III类骨面型错牙合患者颞下颌关节CBCT测量分析

杨鑫　王大为　韩剑丽等

[摘要]目的：采用CBCT影像对I类和III类骨面型青少年及成人错牙合患者的颞下颌关节进行三维测量，探讨不同矢状骨面型错牙合患者颞下颌关节的形态结构差异，以及颞下颌关节随年龄改建的相关规律。方法：选取符合纳入标准的I类骨面型青少年和成人患者各15例，III类骨面型青少年和成人患者各15例，拍摄CBCT影像，在重建后的图像下进行测量分析，比较4组患者的关节窝形态、髁突形态、髁突轴向、髁突及下颌骨生长量。结果：髁突内外径仅年龄组别间有差异。III类骨面型患者的关节结节倾斜角、髁突矢状面倾斜角、关节窝深度小于I类患者。III类骨面型患者的髁突上部高度增长量大于I类患者。结论：III类骨面型患者颞下颌关节的形态结构与I类患者有所差异，且有与I类患者不同的生长型特征。

[关键词]椎形束CT；颞下颌关节；III类骨面型；生长型

[中图分类号]R783.5 [文献标识码]A [文章编号]1008-6455（2014）16-1372-06

Abstract： Objective The aim of this study was to evaluate the temporomandibular joint of adolescents and adults with class III or class I skeletal type by using CBCT. Methods Sixty CBCT films of patients （15 adolescents or adults with class III or class I skeletal type） were collected to measure the glenoid fossa，condylar morphology，condylar axis inclination， growth of condyle and mandible. Results Condylar exterointerior diameter increased by aging. Articular eminence inclination， sagittal condylar inclination，depth of glenoid fossa of skeletal class III patients were less than that of skeletal class I. The increment of upper condylar height of skeletal class III patients was greater than that of skeletal class I. Conclusion There are significant differences of morphology and growth form of TMJ between patients with class III and class I skeletal type.

Key words：cone beam CT；temporomandibular joint；class III skeletal type；growth form

颞下颌关节（Temporomandibular Joint， TMJ）是全身关节中结构与功能最为复杂的关节之一。已有研究表明，颞下颌关节的形态结构和生长型与错牙合畸形密切相关[1-4]。随着Roth[5]功能牙合理论的提出，维持正常的髁突-关节窝位置关系被认为对于正畸治疗的长期稳定性非常重要。髁突在颅颌面骨骼中是最后停止生长及改建活动的，特别是III类骨面型错牙合患者的髁突及下颌骨垂直向生长均集中于青少年到成人这段时期[3-4]；因此对于不同年龄的III类患者制定正畸治疗计划时要考虑到髁突及下颌骨后期的生长。椎形束CT（Cone Beam Computed Tomography，CBCT）作为影像学发展的新技术，其精度高，对小照射野内骨骼重建更快，降低了患者的放射剂量。CBCT可从冠状位、矢状位和轴位平面来显示颞下颌关节结构，获得不同方位的关节间隙，可对髁突的角度、高度、半径等进行测量，可有效地测量关节结节的高度、关节结节斜度等，以最小失真度提供TMJ骨组织的三维图像，有利于临床对TMJ结构改变的分析[6]。虽然近年来已有学者采用螺旋CT、椎形束CT研究颞下颌关节，但是根据矢状骨面型以及年龄层进行分组来比较和分析颞下颌关节三维方向形态结构的仍鲜有报道。

本文应用CBCT三维重建影像，对I类和III类骨面型错牙合患者的颞下颌关节进行测量分析，探讨不同骨面型错牙合患者颞下颌关节的形态结构差异，以及颞下颌关节随年龄改建的相关规律。

1 材料和方法

1.1一般资料：从正畸科就诊的患者中选取I类骨面型青少年和成人患者各15例，III类骨面型青少年和成人患者各15例，共60例，其中男23例，女37例。符合如下纳入标准[1，3，7]：无颞下颌关节紊乱病史，无颞下颌关节外伤史，无正畸及正颌史，无风湿及其他系统病史，无单侧反牙合，无下颌功能性偏斜以及无明显颜面不对称。根据侧位片测量结果将患者分为I类骨面型（0°≤ANB角≤5°）和III类骨面型（ANB角<0°）。根据年龄将患者分为青少年组（12～16岁）和成人组（18～30岁）。为减少垂直骨面型差异对研究结果的影响，本研究仅选取均角型（22°≤FH-MP角≤32°）患者。

