恒牙列X线头影测量127项指标正常值研究

吴雁格，刘家琦，张真真，周雪曼，王 军

自1931年Broadbent提出头影测量以来[1]，头影测量被广泛用于辅助诊断牙颌面的形态特征、错牙合畸形的病因和机制[2]，为正畸治疗方案的确定提供指导。而正常值是头影测量的参考基准，各个分析方法都是通过与正常值的对比完成的[3]，所以头影测量正常值的建立具有重要的临床意义。国内外已经有许多学者通过头影测量研究建立了不同人种、不同地区、不同指标的正常值标准[4-17]，但由于颅颌面形态特征存在明显的人种差异[8-10,12]，对于没有国人正常值数据的头影测量指标直接参考国外的测量结果将存在明显问题。

本研究收集大量病例资料并严格筛选，每张侧位片的头影测量分析囊括58个标志点、127项测量指标，涉及10余种头影测量分析方法，以建立更为完善和统一的头影测量正常参考值。

1 资料与方法

1.1 样本收集

样本收集在四川大学华西口腔医院正畸科展开。在2018年1月—2018年12月就诊于我院正畸科且进行了正畸初诊全套检查的患者中根据正侧面像、口内照片以及头颅侧位片筛选满足个别正常牙合的作为研究对象，纳入标准如下：①恒牙列，11～30岁，要求第一恒磨牙已经建立咬合关系；②面型基本正常：E线、鼻唇角及颏唇沟正常，无明显露龈微笑；③基本符合牙性Ⅰ类，骨性Ⅰ类；④可有3 mm以内轻微的拥挤或间隙(图1)。排除标准：有颌面部外伤史、手术整形史或正畸史。本研究经四川大学华西口腔医院医学伦理委员会批准(WCHSIRB-D-2019-203)。

图1 1例符合纳入标准的正畸初诊患者照片

1.2 测量指标

选取纳入对象的X线头颅侧位片，应用Uceph头影测量分析软件(成都牙讯科技有限公司，2018)自定义分析法功能，纳入软件内置的头影测量分析法进行定点、描图。每张侧位片的头影测量分析囊括58个标志点(图2)、127项测量指标，涉及Downs分析法、Tweed分析法、Steiner分析法、Wits分析法、McNamara分析法、Ricketts分析法、Jarabak分析法、ABO分析法、KNU分析法、华西分析法、北京大学分析法、上海九院分析法、武汉大学分析法、FACE、HX功能分析、Rondeau分析法、MBT分析法、Fastlight四边形分析法等10余种头影测量分析方法。

1：耳点(P)； 2：眶点(Or)；3：鼻根点(N)；4：蝶鞍点(S)；5：颅底点(Ba)；6：翼点(Pt)；7：翼上颌裂点(Ptm)；8：颧牙槽嵴点(Zc)；9：前鼻棘点(ANS)；10：后鼻棘点(PNS)；11：上牙槽座点(A)；12：上牙槽缘点(SPr)；13：上切牙切缘点(U1)；14：上切牙根尖点(U1A)；15：上牙槽腭侧缘点(U1 Lingual Gingival Border)；16：下切牙切缘点(L1)；17：下切牙根尖点(L1A)；18：下牙槽缘点(Id)；19：下牙槽座点(B)；20：颏前点(Pog)；21：颏隆突点(Pm)；22：颏顶点(Gn)；23：颏下点(Me)；24：下牙槽舌侧缘点(L1 Lingual Gingival Border)；25：过Me下颌下缘切线点(T)；26：下颌角点(Go)；27：Ar过下颌升支的切线与和MP平面的交点(Go′)；28：下颌支后缘最突点(Ramus Point)；29：下颌支前缘最凹点(R1)；30：R1于升支后缘水平投射点(R2)；31：喙突切迹最低点(R3)；32：R3于下颌下缘垂直投射点(R4)；33：关节点(Ar)；34：髁顶点(Co)；35：髁突中心点(Dc)；36：髁突后缘点(Pcd)；37：上颌第一磨牙咬合点(U6)；38：下颌第一磨牙咬合点(L6)；39：上颌第一磨牙远中切点(Distal U6)；40：上颌第一磨牙近中切点(Mesial U6)；41：下颌第一磨牙远中切点(Distal L6)；42：下颌第一磨牙近中切点(Mesial L6)；43：软组织额点(G′)；44：软组织鼻根点(N′)；45：鼻梁(Bridge of Nose)；46：鼻尖点(Prn)；47：鼻小柱点(Cm)；48：鼻底点(Sn)；49：软组织A点(A′)；50：上唇突点(Ls)；51：上唇下点(Stms)；52：下唇上点(Stmi)；53：下唇突点(Li)；54：软组织B点(B′)；55：软组织颏前点(Pog′)；56：软组织颏顶点(Gn′)；57：软组织颏下点(Me′)；58：颈角点(C)

