理论髁突距的研究及其在颌骨复位重建中的初步应用

庄 海，张金灿，张怡雯，尤 莹，朱榴宁，卜寿山

颌面部骨折以及下颌骨良恶性肿瘤是口腔颌面外科常见疾病，常常需要对下颌骨进行复位重建。随着数字化技术的发展，术前虚拟手术以及数字化导板在临床中得到了一定的应用，特别在腓骨重建下颌骨以及复杂的骨折复位中帮助较大[1-3]。

下颌骨复位、重建的目标是精准恢复患者下颌骨的功能和形态，但是外伤或肿瘤常造成颌骨连续性中断、断端移位，并且缺乏患者伤前的正常下颌骨形态，进行虚拟手术后难以验证。颌骨骨折治疗的一个重要标准是恢复患者伤前的咬合关系，仅凭患者伤后的CT数据，要在虚拟手术中精准恢复咬合关系十分困难。特别在下颌骨骨折中，大多数方案是通过虚拟手术复位下颌骨后3D打印模型，用于术前预弯制钛板[4-6]。因此，如何在虚拟手术中精准复位下颌骨显得更为重要。

目前验证下颌骨复位的方法有：最大牙尖接触位[7]、断面最佳接触关系[8]以及镜像关系[9-11]。但这些方法的精度受重建者的经验与熟练度影响大，并且过程耗时。下颌骨宽度是下颌骨复位重建中的一个重要参数，在下颌骨骨折的复位过程中，由于咀嚼肌的牵拉作用，以及下颌骨舌侧闭合情况不易观察，使得舌侧间隙难以闭合，造成下颌骨的宽度增加[12]。在虚拟手术中，由于缺少复位标准，也常造成下颌骨宽度改变。因此，如果能通过一种简单、有效的方法确定下颌骨宽度，可以提高虚拟手术的准确性和适用性。目前，许多学者在虚拟手术中，将髁突位于关节窝内来作为验证下颌骨复位重建的一个指标[5,8-9]，但是这种方法存在一定的误差，而且根据我们临床观察，并非所有髁突都完全位于关节窝的正中。髁突与关节窝是否存在一定的位置关系，目前国内外并没有相关的研究。

本研究对100例CBCT数据进行处理分析，通过标记颌骨骨性标志，测量获得双侧髁突、关节窝、下颌体等的距离及角度数据。统计分析后获得相关解剖参数，为下颌骨的数字化重建，特别是下颌骨宽度的确定提供帮助。

1 资料与方法

1.1 研究对象

选择2020年5月至8月于南京医科大学第一附属医院口腔颌面外科就诊并拍摄CBCT的100例患者影像资料，排除颌骨骨折病史以及明确的颞下颌关节疾病。其中男55例，女45例，年龄9～77岁平均38.12岁。通过CBCT获得影像数据(Dicom格式)。

1.2 方法

1.2.1 确定参考平面并校正影像数据 应用Mimic 21软件对颌骨Dicom数据进行三维重建，以眶耳平面(Frankfort horizontal plane，FH)即双侧耳点(PoL，PoR)与正中眶点(mid-orbitale，MOr)构成的平面作为参考平面。并以眶耳平面对原始数据重新切片校正，切片厚度为0.25 mm。

1.2.2 确定测量参数 对6个骨性标志进行标记(表1、图1)，髁突顶点和关节窝顶点是在横断面上选择髁突或关节窝最后消失的层面来定点。其他骨性标志主要是通过三维重建的颌骨模型来定点。根据定点获得12个线性和角度变量(表2)。

1.2.3 下颌骨骨折术后回顾性分析 从既往病例资料中选取10例单纯下颌骨骨折的患者。10例均行下颌骨骨折切开复位内固定术，在术中以咬合关系为标准复位下颌骨并行坚强内固定，患者术后均恢复较理想的伤前咬合关系。对这10例患者术后复查的CT数据进行重建分析，分别获得术后CoD和术后FoD。

1.3 统计学处理

分析过程采用Spss 26软件建立数据库，对各项测量数据进行分析。根据数据类型进行配对t检验、成组t检验、单因素方差分析和线性回归分析，并建立直线回归方程。P<0.05为差异具有显著性。

