阻生下颌第二磨牙下颌骨的三维分析

范炜 高德国 王宇婷 厉丹丹 王震东

1.南京医科大学口腔疾病研究江苏省重点实验室，南京 210000；2.南京医科大学附属口腔医院正畸科，南京 210000；3.镇江市口腔医院正畸科，镇江 212000

牙齿阻生是指由于牙萌出路径中的物理屏障或牙的异常位置而导致的牙萌出停止，当牙齿根长的一半到四分之三已发育成熟时，牙齿通常会萌出。阻生齿通常在牙齿本应萌出而未萌出时较容易被发现，最常见的埋伏牙齿依次是第三磨牙、上颌尖牙、下颌前磨牙和上颌中切牙。发生阻生牙的病因是多因素的，在现有的文献[1]报道中，最常见的病因主要分为系统因素、局部因素和遗传因素。其中，第三磨牙阻生的原因之一是萌出空间不足和下颌退行性变[2]。在人类长期的进化过程中，咀嚼器官呈现逐渐退化的趋势。随着火、食品加工和烹饪技术的发展，咀嚼器官进一步退化[3]。第三磨牙的阻生和先天性缺失是咀嚼器官退化的一部分。下颌第二磨牙与第三磨牙类似，均位于牙弓的末端，是倒数第二萌出的牙位。下颌第二磨牙的阻生相对罕见，它的患病率仅在少数研究[4]中有所报告。纵观不同年代的文献可以发现，其发生率呈现上升趋势[5-6]，而对其下颌骨特征的研究相对较少，因此，利用三维图像对其进行线性和角度的测量分析是非常有必要的。

口腔颌面锥形束CT（cone beam computer tomography，CBCT）的应用，从三维角度（矢状位、冠状位、水平位）较准确地展示了阻生牙的位置、形态及与邻近组织的关系等，有助于阻生牙的诊断和治疗[7]。同时，CBCT数据可以通过软件重建出三维图像，以便人们在立体模型上进行数据测量、手术模拟等，为临床医生确定治疗方案提供了便利，缩短了治疗时间，提高了治疗质量。与传统二维测量相比，CBCT是一种更精确的检测方法[8]。

本研究旨在研究阻生下颌第二磨牙患者下颌骨的发育和形态特征，并通过三维测量和分析预测下颌发育的可能趋势。

1 材料和方法

1.1 图像搜集

收集2017年1月—2018年5月于南京医科大学附属口腔医院就诊，并于放射科拍摄CBCT的患者共20 172名，根据第一磨牙与第二磨牙牙长轴的夹角是否大于20°进行初步筛选，初筛得到121名存在下颌第二磨牙阻生的患者。

1.2 分组

根据纳入标准和排除标准对121名初筛数据进行进一步筛选，最终得到88名下颌第二磨牙阻生患者作为阻生组。纳入标准：1）下颌7牙根发育3/4以上；2）具有完整的下颌牙列，即7—7完整，且下颌6—6的拥挤度在Ⅱ度以内；3）拍摄CBCT前无正畸治疗史；4）无全身系统性疾病；5）倾斜角θ＞20°：沿第一、第二磨牙纵轴划线的夹角。排除标准：1）伴有囊肿、骨折、肿瘤的情况；2）CBCT过于模糊无法测量或下颌骨形态不完整；3）下颌6缺失或者通过固定桥、金属冠修复者；4）36、46扭转＞15°，或严重颊舌向倾斜者；5）上下牙列存在其余牙齿阻生者；6）局部感染、外伤或颞颌关节强直、严重颅颌面畸形或面部不对称者、先天唇腭裂患者[9]。

由于年龄和性别的差异对下颌骨的形态存在影响，选择与阻生组年龄、性别相匹配的88名下颌第二磨牙非阻生患者作为对照组。

1.3 CBCT拍摄条件及测量软件

图像由NewTom 5G型CBCT扫描机（QR srl公司，意大利）拍摄，扫描参数：110 kV，5～10 mA，体素 0.3 mm，扫描视野 12 cm×8 cm，曝光时间 3.6 s，拍摄数据均以DICOM格式保存。采用软件Mimics 20.0（Materialise公司，比利时）进行图像分析。

