单侧完全性唇裂患者行术前鼻牙槽塑形治疗后牙槽突变化的三维测量分析

李鸿艺　邝海　王晓萌　李冬爽

广西医科大学附属口腔医院口腔颌面外科，南宁 530021

单侧完全性唇裂患者行术前鼻牙槽塑形治疗后牙槽突变化的三维测量分析

李鸿艺邝海王晓萌李冬爽

广西医科大学附属口腔医院口腔颌面外科，南宁 530021

目的应用三维测量分析法对单侧完全性唇裂患者行术前鼻牙槽塑形（PNAM）治疗后牙槽突的变化进行评价。方法选取2013年11月—2015年6月于广西医科大学附属口腔医院完成PNAM治疗的单侧完全性唇裂患者30例，分别于PNAM治疗前后制取腭部口腔石膏模型，以锥形束CT（CBCT）采集DICOM数据，应用Mimics 15.0进行三维重建，并测量牙槽突裂隙宽度、牙槽突末端宽度、上唇系带中线距离、牙槽突移动距离、牙槽突长度，采用SPSS 17.0软件进行对比分析。结果PNAM治疗前后，患者的牙槽突裂隙宽度、上唇系带中线距离明显缩小（P＜0.05），牙槽突末端宽度差异无统计学意义（P＞0.05），较大侧牙槽突移动距离明显大于较小侧（P＜0.05），双侧牙槽突长度均有明显增长（P＜0.05），较大侧牙槽突增长量明显大于较小侧（P＜0.05）。结论印模+CBCT扫描法可以获得准确的牙槽突三维数据，经过PNAM治疗后，牙槽突形态得到显著改善。

术前鼻牙槽塑形；单侧完全性唇裂；三维测量；锥形束CT

完全性唇裂患者常表现为严重的鼻唇部软组织及牙槽突畸形，尤其是单侧完全性唇裂患者，以宽大的裂隙、鼻唇的极度不对称性为其主要特征。尽管修复单侧完全性唇裂的外科手术已相当成熟，但单纯一期手术仍不能解决这种不对称性，常常遗留鼻唇部畸形和皮肤瘢痕。为解决这个问题，很早就有学者［1］设计了术前减小唇部裂隙的方法，Grayson等［2-3］在前人的基础上加以完善，设计了术前鼻牙槽塑形（presurgical nasoalveolar molding，PNAM）矫治器在关闭裂隙的同时纠正畸形的鼻翼软骨。而今天，这种基于Grayson的技术在全世界范围得到了广泛应用，有效减轻了唇、鼻及牙槽突的畸形程度，利于获得初期手术的美观效果。

经过PNAM治疗后，鼻唇部及牙槽突的形态发生了改变，从而降低了缝合的张力及不对称性，使手术获得便利。因此，许多研究［4-8］对上述结构的形态改变进行了测量分析。目前国内对于软组织改变的研究已经十分完善［9-10］，但是牙槽突方面研究甚少［11］，且方法多是通过对牙槽突的印模进行直接测量分析或者在照片上进行二维的分析。前者不利于模型的保存，而后者有可能因为拍摄角度的不一致产生误差。

在本研究中，笔者设计了一种通过对单侧完全性唇裂患者牙槽突石膏模型进行锥形束CT（cone beam computed tomography，CBCT）扫描，重建数字化三维模型的方法。在数字化三维模型上进行对比测量分析，并获得精确的、可重复性高的结果，从而对单侧完全性唇裂患者经过PNAM治疗后牙槽突变化的规律进行总结和探讨。

1　材料和方法

1.1研究对象

选择于2013年11月—2015年6月到广西医科大学附属口腔医院口腔颌面外科门诊就诊行PNAM治疗的30例单侧完全性唇裂患者为研究对象。患者平均初诊年龄13.4 d，平均体重4.5 kg，平均复诊次数4.7次，平均治疗时间2.9月。

纳入标准:1）单侧完全性唇裂伴单侧完全性牙槽突裂及腭裂；2）初次就诊时周龄＜6周；3）坚持复诊完成PNAM治疗。由于少数完全性唇裂患者可伴有正常的牙槽突及腭部，行PNAM治疗意义不明显，尚需考虑如下排除标准:1）单侧完全性唇裂不伴牙槽突裂及腭裂；2）初次就诊时周龄＞6周；3）哭喊无力导致无法清醒状态下取模者［9］；4）因各种原因未能完成PNAM治疗。