1.3 一致性检验

所有侧位片的头影测量分析由同一名研究人员完成。随机选取10%的侧位片，由同一名研究人员间隔2周进行重复测量，同一指标2次测量的一致性检验采用组内相关系数(intra-class correlation coefficient,ICC)分析法。ICC取值范围为0～1，低于0.40表示一致性较差，高于0.75表示一致性良好。

1.4 统计学方法

2 结 果

2.1 样本

本研究共纳入个别正常牙合恒牙列168例，其中男46例，女122例；年龄11～30岁。按年龄及性别分为4组见表1。

表1 纳入患者的平均年龄

2.2 可重复性分析

17张(10%)侧位片重复测量结果如表2所示，127项测量指标的ICC均数为0.911，标准差为0.069。96.7%(123/127)的测量指标ICC>0.75，ICC>0.9的指标占63.8%(81/127)，ICC<0.75的指标为Y轴角(SGn-FH)(°)、PP-FH(°)、软组织N垂线-Pog′(mm)、C-Gn′/Sn-Gn′(%)。

2.3 测量结果

本研究纳入11～30岁的样本共168例，A1组与A2组、B1组与B2组相比，年龄分布无统计学差异(P>0.05)。同一指标2次测量的组内相关系数ICC平均值达0.911，不同位置的标志点定位难易程度和误差大小有所差别。青少年头影测量指标之间的性别差异大于年轻成人，后者中存在性别差异的主要是线距指标，而角度指标几乎无性别差异。男女性在骨组织的差异较大，其次是软组织，相对而言牙列状况的差异较小。127项指标的测量结果及性别差异的统计分析结果见表2。

表2 头影测量各指标的测量结果及性别差异

3 讨 论

X线头影测量分析在正畸临床中具有重要的地位，是临床个体化诊疗和制定矫治设计方案的有利工具。至今学者们提出的X线头影测量分析法已不下数十种，每种分析法各有侧重，如Downs分析法以角度测量为主，Steiner分析法以臂章分析为特色，而Ricketts分析法常用于生长预测[18]。正是由于头影测量分析法众多，大部分的研究都只局限于单独的某一种分析方法，或仅侧重于某局部组织的分析，而且颅颌面形态特征存在明显的人种差异[8-10,12]，使得头影测量各指标正常值的建立难以统一。

本研究是基于已经进行正畸初诊全套检查的患者的回顾性研究，筛选要求高、难度大。但相比以往的头影测量正常值研究，本研究在正常牙合样本量上有明显优势，且本研究包含的指标更为全面，囊括127项测量指标，同时建立了各个分析法的正常值，使得正常值标准更为完善和统一，避免在进行全面的头影测量分析时只能选择不同文献的不同参考值。此外，对正畸初诊患者的直接筛选还能在一定程度上减少辐射剂量，避免不必要的放射暴露。

由于30岁以上人群(尤其是男性)寻求正畸治疗的概率明显下降，本研究仅纳入30岁及以下的恒牙列样本，确保年龄范围相对集中，避免出现个别样本年龄明显偏离的现象(图3)。对本研究纳入样本的统计分析显示，A1组与A2组、B1组与B2组之间年龄分布无统计学差异(P>0.05)，保证两两比较时头影测量指标的差异单纯是由性别引起的。

图3 随机100例正畸患者的年龄分布直方图

部分研究利用t检验[17]、Dahlberg公式[5,19]或ICC[20-21]来分析测量误差，但绝大部分文献缺乏对测量误差的系统性描述，而头影测量的误差分析又极其重要，即使使用了标准的测量方法，每项研究仍应该包含对可重复性的评估[19]。本研究随机抽取了10%的侧位片进行重复测量，组内相关系数ICC平均值为0.911±0.069，低于王婧等[20]报导的0.978±0.022；操作者内ICC>0.9的指标占63.8%(81/127)，分析法，1：Downs；2：Tweed；3：Steiner；4：Wit；5：McNamara；6：Ricketts(s1)；7：Ricketts(s2)；8：Jarabak；9：Jarabak(s)；10：ABO；11：KNU；12：华西分析法；13：北京大学分析法；14：上海九院分析法；15：武汉大学分析法；16：FACE；17：HX功能分析；18：Rondeau分析法；19：MBT；20：Fastlight四边形略低于李斯斯[21]报道的68.1%(15/22)；除侧位片的质量和研究人员的差异外[19]，可能是由于本研究选取的指标与这些研究不同。此外，这些研究纳入的样本例数较少，对所有侧位片均进行了重复测量，在统计分析时采用的分析模型与本研究有所不同。总体来说，可重复性分析结果显示研究人员两次定点操作一致性较高。Uceph头影测量软件支持对X线片进行放大、缩小，并能根据需要调节图像亮度、图像灰度以及显示透视图，大大提升了定点的精确性。