1.4 下颌骨标记点及测量值

在下颌骨上共标记23个标记点（表1），测量17个测量值（表2），其中包括14个线性和3个角度的指标。每个标记点都对应一个三维坐标，以Id与Fmd L、Fmd R共3个点组成的下齿槽平面作为基准平面。将所有患者的DICOM3.0标准格式的CT断层图像导入软件Mimics 20.0，在分割模块中，利用阈值选取、区域增长操作分离下颌骨蒙罩，再用Calculate 3D建立单独完整的下颌骨三维几何表面模型。通常由于髁状突与颅底的距离较近，密度相近，很难将髁状突与上牙分开。在这种情况下，手动逐片编辑的多平面重建能够进一步细化3D模型。在重建好的下颌骨的3D模型上标记点，每个标记点在矢状向、水平向、冠状向进行确认[10]。标记点确认后，通过软件就可以获得每个点的坐标（X、Y、Z）。线段距离和角度通过下列公式进行计算：

其中（X1、Y1、Z1）和（X2、Y2、Z2）是2个标记点的坐标，a和b由在角的顶点和剩下的2个标记点中的每一个之间形成的矢量来表示。线性变量按像素大小比例进而获得实际大小的测量值[11]（图1）。

为了计算研究方法的误差，另一名检验员在不同的时间对20%的样本进行评估，间隔半年。采用类内相关系数，所有评价的测量值均大于0.80，说明该方法具有较好的可靠性。

1.5 数据分析

采用SPSS 23.0进行统计分析。通过条形图来描述下颌第二磨牙阻生患者的人群分布特征；对2个组的组中测量平均值进行随机t检验，P＜0.05被视为差异有统计学意义。

2 结果

本研究共翻阅20 172名中国华东地区拍摄CBCT的患者，初筛得到121名存在下颌第二磨牙阻生的患者，阻生占比为0.60%，这与以往文献[12]报道基本一致。根据纳入和排除标准，共获得88名下颌第二磨牙阻生患者，其中男性37名（42%），女性51名（58%），而年龄分布（图2）集中在12～14岁。

表1 用于下颌骨测量的标记点Tab 1 Landmark points for mandibular measurement

将下颌骨单独分离出来，对其进行三维测量，将测量值分为4个部分：矢状向、垂直向、横向和角度。将阻生组与对照组17个三维测量值比较分析，测量结果见表3。可以看到，阻生组中D1、D6、D7、D10、D11和D12的值低于对照组（P＜0.05），Angle 1的值高于对照组（P＜0.05），差异具有统计学意义，而其他测量值的组间差异均无统计学意义。

表2 下颌骨的三维测量值Tab 2 Three dimensional measurement of mandible

3 讨论

现代人类饮食中食物较为精细，咀嚼时对颌骨的生理刺激减少，可能导致颌骨发育不足，许多学者[13-14]认为，对下颌第三磨牙来说，人类进化过程中下颌骨与牙齿退化不一致是其发生阻生的原因之一。

图1 下颌骨标记点示意图Fig 1 The diagram of the mandible landmarks

以往的文献[5,15]报道显示，下颌第二磨牙阻生也存在发病率增加的趋势，但笔者发现对第二磨牙阻生患者下颌骨的研究相对较少，尤其是三维研究。本研究采用一种新的三维CT模型定位下颌骨标志的方法，对下颌骨三维生长进行量化，从而得到准确可靠的线性和角度测量。旨在找出下颌第二磨牙阻生患者下颌骨的三维形态较之非阻生患者的特征之处，进而提示下颌骨可能的退化趋势。

从收集到的患者分布可以发现，下颌第二磨牙阻生以女性较多，这与一些文献[16]中报道的第三磨牙阻生患者的性别分布相类似。而在年龄上，则集中在12～14岁。

表3 2组17个三维测量值的比较分析Tab 3 Comparison and analysis of 17 three-dimensional measurement values between the two groups

在测量结果中可以发现，在矢状向和横向的一些测量值上，阻生组和对照组间的差异有统计学意义，而垂直向的所有测量值的差异都没有统计学意义。在角度指标中，只有颌下角（Angle 1）发现差异，双侧下颌角的差异都没有统计学意义。

