替牙期儿童下颌骨发育的三维特征

潘思思，王昕，戴微微，王剑锋，陈文静，胡荣党

（1.温州医科大学附属口腔医院 正畸科，浙江 温州 325027；2.玉溪中医医院 口腔科，云南 玉溪 653100；3.南京医科大学附属口腔医院 正畸科，江苏 南京 210029）

替牙期儿童下颌骨发育的三维特征

潘思思1，王昕2，戴微微1，王剑锋1，陈文静3，胡荣党1

（1.温州医科大学附属口腔医院 正畸科，浙江 温州 325027；2.玉溪中医医院 口腔科，云南 玉溪 653100；3.南京医科大学附属口腔医院 正畸科，江苏 南京 210029）

目的：采用锥形束CT（CBCT）研究替牙期儿童的下颌骨发育情况，探讨该时期下颌骨整体发育的趋势。方法：对140例6～12周岁替牙期儿童拍摄CBCT图像，使用Dolphin Imaging 11.0软件进行下颌骨三维重建，测量分析包括下颌骨长度、下颌骨宽度等15项线距和6项角度。结果：6～8周岁替牙早期组60例与9～12周岁替牙晚期组80例进行横向比较，发现替牙晚期组数值较替牙早期组增加，其中左侧下颌骨长度（CoL-Gn）[（7.29±0.7）mm]、右侧下颌骨长度（CoR-Gn）[（8.00±0.9）mm]、髁突间距（CoL-CoR）[（3.29±0.8）mm]、喙突间距（CorL-CorR）[（4.76±0.7）mm]、乙状切迹间距（SgL-SgR）[（5.11±0.6）mm]、下颌角间距（GoL-GoR）[（4.83±0.7）mm]、颏孔间距（Mf0L-Mf0R）[（1.65±0.4）mm]、颏孔近颊点间距（Mf1L-Mf1R）[（1.16± 0.4）mm]、颏孔远颊点间距（Mf2L-Mf2R）[（2.39±0.4）mm]、颏孔远舌点间距（Mf2’L-Mf2’R）[（1.42±0.6）mm]、左侧下颌体长度（GoL-Gn）[（5.80±0.8）mm]、右侧下颌体长度（GoR-Gn）[（6.95±0.7）mm]、左侧下颌支高度（CoL-GoL）[（4.40±0.5）mm]、右侧下颌支高度（CoR-GoR）[（4.33±0.6）mm]、左侧下颌角（CoL-GoL-Gn）[（3.75±0.4）°]、右侧下颌角（CoR-GoR-Gn）[（5.18±0.3）°]、髁突开张度（CoL-Gn-CoR）[（0.62±0.28）°]、喙突开张度（CorL-Gn-CorR）[（0.68±0.3）°]、乙状切迹开张度（SgL-Gn-SgR）[（0.59±0.27）°]，差异均有统计学意义（P＜0.05）。颏孔近舌点间距（Mf1’L-Mf1’R）几乎不变，下颌角开张度增加（0.32±0.4）°，差异无统计学意义（P＞0.05）。结论：替牙晚期下颌骨各部分长宽高均有所增加（除颏孔近舌点间宽度），不同部位骨组织的增加量不同，下颌骨水平向宽度变化由前至后呈增大趋势，颏孔近中部位下颌骨宽度的增加主要由下颌骨外侧面增生新骨引起，下颌骨整体发育趋势为向下向前向外增大。

锥形束计算机体层摄影术；三维测量；下颌骨；发育

1 资料和方法

1.1 一般资料 选取自2010年9月至2012年9月来温州医科大学附属口腔医院参加免费健康检查咨询活动的正常替牙期儿童共140例，其中6～8周岁替牙早期组60例（男32例，女28例），平均（6.9±0.8）岁；9～12周岁替牙晚期组80例（男40例，女40例），平均（10.6±1.1）岁。筛选标准：身体健康、上下牙弓协调、无下颌前突或后缩、覆覆盖基本正常、无不良习惯、至少有1颗恒牙萌出。本项研究经温州医科大学附属口腔医院医学伦理委员会批准（WYKQ201203），所有研究对象及其家属对此研究均知情同意。

