成人骨性Ⅰ类患者拔牙强支抗矫治前后上气道形态变化的CBCT研究

汤 欢，包 涵，余晨昊，沈慧婕，王 威，严 斌

上气道是各种骨、软骨和肌组织组成的不规则管状解剖结构，起自颅底，止于第六颈椎水平和环状软骨下缘，长12～14 cm，与多种重要功能如呼吸、发音、吞咽等密切相关，分为鼻咽、口咽、喉咽三个部分[1]。其中口咽部进一步分为腭咽和舌咽，前壁有软腭和舌体构成，缺少骨性或软骨性结构支持，最易受周围组织及其他因素影响发生上气道狭窄及通气障碍，对其主要功能产生影响，严重会导致阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)[2]。

研究表明，舌体积/口腔容积的比值与口咽、气道容积呈显著负相关，对于恒定的舌体积，口腔容积减少会减少口咽气道容积[3]。正畸拔牙矫治在一定程度上影响牙、舌及软腭位置和口腔容积，从而对上气道存在潜在影响[4]。OSA患者主要特征为睡眠期间的上气道塌陷，口咽和面部解剖因素及神经肌肉反馈等非解剖功能因素在OSA致病中起重要作用[5]。通常伴有软腭增大，上气道宽度减少，舌体肥大，舌骨位置较低等解剖特征，与OSA严重程度相关，且随着年龄患病率有逐渐增加的趋势[6]。气道解剖结构的变化包括气道矢状径、横截面积、气道容积的变化等，通常被用作OSA风险指征。因此有必要明确拔牙矫治对成人患者上气道形态的影响。

目前为止，已经进行了许多关于前磨牙拔除对上气道形态影响的研究，但结论并不一致[7-9]。本研究通过统一样本异质性及支抗条件探讨拔牙治疗对上气道的影响。通过收集锥形束CT(cone beam computed tomography, CBCT) 三维重建影像，旨在研究不同垂直骨面型骨性Ⅰ类成年患者拔除四颗第一前磨牙后，最大支抗条件下上气道各部分体积及口咽最小横截面积的变化，为临床制定矫治方案提供参考依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料

本研究选取2016年1月至2021年12月在南京医科大学附属口腔医院正畸科就诊的56例骨性Ⅰ类双颌前突成人患者。所有患者均知情同意，本研究通过南京医科大学伦理委员会批准(PJ2022-044-001)。根据患者身高、体重计算出体重指数(body mass index, BMI)。根据SN-MP角将患者分为3组，高角组SN-MP≥40°(其中男5例，女12例，平均年龄(21.10±4.82)岁)，均角组29°≤SN-MP<40°(其中男5例，女14例，平均年龄(21.00±4.30)岁)，低角组SN-MP<29°(其中男6例，女14例，平均年龄(20.45±4.00)岁)。矫治疗程平均(32.63±9.71)个月。

纳入标准：①根据Hassel和Farman改良颈椎分期法，评估患者颈椎成熟度，C2、C3、C4椎体下缘深凹陷，C3、C4高度大于宽度。②通过模型分析和头影测量明确诊断为双颌前突，面部侧貌呈凸面型；患者均为骨性Ⅰ类，ANB为0°～4.7°，SNA为78.8°～86.8°，SNB为76.2°～84.0°；上下第二磨牙均萌并建立牙合关系，牙列完整无缺失；前牙覆盖<5 mm；牙列0～4 mm轻中度拥挤或无拥挤。③患者均采用直丝弓矫治技术，强支抗内收拔牙间隙完成正畸治疗。

排除标准：明显的颞下颌关节病症状，牙周病史；呼吸系统病史，唇腭裂等先天性颅颌面畸形综合征，系统病史所致的颅颌面疾病史等。

1.2 临床治疗程序

患者分两次拔除4颗第一前磨牙，使用MBT直丝弓矫治技术，排齐整平后使用滑动法关闭拔牙间隙，全部患者采用强支抗内收前牙。4周复诊1次。最后进行牙合关系的精细调整，治疗结束时上下牙齿排列整齐，双颌牙弓形态匹配，磨牙尖牙关系中性。

1.3 CBCT拍摄

治疗前后所有研究对象在南京医科大学附属口腔医院放射科使用NewTOM VG进行三维扫描，扫描参数：电压110 kV，电流7.3 mA，视野18 cm×16 cm，图像间隔及层厚0.3 mm。采用直立位，双唇放松，保持舌处于休息位，后牙轻咬于正中颌位。