1.2方法

1.2.1唇裂PNAM治疗过程空腹0.5 h，清洁口腔后进行初次取模。家长和医师取面对面坐姿，家长横抱患者，将其全身轴向旋转使其面对医师并将患者的头部侧卧于医师左膝部。选取合适型号的个性化托盘，调拌藻酸盐印模材料放于托盘上，置入患者口腔取模，全程使用食指撑开下颌与托盘底部的间隙并保持患者哭喊状态以确保呼吸道通畅。石膏模型制作好后以齿科树脂制作不带鼻撑的矫治器。将矫治器戴入患者口腔并使用专用胶布拉近裂隙两侧面颊部组织，压迫前凸的前颌骨。1周后复诊，裂隙明显较前缩小，在矫治器上增加鼻撑，撑起塌陷的患侧鼻翼。之后每2～3周复诊调整矫治器鼻撑高度以及牙槽突处就位道形态直至符合唇裂手术标准入院。术前1～2 d取第二次印模，即视为完成PNAM治疗。

1.2.2患者牙槽突三维模型的重建将同一患者的初次印模和第二次印模置于纸盒内，以CBCT扫描得到DICOM文件。将DICOM文件导入笔记本电脑（acer V5-471，core i5，ram 2 G，windows 7），以Mimics 15.0重建患者行PNAM治疗前后的牙槽突三维模型，并在软件中进行测量。

1.3测量指标

于三维模型上测量以下5组数据。1）牙槽突裂隙宽度（PNAM治疗前后）:裂隙两侧牙槽突最突出部分的空间直线距离；2）牙槽突末端宽度（PNAM治疗前后）:两侧牙槽突最末端凹陷处的空间直线距离；3）上唇系带中线距离（PNAM治疗前后）:以两侧牙槽突末端连线的中点处设一平面垂直于该连线即为正中矢状面，上唇系带与牙槽突的交界处至正中矢状面的垂直空间距离；4）PNAM治疗前后牙槽突移动距离（较大侧、较小侧）:将行PNAM治疗前后的三维模型进行重叠，使其牙槽突末端尽可能重合，牙槽突处于同一平面，分别测量同侧牙槽突裂隙端移动的空间直线距离；5）PNAM治疗前后牙槽突长度（较大侧、较小侧）:在PNAM治疗前后的三维模型上，分别测量较大侧及较小侧牙槽突面的曲线长度。

1.4数据分析

采用SPSS 17.0软件对实验数据进行统计分析，计算均值及标准差，对以上数据进行student paired T检验，对比各组数据在行PNAM治疗前后的差异，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2　结果

2.1临床资料

30例单侧完全性唇裂患者接受了完整的PNAM治疗，并于广西医科大学附属口腔医院行单侧唇裂手术。

2.2PNAM治疗前后牙槽突三维模型的建立

应用Mimics 15.0软件重建了患者行PNAM治疗前后的牙槽突三维模型（图1、2）。裂隙侧、非裂隙侧牙槽突和上唇系带等解剖结构分明，牙槽突及腭部裂隙显示清晰。

图1　PNAM治疗前牙槽突三维模型Fig　1　3D reconstruction model of alveolar before PNAM

图2　PNAM治疗后牙槽突三维模型Fig　2　3D reconstruction model of alveolar after PNAM

2.3三维测量结果

2.3.1牙槽突裂隙宽度与牙槽突末端宽度PNAM治疗前后牙槽突裂隙宽度分别为（10.23±3.16）、（2.22± 1.22） mm，牙槽突末端宽度分别为（33.99±2.08）、（34.29±1.92） mm，结果显示经过PNAM治疗后，牙槽突裂隙宽度显著减小（P=0.000），而牙槽突末端宽度无明显变化（P=0.053）（图3）。

图3　牙槽突末端宽度的测量Fig　3　Measurement of the alveolar arch end width

2.3.2上唇系带中线距离PNAM治疗前后上唇系带中线距离分别为（9.77±2.65）、（3.96±2.15） mm，结果显示经过PNAM治疗后，上唇系带中线距离显著减小（P=0.000），说明上唇系带向中线发生了移动（图4）。

