上颌扩弓疗效评价的临床意义及发展方向

张 赟，李小兵,2

上颌横向发育不足是临床常见的错牙合畸形之一，这种错牙合畸形病因复杂，与遗传或环境因素有关，如先天性异常(包括腭裂等)、不良吮吸习惯、口呼吸、舌低位等[1-3]。其主要临床表现为上颌牙弓狭窄，腭盖高拱，单侧或双侧后牙反牙合，牙列拥挤等[4]。此外，上颌横向发育不足还与很多矢状向错牙合畸形的发生有关[5]。早期存在的上颌横向发育不足不应忽视，它可能影响牙颌面使其向相反方向生长，因为横向生长完成后，矢状向和垂直向生长仍在继续进行[6]。目前口腔临床上针对上颌横向发育不足的治疗方法主要是进行上颌横向扩弓，其临床效果已通过多种疗效评价方法得到证实。科学客观的临床疗效评价有利于医生加深对牙弓宽度发育不足机制的认识、优化方案设计选择、精准化临床治疗、提高扩弓治疗的有效性和稳定性。目前针对上颌扩弓治疗的疗效有多种评价方法，各有优劣，各评价方法间的差异主要体现在便捷性、测量的精确性、测量值的准确性及全面性的不同上，因此上颌扩弓的疗效评价方法尚有广阔的发展空间。本文旨在对上颌扩弓疗效评价方法的发展以及各种评价方法的优缺点和临床意义进行概述，并结合目前常用的各种疗效评价方法，对上颌扩弓治疗的疗效评价方法发展方向进行总结及预测，为口腔正畸医生选择上颌扩弓治疗疗效评价方法提供一定参考。

1 上颌扩弓疗效评价的必要性

上颌扩弓治疗利用上颌腭中缝的横向打开以及上颌后牙的颊向倾斜，以增加上颌牙弓及基骨宽度，并同时伴有其他颌骨组织、软组织、气道等的改变。精确完善的疗效评价，对医生选择上颌扩弓的临床适应证、治疗时机、治疗方案的制定、扩弓疗效的预测以及上颌扩弓治疗过程中精准化的医疗质量监控有决定性作用。但由于上颌骨本身的复杂结构及其与邻近骨的密切关系，以及不同个体的上颌骨发育差异，目前针对上颌扩弓的疗效尚无统一完善的评价方法，不同的学者进行研究时使用的疗效评价方法及评价指标也有所不同。因此，为了使得针对上颌扩弓治疗的疗效研究更加精确全面，为口腔医生提供更加精确的指导，上颌扩弓的疗效评价方法也必须随着医疗技术及科技水平的提升而进一步发展。

2 常用的上颌扩弓疗效评价方法

目前常用的上颌扩弓疗效评价方法较多，各种疗效评价方法的侧重评价指标也不尽相同，主要包括对上颌扩弓治疗前后的牙弓形态及大小变化，牙、牙槽骨、基骨及上颌骨腭部的变化，颌骨的垂直向变化，软组织及气道的变化等的测量及评估。

2.1 对上颌扩弓治疗前后的牙弓形态及大小的疗效评价方法

2.1.1 石膏模型直接测量 记存模型是正畸治疗过程中必不可少的记录工具，石膏模型是传统模型记存方法。通过石膏模型直接测量可获得上颌扩弓治疗前后的牙齿及牙弓数据。用于上颌扩弓治疗的疗效评价时，主要测量扩弓前后的上下颌牙弓宽度、上颌第一磨牙倾斜角度、临床牙冠高度等[7-10]。此种疗效评价方法能比较精确地对矫治前后的牙弓宽度的变化进行评价，还可以了解支抗牙的倾斜情况，但人为因素影响较大，重复性较差，且测量数据不够全面，只能测量牙弓的数据变化，不能反映上颌扩弓治疗前后上颌基骨弓、颌骨及其他骨组织、气道、软组织的变化。

2.1.2 三维扫描模型测量 三维扫描模型测量即对患者的石膏模型进行三维扫描后重建测量，使用数字化设备及软件对石膏模型进行扫描及数据测量，可获得上述石膏模型直接测量方法的全部数据，但较石膏模型直接测量更为精确简便，重复性更佳[11-14]。上述两种模型测量方法费用较少，限制条件较少，但费时费力，受人为因素影响较大，精度不足，可能因人工测量及重叠等原因造成二次误差[15]，而且测量指标只反映了患者上颌扩弓治疗前后的牙弓变化，不能全面体现患者的牙颌情况，不适用于多数研究数据的测量及对上颌扩弓治疗骨性疗效的研究。