1.2图像采集：使用DCT-pro CBCT三维扫描系统拍摄60例患者治疗前的颅颌面三维图像。使用光标定位系统使患者面部正中矢状面与地平面垂直，眶耳平面与地平面平行，上下颌牙齿咬紧并保持在牙尖交错位。扫描参数：扫描范围为全视野，管电流6.2mA，管电压90kV，扫描时间15s，重建层厚0.2mm。应用Ez3D2009测量软件进行图像的重建和测量分析。

1.3测量项目

1.3.1头颅侧位片的测量项目：在CBCT生成的头颅侧位片上测量ANB角、FH-MP角，以进行研究对象的选取和分组。

1.3.2 颞下颌关节三维测量平面的确定及测量项目：对颞下颌关节进行图像重建和项目测量[1，3， 8-9]。在多层面重组图像模式下，可同时观测髁突轴面（横断面）、冠状面、矢状面三个互相垂直平面的图像（如图1）。参照髁突最大横断面积确定髁突轴位平面，过髁突长轴截取髁突冠状面，过髁突长轴中点截取矢状面图像，各平面具体测量项目及方法如下（因所选患者双侧关节基本对称，本研究仅选取了右侧关节进行测量分析）。

髁突轴面的测量项目：①髁突长轴长度：髁突最大内外径；②髁突短轴长度：髁突最大前后径；③髁突轴面倾斜角：髁突长轴延长线与正中矢状面的夹角（如图2）。

髁突矢状面的测量项目：①关节窝深度：关节窝顶点到关节结节最下点-外耳道最下点连线的垂直距离；②关节结节倾斜角度：关节窝最顶点-关节结节最下点连线与关节结节最下点-外耳道最下点连线的夹角；③髁突矢状面倾斜角：髁突矢状截面几何纵轴与眶耳平面的夹角（如图3）。

髁突冠状面和三维立体图像的测量项目：①髁突上部高度：髁突最上部至轴位平面的距离；②下颌骨升支高度：髁突最上点至下颌角点的距离；③下颌骨有效长度：髁突最上点至颏顶点的距离（如图4）。

1.4一致性检验：第1次测量结束两周后随机选取10例患者，由同一测量者对所有测量项目进行重新测量，并与第1次测量结果进行配对t检验，结果显示P>0.05，表明两次测量结果的一致性较好。

1.5统计学分析：所有数据采用SPSS17.0统计软件，对关节窝形态、髁突形态、髁突轴向、髁突及下颌骨生长量进行单因素方差分析，存在差异者再应用LSD-t检验行两两比较。

2 结果

2.1研究对象基本情况（见表1）。

2.2关节窝深度、关节结节倾斜角的测量结果：关节窝深度在四组间比较有统计学差异（P<0.05），I类成人组关节窝深度明显大于其余3组，而I类青少年组、III类青少年组、III类成人组间无统计学差异。关节结节倾斜角在4组间比较有统计学差异（P<0.05），III类青少年组和成人组关节结节倾斜角均小于I类两组，而同一骨面型的青少年组和成人组间无统计学差异（见表2）。

2.3髁突形态、髁突轴向的测量结果：髁突长轴长度在四组间比较有统计学差异（P<0.05），同一骨面型的成人组髁突长轴长度均大于青少年组，但相同年龄组的髁突长轴长度在两类骨面型之间无统计学差异。髁突短轴长度、髁突轴面倾斜角在四组间比较无统计学差异。髁突矢状面倾斜角在四组间比较有统计学差异（P<0.05），III类成人组小于I类成人组，而青少年组I、III类间无统计学差异（见表3）。

2.4髁突上部高度、下颌骨升支高度和下颌骨有效长度的测量结果：髁突上部高度、下颌骨升支高度、下颌骨有效长度在4组间比较有统计学差异（P<0.05），III类成人组大于其余3组，而I类青少年组、I类成人组、III类青少年组之间差异无统计学意义。髁突上部高度/升支高度、升支高度/下颌骨有效长度在四组间比较无统计学差异（见表4）。

