固定功能矫治器对上气道形态结构影响的研究进展

常宁 卢海平 林炯 朱睿杨

[摘要] 骨性Ⅱ类错为临床常见错畸形，可影响上气道尺寸和通气量，引起鼾症、上气道阻力综合征或睡眠呼吸暂停综合征。固定功能矫治器将处于生长发育期患者的下颌向前牵引，从而增加患者上气道尺寸和通气量，达到改善错的治疗效果。本文对固定功能矫治器的分类及上气道相关研究方法的最新研究进展进行综述，阐述固定功能矫治器对上气道形态结构产生的影响。

[关键词] 骨性Ⅱ类错；固定功能矫治器；上气道

[中图分类号] R783      [文献标识码] A      [DOI] 10.3969/j.issn.1673-9701.2023.13.031

骨性Ⅱ类错 为临床常见错 畸形，患者骨结构畸形引起的下颌后缩可影响其上气道尺寸和通气量，并引起鼾症、上气道阻力综合征或睡眠呼吸暂停综合征[1-2]。将固定功能矫治器应用于生长发育期的下颌后缩患者，可促使患者下颌前移，对上气道产生积极影响[3-4]。本文主要论述固定功能矫治器对上气道形态结构影响的研究现状。

1  固定功能矫治器

固定功能矫治器可引导患者下颌骨前伸，使下颌髁突从关节窝移出，从而改善患者的骨性及牙性畸形。固定功能矫治器包括柔性固定功能矫治器、刚性固定功能矫治器和混合型固定功能矫治器。Herbst矫治器是最常用的刚性固定功能矫治器，通过迫使患者下颌始终处于前伸位，极大缩短治疗时间，对患者骨骼影响较大，但Herbst矫治器成本高，佩戴较为不适。MARA矫治器亦为常见刚性固定功能矫治器，其可有效避免患者的下前牙唇倾，但对医生的技术要求较高，尚未在国内广泛使用。Jasper Jumper矫治器是在Herbst矫治器基础上改良而成的柔性固定功能矫治器，其产生的力间断且柔和，更适合牙槽骨需改建的患者。Forsus矫治器属混合型固定功能矫治器，集合刚性和柔性固定功能矫治器的特点，具有固位方式灵活、舒适度高等优点。

2  上气道结构及测量

上气道的生长主要发生在乳牙期和替牙期，其发育异常与上气道狭窄有关[5-6]。研究表明，上气道形态结构的个体差异较大，矢状骨面型、垂直骨面型及性别均会对患者的上气道形态结构产生影响[5-12]。

2.1  上气道测量技术

临床常使用头颅X线侧位片、锥形线束CT（cone beam CT，CBCT）、磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）等对上气道进行测量。头颅X线侧位片的辐射剂量较低，使用便捷，在临床中最常使用，可初步识别气道狭窄及腺样体肥大[13]；也是临床上睡眠、呼吸障碍初筛的常用方法之一。MRI可对气道内外部软组织精准成像，但受金属干扰较大，较长时间的检查可导致运动伪影，患者呼吸状态的改变也会导致测量误差[14-15]。CBCT从三维方向对上气道进行评估，具有直观及方便测量的优势[16]；CBCT也会受到某些混杂因素的影响，如图像人工定位、切片选择、阈值敏感度等[15]。

2.2  上气道测量指标

按照解剖结构分类，可将上气道分为3部分。①鼻咽部：由鼻甲骨到硬腭上缘所在的平面；②口咽部：可细分为由悬雍垂游离最低处所在平面至硬腭上缘所在平面的腭咽及会厌游离缘最高处所在平面至悬雍垂游离最低处所在平面的舌咽；③喉咽部：会厌游离缘最高处所在平面至喉口所在平面。目前上气道形态结构的测量方法争议较大，尚无统一定论。大部分研究对上气道的前后径和侧径进行测量，从而对三维方向进行评估。研究表明，上气道前后径较稳定，通过侧径信息可有效了解气道容积[17]。

