单侧完全性唇腭裂新生儿上颌牙槽形态的三维测量分析

李玉晟，范 炜，厉丹丹，王震东

非综合征型唇腭裂(non-syndromic cleft lip and palate, NSCLP)是一种常见的先天性颅颌面畸形，在新生儿中的发病率约为1∶700[1]。唇腭裂的发病机制是胚胎在发育的第4周到第8周受到营养、内分泌、病毒或遗传等因素的干扰导致面突之间未能融合或未能完全融合[2]。除了软硬组织的缺损以外，唇腭裂还会导致牙齿的错牙合畸形[3]，吮吸、吞咽和发音功能的障碍，严重情况下还会引起营养不良和上呼吸道感染，并给家庭带来额外的经济负担以及护理方面的压力[4]。如果不进行治疗，日后还会对患儿产生不利的社会心理方面的影响。唇腭裂的治疗也是一个漫长的过程，需要多学科联合的序列治疗。

唇腭裂的术前鼻牙槽塑形矫治(presurgical nasal-alveolar modeling, PNAM)是指在唇腭裂新生儿进行唇裂修复手术前通过胶带、腭护板以及鼻支架等装置对牙槽和软组织鼻部进行塑形，缩小牙槽裂隙的距离并改善鼻部的对称性，从而减小手术时的软组织张力，以获得更好的手术效果[5]。其理论基础源于Matsuo等[6-7]提出的在新生儿出生后前6周内，体内高水平的雌激素和透明质酸使软骨具有高度的可塑性。早期塑形治疗需要临床医生对唇腭裂新生儿上颌牙槽的形态特征以及牙槽骨段的理想位置有一定的了解，因此对其上颌牙槽的形态学研究还是很有必要的。

根据以往文献，唇腭裂新生儿上颌牙槽的传统形态学研究可以通过模型测量和二维图片测量实现，但是这两种测量方法都有局限性。随着数字化技术的发展，三维模型测量能够避免人为读数的偶然误差，测量结果也更加精确。本研究旨在通过三维测量的方法研究单侧完全性唇腭裂新生儿上颌牙槽的形态特征，并验证三维测量方法的可重复性。

1 资料与方法

1.1 样本的收集

收集2008年至2020年于南京医科大学附属口腔医院就诊的唇腭裂新生儿共161名。依据纳入标准和排除标准进行筛选，最终得到60名单侧完全性唇腭裂新生儿的初始模型。纳入标准：初诊年龄在出生后0～50 d以内；单侧完全性唇腭裂新生儿；病历资料完整，初始石膏模型完好清晰，不存在明显的石膏瘤或缺损；无全身系统性疾病；于我院就诊之前未接受过上颌或鼻唇部的塑形治疗。排除标准：存在先天性综合征，比如唐氏综合征；除唇腭裂以外还存在其他颅面部畸形；不完全性唇腭裂或隐匿性腭裂。

1.2 三维模型的采集

利用iTero口内扫描仪采集60名单侧完全性唇腭裂新生儿的初始上颌牙槽数据，所得数字模型均以STL(Standard Template Library)格式保存。使用软件Mimics 20.0(Materialise公司，比利时)将上颌牙槽模型导入并且进行定点和测量。

1.3 样本的分组

依据Daigavane等[8]的方法将收集到的单侧完全性唇腭裂上颌牙槽分为三类。G1组：健侧与裂隙侧牙槽均具有足够的长度，裂隙宽度<10 mm且双侧的上颌结节充分地向外侧伸展，后段牙槽没有向腭侧旋转的趋势；G2组：健侧牙槽具有足够的长度，但是裂隙侧牙槽过小或位置偏后，裂隙宽度>10 mm，且双侧上颌结节弯曲，有向腭侧旋转的趋势；G3组：双侧的牙槽均没有足够的长度或双侧牙槽接近相互平行，牙弓中段有很宽的裂隙；有时甚至难以区分健侧与裂隙侧的牙槽，这种情况通常伴随着前颌骨的发育不足或者缺失。

1.4 标记点以及测量值的确定

在单侧完全性唇腭裂新生儿的上颌牙槽上共标记12个标记点(表1，图1)，为了尽可能提高定点的精确性和可重复性，本研究中采用7个有较明确的软组织结构指示的解剖结构点[9]和5个几何构筑点。在三维测量软件里定义三个参考平面，将切牙点I、双侧尖牙点C和C′所确定的平面作为参考牙合平面，将分别经过双侧尖牙点C、C′以及双侧上颌结节点T、T′且与牙合平面垂直的平面定义为冠状面1和2。

