影像学预测上颌尖牙阻生的研究进展

邵冰婷 曹丹 严斌

南京医科大学附属口腔医院正畸科 口腔疾病研究江苏省重点实验室江苏省口腔转化医学工程研究中心 南京 210029

牙齿超过正常萌出时间而仍然埋伏于骨或黏膜内称为阻生牙[1]。上颌尖牙阻生的患病率仅次于第三磨牙，为0.27%～2.4%[2-3]。而阻生尖牙可能会导致牙齿错位、牙根吸收、牙齿松动、含牙囊肿等多种并发症[4]。此外，没有尖牙引导的患者发展为安氏Ⅲ类错的可能性是有尖牙引导的患者的5倍[5]。上颌阻生尖牙的治疗往往需要多学科联合，治疗周期较长且费用较多[6]。因此，需要对上颌阻生尖牙的发生进行早期预测和干预[7]。上颌尖牙阻生的病因一般包括萌出道障碍、牙胚发育过程异常、上颌骨发育障碍等[8]。临床上一般通过口内检查和影像学检查来进行上颌尖牙阻生的早期预测[9-11]，而口内检查主要包括视诊和触诊，相关的文献较少。本文拟对影像学预测上颌尖牙阻生目前的研究进展进行综述。

1 曲面体层片

在正畸的诊断治疗过程中最常用、最便捷的影像学检查是曲面体层片。目前临床上，主要是根据曲面体层片中显示的牙齿特征、牙齿发育阶段及未萌尖牙的方位来预测上颌尖牙阻生。

1.1 牙齿特征

有研究通过观察阻生牙患者的临床牙性特征从而预测上颌尖牙阻生。Mercuri等[12]研究发现，尖牙腭侧阻生的患者发生其他牙齿阻生的可能性是尖牙正常萌出患者的3倍。此外，上颌尖牙阻生与侧切牙牙根弯曲[13]或短小[14]、第三磨牙缺失及先天缺牙[15]等牙齿异常也有相关性。

1.2 牙齿发育阶段

研究显示，上颌尖牙阻生患者的牙龄与生理年龄相比呈现相对迟缓的趋势。Becker等[16]提出了曲面体层片中牙齿发育阶段标志的判断标准，并进一步发现在上颌尖牙腭侧异位的患者中，有半数左右牙齿发育与生理年龄相比明显延迟，因此认为牙齿的发育情况可作为腭侧阻生尖牙的预测因素，但是颊侧异位的上颌尖牙与患者牙齿发育迟缓无明显关联。Rozylo-Kalinowska等[17]则选择了不同的判断标准，将Demirjian等[18]提出的基于曲面体层片的评估牙龄法应用于高加索人群中的上颌尖牙阻生患者，并得出颊侧和腭侧阻生尖牙的患者牙齿发育均迟缓且无明显差异的结论。之后，Sajnani等[19]也在中国人群中颊、腭侧阻生尖牙的患者中采用了相似的研究方法，但得出了不同的结论，发现有超过半数的患者牙龄大于生理年龄，该学者认为这可能与种族差异相关。而Uribe等[20]的回顾性研究则显示，没有明确的证据表明牙齿发育延迟和上颌阻生尖牙之间存在关联。因此该特征在预测上颌尖牙阻生方面的价值尚需进一步研究。

1.3 未萌尖牙的方位

许多学者研究了上颌未萌尖牙的相对位置与阻生发生的关系。1988年，Ericson等[21]为了研究35例上颌尖牙腭侧异位的患者在拔除乳尖牙后恒尖牙位置的改变，在曲面体层片上测量了异位尖牙长轴与切牙间中线的角度、尖牙牙尖至平面的垂直距离，并且根据尖牙牙冠与近中切牙的相对位置进行分区。Lindauer等[22]改进了Ericson等[21]的分区法，并且与年龄相匹配的对照组相比较，将未萌尖牙按照牙尖与邻近侧切牙的近远中位置关系分区来预测上颌尖牙阻生（图1），准确率高达78%。Power等[23]验证了Ericson等[21]的预测指标；他们还发现，当恒尖牙和中线的角度大于31°时，乳尖牙拔除后恒尖牙自行萌出的可能性明显降低。2019 年 ， Alejos-Montante 等[24]的 研 究 还 比 较 了Lindauer等[22]与Power等[23]的预测法，发现2种预测方法的结果高度一致。Lindauer等[22]分析法也得到Warford等[25]的支持。Warford等[25]还进一步提出，未萌尖牙牙尖位置分区是最重要的阻生早期预测指标。