3  固定功能矫治器与上气道改变

3.1  上气道深度

在矢状面，以上气道前壁不同标志点做基准面的平行线，其与气道后壁形成交点，两点间的距离称为上气道深度。研究发现，Forsus矫治器可增大骨性Ⅱ类错 患者的鼻咽、口咽、喉咽深度，直至患者生长发育结束[18]。有研究者在使用Forsus矫治器的同时，尝试在患者下颌联合处植入微型钛板作为支抗，结果显示与单纯使用固定功能矫治器相比，实验组患者口咽至喉咽的气道深度显著增加[19]。Gul Amuk等[20]将Herbst矫治器和腭部快速扩弓器联合使用，发现其可有效增加患者口咽、喉咽部气道深度，增加上气道最狭窄处深度，但鼻咽部气道深度无显著变化。Manni等[21]在此基础上结合种植体支抗对患者进行治疗，结果显示实验组患者的鼻咽、口咽、喉咽气道深度均显著增加；而鼻咽气道深度的增加可能与腺样体退缩有关[22]。为验证固定功能矫治器对上气道深度治疗效果的长期稳定性，Drosen等[23]对13例接受Herbst固定功能矫治器治疗患者的上气道深度变化进行回顾性分析，发现上气道深度在患者治疗后及生长发育结束后均有所增加。综上，固定功能矫治器通过将患者下颌骨前移，可有效改善患者上气道口咽部、喉咽部深度，而鼻咽氣道深度的改善可能与腺样体退缩有关。

3.2  上气道宽度

在冠状面上，上气道侧壁在同一水平方向标志点之间的距离称为上气道宽度。Concepción Medina等[15]研究发现，三维方向上，Herbst矫治器对患者上气道宽度的增加最为显著，而上颌水平方向的腭咽气道宽度无显著变化，这与固定功能矫治器抑制上颌向前生长有关。Kyung等[24]研究证实患者舌咽气道宽度的增加最为明显，腭咽气道宽度的增加次之，喉咽气道宽度无明显变化。但亦有研究得出不同结论，认为下颌前移矫治器仅使腭咽气道宽度显著增大[25-26]。腭咽气道宽度的增加可能由舌骨及下颌骨的前移、吞咽时茎突舌肌对舌骨起牵拉作用所致。另外，相较于咽后壁及软腭，咽侧壁的“顺应性”使其上气道宽度变化更大。上气道宽度的治疗效果由高到低依次为舌咽、腭咽、喉咽。上气道横向扩张的机制与下颌骨前移的关系仍有待明确。

3.3  上气道面积

上气道面积可同时反映上气道深度和垂直高度，其研究主要集中在鼻咽和口咽处。Ozdemir等[27]研究显示，佩戴Forsus矫治器的骨性Ⅱ类错 患者口咽部面积基本无明显变化。?nce-Bing?l等[19]研究显示，Forsus矫治器联合微型钛板治疗可增加患者口咽面积，而鼻咽部面积无明显变化，提示支抗的增加可使颏部在下颌不产生后旋的基础上产生更大的垂直位移。Tepedino等[28]通过回顾性研究发现，在接受腭部快速扩弓器或固定功能矫治器治疗的骨性Ⅱ类错 患者中，其鼻咽面积显著增加。另有研究表明，与传统Forsus矫治器相比，微型钛板固定Forsus矫治器垂直方向的受力中心更向下[29]。研究认为，患者上气道面积的扩大与固定功能矫治器治疗引起的上、下颌骨垂直高度增加有关[30]。固定功能矫治器对患者鼻咽和口咽部面积的影响可能是固定功能矫治器的使用导致垂直向高度增加。

3.4  上气道横截面积

上气道横截面积分为腭、咽气道横截面积。目前，上气道横截面积的研究主要集中在测量特定水平面的横截面积和最小横截面积。最小横截面积在确定所研究气道上下边界后，由Dolphin成像软件自动计算生成。Iwasaki等[31]研究发现，与仅使用固定功能矫治器的对照组相比，治疗后Herbst矫治器组患者的口咽和喉咽气道横截面积明显增大。研究显示，Herbst矫治器组患者治疗后的上气道最小横截面积较对照组患者增加[32]。上气道最小横截面积是上气道最狭窄区域，也最为重要，无论上气道其他部分扩张程度如何，上气道最小横截面积对气道中氧饱和度和通气功能起决定性作用，也最易受正畸治疗影响而发生变化[33]。