图1 标记点与参考平面示意图

表1 单侧完全性唇腭裂新生儿上颌牙槽的标志点和参考平面

表2 上颌牙槽的三维测量项目

为了确保测量结果的可靠性，由同一名研究人员完成两轮测量，间隔2个月，测量的顺序完全随机且所有的模型文件都以编号命名[10]。

1.5 统计学分析

采用Graphpad Prism 9对测量数据进行统计分析。通过Band-Altman散点图、Pearson相关系数对两次测量的结果进行一致性分析；对所有样本上颌模型健侧与裂隙侧的牙槽尺寸进行配对t检验，比较健侧与裂隙侧牙槽形态的差异；并通过单因素方差分析研究不同分类单侧唇腭裂新生儿上颌牙槽的结构差异。

2 结 果

2.1 一致性检验的结果

对两次的测量结果进行K-S正态分布检验，所有项目的测量结果均符合正态分布。

Bland-Altman一致性分析结果以及Q-Q散点图显示，所有测量项目两次测量结果的差值都落在95%一致性界限以内，且两次测量结果之间的Pearson系数均>0.75。

2.2 流行病学特征

本研究60名单侧完全性唇腭裂新生儿，其中包括41名男性和19名女性，男女比例约为2∶1；且无论在左侧还是右侧唇腭裂中，男女比例均接近2∶1。左侧唇腭裂42例，右侧唇腭裂仅有18例，左侧唇腭裂的发病率约为右侧唇腭裂的2倍(图2)。

CLP：单侧完全性唇腭裂；LCLP：左侧CLP；RCLP：右侧CLP

2.3 单侧唇腭裂上颌牙槽的形态特征

2.3.1 上颌牙槽的基本尺寸 本研究中单侧完全性唇腭裂新生儿的上颌牙槽嵴裂隙的平均水平宽度为(11.28±2.40)mm，垂直距离的平均值为(1.32±0.81)mm，裂隙中、后段的平均宽度分别为(13.08±2.41)mm以及(14.99±2.83)mm，切牙点向健侧偏移量的平均值为(10.19±3.20)mm，平均牙弓长度为(21.49±2.62)mm。

2.3.2 健侧/裂隙侧牙槽形态差异 健侧与裂隙侧牙槽的线性测量结果对比显示，健侧D10的测量值明显大于裂隙侧D11的长度，而D12与D13的测量值差异没有统计学意义；角度指标表明，A5与A6的测量值差异没有统计学意义，而A1与A2以及A3与A4的测量值均表现出统计学差异(表3)。

表3 健侧与裂隙侧三维测量的对比分析

2.3.3 不同分组单侧唇腭裂新生儿上颌牙槽的形态差异 根据Daigavane提出的分类方法对60例患者进行分类，得到G1、G2、G3组的样本量分别为32%(53.33%)、25%(41.67%)以及3%(5%)，对三组样本的测量结果进行两两比较。线性指标的对比结果显示，D1、D5、D6、D8以及D16这五组测量项目G1组明显小于G2与G3组，但是后两组之间差异无统计学差异；G1与G2组测量项目D10的测量值均显著大于G3组，其余的线性测量值之间未表现出显著差异。角度测量的对比研究发现G1组A1的测量结果明显小于G2以及G3组(表4)。

表4 3组唇腭裂新生儿上颌牙槽测量值的两两比较结果

3 讨 论

3.1 新生儿上颌牙槽形态学的研究方法

在以往的文献中，对唇腭裂新生儿上颌牙槽形态的研究主要可以分为模型测量和二维图像测量[11]。唇腭裂新生儿的模型裂隙区倒凹深，会影响测量工具的就位，而二维图像的采集质量和解剖结构的重叠都会影响测量的结果，且两种传统方法都无法避免人为造成的偶然误差。近几年，随着数字化技术的发展，研究者可以直接通过口内扫描获取新生儿的上颌牙槽数据[12-13]，并使用测量软件对三维数字模型进行定点和测量，整个过程对患儿无创，唯一的问题是新生儿难以配合较长时间的张口[14]。

