年齡在出生后0～50 d以內(nèi)；單側(cè)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(tǒng)性疾??；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(biāo)準(zhǔn)：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(nèi)掃描儀采集60名單側(cè)完全性唇腭裂新生兒的初始上頜牙槽數(shù)據(jù)，所得數(shù)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(shí))將上頜牙槽模型導(dǎo)入并且進(jìn)行定點(diǎn)和測(cè)量。

1.3 樣本的分組

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

1.4 標(biāo)記點(diǎn)以及測(cè)量值的確定

在單側(cè)完全性唇腭裂新生兒的上頜牙槽上共標(biāo)記12個(gè)標(biāo)記點(diǎn)(表1，圖1)，為了盡可能提高定點(diǎn)的精確性和可重復(fù)性，本研究中采用7個(gè)有較明確的軟組織結(jié)構(gòu)指示的解剖結(jié)構(gòu)點(diǎn)[9]和5個(gè)幾何構(gòu)筑點(diǎn)。在三維測(cè)量軟件里定義三個(gè)參考平面，將切牙點(diǎn)I、雙側(cè)尖牙點(diǎn)C和C′所確定的平面作為參考牙合平面，將分別經(jīng)過雙側(cè)尖牙點(diǎn)C、C′以及雙側(cè)上頜結(jié)節(jié)點(diǎn)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(biāo)記點(diǎn)與參考平面示意圖

表1 單側(cè)完全性唇腭裂新生兒上頜牙槽的標(biāo)志點(diǎn)和參考平面

表2 上頜牙槽的三維測(cè)量項(xiàng)目

為了確保測(cè)量結(jié)果的可靠性，由同一名研究人員完成兩輪測(cè)量，間隔2個(gè)月，測(cè)量的順序完全隨機(jī)且所有的模型文件都以編號(hào)命名[10]。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用Graphpad Prism 9對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。通過Band-Altman散點(diǎn)圖、Pearson相關(guān)系數(shù)對(duì)兩次測(cè)量的結(jié)果進(jìn)行一致性分析；對(duì)所有樣本上頜模型健側(cè)與裂隙側(cè)的牙槽尺寸進(jìn)行配對(duì)t檢驗(yàn)，比較健側(cè)與裂隙側(cè)牙槽形態(tài)的差異；并通過單因素方差分析研究不同分類單側(cè)唇腭裂新生兒上頜牙槽的結(jié)構(gòu)差異。

2 結(jié) 果

2.1 一致性檢驗(yàn)的結(jié)果

對(duì)兩次的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行K-S正態(tài)分布檢驗(yàn)，所有項(xiàng)目的測(cè)量結(jié)果均符合正態(tài)分布。

Bland-Altman一致性分析結(jié)果以及Q-Q散點(diǎn)圖顯示，所有測(cè)量項(xiàng)目兩次測(cè)量結(jié)果的差值都落在95%一致性界限以內(nèi)，且兩次測(cè)量結(jié)果之間的Pearson系數(shù)均>0.75。

2.2 流行病學(xué)特征

本研究60名單側(cè)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(cè)還是右側(cè)唇腭裂中，男女比例均接近2∶1。左側(cè)唇腭裂42例，右側(cè)唇腭裂僅有18例，左側(cè)唇腭裂的發(fā)病率約為右側(cè)唇腭裂的2倍(圖2)。

CLP：單側(cè)完全性唇腭裂；LCLP：左側(cè)CLP；RCLP：右側(cè)CLP

2.3 單側(cè)唇腭裂上頜牙槽的形態(tài)特征

2.3.1 上頜牙槽的基本尺寸 本研究中單側(cè)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(diǎn)向健側(cè)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(cè)/裂隙側(cè)牙槽形態(tài)差異 健側(cè)與裂隙側(cè)牙槽的線性測(cè)量結(jié)果對(duì)比顯示，健側(cè)D10的測(cè)量值明顯大于裂隙側(cè)D11的長度，而D12與D13的測(cè)量值差異沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；角度指標(biāo)表明，A5與A6的測(cè)量值差異沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而A1與A2以及A3與A4的測(cè)量值均表現(xiàn)出統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(表3)。

表3 健側(cè)與裂隙側(cè)三維測(cè)量的對(duì)比分析

2.3.3 不同分組單側(cè)唇腭裂新生兒上頜牙槽的形態(tài)差異 根據(jù)Daigavane提出的分類方法對(duì)60例患者進(jìn)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(duì)三組樣本的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行兩兩比較。線性指標(biāo)的對(duì)比結(jié)果顯示，D1、D5、D6、D8以及D16這五組測(cè)量項(xiàng)目G1組明顯小于G2與G3組，但是后兩組之間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異；G1與G2組測(cè)量項(xiàng)目D10的測(cè)量值均顯著大于G3組，其余的線性測(cè)量值之間未表現(xiàn)出顯著差異。角度測(cè)量的對(duì)比研究發(fā)現(xiàn)G1組A1的測(cè)量結(jié)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(cè)量值的兩兩比較結(jié)果