在矢状向测量值中，阻生组中的D6和D7均低于对照组（P＜0.05），即阻生组下颌第一磨牙后的萌出间隙较对照组减少，这可能是造成阻生的原因之一，虽然有研究[17]认为萌出间隙不足是造成第二磨牙阻生的主要原因，但本研究测量的距离包含了2颗牙齿的萌出间隙，显然大于1颗牙齿的萌出所需间隙，且阻生组与对照组的差距较小，因此要明确萌出间隙与下颌第二磨牙阻生的关系，还需排除下颌第三磨牙的影响。当然，这个数据依然提示阻生组的下颌第二、三磨牙的萌出间隙进一步减小。阻生组双侧下颌体的长度均明显小于对照组（P＜0.05），表明阻生组的下颌骨在矢状向上存在发育不足的情况，由此可以怀疑下颌骨的矢状向发育不足是造成下颌第二磨牙阻生的原因之一。下颌支的宽度测量在两组中未见明显差异（P＞0.05）。

横向测量值是三维测量与二维测量差别最大的部分，目前口腔正畸治疗对横向问题的关注越来越多，越来越多的口腔正畸医生都认可错畸形在三个维度都会存在问题，而以往头影测量只能体现最多2个方向上的问题[18]。阻生组下颌角点间宽度明显小于对照组（P＜0.05），而髁突间距离在两组间的差异无统计学意义（P＞0.05），这提示下颌骨下份宽度发育发生缩窄，而上份髁突为适应关节窝而发生适应性改建。同时，阻生组的尖牙宽度和双尖牙宽度与对照组相比的差异无统计学意义，下颌第一磨牙之间的宽度明显小于对照组（P＜0.05），这体现牙弓宽度与下颌骨下份关系相对应。横向测量指标的差异提示下颌第二磨牙阻生与下颌骨的宽度发育不足存在一定联系。线性的指标往往会在角度指标上有所体现，等腰三角形的腰和底成比例变化的话，顶角应该基本不变。如果作为底边的D12的缩窄值与作为腰边的D10和D11的缩窄值相适应的话，Angle 1应该基本不变，两者间的差异应该没有统计学意义，而根据本研究的测量值，阻生组的Angle 1竟然增大了（P＜0.05），这意味着如果单个下颌骨的D10和D11的测量值之间差异无统计学意义的话，阻生组下颌骨矢状向的发育不足比横向的发育不足更加严重。

垂直向测量指标的结果则反映了下颌第二磨牙阻生与下颌骨的垂直向距离关系不大。根据三维测量的结果，利用每组的平均值描绘出每组下颌骨的概念图（图3）：梯形的2条底边分别为髁突间宽和下颌角间宽度，2条竖边是升支高度，三角形两条边是下颌体长。由图3可见，阻生组下颌骨的下颌体长度缩窄，下份宽度缩窄，上份宽度不变，牙弓后段也缩窄，同时下颌骨的颌下角反而是增大的，垂直距离上基本没有变化。这些下颌骨的骨性变化在一定程度上反映了下颌骨变化的趋势，可看出，阻生组的下颌骨形态在矢状向和横向上存在退化趋势，而在垂直方向变化不大，因此猜测这可能就是下颌骨变化的趋势。

图3 根据测量结果构建的下颌骨形态示意图Fig 3 The diagram of the mandible based on the measurement results

虽然本研究得出一些有统计学意义的测量值，但不得不提，研究仍存在一些不足：鉴于发病率，样本量也相对较少；在三维定点上仍然会存在实验者理解的误差，同时部分使用Mimics截取下颌骨重建的三维模型上的杂质难以分离。

如果退化进一步发展，这些三维测量指标是否能够提前预测下颌第二磨牙阻生的发生？下颌第二磨牙在未来人群中是否存在矫治的必要？下颌第二磨牙阻生在基因方面是否存在变异[19]？这些问题仍需要大量的临床纵向追踪研究和基础研究来回答。

4 结论

本研究通过对下颌骨的三维测量发现，下颌第二磨牙阻生患者的下颌骨呈现出在矢状向和宽度上的发育不足，进而推测随着社会的进步和发展，下颌骨存在进一步退化的趋势，尤其在长度和宽度上的退化更为明显，下颌第二磨牙阻生是其退化表现之一。

利益冲突声明：作者声明本文无利益冲突。