2 结 果

100例颌骨外形变量(线性/角度)均值、标准差、总体变异系数(COV)及P值见表3。左右侧的角度变量的差异没有统计学意义(P>0.05)，但是左右侧的下颌支高度(RH)、下颌体长度(Go-Me)具有统计学差异(P<0.05)。角度变量的变异系数一般小于线性变量，特别是下颌体角(∠Go-Me-Pg)与颏角(∠MenL-Pg-MenR)的变异系数最小，下颌角(∠Co-Go-Me)与RH变异系数最大，这与徐立群等的相关研究结果相符[13]。男女的颏角、下颌体角与GoMeGo角没有明显差异(P>0.05)。

表3 下颌骨外形变量(线性/角度)的测量值和性别差异

对髁突距与关节窝距进行配对t检验见表4，发现在0～25岁与26～50岁年龄组中髁突距与关节窝距之间没有统计学差异(P>0.05)。而在51岁以上年龄组中，二者差异具有统计学意义(P<0.05)。再将年龄作为分组变量，髁突距和关节窝距在不同年龄组之间没有统计学差异(P>0.05)。而CoFo在不同组别中不同(P<0.05)。在两两比较中，51岁以上的年龄组与其他年龄组之间存在统计学差异(P<0.05)，0～25岁与26～50岁年龄组之间没有统计学差异(P=0.81)。通过回归分析研究年龄(Age)与髁突距关节窝距差值(CoFo =CoD-FoD)之间的线性关系，可以得到回归方程CoFo=-0.48+0.03×Age(R2=0.12，P<0.05)。

表4 髁突距和关节窝距的测量值和年龄差异

通过对10例下颌骨骨折患者病例的术后影像资料的回顾性分析见表5。术后髁突距大于关节窝距，差异具有统计学意义。对这10例骨折患者的髁突距进行校正，计算理论髁突距(TCoD)=FoD+0.03×Age-0.48。并获得术后髁突距与理论髁突距差(CoTCo)为(0.97±1.04)mm较CoFo((1.57±1.17)mm)减小(P<0.05)。

表5 骨折术后关节窝和髁突相关线性变量

3 典型病例

男性患者，91岁，无牙颌，CT显示双侧下颌骨体部粉碎性骨折， 下颌升支受肌肉牵拉向内侧转动移位。将患者颌骨Dicom数据导入Mimics中，进行三维重建(图2A)， 测量关节窝宽度为111.41 mm，根据线性回归公式修正的理论髁实距为113.66 mm。通过软件分割各骨折块后进行虚拟手术，通过理论髁突距进行验证并调整骨块的位置和角度(图2B)。将复位后的下颌骨数据导出为STL格式，模型通过3D打印机进行打印后预弯制重建板(图2C)。术中暴露下颌骨后，复位骨折断端，将预弯制重建板就位后，检查重建板与下颌骨外形完全贴合，固定重建板(图2D)。术后行CT扫描并进行验证(图2E)。术后关节窝宽度为111.25 mm，髁突距为114.13 mm，与理论髁突据113.66 mm相差0.47 mm，认为基本符合。考虑有两个因素造成此结果差异：①即便术前预弯钛板，骨折复位也很难和术前设计完全一致，存在一定的偏差。②两次测量的关节窝距也不完全一致，提示两次CT数据进行测量也存在一定的误差。

A：术前颌骨三维重建；B：通过虚拟手术复位下颌骨；C：术前预弯制重建板；D：术中重建板复位并固定；E：术后下颌骨重建

4 讨 论

肿瘤或者是外伤往往造成正常咬合关系的丢失、髁突移位。在骨折的治疗中，恢复患者咬合关系是金标准。对于下颌骨粉碎性骨折的患者，特别当同时伴有上颌骨矢状骨折时，术中难以确定下颌骨宽度，术后常常造成下颌骨宽度增加，髁突移位。而髁突过度移位可以造成关节紊乱、开口受限、面下1/3宽度增加等并发症。现在使用数字化技术，通过虚拟手术复位错位下颌骨，用最大牙尖接触位、断面最佳接触关系、咬合碰撞检测等来进行比对调整，过程复杂耗时，并且精度往往受重建医师的经验和熟练度有关。而且目前没有一个较精确的重建复位标准，限制了数字化技术在颌面部骨折中的应用。