3.5  上气道容积

从生理解剖学角度分析，上气道容积分为三部分，依次为鼻咽段容积、口咽段容积和喉咽段容积。固定功能矫治器的治疗能显著改变三部分气道容积，其疗效与颈椎骨龄、ANB角和FMA角有关[32，34]。Abdalla等[32]研究表明，Herbst矫治器组患者上气道容积较非治疗组患者增加。有学者发现，使用Herbst矫治器结合腭部快速扩弓器治疗的患者，其鼻咽气道容积增加；而单使用固定功能矫治器治疗的患者，其鼻咽气道容积无明显改变[35]。Oliveira等[35]研究发现，与治疗前相比，Herbst矫治器可使患者的口咽容积增加30%。Thereza-Bussolaro等[36]对Ⅱ类牵引和Forsus矫治器治疗患者的上气道容积进行对比，两组患者的口咽部气道容积增加量无明显差异。研究发现，固定功能矫治器对骨性Ⅱ类错 患者喉咽气道容积的扩大有积极影响，与上咽气道容积的改变相比，其下咽气道容积的改变更大[15，37]。固定功能矯治器能增大鼻咽部及口咽部气道容积，学者对这一观点已基本达成共识；而关于固定功能矫治器对喉咽部容积的影响尚有较大争议，喉咽气道容积的改善可能源于下颌骨及舌骨的前移位。

4  总结和展望

固定功能矫治器可用于因下颌后缩引起的骨性Ⅱ类错 的治疗，适用于处于生长发育期的混合期牙列或早期恒牙列患者。在固定功能矫治器对上气道影响的研究中，较少涉及体质量指数、相同头位下颅颈倾斜筛查，也较少有关于气道气流阻力、空气流速、计算流体力学等方面的研究。除常规测量硬组织和软组织解剖结构外，上气道的大小和形状还取决于动态变量，如肺容积、呼吸方式、气道内外压、肌肉张力和头部位置。因此，在评估上气道时，应尽可能从硬组织和软组织发育及患者的生理状态入手。研究人员还应得到耳鼻喉科医生的支持，通过非侵入性方式获得更多信息，如内镜随访和多导睡眠图检查等。目前，关于固定功能矫治器对上气道的长期影响研究较少，其长期稳定性及是否会改善患者的呼吸模式仍不确定。综上所述，随着对固定功能矫治器的深入研究，正畸科医生可在适当阶段引导患者颌面部向健康、美观的方向发育，降低下颌严重后缩及上气道狭窄发生率，改善患者的呼吸状态。

[参考文献][1] KANNAN A， SATHYANARAYANA H P， PADMANABHAN S. Effect of functional appliances on the airway dimensions in patients with skeletal class Ⅱ malocclusion： A systematic review[J]. J Orthod Sci， 2017， 6（2）： 54–64.

[2] 梁送民， 龐宇峰. 阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征相关因素筛查及其多元回归分析[J]. 浙江临床医学， 2020， 22（6）： 846–847.

[10] KANG J H， SUNG J， SONG Y M， et al. Heritability of the airway structure and head posture using twin study[J]. J Oral Rehabil， 2018， 45（5）： 378–385.

[18] G?YMEN M， MOURAD D， G?LE? A. Evaluation of airway measurements in class Ⅱ patients following functional treatment[J]. Turk J Orthod， 2019， 32（1）： 6–10.

[25] RYAN C F， LOVE L L， PEAT D， et al. Mandibular advancement oral appliance therapy for obstructive sleep apnoea： Effect on awake calibre of the velopharynx[J]. Thorax， 1999， 54（11）： 972–977.

[32] ABDALLA Y， BROWN L， SONNESEN L. Effects of a fixed functional appliance on upper airway volume： A 3-dimensional cone-beam computed tomography study[J]. Am J Orthod Dentofacial Orthop， 2020， 158（1）： 40–49.