ICC<0.75的指标为Y轴角(SGn-FH)(°)、PP-FH(°)、软组织N垂线-Pog′(mm)以及C-Gn′/Sn-Gn′(%)。与之类似，有学者认为耳点和眶点定点误差较大，导致FH平面的准确性、稳定性相对较差[22]。Johnston提出FH平面与髁顶点的定位存在定量关系，即FH平面高于髁顶点1 mm，误差率仅1/1 000[23]，这对耳点和眶点的精确定位具有重要的指导意义。此外，C-Gn′/Sn-Gn′(%)的ICC值最低，可能是由于颈角点C的定点不准确引起的。解剖结构上位于边缘的标志点相对易于识别，而一些位于曲线上的标志点更容易导致误差[24]。颈部可能由于头位的不同、侧位片的拍摄质量、防护设备的影响等原因导致定点时颈角点与气道结构相混淆。

本研究囊括了127项头影测量指标，按部位可划分为59项骨组织指标、35项牙性指标、33项软组织指标，11～18岁青少年中存在性别差异的指标占比依次为54.2%、25.7%、39.4%，19～30岁年轻成人中则分别有35.6%、14.3%、27.3%的指标存在性别差异(P<0.05)。说明男女性在骨组织的差异较大，其次是软组织，相对而言牙列的差异较小。另一方面，就头影测量指标的数据类型而言，青少年中线距指标和角度指标均有一定比例显示出性别差异，而年轻成人中存在性别差异的指标主要是线距指标，角度指标几乎无性别差异。

骨组织测量分析时，角度指标中，青少年女性SN-MP(°)、FMA(FH-MP)(°)、Ar-Go′-Me(°)等均大于男性(P<0.05)，相对来说，青少年时期男性更低角，女性更高角。但在成年以后，下颌平面角所提示的这种差异却未表现出统计学意义(P>0.05)。而就线距指标而言，不论是垂直向还是矢状向，男性颅骨、颌骨的多项指标的绝对长度均大于女性，且这种差异在青少年和年轻成人均存在。以上分析结果同时支持男女性颌骨生长发育存在差异性的观点，一般认为，青春期的生长，男孩晚于女性2年左右[25]，但持续时间和生长速率均大于女性。而在成年后，随着男性的生长发育逐渐完成，不同性别在生长型和生长方向上的差异趋于减小，颅颌面各部分结构达成彼此配合的相互关系。Ceballos等[26]利用正位片的分析显示颅面形态特征在绝对数值上男性成年人大于女性；Hsiao等[27]针对15～16岁样本的测量结果显示所有线距指标男性大于女性、所有角度指标男性小于女性；而李远远等[4]、韩晶莹等[15]、傅民魁等[16]的研究显示在角度指标的测量上，成年男女基本相同，与本研究的结果一致。

牙性指标中，男女性之间存在差异的指标主要集中在切牙和第一磨牙相对颌骨的垂直高度(P<0.05)，男性的牙齿大于女性，与颌骨的垂直向指标之间的差异协调一致。而在软组织测量分析中，除颌骨垂直向高度差异在软组织的反映外，男性的上唇厚、上唇长均大于女性，差异有统计学意义(P<0.05)。有研究显示男性颏部轮廓较女性明显[4,6,13]，本研究中男性的骨组织颏突度Po-NB(mm)大于女性(P<0.05)，但软组织颏突度Pog′-NB(mm)的这种差异无统计学意义(P>0.05)。

在正常值的具体数值上，将本研究的测量结果与其他研究作比较，在纳入人群相对比较一致的情况下，同一指标的差异不大。矢状向上，ANB是最经典的评价指标，对比本研究与国内外研究结果，数值上无明显差别，稳定在2.5°～3.0°[4,10,16-17,28]；垂直向上的经典指标SN-MP(°)和FH-MP(FMA)(°)测量值也与其他研究结果较为接近[4, 11, 28]。而在软组织指标上，本研究与国内的研究结果较为相似[4]，但与国外研究结果存在明显差异[29]。以Ricketts提出的通过鼻尖点及颏部最凸点的切线用于评价上下唇突度的E线为例，本研究成年人UL-EP和LL-EP均在1 mm以内，正常牙合人群的双唇位于审美平面附近，但高加索人正畸标准为UL-EP=-4 mm，LL-EP=-2 mm[29]。值得注意的是，单一的面部头影测量指标正常值不适合应用于不同的种族和民族群体[12]，临床上应该结合患者的侧貌美学等综合评价，针对不同性别的每一个体都应该建立个性化的治疗目标。

在研究设计上本研究存在一定不足。我院是国内知名的口腔专科医院，但我院患者主要来自我国西部地区，纳入人群有一定的代表性，但也仍有一定的局限性。如果采用流行病学方法及普查方法，中国各地区都随机纳入一部分样本量，个别正常牙合头影测量正常值的建立将更具有代表性。受限于执行难度和伦理考量，本研究只纳入了就诊于华西口腔医院的患者，还需要更完备、更详尽、样本量更大的多中心临床研究。

本研究通过对168例符合个别正常牙合的正畸初诊患者的X线侧位片进行全面的头影测量分析，并对男女性别之间的差异进行了比较，建立了恒牙列较为完善和统一的正常值标准，且一致性检验结果显示本研究建立的X线头影测量正常值可靠性较高，可用于正畸患者的临床诊断、矫治设计和效果评价。