3 討 論

3.1 新生兒上頜牙槽形態(tài)學(xué)的研究方法

在以往的文獻(xiàn)中，對(duì)唇腭裂新生兒上頜牙槽形態(tài)的研究主要可以分為模型測(cè)量和二維圖像測(cè)量[11]。唇腭裂新生兒的模型裂隙區(qū)倒凹深，會(huì)影響測(cè)量工具的就位，而二維圖像的采集質(zhì)量和解剖結(jié)構(gòu)的重疊都會(huì)影響測(cè)量的結(jié)果，且兩種傳統(tǒng)方法都無法避免人為造成的偶然誤差。近幾年，隨著數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展，研究者可以直接通過口內(nèi)掃描獲取新生兒的上頜牙槽數(shù)據(jù)[12-13]，并使用測(cè)量軟件對(duì)三維數(shù)字模型進(jìn)行定點(diǎn)和測(cè)量，整個(gè)過程對(duì)患兒無創(chuàng)，唯一的問題是新生兒難以配合較長時(shí)間的張口[14]。

3.2 單側(cè)唇腭裂新生兒的性別、裂隙側(cè)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(xué)調(diào)查的結(jié)果一致，Kumari等[16]經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，女性患唇腭裂概率較低可能和半胱氨酸的機(jī)制有關(guān)。但是也有學(xué)者報(bào)道單側(cè)唇腭裂的患兒中男女比例差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異[17]，因此唇腭裂的性別分布還需要進(jìn)一步的研究，必要時(shí)需要排除種族等因素的干擾。

多項(xiàng)研究都表明，左側(cè)唇腭裂的發(fā)生率遠(yuǎn)高于右側(cè)[18-19]。Curtis等[20]通過研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)AT4基因與4q28區(qū)域上下游50 kb內(nèi)一些特定位點(diǎn)的單鏈核苷酸多態(tài)性有連鎖作用，會(huì)增加左側(cè)唇腭裂的發(fā)病率。

3.3 單側(cè)完全性唇腭裂新生兒上頜牙槽的形態(tài)特征

通過對(duì)樣本上頜牙槽健側(cè)與裂隙側(cè)的對(duì)比研究我們可以發(fā)現(xiàn)，兩側(cè)的后段牙槽的尺寸基本是一致的，健側(cè)前段牙槽的長度明顯長于裂隙側(cè)的前段牙槽。而角度的對(duì)比結(jié)果也顯示，健側(cè)的前段以及后段牙槽都表現(xiàn)出明顯的向外側(cè)的旋轉(zhuǎn)，但是健側(cè)前后段牙槽之間的夾角與裂隙側(cè)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。由此可以推測(cè)，牙槽嵴裂影響的是牙槽骨段的位置，即健側(cè)的牙槽骨段由于失去連續(xù)唇肌的制約而發(fā)生了向外側(cè)的旋轉(zhuǎn)和移位，健側(cè)的上頜結(jié)節(jié)點(diǎn)就是旋轉(zhuǎn)中心所在的位置[21]，牙槽骨段本身的結(jié)構(gòu)并沒有發(fā)生改變，這個(gè)結(jié)果也與Baek等[22]的發(fā)現(xiàn)一致。

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

橫向指標(biāo)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(diǎn)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(cè)前段牙槽在牙槽連續(xù)性中斷和失去唇肌力量限制的情況下發(fā)生了更多向外側(cè)的旋轉(zhuǎn)；而在上頜結(jié)節(jié)水平處的裂隙寬度以及牙弓寬度三組差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，有研究報(bào)道上頜結(jié)節(jié)是比較穩(wěn)定的解剖結(jié)構(gòu)，其位置不會(huì)輕易發(fā)生變化。

矢狀向指標(biāo)顯示三組的牙弓長度在這個(gè)階段沒有明顯差異，雖然G2與G3組健側(cè)牙槽骨段發(fā)生了更多的向前外側(cè)的旋轉(zhuǎn)，但是由于健側(cè)前段牙槽均缺乏足夠的生長量，代償了旋轉(zhuǎn)造成的切牙點(diǎn)前移。三組比較發(fā)現(xiàn)雙側(cè)后段牙槽的長度差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)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(cè)的前段牙槽長度差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，可能的原因是組織缺損的存在以及裂隙側(cè)唇肌的力量會(huì)影響裂隙側(cè)前段牙槽的生長模式和速率，最終導(dǎo)致裂隙側(cè)牙槽骨段長度都未能達(dá)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(xù)開展多中心研究可以進(jìn)一步探究唇腭裂新生兒牙槽尺寸的地區(qū)或人種差異[23]。也可以納入健康新生兒作為對(duì)照組，研究唇腭裂對(duì)上頜骨、上頜牙槽以及面中部生長發(fā)育的影響。另一方面，在治的唇腭裂患兒也可以進(jìn)行長期追蹤回訪，比較不同的牙槽塑形方法以及唇裂修復(fù)術(shù)式的療效、穩(wěn)定性和遠(yuǎn)期影響。

4 結(jié) 論

本研究驗(yàn)證了三維測(cè)量方法應(yīng)用于單側(cè)完全性唇腭裂新生兒上頜牙槽形態(tài)學(xué)研究的可重復(fù)性。研究結(jié)果表明單側(cè)完全性唇腭裂新生兒上頜牙槽的不對(duì)稱主要表現(xiàn)為健側(cè)牙槽以健側(cè)上頜結(jié)節(jié)為中心發(fā)生的前外向的旋轉(zhuǎn)，原因是唇肌連續(xù)性的破壞和牙槽嵴裂的存在導(dǎo)致側(cè)與裂隙側(cè)牙槽相對(duì)位置關(guān)系的不協(xié)調(diào)。通過Daigavane的分類方法可以將單側(cè)完全性唇腭裂新生兒依據(jù)上頜牙槽形態(tài)分為三類，其形態(tài)差異主要表現(xiàn)在健側(cè)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。