2.3.3PNAM治疗前后牙槽突移动距离PNAM治疗前后较大侧和较小侧牙槽突移动距离分别为（6.57± 1.90）、（2.37±1.42） mm，结果显示较大侧牙槽突移动距离显著大于较小侧牙槽突移动距离（P=0.000）（图5）。

2.3.4PNAM治疗前后牙槽突长度及牙槽突长度增加量测量牙槽突的曲线长度（图6），结果显示在PNAM的治疗过程中，两侧牙槽突均有发育，其中较大侧牙槽突PNAM治疗前后长度分别为（33.41± 1.92）、（37.73±2.80）mm（P=0.000），较小侧牙槽突PNAM治疗前后长度分别为（23.51±1.80）、（25.43±2.82） mm（P=0.000），较大侧牙槽突长度增加量（4.32 mm±2.38 mm）显著高于较小侧（1.92 mm±2.13 mm）（P=0.000）。

图4　上唇系带中线距离的测量Fig　4　Measurement of upper lip frenulum-median plane distance

图5　PNAM治疗前后较大侧和较小侧牙槽突移动距离的测量Fig　5　Measurement of the alveolar shift distance of major segment and minor segment before and after PNAM

图6　PNAM治疗前后较大侧和较小侧牙槽突长度的测量Fig　6　Measurement of the alveolar length of major segment and minor segment before and after PNAM

3　讨论

一般牙弓形态三维数据多通过针对印模进行激光扫描、结构光扫描或口内直接扫描的方式获取，这些方式具有精度高、配套硬件及软件齐全等优点。而上颌骨形态又可经由CT或CBCT扫描获得，可以采集到高精度的深部软硬组织三维结构数据［12-13］。

本研究尝试使用印模+CBCT扫描的方式获得单侧唇腭裂患者的牙槽三维形态。采用这一方法组合基于如下考虑:1）尽管使用CT或者CBCT对患者进行扫描可以获得准确的深部软硬组织三维结构数据，但潜在的辐射伤害风险，同时检查前必须使用镇静剂，这对新生儿来说具有相当的风险且价格昂贵。而在清醒状态下取印模对患者来说风险较小且较为经济，对石膏模型进行扫描避免了辐射及药物的风险。2）相对于光学扫描，CBCT可以一次同时扫描多个石膏模型，CBCT重建的三维模型精度可以满足口腔外科或种植需要的精度，且对于唇腭裂患者凹凸起伏的复杂口腔环境，光学扫描具备最高精度，但需专用设备，多次扫描配准融合才能获得较完整的模型，且存在倒凹盲区，CBCT可作为良好的替代方案。3）基于CBCT重建的三维数字模型便于储存，复制，以及进行复杂的切割、重叠等多种三维处理方式，可重复性较高。4）作为口腔的数字模型，便于与其他数码方式采集到的颌面部信息进行多源数据配准［14］，并可进行纵向的不同时期变化的对比研究。

但是必须指出，印模+CBCT扫描法针对牙槽突及鼻中隔这样的硬组织具有较高的准确性，但在取模过程中对软组织如唇组织及鼻翼软骨等硬组织具有推挤作用，石膏模型上不能如实反映真实的形态。如需单独研究鼻唇部软组织，在充分考虑前述风险的前提下，激光扫描、结构光扫描或者CT和CBCT都能准确地反映患者自然的鼻唇形态，如要结合口腔内牙槽突进行相关性研究，可以考虑多源数据配准后联合应用。

在许多研究中，PNAM治疗最显著的效果就是牙槽突裂隙的关闭。本研究的结果同诸多国内外研究［6-11］一致，较宽的裂隙得到了有效的关闭。在未经PNAM治疗的单侧完全性唇裂患者中，由于裂隙宽大，手术中需要在裂隙双侧上唇前庭沟处进行较长的切口，并进行广泛的上颌骨表面分离至眶下孔处，方能关闭裂隙。一些研究认为这种分离不会影响上颌骨的发育，而Stancheva等［15］研究认为较宽的裂隙需要广泛的分离是上颌骨发育不良的重要因素，Fudalej等［16］认为对于较宽的裂隙可用双期手术以减轻术后上颌骨的畸形程度。因此经过PNAM治疗后，较小的裂隙仅需要较短的前庭沟切口及局限的分离，对前颌骨生长的不利影响被降至最低。同时较小的缝合张力，也减轻了皮肤及皮下组织瘢痕增生的程度，有利于远期的美观效果。