图 1 未萌尖牙牙尖位置分区法Fig 1 The sector classification of unerupted canine cusp tip

不同的是，Sajnani等[26]认为，与曲面体层片中所有其他的测量指标相比，上颌未萌尖牙牙尖至上颌平面的垂直距离是预测尖牙阻生非常重要并且应早期运用的指标。该研究报道了中国人群3～8岁年龄段上颌尖牙迁移过程中影像学位置的改变，但是由于该研究设计为回顾性混合纵向研究，其结论还需要通过更大样本量，尤其是7～10岁年龄段的前瞻性研究来证实。随后，上颌阻生尖牙牙尖到上颌平面的垂直距离这一指标也得到了Alqerban等[27]、Uribe等[20]的研究验证。此外，Uribe等[20]、Laurenziello等[28]的研究再次得出了可通过阻生尖牙牙体长轴与中线形成的角度来预测上颌尖牙阻生的结论。由此可见，通过曲面体层片中未萌尖牙牙尖至上颌平面的垂直距离和尖牙牙体长轴与切牙中线间的角度这两个指标来预测上颌尖牙阻生已经得到了反复的验证（图2）。但是上述预测方法特异性和敏感度均不高，无法准确早期预测尖牙阻生，但用于临床上早期筛查尚可。

目前已有报道称，可以根据影像学资料提供的信息来直接计算上颌尖牙阻生的可能性。2016年，Alqerban等[27]根据未萌尖牙牙尖至上颌平面的垂直距离、阻生尖牙牙尖到中线的距离和尖牙长轴与第一前磨牙长轴间角度这3个测量参数，建立了基于曲面体层片的上颌尖牙阻生的预测模型，列出了尖牙阻生可能性的计算公式：exp（μ）/［1+exp（μ）］，其中μ=-14.16+0.167 5*（尖牙与第一前磨牙的角度）+0.064 8*（尖牙牙尖到中线的距离）-0.042 3*（尖牙牙尖到上颌平面的垂直距离）。当计算出的阻生可能性超过0.42时，则认为该尖牙阻生。该模型的曲线下面积（area under the curve，AUC） 为0.97 （95%置信区间：0.94～0.99），灵敏度、特异性均较高，分别为90%和94%。然而由于该研究是基于30例上颌尖牙单侧阻生的患者，样本量相对有限，因此该公式可能存在一定的误差和偏倚，其应用的可推广性有待进一步研究[28]。2019年，Malik等[29]还专门建立了腭侧阻生尖牙的预测模型。在传统二维影像方面，也有学者分析了43名混合牙列期儿童的头颅后前位片，生成了相应的公式来计算每个患者的上颌尖牙阻生分值，并进一步指出了后前位片在预测和诊断上颌阻生尖牙方面的作用，但是后前位片作为非常规的正畸影像学检查手段，在预测尖牙阻生的广泛应用上受到限制。

图 2 曲面体层片常用预测指标Fig 2 Predictors for maxillary canine impaction from panoramic radiographs

在临床应用中，正畸医生可借助描图纸[30]或者Dolphin Imaging（Patterson公司，美国）[31]、Pro-X（Rogan-Delft公司，荷兰）[29]等计算机软件测量曲面体层片中相关参数，从而来早期预测上颌尖牙阻生。但是人工测量所带来的耗时、繁琐、误差等问题也是不可忽视的。国外已有研究应用随机森林、支持向量机、神经网络等机器学习方法来诊断上颌尖牙是否阻生[28]。虽然以深度学习为代表的机器学习方法在口腔颌面医学影像相关研究目前仍处于起始阶段[32]，但是已有学者运用机器学习对获取的影像进行自动分割、自动标记来评估上颌尖牙阻生患者的上颌缩窄[33]，并大大提高了效率、减小了误差，为今后利用机器学习在影像学方面开展上颌尖牙阻生的早期预测提供了思路。

2 锥形束CT

Alqerban等[27]认为，基于曲面体层片测量的角度和距离等相关参数并不能成为预测上颌尖牙阻生的可靠方法，而锥形束CT三维影像与之相比在定位上颌阻生尖牙及诊断牙根吸收等方面有明显的优势[34-35]。目前已有研究基于锥形束CT影像来探讨上颌尖牙阻生的早期预测指标。