1.2 CBCT扫描和处理 使用NewTom VG型锥形束CT机（NewTom Italy）拍摄图像，拍摄时研究对象取正坐位，眶耳平面与地面平行，自然咬合唇闭拢，平稳呼吸无吞咽。CBCT图像用NNT软件输出DICOM文件，DICOM文件使用Dolphin Imaging 11.0（Dolphin USA）软件读取图像，进行CT影像三维重建。

1.3 建立三维坐标系统 在三维重建图像上进行定点和测量操作

1.3.1 原点：鼻根点。

1.3.2 基准平面：眶耳平面（frankfort horizontal plane，FH平面），在三维重建图像上定点左侧耳点PoL、右侧耳点PoR及左侧眶点OrL所构成的平面[8-10]。

1.3.3 三维参考平面：见图1。①水平面（horizontal plane，HP）：过鼻根点N且平行于基准平面（FH平面）的平面；②矢状面（sagittal plane，SP）：通过蝶鞍中心点S及鼻根点N并垂直于HP的平面；③冠状面（coronal plane，CP）：通过鼻根点N并垂直于HP和SP的平面。

3个参考平面互相垂直，形成了以N点为原点的三维坐标系，测量每个标志点到3个平面的距离，得到该点的三维坐标。利用Dolphin软件将CBCT获取的DICOM数据重建为三维头颅图像，在Dolphin软件的定点测量窗口中对标志点进行定点[8]，软件生成的三维坐标数据自动转化为Excel表格形式输出。

图1 三维参考平面

1.4 定点前可重复性检验[8-9]由一名经过定点训练的医师分2个阶段对随机抽取的颅面三维图像进行定点。定点方法使用多平面重建（multi-planer reconstruction，MPR）定点法[11-12]，见图2。各标志点具体见表1、图3-6。用鼠标定位19个标志点并获取各点的三维坐标值（X、Y、Z）。设定到矢状面的距离为X，到水平面的距离为Y，到冠状面的距离为Z。X、Y、Z坐标均为绝对值。第一阶段于3 d内相继进行3次定点，相隔1周后进入第二阶段，再次于3 d内相继进行3次定点。

图2 标志点Gn的MPR定点方法（图左从上到下分别为矢状向、冠状向、水平向）

1.5 CBCT三维测量 由同一名医师在连续时间内完成测量，共测量3次，取平均值。测量项目见表2，包括15个线距和6个角度。

1.6 统计学处理方法 采用统计软件SPSS 17.0进行统计学分析。计量资料以±s表示，对每个标志点在两个阶段所得的三维坐标数据进行配对t检验分析，替牙早期6～8周岁年龄组和替牙晚期9～12周岁年龄组儿童下颌骨发育的差异比较采用成组t检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

表1 下颌骨标志点及定义

2 结果

本研究数据呈正态分布，方差齐性。同一名医师在连续时间内完成的3次测量结果间差异无统计学意义（P＞0.05）。同一观测者对于同一三维重建的正常下颌骨图像前后两阶段定位标志点所得的测量值，差异无统计学意义（P＞0.05），所有标志点的可重复性均很好，具体见表3。下颌骨各线距和角度（除Mf1’L-Mf1’R和GoL-Gn-GoR）在替牙早期和替牙晚期间差异均有统计学意义（P＜0.05），其测量值在替牙晚期均增加，具体见表4。