PNAM治疗在关闭牙弓前份裂隙的同时，也关心这一关闭裂隙的矫正力是否也会传导至牙弓后端使之相互靠拢，从而导致牙弓狭窄的发生，因此本研究中也测量了牙槽突末端宽度的变化。本研究的结果显示即使牙弓前部发生了明显的形变，牙槽突末端宽度仍具备相对的高稳定性。这种稳定性来源于:首先，上颌结节与蝶骨翼突存在连接，后者作为颅底的构成部分，与颌面部组织发育来源不同［17］，罕被颌面部的畸形累及，因此具有极高的稳定性和对称性。Suri等［18］研究指出唇裂导致的牙弓畸形发生在裂隙附近，而没有累计牙弓深部。而另一个重要因素是，矫治器硬质基托后部的凹槽对牙槽突末端的移动起了限制作用。

为了对比PNAM治疗前后牙槽嵴的相对变化，基于前述牙弓末端的这种稳定性，本研究选用双侧牙槽突末端即上颌结节处作为参考点，双侧连线即作为基准平面，来研究治疗前后牙槽突的变化。因为石膏模型上没有颅底及面部器官作为参考，所以正中矢状面很难判断，但翼突及上颌结节的稳定性和对称性能够有所帮助，在本研究中定义经过双侧上颌牙槽嵴末端连线中点并与之垂直的平面作为正中矢状面。

确定了正中矢状面后，得以测量上唇系带与中线的关系。结果表明，经过PNAM治疗后，上唇系带向正中矢状面移动靠拢，说明在治疗中原本偏移的前颌骨向正中方向移动。在未经PNAM治疗的完全性唇裂患者中，前颌骨过度向外偏移，这也意味着偏斜的鼻前棘及鼻中隔，由于硬组织的偏斜，鼻小柱在术后难以获得良好的中线对称效果，需经过多次手术的调整。而经过PNAM治疗后，由于前颌骨、鼻前棘及鼻小柱向中线靠近，术后可以获得较未经PNAM治疗更对称的鼻唇部形态，一期外观较良好，减少了二期鼻唇畸形整复术的工作量，这与Chang等［19］的研究结论一致。

通过对比两侧牙槽突各自的移动距离，结果很好地解释了前颌骨向中线移动的原因。结果显示在PNAM治疗过程中，双侧牙槽突的移动距离是非对称性的，以较大的一侧牙槽突移动为主，较小一侧移动为辅，并最终形成一个基本对称的弧形。这一结果提示在患者复诊调整矫治器托盘时，应着重去除较大侧牙槽突的腭侧树脂，以确保其后退的空间。而对较小一侧牙槽突应以不磨除或轻微磨除为主，以避免等量磨除，导致较小侧牙槽突抢占较大侧后退的空间，形成“T”型的牙槽骨嵌顿，严重影响治疗效果。

为进一步研究牙槽突的生长变化，测量PNAM治疗前后牙槽突的长度变化。测量结果显示:无论较大侧牙槽突或较小侧牙槽突，在进行PNAM治疗的时间内，长度都有增长，而以较大一侧牙槽突长度的增长最为明显。这足以说明，裂隙的关闭，前颌骨向中线的移动，不单纯是靠外力改变牙槽突的形状和位置，其自身的生长发育能力也是极其重要的因素。而为何较大一侧发育更为显著，通过观察模型可以发现，治疗结束时，牙槽突的厚度有明显增加，而双侧乳切牙区牙槽突明显增长增粗，并可见乳切牙的轮廓。牙的萌出可明显刺激牙槽突的生长，无论是儿童的功能矫治器或是牙槽突裂患者植骨时机的选择都要遵循这一规律，PNAM本质上属于功能性矫治，本研究测量的数据也表明该治疗方式适用这一理论。本研究结果与Sabarinath等［20］的研究结果类似，PNAM治疗后牙弓周长增加，并以牙槽骨前部增长为主；Stancheva等［15］认为牙胚缺失是影响单侧唇腭裂患者上颌骨发育的重要因素。