2.2 对上颌扩弓治疗前后的牙、牙槽骨、基骨及上颌骨改变的疗效评价方法

2.2.1 锥形束CT直接测量 锥形束CT直接测量即直接在患者的锥形束CT影像中进行数据测量，对扩弓治疗前后的腭中缝宽度[16-19]、双侧颧骨间宽度[20]、双侧上颌骨颊倾角度[20]、上下颌骨宽度[5,21]、上颌牙弓宽度[16-17]、上颌基骨弓宽度[16,18]、上颌牙槽骨高度[22-23]、磨牙颊舌侧骨皮质厚度[22-24]、上颌磨牙倾斜角度[5,17,25]、牙根长度[25-26]、鼻底宽度[21-22]、鼻翼软组织宽度[27]、腭盖深度[5]、上气道容积[16,21,28]等进行测量比较以评估疗效。还有学者使用锥形束CT对扩弓治疗患者治疗前后的犁骨位置进行测量，发现扩弓治疗后犁骨所在一侧的骨性扩宽较少，牙性扩宽较多[29]。对患者上颌扩弓治疗前后的锥形束CT影像资料直接进行测量评价是目前最常用的上颌扩弓疗效评价方法，该方法简便快捷，可测量的数据较为全面，精确度高，三维立体性强，但由于缺乏类似头颅定位侧位片的统一标志点，各研究间的数据异质性也较大。

2.2.2 头颅后前位片测量 部分学者对上颌扩弓患者治疗前后头颅后前位片进行测量，主要可获得上下颌基骨宽度[7,30]、上下颌牙弓宽度[7,30]、鼻腔宽度[30]等数据，可对上颌扩弓治疗的疗效进行评价。该评价方法使用患者上颌扩弓治疗前后的头颅后前位片进行测量，可获得部分骨性的疗效数据，但头颅后前位片并非患者常规进行的影像学检查，而且其可测量指标较少，且相比较锥形束CT的测量数据更为片面及不精确，因此在临床及研究中使用较少。

2.3 对上颌扩弓治疗前后的颌骨垂直向改变的疗效评价方法

有研究发现，上颌扩弓可能会引起后牙腭尖伸长，导致下颌的后下旋转，下颌平面角增大，下面高增大，因此头颅定位侧位片头影测量也时有用于上颌扩弓治疗的疗效评价，主要测量指标为上颌扩弓治疗前后患者的SNB角及ANB角[21,31]以及下颌平面角和下面高[7]。

该评价方法使用上颌扩弓患者常规拍摄的头颅定位侧位片，对上颌扩弓患者颌骨的垂直向变化评估有重要意义，结合目前日益成熟的人工智能头影测量技术，可成为上颌扩弓的一种简单快捷有效的辅助疗效评价方法。

2.4 对上颌扩弓治疗前后软组织变化的疗效评价方法

2.4.1 面部软组织直接测量 有国内学者使用游标卡尺对患者鼻部周围的软组织进行直接测量，也发现了患者上颌扩弓治疗后鼻翼宽度和鼻底宽度的增大[32]。该方法为人工使用二维测量方法进行软组织测量，直接快捷，但精确度较差，临床使用较少。

2.4.2 三维面部扫描或立体摄影测量 随着3D照相技术的发展，三维面部扫描和立体摄影测量也可用于上颌扩弓治疗前后的软组织疗效评价，目前相关指标主要有鼻底宽度、鼻翼宽度[33-35]以及鼻旁软组织、上唇及双颊软组织的改变[36]。该疗效评价方法使用数字化软件对面部软组织进行拍摄及测量，较手动测量更为精确全面，可重复性更强。但目前针对上颌扩弓治疗的软组织疗效评价较少，且用于面部软组织疗效评价的标志点也尚未统一，因此仍需进一步研究证明其实用性及精确性。

2.5 对上颌扩弓治疗前后气道变化的疗效评价方法

2.5.1 锥形束CT三维重建后测量 锥形束CT影像资料可通过数字化软件进行三维重建，获得更为直接立体的三维影像，可用于测量扩弓治疗前后的上气道容积改变[37-38]，即上颌扩弓的气道疗效评价；也可用于患者牙根的三维重建后的测量[39-40]，以研究扩弓治疗对牙根的影响。此种评价方法主要用于锥形束CT三维重建后的体积数据测量，常规对上颌扩弓进行疗效评价时使用较少，但对有气道问题或牙根吸收风险的患者是一种更为精确全面的辅助疗效评价方法。

2.5.2 通气功能测量 除直接对患者治疗前后的气道容积进行测量外，也有学者对上颌扩弓患者治疗前后的通气功能进行测量，进行气道变化的疗效评价。有学者针对睡眠呼吸暂停综合征的患者上颌扩弓治疗前后的呼吸暂停低通气指数和静脉血氧饱和度进行测量比较，证实了上颌扩弓对阻塞性睡眠呼吸暂停综合征患者的疗效[41]。还另有学者通过对种植钉辅助扩弓前后患者的通气量进行比较，证实了种植钉辅助扩弓能够对患者通气功能的改善产生积极影响[28]。

2.6 对上颌扩弓治疗不良反应(质量控制)的评价方法

2.6.1 全口曲面断层X线片测量 全口曲面断层X线片在上颌扩弓治疗的疗效评价中使用较少，目前的研究主要用于观测上颌扩弓治疗前后牙根长度的变化，以研究上颌扩弓治疗是否对牙根造成不良反应。有研究发现，替牙列期患者上颌快速扩弓治疗后牙根长度的生长被抑制[42]，但目前临床研究尚未发现上颌扩弓治疗前后牙根长度的变化有明显统计学意义及临床意义。该评价方法使用上颌扩弓患者常规拍摄的全口曲面断层X线片，对患者无额外经济及辐射负担，但可获取的疗效信息较少，可作为上颌扩弓矫治的辅助评价方法。