3 讨论

Katsavrias EG[7]研究发现安氏III类患者的关节窝外形更宽而浅。F Meng 等[8]使用螺旋CT测量30例儿童和30例成人的颞下颌关节形态指标，得出与儿童相比，成人的关节窝深度更大，关节结节倾斜角也更大。关节结节的发育定型较早[10]，在10岁时已达70%～72%，之后随年龄增长其后斜面倾斜角缓慢加大，约25岁最终完成。本研究得出I类成人组关节窝深度大于青少年组，说明I类骨面型人群其颞下颌关节窝的深度随着年龄增长而加大；而III类骨面型错牙合患者的关节窝深度则从青少年期至成人期改变并不明显。本研究还发现，III类患者无论青少年还是成人，其关节结节倾斜角均较I类患者小，说明III类患者有更平坦的关节结节后斜面，与Katsavrias EG的结果相符，且I、III类间关节结节倾斜角的差异在青少年期就已明显，这也体现了同一个体在不同年龄阶段其颅颌面生长型有一定的延续性。这种关节结节倾斜角度的差异与髁突及下颌骨的生长方向有紧密联系[7]。

Kurusu A[2]研究咀嚼力与颞下颌关节的联系，得出髁突长轴长度低角组者大于高角组，而短轴长度在不同垂直骨面型组间无差异。姚霜等[11]对不同垂直骨面型II类成人颞下颌关节进行测量，得出髁突长轴长度和短轴长度均为：低角组>均角组>高角组。Matteo Saccucci1[12]应用CBCT测量得出III类骨面型患者的髁突体积、表面积均大于I类患者。上述文献说明垂直骨面型和矢状骨面型均对髁突形态大小有影响。本研究结果显示髁突短轴长度各组间差异无统计学意义，与Kurusu A[2]的结果相符；相同年龄组的髁突长轴长度在两类骨面型之间无统计学差异，仅成人组较相应的青少年组更大，可能是本研究样本量不足或抽样偏倚导致。由于本研究着重分析I、III类矢状骨面型与TMJ的联系，因此筛选病例时为减少垂直骨面型差异对结果的干扰，均选取了均角型患者，然而临床中III类患者高角型比例较I类者多，若将高、低角型均纳入，可能实验结果会有所不同。有研究报道高角型III类骨面型成人髁突轴面倾斜角大于正常牙合成人[13]。本研究得出髁突轴面倾斜角在四组间比较无统计学差异，但仅从数值上比较可见III类骨面型成人的髁突轴面倾斜角度最大，与之相符，统计分析结果无差异可能是样本量不足导致。

F Meng等[8]未对骨面型进行分型，测得成人髁突矢状面倾斜角度大于儿童。Karlsen AT[4]通过头影测量的纵向研究，得出下颌升支的倾斜角随着年龄增大而增大，即下颌支呈顺时针方向改变，而下颌前突患者下颌升支角度较正常者要小。Katsavrias EG[7]研究发现III类患者的髁突矢状面倾斜角较I类者小，髁突更多地向后上方生长，且该角度与关节结节的倾斜角相关。以上研究说明骨骼协调的人群随年龄增长髁突及下颌升支角度有增大的趋势，而III类骨面型人群的髁突矢状面倾斜角和下颌升支角度均较正常者要小。本研究测得矢状面髁突矢状面倾斜角III类成人组小于I类成人组，而青少年组I、III类间差异无统计学意义，考虑其原因是随着生长发育，I类人群的髁突纵轴变得更为直立，而III类患者的髁突纵轴则变得更为水平，自后上方斜向前下方，从而使两者差异逐渐显现。这种髁突及下颌骨的生长趋势差异可能与III类患者关节窝更平坦，关节结节倾斜角更小，髁导斜度较小，从而允许髁突乃至下颌骨更多地向水平方向生长有关。

髁突从胎儿第3个月开始生长，到20～25岁软骨才完全骨化，髁突软骨的不断增生和骨化，使下颌升支逐渐变长[14]。Love[15]研究发现骨性Ⅲ类下颌前突患者在青春生长快速期后下颌骨仍持续生长。丁寅等[3]通过曲面体层片研究III类儿童、青少年和成人，得出髁突上部高度高角组最小，均角组居中，低角组最大。均角型和低角组呈现髁突上部高度/升支高度比值恒定，说明其髁突与下颌骨按一定的比例生长；高角组呈现髁突上部高度/升支高度比值增大，说明其髁突的增长量大于下颌升支。然而无论哪一种垂直骨面型，III类患者髁突及下颌骨垂直向生长均集中于青少年到成人这段时期。李洪发等[13]通过CBCT比较高角型III类成人与正常牙合成人，得出高角型III类成人髁突上部高度小于正常牙合组，但髁突全长大于正常牙合组，仍体现了III类患者髁突生长量更大。本研究着重分析I、III类矢状骨面型差异对颞下颌关节形态结构差异的影响，因此以均角型患者为纳入标准，以排除垂直骨面型差异的干扰。本研究得出III类成人组髁突上部高度、下颌骨升支高度、下颌骨有效长度均大于另外3组，而髁突上部高度/升支高度、升支高度/下颌骨有效长度在四组间比较无统计学差异，说明III类患者的髁突和下颌骨在青春生长迸发期后仍保持着生长势头。由于本研究的纳入对象排除了高角型患者，此研究结果显示了均角型III类患者的髁突与下颌骨按一定比例平衡生长的特征，并未体现高角型III类患者髁突上部高度较小，髁突上部高度/升支高度随年龄增长而改变的特点。