3.2 单侧唇腭裂新生儿的性别、裂隙侧分布特征

本研究纳入的样本中，男性的比例多于女性，与Matthews等[15]的流行病学调查的结果一致，Kumari等[16]经过研究发现，女性患唇腭裂概率较低可能和半胱氨酸的机制有关。但是也有学者报道单侧唇腭裂的患儿中男女比例差异无统计学差异[17]，因此唇腭裂的性别分布还需要进一步的研究，必要时需要排除种族等因素的干扰。

多项研究都表明，左侧唇腭裂的发生率远高于右侧[18-19]。Curtis等[20]通过研究发现，FAT4基因与4q28区域上下游50 kb内一些特定位点的单链核苷酸多态性有连锁作用，会增加左侧唇腭裂的发病率。

3.3 单侧完全性唇腭裂新生儿上颌牙槽的形态特征

通过对样本上颌牙槽健侧与裂隙侧的对比研究我们可以发现，两侧的后段牙槽的尺寸基本是一致的，健侧前段牙槽的长度明显长于裂隙侧的前段牙槽。而角度的对比结果也显示，健侧的前段以及后段牙槽都表现出明显的向外侧的旋转，但是健侧前后段牙槽之间的夹角与裂隙侧差异无统计学意义。由此可以推测，牙槽嵴裂影响的是牙槽骨段的位置，即健侧的牙槽骨段由于失去连续唇肌的制约而发生了向外侧的旋转和移位，健侧的上颌结节点就是旋转中心所在的位置[21]，牙槽骨段本身的结构并没有发生改变，这个结果也与Baek等[22]的发现一致。

Daigavane的分类法是基于牙槽的形态以及裂隙的严重程度，通过三组之间的两两比较发现，G2与G3组的上颌牙槽形态比较接近，仅G2组健侧前段牙槽明显长于G3组，除此以外的所有测量值均未表现出显著差异，G1组的上颌牙槽与后两者形态差异较明显。

横向指标显示G1组的牙槽嵴裂程度最轻，且在尖牙水平的裂隙宽度、牙弓宽度以及切牙点的偏移量均明显小于其余两组，这主要是由于G2与G3组健侧前段牙槽在牙槽连续性中断和失去唇肌力量限制的情况下发生了更多向外侧的旋转；而在上颌结节水平处的裂隙宽度以及牙弓宽度三组差异无统计学意义，有研究报道上颌结节是比较稳定的解剖结构，其位置不会轻易发生变化。

矢状向指标显示三组的牙弓长度在这个阶段没有明显差异，虽然G2与G3组健侧牙槽骨段发生了更多的向前外侧的旋转，但是由于健侧前段牙槽均缺乏足够的生长量，代偿了旋转造成的切牙点前移。三组比较发现双侧后段牙槽的长度差异无统计学意义，这表明组织缺损主要影响的是前段牙槽而并未累及后段牙槽；三组间裂隙侧的前段牙槽长度差异无统计学意义，可能的原因是组织缺损的存在以及裂隙侧唇肌的力量会影响裂隙侧前段牙槽的生长模式和速率，最终导致裂隙侧牙槽骨段长度都未能达到正常水平。

3.4 展 望

本研究主要的不足一方面是样本量和代表性的欠缺，后续开展多中心研究可以进一步探究唇腭裂新生儿牙槽尺寸的地区或人种差异[23]。也可以纳入健康新生儿作为对照组，研究唇腭裂对上颌骨、上颌牙槽以及面中部生长发育的影响。另一方面，在治的唇腭裂患儿也可以进行长期追踪回访，比较不同的牙槽塑形方法以及唇裂修复术式的疗效、稳定性和远期影响。

4 结 论

本研究验证了三维测量方法应用于单侧完全性唇腭裂新生儿上颌牙槽形态学研究的可重复性。研究结果表明单侧完全性唇腭裂新生儿上颌牙槽的不对称主要表现为健侧牙槽以健侧上颌结节为中心发生的前外向的旋转，原因是唇肌连续性的破坏和牙槽嵴裂的存在导致侧与裂隙侧牙槽相对位置关系的不协调。通过Daigavane的分类方法可以将单侧完全性唇腭裂新生儿依据上颌牙槽形态分为三类，其形态差异主要表现在健侧前段牙槽的生长量和移位程度，而后段牙槽的生长情况则未被累及。