2.6.2 其他疗效评价方法 还有学者对手术辅助上颌快速扩弓的患者进行牙周评价，发现患者在扩弓治疗后出现牙龈退缩及附着丧失，推测上颌扩弓可能引起牙周组织的改变[43]。

3 上颌扩弓疗效评价方法的发展方向

上颌扩弓矫治的疗效评价方法尚未统一，各种评价方法均有其独到的作用，但随着医疗水平的提升及科学技术的发展，上颌扩弓矫治的疗效评价方法也表现出了清晰的发展方向。

3.1 由片面到全面

石膏模型直接测量是最传统的上颌扩弓治疗疗效评价方法，但这种方法只能反映上下牙弓矫治前后的变化，并不能全面地体现上颌扩弓治疗的整体疗效[7-10]。上颌扩弓治疗前后影像资料的测量[16,21,30,42]，软组织的测量[32-33]，气道的测量[28,37]以及牙周组织的数据测量[43]更加丰富了上颌扩弓治疗疗效评价的指标，证实了上颌扩弓治疗的疗效不仅仅体现在牙弓及牙列的变化上，还在牙根、颌骨、气道、软组织等诸多方面有明显表现。因此，上颌扩弓治疗的疗效评价方法必须更加全面，才能更加具体地反映上颌扩弓的治疗效果。

3.2 由二维到三维

二维测量由于数据的失真，精确性较三维测量差，即使是精确度较高的锥形束CT，研究者也并不能截取最精确的测量平面进行测量，在上颌扩弓矫治的疗效评价中使用三维评价方法是其发展的基本方向，因此对上颌扩弓矫治进行三维的疗效评价对临床及科研意义重大。上述介绍的锥形束CT三维重建即为三维评价方法，其较二维评价方法更为精确。锥形束CT三维重建常用的软件主要有ICEM-CFD(Canonsburg, PA, 美国)[38]、Mimics(Materialise NV, Leuven, 比利时)[39]、Anatomage(San Jose, CA, 美国)[40]、Dolphin Imaging(Dolphin Imaging and Management Solutions，美国)[44]等。目前的三维重建疗效评价软件主要源自国外，评价主要针对上颌扩弓前后的气道及牙根进行分析，较少用于其他硬组织及面部软组织的评价，使用方法较为复杂，不能自动进行治疗前后的重叠比较，仍有较大的发展空间。

3.3 由实体到数字化

无论是石膏模型的直接测量或者软组织的直接测量，都是上颌扩弓治疗的经典疗效评价方式，但随着数字化时代的发展，各种影像处理、三维模型扫描、三维面部扫描等数字化软件及设备也随之不断更新。将实体数据数字化便于数据的储存、传输以及进行治疗前后的效果比对，3D打印技术的使用还可将数字化数据再次转换为实体数据，便于加工中心进行矫治器的制作等。数字化疗效评价方式无论是便捷性、精确度还是全面性均领先于传统的实体测量评价方法，因此，数字化也是上颌扩弓治疗评价方法发展的必然趋势。目前受众较广的三维模型扫描软件主要有TRIOS(3Shape Dental Systems，丹麦)、iTero(Cadent LTD，荷兰)、Cerec AC Omnicam(Dentsply Sirona，美国)以及 True Definition(3M ESPE Dental Products，美国)等[45]。三维面部扫描常用的软件及设备有Smart-Scan 3D(Breuckmann, Braunschweig,德国)[33]、EinScan-Pro(SHINING 3D Technology GmbH,浙江)[34]、Di3D(Hilington Park, 英国)[35]、3dMD face system(3dMD,美国)[36]等。目前常用的上颌扩弓数字化疗效评价软件及设备主要来自国外的公司或厂家，国内的数字化疗效评价研究软件及系统亟需进一步研究及开发。

3.4 由人工测量评价到人工智能

大数据时代的来临，数字化技术飞速进步，人工智能也发展迅速，例如针对头颅定位侧位片的头影测量已经可以通过人工智能技术进行完成，其精确度和便捷性远远超过人工的测量评价方式。除此之外，针对牙弓形态的智能化识别系统的研究也取得了一定的成果，对上颌扩弓的疗效评价必将产生深远影响。人工智能技术应用于上颌扩弓的疗效评价，有利于上颌扩弓疗效数据库的构建、深化研究上颌扩弓的矫治原理、标准化治疗目标以及进行治疗过程中的疗效监控，因此，人工智能疗效评价方法是上颌扩弓矫治疗效评价方法发展的必然方向。

综上所述，针对上颌扩弓治疗的疗效评价方法颇多，建议口腔医生在临床治疗过程中视患者的具体情况选用合适的疗效评价方法及评价指标。目前锥形束CT的测量评价是一种优势较为全面的疗效评价方法，但随着医疗水平及科学技术的进步发展，针对上颌扩弓治疗，为获得更为精确、客观且具有针对性的评价结果，更加完善的疗效评价方法仍有待研究开发。