Keinprasit等［21］报道经过PNAM治疗后，牙槽突长度的发育受到限制，其他学者［4-5］的研究认为术前正畸并未限制牙槽突的发育。结果可以肯定在进行PNAM的治疗中，牙槽突仍保持着发育的能力。然而，其发育程度受到什么程度的影响，还需要与未行术前正畸治疗的对照组做进一步的对比研究。

印模+CBCT扫描法可以获得准确的牙槽突三维形态数据。在进行PNAM治疗后，牙槽突形态得到了显著改善，主要表现为:单侧完全性唇腭裂患者的牙槽突裂隙得到了有效缩小，而牙槽突末端宽度则保持稳定。前颌骨经过治疗后向中线靠拢。较大侧牙槽突向裂隙移动的距离、牙槽突长度的增长都比较小侧牙槽突显著，这两个因素共同促进了牙槽突裂隙的关闭和前颌骨向中线的移动。牙槽突长度有增长，并以较大侧牙槽突增长为主。

在将来的研究中，将会对PNAM治疗对患者上颌骨生长发育的影响程度做进一步的对比研究。同时，因为经济因素或交通因素未能进行或完成PNAM治疗的患者仍占相当比例，笔者将会改良技术，以减少患者复诊的次数及经济负担。

致谢:在进行该项研究前，四川大学华西口腔医院唇腭裂外科的杨超医师提供了技术支持。研究进行时，四川大学华西口腔医院唇腭裂外科的石冰教授、郑谦教授提供了宝贵的指导意见。

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（本文编辑杜冰）

Three-dimensional analysis of alveolar changes of complete unilateral cleft lip patients after presurgical nasoalveolar molding treatment

Li Hongyi， Kuang Hai， Wang Xiaomeng， Li Dongshuang.（Dept. of Oral and Maxillofacial Surgery，Affiliated Stomatology Hospital of Guangxi Medical University， Nanning 530021， China）
Supported by: Guangxi Science Foundation （2012GXNSFAA053153）； Key Research Project of Medical and Health Care in Guangxi （2012016）. Correspondence: Kuang Hai， E-mail: kuanghai@hotmail.com.

ObjectiveThis study analyzed the alveolar changes of complete unilateral cleft lip （UCCL） patients after presurgical nasoalveolar molding （PNAM） treatment using a three-dimensional method. MethodsPalate impressions of thirty UCCL patients who underwent PNAM treatment in the Affiliated Stomatology Hospital of Guangxi Medical University were taken pre- and post-PNAM. The plaster impressions were scanned using cone beam computed tomography （CBCT）. The DICOM files were exported and 3D models reconstructed in Mimics 15.0. The following parameters were analyzed in SPSS 17.0: cleft alveolar gap width， alveolar arch end width， upper lip frenulum-median plane distance， alveolar shift distance，and length of alveolar section. ResultsAfter PNAM treatment， the cleft alveolar gap width and upper lip frenulum-median plane distance decreased significantly （P＜0.05）. No statistically significant change was observed in the alveolar arch end width （P＞0.05）. Alveolar shift distances for both sides increased significantly （P＜0.05）， and the shift distance of major alveolar section had a more significant increase than the minor alveolar section. The lengths of the alveolar section of both sides increased significantly （P＜0.05） with the length of the major alveolar section increasing more significantly than the minor alveolar section. ConclusionThe impression-CBCT method supply accurate three-dimensional data of the alveolar process. The PNAM treatment can significantly correct alveolar deformity and improve appearance.

presurgical nasoalveolar molding；complete unilateral cleft lip；three-dimensional measurement；cone beam computed tomography

R 782.2

A

10.7518/hxkq.2016.04.011

2015-10-10；

2016-05-15

广西科学基金（2012GXNSFAA053153）；广西医疗卫生重点科研课题（重2012016）

李鸿艺，主治医师，博士，E-mail:leehongyi@163.com

邝海，副主任医师，博士，E-mail:kuanghai@hotmail.com