成人的下颌骨骨性标志变异大，左右侧长度变量(RH与Go-Me)有明显差异，这种差异可能是由于咀嚼习惯造成的[14]。下颌角与下颌升支长度变异系数最大，这可能与髁突作为下颌骨生发中心，受到后天继发影响大。所以单纯通过镜像方法进行重建并不能获得较高的准确度。下颌骨前部的角度变量变异系数小，可以用于颌骨缺损的重建[6]，但是无法用于精度要求较高的骨折患者。

50岁以下的患者CoD与FoD具高度一致性，CoFo最小值为-2.68 mm，最大值为2.73 mm，差异没有统计学意义。随着年龄增大，大于50岁后，CoD与FoD出现不一致，CoFo最小值-1.23 mm，最大值5.22 mm，差异具有统计学意义。过去有研究认为，人类50岁后髁突开始缩小[15]。但是，凭现有数据无法判断这种差异形成的原因是由关节窝形态变化还是由髁突形态变化造成的。

在收集数据的过程中，没有将混合牙列期(5～15岁)的患者作为排除标准。因此，在收集的100例患者中有7位患者处于混合牙列期(9～14岁)。考虑到混合牙列期的患者颞下颌关节处于发育期，对这7例患者单独进行了统计分析，显示他们的FoD与CoD没有统计学差异(P=0.504)。我们认为他们依然符合对于理论髁突距的假设，所以在最后的数据中没有将他们排除。但是这一年龄段的患者数据较少，对于混合牙列期以及年龄更小的患者还需要更多的数据进行分析。

通过对10例下颌骨骨折患者术后影像资料的回顾性分析，校正后的理论髁突距与关节窝距相比更接近术后髁突距，但是术后髁突距仍普遍略大于理论髁突距。这可能是由于通过咬合关系进行下颌骨复位，下颌骨颊侧的骨缝在直视下往往可以较好关闭复位，但是舌侧的骨缝可能无法完全关闭，仍可能造成下颌骨的宽度轻微增加[12]。由于差异较小，术后通过患者的咬合磨耗能进行调整。

许多研究将恢复髁突与关节窝的位置关系作为虚拟手术中下颌骨骨折复位的一个验证方法[5,8-9]。在Marschall等建立的数字化骨折治疗的流程中，认为虚拟手术的第一步应该从水平位、冠状位以及矢状位对髁突与关节窝的关系进行调整，确认髁突准确位于关节窝中[9]。根据我们在虚拟手术中对下颌骨复位的经验，我们认为髁突与关节窝在冠状位上的位置关系对下颌骨骨折复位最重要。虚拟手术中常优先选择断面最佳接触关系进行初步的复位和验证，而下颌骨前部的弧形形态使得通过断面最佳接触关系进行复位后往往造成下颌骨张开角度增大或减小，而髁突位于下颌骨的最后上方，髁突距就可以很好地反映颌骨的张开角度变化。虽然，下颌骨骨折的复位需要在三维的环境中进行，髁突距作为一个一维的参数不能作为验证复位的唯一标准，但是通过理论髁突距确定下颌骨宽度和下颌骨张开角度，能在虚拟手术中复位颌骨起到重要作用。

同时，关节窝距可以通过术前的常规CT、CBCT获得，无需其他特殊检查，便于应用。关节窝由颞骨形成，无论是肿瘤还是骨折都较少累及，具有较高的适用性。通过理论髁突距确定下颌骨宽度，结合术前虚拟手术、预弯制重建板，可以明显缩短手术时间，特别适用于粉碎性下颌骨骨折、伴缺损的下颌骨骨折等。所以，理论髁突距可以作为确定下颌骨宽度的理想参数，在下颌骨的复位重建中起到重要作用。但是，目前此研究样本量100例仍相对较少，进一步加大样本量可以得到更精确的结果。