1.4 气道测量

收集Dicom数据导入Dolphin Imaging Version11.9.2软件(Dolphin Imaging & Management Solutions公司，美国)进行三维重建。在Orientation界面校准：将头位调整至左右侧的眶下缘点-耳点连线与地平面平行，正面观正中矢状面均分两侧。Dolphin气道测量界面，在矢状面将硬腭平面调整至与地平面平行。按照先行研究进行上气道的切割划分(图1)，腭咽段：硬腭平面至悬雍垂尖点；舌咽段：悬雍垂尖至会厌顶；喉咽段：会厌顶至会厌基底部，生成相应部分上气道体积和口咽最小横截面积(图2)。所有测量均由同一名医师完成，每项指标测量3次取其平均值并记录。

1.5 统计学分析

采用Graphpad Prism 9.0软件进行数据统计分析。对所有数据进行正态分析(Shapiro-Wilk检验)和方差齐性检验(Levene检验)。采用单因素方差分析比较组间测量值差异。同组治疗前后采用配对t检验分析治疗前后气道测量数据，测量数据以平均值±标准差表示，P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 不同组别间年龄、BMI、ANB匹配

三组垂直骨面型组间的年龄、BMI、ANB角的测量结果见表1，使用单因素方差比较各组间年龄、BMI、ANB结果显示三组间年龄、BMI、ANB差异无统计学意义。

2.2 正畸治疗前不同垂直骨面型上气道测量结果的比较

通过对56例患者的测量，结果显示低角组和高角组的上气道口咽部最小横截面积明显小于均角组。而高角组和低角组之间差异无统计学意义。腭咽、舌咽、喉咽的气道体积三组间差异无统计学意义(表2)。

表2 不同垂直骨面型上气道各项测量结果比较Tab.2 Comparison of measurement results between different vertical skeletal patterns

2.3 拔牙治疗后成人患者矫治前后上气道三维分析

进一步对治疗前后不同组间上气道进行三维分析，低角组上气道口咽最小横截面积从治疗前的(124.62±52.14)mm2，减小到治疗后的(110.33±47.21)mm2。均角组上气道口咽最小横截面积从治疗前的(172.04±30.71)mm2，减小到治疗后的(135.14±54.00)mm2，差异有统计学意义，但高角组治疗前后最小横截面差异无统计学意义。三组治疗前后腭咽、舌咽、喉咽的气道体积差异无统计学意义(表3)。

3 讨 论

骨性Ⅰ类双颌前突患者常表现为前牙唇倾、唇肌闭合不全等面部特征，是临床中常见的错牙合畸形类型。正畸医生一般首选减数拔牙，内收上下前牙改善软组织侧貌[10]。关于双颌前突成人患者拔牙矫治是否对上气道产生影响尚存在一定争议。我们通过对成人骨性Ⅰ类不同垂直骨面型患者拔除4颗第一前磨牙最大支抗内收前牙治疗前后的气道形态进行测量发现，均角和低角患者治疗后上气道口咽最小横截面积显著降低，而高角患者治疗前后上气道各项测量值均差异无统计学意义。

表3 不同垂直骨面型治疗前后上气道形态的三维分析Tab.3 Pre- and post-treatment measurement results of different vertical skeletal patterns

前磨牙拔除对上气道的影响并不总是相同的。一项回顾性研究发现成人拔牙矫治牙列拥挤与气道变化之间的相关性，轻度拥挤拔牙矫治后气道容积减少，相反严重拥挤的患者拔牙矫治后上气道体积有增加的趋势[11]。已有证据表明骨骼发育成熟的患者拔牙治疗最大支抗内收前牙可导致鼻咽气道矢状径(superior posterior airway space，SPAS，软腭后气道沿与Go-B线平行的宽度)减小，而最小支抗拔牙矫治，磨牙产生近中移动可增加其大小[7]。我们的研究中将拥挤度控制在轻度或无拥挤程度，认为低角和均角患者拔牙矫治使用强支抗大幅度内收前牙后，口腔容积减少，舌背高拱向后移动，压迫局部软组织引起气道横向或矢状向改变，导致最小横截面积变小，但整体容量变化不明显。

高角面型对正畸医生来说是不利的生长方向，临床医生希望通过前磨牙的拔除，支点的近中移动实现下颌逆时针旋转。研究表明关节角(S-Ar-Go)大且下颌骨长度(Co-Gn)良好的高角成人拔除前磨牙正畸治疗后舌骨向前上移动，而前导的下颌会导致气道横截面积的改变[12]。通常的拔牙矫治最大支抗内收前牙后，引起口腔内容积的变化，但高角患者下颌骨的逆时针旋转带动舌体位置的变化补偿了这部分的改变，导致治疗前后气道横截面积和容积没有明显的变化。