2015年，Alqerban等[6]分析了65例上颌尖牙单侧阻生患者的锥形束CT图像，并根据阻生尖牙相对于邻牙的位置分为颊侧、腭侧与牙弓中央。研究发现，在冠状向视图上尖牙与侧切牙的角度、在矢状向视图上尖牙牙尖到平面的距离及尖牙牙冠的唇腭侧位置是基于锥形束CT最有效的预测指标，并建立了白种人群基于锥形束CT影像的尖牙阻生预测模型。上颌尖牙阻生的可能性计算公式为exp （μ）/［1+exp （μ）］，其中μ=-5.66+2.11*x1+3.28*x2+0.27*x3+0.11*x4。当尖牙牙冠在唇侧时x1=1，否则x1=0；当尖牙牙冠在腭侧时x2=1，否则x2=0；x3是在矢状向尖牙牙尖到平面的距离；x4是在冠状向尖牙与侧切牙的角度。根据此公式，可利用锥形束CT三维影像计算出发生上颌单双侧尖牙阻生的可能性，以便临床上早期预测及干预。该模型的AUC 值也较高，为0.953（95%置信区间：0.936～0.995）。值得注意的是，该研究还运用了向后逐步回归、赤池信息量准则、bootstrap重抽样法、留一交叉验证等一系列方法建立、验证模型，因而该模型可信度较高。但是由于上颌尖牙阻生在亚洲人群中高发部位是唇侧，在白种人群中则常见于腭侧[36]，此模型的外推性仍需要进一步的研究。

蝶鞍一直受到正畸医生的密切关注。鞍桥是蝶鞍前、后床突间的骨性桥连接，是蝶鞍异常的表现之一，并且有报道称蝶鞍异常者可能患有未发觉的潜在疾病[37]。Ortiz等[4]分析了北美人群中38例腭侧阻生尖牙患者的锥形束CT发现，单侧或者双侧腭侧尖牙阻生与鞍桥之间没有统计学上的显著关联，这与Ali等[38]基于亚洲人群头颅侧位片的阳性研究结果不同。虽然二维的头颅侧位片存在潜在的结构重叠等误差，而锥形束CT可获得蝶鞍的三维影像，但是由于目前鞍桥的分类缺乏标准、客观的方法、种族差异等影响因素，准确的结论还需进一步研究。

尽管锥形束CT为上颌阻生尖牙的诊断及定位提供了一种更为准确的方法，Malik等[29]、Alqerban等[27]仍建议使用常规的、低放射剂量的放射检查手段来筛查上颌阻生尖牙。这可能是目前基于锥形束CT来早期预测上颌尖牙阻生的研究较少的原因。同时也有学者[39]认为，锥形束CT的临床应用应从个案出发，遵循ALARA（as low as reasonably achievable）原则，而不作为常规的、必须的检查手段[40-41]。因此，借助曲面体层片来早期预测上颌尖牙的阻生，而上颌尖牙诊断为阻生后选择锥形束CT来观测和精确定位上颌阻生尖牙的位置有利于减少患者接受的放射剂量。儿童作为放射剂量易感人群，需要正确的临床判断和合理的检查手段来早期预测上颌尖牙阻生[41-42]，从而进一步采取相应的早期干预措施，如拔除乳尖牙、早期快速扩弓等[43]。

3 总结

综上，在二维影像学预测指标方面，曲面体层片中未萌尖牙牙尖至上颌平面的垂直距离和尖牙牙体长轴与中线间的角度是上颌尖牙阻生早期预测的2个常用指标。在三维影像学预测指标方面，通过冠状向视图上尖牙与侧切牙的角度、矢状向视图上尖牙牙尖到平面的距离及尖牙牙冠的唇腭侧位置这3个参数建立模型也可以用于预测上颌尖牙阻生，但是由于放射剂量、安全性、非常规而存在争议。无论是二维还是三维影像学预测指标，仍需要大样本的前瞻性研究来进一步验证。与此同时，上述的预测指标在临床应用时需要人工测量而存在繁琐、误差等问题，机器学习的发展也为以后的自动化预测提供了可能性。

利益冲突声明：作者声明本文无利益冲突。