图3 下颌骨三维解剖标志点正面观

图4 下颌骨三维解剖标志点斜面观

图5 左右颏孔近（远）中外侧面距离

图6 左右颏孔近（远）中内侧面距离

3 讨论

3.1 CBCT三维定点在下颌骨发育研究中的优势 X线头影测量方法[1-4，13]是目前研究下颌骨生长发育最主要的方法之一，但下颌骨是三维立体结构，X线头影片是二维图像，因此X线头影测量方法是对立体结构重叠为一个平面的图像进行定点测量。二维测量的结果仅代表该重叠平面的数据，具有较大的局限性，且容易因失真、局部放大或缩小等问题造成测量误差，不能准确地反映下颌骨三维方向发育的真实状况。最新研究下颌骨硬组织三维特征的方法为CT扫描[13]，用CT影像描述、分析三维结构有二种方法：①通过立体体积的测量；②三维立体结构的多个截面的多个线距和角度的测量分析，通过数据体现下颌骨整体的三维结构变化[14]。针对颌面部的CBCT的出现克服了传统CT的不足，体积小，扫描射线范围仅局限在头部，图像精度高，辐射剂量小[15]，其有效放射剂量仅为传统CT剂量的1/56～1/5或曲面体层片剂量的2～7倍，与已证实的放射损害效应剂量差别较大，对儿童来说，CBCT检查所产生的放射损害效应较小，具有良好的生物安全性[16]。CBCT能从三维空间上进行定点，其准确性和可靠性已被多名学者证实[11，17-18]。

表2 下颌骨测量项目

表3 19个标志点在两个阶段的三维坐标的P值

3.2 下颌骨在三维空间发育的趋势特征 下颌骨的生长方向、生长持续时间等特点直接影响错畸形的治疗及预后，对正畸医师来说至关重要，如Twin Block等功能矫治器的应用与下颌骨生长发育密切相关[19]。

一直以来，下颌骨整体如何生长移动是颅颌面生长发育研究中存在争议的问题[20-21]，若以颅底平面为基准，颏部进行向下向前的移动；而活体染色的实验资料显示，下颌前部发生的变化很小，生长区域主要集中在下颌升支的后方，髁突和喙突，使下颌向后移动[20]。大部分学者认同下颌骨的移动趋势是向下向前，同时对应此移位，下颌骨有向上向后的生长以维持和颅部的接触关系[20-21]。但是，下颌骨的生长不是简单地、对称地增大，而是通过骨沉积和骨吸收的方式生长改建[21]，不同部位的下颌骨骨组织生长改建量也各不相同。Haluk等[2]利用种植体通过头影测量研究6岁到23岁下颌骨宽度的变化，发现6岁到18岁间下颌骨宽度平均总增长1.6 mm。Liu等[4]对48例儿童分别于出生后（0.4岁）、1至5岁期间、成人早期（16岁）拍摄头影侧位片，研究下颌骨生长、重建及成熟程度，发现下颌骨长度变化最大，其次是下颌支高度和下颌体长度。

表4 60例替牙早期组与80例替牙晚期组下颌骨测量值比较（±s）

表4 60例替牙早期组与80例替牙晚期组下颌骨测量值比较（±s）

测量项目替牙早期替牙晚期差值tP CoL-Gn101.20±4108.49±5-7.29±0.7-9.8250.000 CoR-Gn101.01±5109.01±6-8.00±0.9-8.9840.000 CoL-CoR 95.41±6 98.70±4-3.29±0.8-4.0560.000 CorL-CorR 86.10±4 90.86±5-4.76±0.7-6.7310.000 GoL-GoR 81.21±4 86.03±4-4.83±0.7-6.6910.000 SgL-SgR 87.74±3 92.85±3-5.11±0.6-9.1870.000 Mf0L-Mf0R 45.22±2.4 46.88±2.4-1.65±0.4-4.0150.000 Mf1L-Mf1R 40.31±2.1 41.47±2.2-1.16±0.4-3.2100.002 Mf1’L-Mf1’R 25.51±3 25.50±3-0.00±0.50.0040.997 Mf2L-Mf2R 50.85±2.6 53.23±2.5-2.39±0.4-5.4600.000 Mf2’L-Mf2’R 34.51±4 35.93±3-1.42±0.6-2.5270.013 GoL-Gn 70.41±4 76.21±5-5.80±0.8-7.5470.000 GoR-Gn 70.31±3 77.26±5-6.95±0.7-9.7770.000 CoL-GoL 48.97±2.4 53.36±3.0-4.40±0.5-9.3260.000 CoR-GoR 48.67±3 53.00±4-4.33±0.6-7.2600.000 CoL-GoL-Gn 118.65±2.1 122.40±2.0-3.75±0.4-10.7940.000 CoR-GoR-Gn 118.43±1.8 123.61±1.8-5.18±0.3-16.6500.000 CoL-Gn-CoR 54.54±1.7 55.16±1.6 -0.62±0.28-2.1810.031 CorL-Gn-CorR 60.36±1.9 61.04±1.8-0.68±0.3-2.1620.032 SgL-Gn-SgR 62.15±1.6 62.74±1.5 -0.59±0.27-2.2110.029 GoL-Gn-GoR 68.88±2.1 69.21±2.5-0.32±0.4-0.8200.414