Zhang等[13]对成人骨性Ⅱ类高角患者强支抗上气道治疗前后变化的研究表明，拔牙治疗后气道横截面积没有改变，而仅仅是上气道矢状径的形态变化。最近的一项回顾性研究表明双颌前突患者拔牙之后，舌位后缩和腭咽间隙的缩小，高角患者的减小程度比低角患者大，但与对照组差异无统计学意义，FH-MP角度与MAS(软腭尖水平的变化)呈负相关。研究发现对垂直骨面型分类的研究中倾向于拔牙治疗对高角患者上气道形态无显著影响[14]。有学者研究拔牙矫治后气道三维方向的变化，拔除4个第一前磨牙并使用种植体支抗最大程度内收前牙，治疗后发现鼻咽平均横截面积无显著性差异，但腭咽、舌咽和喉咽的平均横截面积上存在显著差异[9]。另一部分观点认为，成人无拥挤双颌前突患者正畸拔牙矫治不会导致上气道矢状径减少，仅会引起上尖牙间宽度显著增加，上下牙弓长度显著减少[8]。这可能是因为研究中并未考虑支抗的设计及矢状骨面型和垂直骨面型对患者上气道变化带来的影响。

上气道复杂的解剖结构决定了其易受多种因素影响。以往研究表明，影像学检查的体位改变、年龄、性别、肥胖、牙性和骨性因素等均会对气道形态产生影响[2，15]。研究表明，上气道的生长主要发生在乳牙列(0～5岁)和恒牙列早期阶段(12～16岁)[16]。有研究发现气道的长度、最小横截面积和总体积在20岁之前都在增加[17]。因此，本研究中严格纳入研究对象，精确配比对照组和实验组年龄、性别、BMI，同时选用同一种体位拍摄CBCT，对可能引起的误差因素进行控制，保证研究结果的可靠性。目前多数学者赞同成人不同矢状骨面型与上气道形态有显著关系。杨莉等[18]的研究表明Ⅲ类骨面型硬腭平面和软腭尖平面矢状径、横径及横截面积、腭咽容积及上气道总容积均大于Ⅰ类和Ⅱ类骨面型患者，而Ⅱ类骨面型上气道的各项测量值则小于Ⅲ类和Ⅰ类骨面型患者。另一方面因睡眠呼吸暂停综合征随年龄增长患病风险逐渐增大，尤其需考虑成年患者拔牙后气道变化。为了排除不同矢状面骨面型及生长发育对气道的干扰，本研究选取骨性Ⅰ类成年患者作为研究对象。回顾性研究存在一定的局限性，由于严格控制纳入标准和要求研究数据的完整性，该研究的样本量相对较小。其次，在本研究中未纳入治疗前后舌体位置、切牙回收量及下颌骨位置分析来考虑临床变化。考虑到上述局限性，得出结论提供一些临床参考。

关于成人骨性Ⅰ类不同垂直骨面型气道的分析大多数的研究支持高角与气道狭窄相关的论点。张明烨等[19]通过研究骨性Ⅰ类不同垂直骨面型的成人患者上气道形态，显示腭咽和舌咽高角患者气道容积较小，鼻咽部未见明显差异。郭涛等[20]利用头颅侧位片对120例成年患者上气道形态进行分析，发现成人高角患者上气道矢状径明显小于低角和均角患者。de Freitas等[21]研究发现高角患者上咽腔的宽度明显窄于均角型。我们的研究结果支持这一结论，这可能与高角患者下颌骨后下旋转，形态及位置有关。此外，以往研究表明低角患者上气道矢状径、气道容积和气道横截面积高于高角和均角患者[20]。在沙特人群中进行的头颅侧位测量研究发现成人骨性Ⅰ类低角患者的上气道宽度和正常组间差异无统计学意义[22]。我们的研究结果显示成人骨性Ⅰ类低角患者的上气道最小横截面积小于均角患者，与高角组差异无统计学意义，其余测量指标未见异常。我们推测可能是因为舌体位置会影响上气道形态[23]。本研究中没有纳入样本间舌体位置的差异，今后的研究尚需考虑更多的影响因素进行分析。

综上所述，对于成年患者拔除4颗第一前磨牙，最大支抗内收前牙的正畸治疗，正畸医生在制定治疗方案时应结合患者的垂直和矢状骨面型、支抗程度、侧貌和上气道形态，进行个性化考量。现有证据尚不支持拔牙矫治会对呼吸功能或OSA产生不利影响的观点[24-25]。在二维或三维影像学的研究中发现治疗会对上气道形态产生影响，一些正畸患者可能存在与神经肌肉病理生理学相关的OSA风险或症状，可能会增加正畸治疗后对上气道变化的易感性[7]。本研究尚存在一定局限，需进一步基于多导睡眠图及拔牙治疗前后下颌骨位置、舌体位置以评估正畸拔牙治疗后上气道形态改变与呼吸或睡眠功能之间的关系。