影响颞下颌关节生长的因素有很多，咬合习惯、错牙合畸形都可影响其生长，但更多的是其本身遗传因素决定。有研究[4]已证实对于同一个体，在不同年龄阶段其颅颌面生长型是一致的，对于下颌前突的患者，在其6周岁时可能就已经表现出与正常牙合者不同的生长型。本研究发现，与I类患者相比，III类骨面型患者的关节窝和髁突有其特有的形态结构，其关节结节倾斜角度更小、关节窝更浅、髁突矢状面倾斜角度更小、髁突上部高度更大、下颌骨长度更大，这些指标的测量数据可作为传统头影测量项目的补充，为预测下颌骨后期生长潜力提供一定参考。对于青少年III类患者，若其有家族遗传史，且体现III类骨面型的生长型特征，则正畸治疗前就需对下颌骨的后期生长作预判，注意下颌骨持续生长可能导致正畸治疗疗程延长、疗效不佳或正畸结束后反牙合发生复发，严重病例只能待成年后视情况再决定是否行正颌手术。正畸治疗后测量髁突位移、髁突旋转、髁突及下颌骨的生长、关节结节倾斜角度、关节窝形态、下颌平面角等指标，有助于判断正畸疗效和远期稳定性。尽管青少年期III类骨面型患者的髁突及下颌骨仍有难以预测的生长潜力，正畸治疗后髁突的改变可能也不会太大，但适时的正畸治疗还是有积极意义的。咬合关系的改变将引起颞下颌关节的适应性改建，牙合与颞下颌关节的解剖形态和功能紧密相关，两者互相影响。有限元研究表明，上颌前方牵引对颏部的反作用力会对颞下颌关节区以及下颌骨的应力分布和位移状况产生影响[16]，颌间III类牵引会使髁突前斜面受拉应力而后斜面受压应力，髁突出现向后上位移[17]。段银钟等[18]利用改良固定反式双阻板矫治器，联合前牵引治疗替牙期和恒牙早期III类患者，使前牙反锁结快速解除，诱导前伸的髁突和下颌骨后退，促进牙位、肌位、关节位的一致，有利于防止术后复发。邹敏等[19]使用前牵引矫治儿童骨性III 类患者，治疗后颅面硬组织和软组织侧貌在矢状向上有显著改善，Y轴角增大，颏部相对于颅骨向前下方发育的程度明显减小。龚爱秀等[20]应用螺旋CT研究轻、中度III类骨面型患者前牵引矫治前后髁突和关节窝的变化，发现关节上间隙、关节后间隙减小，髁突向上向后移位，下颌骨向后下方旋转，但关节前间隙、关节窝深度、关节结节倾斜角度无明显改变。上述文献说明III类患者早期的正畸治疗有利于协调上下颌骨关系以及解除反牙合等不良功能因素影响，可能会使III类患者的关节窝、髁突和下颌骨朝着有利的方向改建和生长。

本研究结果表明，III类骨面型患者颞下颌关节的形态结构与I类患者有所差异，且有与I类患者不同的生长型特征，因此对于青少年期III类骨面型的患者进行正畸治疗时需要考虑到下颌骨的后期生长。由于本实验并非同一个体的纵向研究，存在抽样误差，有待进一步改进。本研究只分析了正畸治疗前的III类骨面型患者的颞下颌关节资料，日后可纳入正畸治疗前后的对比以研究正畸治疗对于颞下颌关节改建的影响，本研究可为后续研究提供基础资料。

[参考文献]

[1]Rodrigues AF，Fraga MR，Vitral RW. Computed tomography evaluation of the temporomandibular joint in Class II Division 1 and Class III malocclusion patients：Condylar symmetry and condyle-fossa relationship[J].Am J Orthod Dentofacial Orthop，2009，136（2）：199-206.

[2]Kurusu A， Horiuchi M，Soma K. Relationship between