有关替牙期儿童下颌骨发育的三维测量研究，国内外相关的报道较少。Krarup等[5]用三维CT研究了10例患有Apert综合征的儿童的下颌骨神经管及牙齿的发育，但该研究数据是从遗传病患者身上获取。杨双艳等[6]利用CBCT对不同年龄组下颌偏斜患者髁突进行三维形态研究，发现从替牙期到成人，下颌偏斜有从功能性下颌移位向骨骼异常发展的趋势，偏斜对侧髁突高度、下颌升支高度、髁突内外径较偏斜侧增大，髁突后斜面长度、后斜面倾斜角较偏斜侧减小。高伟民等[7]基于北京地区4岁、7岁、10岁及13岁4个年龄组共126例正常儿童的锥形束CT扫描数据研究了青少年颅面部的三维生长发育，结果显示，从4岁到13岁左右下颌骨长度各增加（22.89±1.40）mm和（22.82±1.38）mm，下颌骨宽度增加（18.59±1.40）mm。

为了探讨替牙期儿童下颌骨的生长发育特点，本研究选择变异性小、稳定性高的鼻根点[8]为原点建立三维坐标系，来探讨下颌骨三维空间上的整体生长趋势。

本研究共测量15个线距和6个角度，包括左（右）下颌骨长度[4，10-11、22]、左（右）下颌体长度[4]、左（右）下颌支高度[4，11]、左（右）下颌角[4]、下颌角间距[23-24]等。除下颌角间距外，为了了解冠状位下颌骨其他部位的生长情况，还测量了髁突间距、喙突间距等不同线距描述下颌骨不同部位的横向生长量，同时，结合测量髁突开张度、喙突开张度等角度变化量共同推断下颌骨的整体发育趋势。结果发现，CoL（R）-Gn、GoL（R）-Gn、CoL（R）-GoL（R）在替牙晚期均大于替牙早期，CoL（R）-Gn变化最大，其次是GoL（R）-Gn和CoL（R）-GoL（R），与Liu等[4]研究结果相似。下颌骨长度的显著变化与其同时受下颌体和下颌支生长改变的影响有关。

冠状位上，下颌骨各横向线距（除Mf1’L-Mf1’R）均有不同程度的增加，面下部宽度（代表项目GoLGoR）在替牙期间表现持续的生长，与高伟民等[7]研究结果相似。下颌骨宽度的增加可能与下颌骨外侧面增生新骨，内侧面吸收陈骨及髁突随颞凹向侧方生长有关[19]。本研究结果显示，下颌骨水平向宽度变化由前至后呈增大趋势，下颌升支的变化最为显著，与Proffit等[20]的下颌主要的生长区域在下颌升支后方的观点一致，同时由于下颌升支与颅中窝存在对应关系[21]，因此下颌升支水平向增加也有可能是其对颅中窝水平向生长的跟随结果。Mf1’LMf1’R几乎不变，推断替牙晚期颏孔近中主要的骨组织改建在下颌骨的颊侧，该部位下颌骨宽度的增加主要由下颌骨外侧面增生新骨引起。

角度方面，CoL-Gn-CoR、CorL-Gn-CorR及SgLGn-SgR变化量均大于GoL-Gn-GoR，这与本研究结果中下颌升支部位的横向线距增加量大于下颌体部相符。GoL-Gn-GoR在替牙晚期仅稍有增加，而GoL-GoR变化显著，可能是下颌骨宽度增加的同时伴随下颌骨向前向下移位的综合结果[19-21]。

综上所述，替牙晚期下颌骨各部分长、宽、高线距及角度均增加（除Mf1’L-Mf1’R），可大致推断出下颌骨整体发育趋势为向下向前向外移位。下颌骨不同部位的骨组织生长改建量不同，下颌骨水平向宽度变化由前至后呈增大趋势，颏孔近中部位下颌骨宽度的增加主要由下颌骨外侧面增生新骨引起。

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（本文编辑：胡苗苗）

The three-dimensional characteristic of mandibular growth in children with mixed dentition

PAN Sisi1,WANG Xin2, DAI Weiwei1, WANG Jianfeng1, CHEN Wenjing3, HU Rongdang1.
1.Department of Orthodontic, Hospital of Stomatology, Wenzhou Medical University, Wenzhou, 325027; 2.Department of Stomatology, Yuxi Hospital of Traditional Chinese Medicine, Yuxi, 653100; 3.Department of Orthodontic, Hospital of Stomatology, Nanjing Medical University, Nanjing, 210029

Objective:To analyze the three-dimensional characteristics of mandibular growth of the children with mixed dentition by Cone Beam Computed Tomography and discuss the whole trend of mandibular growth.Methods:Cone Beam Computed Tomography scans were performed in 140 subjects from 6 to 12 years old with mixed dentition. CT images were constructed into 3D model using medical image processing software Dolphin Imaging 11.0. Fifteen linear and six angular measurements including mandibular length, mandibular width, etc, were positioned through MPR method and analyzed by SPSS 17.0.Results:Transverse comparison in 6～8 years old for early age group of 60 cases with 9～12 years old for late age group of 80 cases, the measured values were signifcantly increased in the late age group, including the left mandibular length [(7.29±0.7) mm], the right mandibular length [(8.00±0.9) mm], the condyle spacing [(3.29±0.8) mm], coronoid spacing [(4.76±0.7) mm], sigmoid notch spacing [(5.11±0.6) mm], mandibular angle spacing [(4.83±0.7) mm], mental foramen spacing [(1.65±0.4) mm], mental foramen mesial buccal point spacing [(1.16±0.4) mm], mental foramen distal buccal point spacing [(2.39±0.4) mm], mental foramen distal tongue point spacing [(1.42±0.6) mm], the left corpus length [(5.80±0.8) mm], the right corpus length [(6.95±0.7) mm], the left ramus height [(4.40±0.5) mm], theright ramus height [(4.33±0.6) mm], left mandibular angle [(3.75±0.4) º], right mandibular angle [(5.18±0.3) º], condylar strength [(0.62±0.28) º], coracoid strength [(0.68±0.3) º] and sigmoid notch strength [(0.59±0.27) º] signifcantly (P＜0.05). The inner side of mental foramen mesial almost unchanged and mandibular angle strength increased [(0.32±0.4) º], both had no signifcant difference (P＞0.05).Conclusion:Mandibular dimensions are increased in the late age group (except mental foramen mesial tongue point width), the increase in different parts of mandibular are different. The change of mandibular width from the former show a trend of increase, mandibular width of mental foramen area in nearly increase is mainly caused by bone hyperplasia in the outside of mandibular. The trend of mandibular growth is downward, forward and outward.

cone-beam computed tomography; three-dimensional measurement; mandibular; growth

R783.5

A

1000-2138（2014）10-0712-06

2014-02-08

浙江省新苗人才计划项目（2012R413056）；温州市科技计划项目（Y20140129）。

潘思思（1986-），女，浙江温州人，住院医师，硕士。

胡荣党，教授，硕士生导师，Email：hurongdang@hotmail.com。