骨性Ⅲ类错畸形患者正颌术后颏部软组织和骨组织形态变化及其影响因素分析

2024-01-05帕丽孜阿不力克木买尔哈巴艾买江吴国民

吉林大学学报（医学版） 2023年6期

帕丽孜·阿不力克木, 陈楷, 何静, 买尔哈巴·艾买江, 吴国民

（1. 吉林大学口腔医院口腔颌面外一科与口腔整形美容外科，吉林长春 130021； 2. 吉林大学口腔医院种植科，吉林长春 130021）

1 资料与方法

1.1 研究对象收集2020 年10 月—2022 年5 月于本院整形美容外科行双颌正颌手术的成年患者19 例，年龄在18~28 岁，其中男性患者9 例，女性患者10 例。所有患者的手术均由1 名经验丰富的外科医生完成，且术前、围手术期和术后护理方面均采用相同的治疗方法。纳入标准：①骨性Ⅲ类错畸形，凹面型，上牙槽座点（subspinale，A）、鼻根点（nasion，N）和下牙槽座点（supramental，B）构成的角度小于0；②患者均进行上颌Le FortⅠ型骨切开术+下颌支矢状劈开截骨术+水平骨切开颏成形术；③患者均进行术前和术后正畸治疗； ④患者均未接受过其他颌面硬或软组织手术，无任何系统性问题；⑤患者均有术前和术后12 个月的CT 记录。排除标准：①存在先天性颅面疾病，如唇腭裂等；②颌面部外伤、手术、正畸或拔牙史；③颞下颌关节紊乱病并有明显的临床症状；④仅进行单颌手术或上下颌骨分块截骨术；⑤术前术后体质量变化超过10%。本研究所有参与者均已签署知情同意书，涉及参与者的所有操作均符合吉林大学口腔医学院及口腔医院机构审查委员会声明的伦理标准（202305）。

1.2 治疗方法所有患者均为正畸-正颌联合治疗，正畸科及正颌外科联合会诊，确定治疗方案。术前去除代偿性倾斜并排齐牙列，协调牙弓形态及宽度，术后正畸微调咬合关系。所有患者均经鼻气管插管全麻下顺利完成双颌外科手术辅助水平骨切开颏成形术。术中均采用钛钉钛板坚固内固定术固定骨断端。

1.3 数据采集、处理和分析所有患者于术前1 周内（T0）和术后12 个月（T1）采用Neusoft NeuViz 256 排螺旋 CT（吉林东软公司）进行全头颅CT 扫描，扫描层厚为1.25 mm。在图像采集过程中，指导患者躺下并咬紧后牙，采集过程中患者不能移动。CT 图像以DICOM 数据格式导出。将采集的数据导入ProPlan CMF 3.0 软件（比利时Materialise 公司），分别进行头面部软组织和骨组织的三维重建，获得三维头颅模型和软组织数据，以STL 格式保存［5］。建立三维坐标系，进行术前术后面部的图像匹配，标点测量并进行图像分析。

1.4 头部三维坐标系和颏部软组织和骨组织中解剖标记点根据法兰克福平面（Frankfurt horizontal plane，FH）进行标准头位校准后，确立唯一空间直角坐标系，以双侧眶下缘点（orbitale，Or）和双侧外耳道上点（porion，Po）连线中点确定的平面为水平面（horizontal plane，XOY）；过原点且垂直于屏幕的平面为矢状面（sagittal plane，ZOY）；过原点且垂直于 XOY 及ZOY 两平面的平面为冠状面（coronal plane，XOZ）。手动选取软组织和骨组织标记点，获取各标记点三维坐标［6］。采用Proplan 3.0 软件于同一坐标系下确定三维模型颏部软组织和骨组织中8 个解剖标记点，分别为硬组织下切牙点（lower incisor，LI）、B、颏前点（pogonion，Pog）、颏下点（menton，Me）及相应软组织上的下唇度突点（lower lip，LL）、颏唇沟点（mentolabial sulcus， Si）、软组织颏前点（pogonion of soft tissue，Pos）和软组织颏下点（menton of soft tissue，Mes），并获得软组织和骨组织标记点三维坐标（X，Y，Z）。由同一人间隔2 周标点2 次，取2 次坐标的平均值，降低人工误差。见图1。

图1 头部三维图像Fig. 1 3D images of head

1.5 图像匹配螺旋CT 为卧位扫描获取数据，参考文献［7-8］可知前额、鼻根T 型区和眶缘软组织较为稳定，遂以该区域为拟合区域［6］。校准后的T0 图像不动，先使用“手动配准”功能将T1 图像移动和旋转后与T0 图像进行匹配，使图像初步对齐。再将T1 图像与T0 图像进行精确配准，使T1 与T0 的图像以前额、鼻根 T 型区域和眶缘为参照进行“精确移动”，获得具有相同坐标系且T1与T0 相重叠的图像［9］。见图2。

图2 术前和术后软组织及骨组织配准图像Fig. 2 Alignment images of soft tissue and bone tissue before and after operation

1.6 软组织定性分析将配准后的术前术后三维面像数据分别导入Geomagic Studio 2014 3.0 软件（美国Geomagic 公司），对其进行拟合比对，定性分析T0 和T1 面部软组织的变化范围［5］。T0 与T1间的距离以色彩映射进行定性和定量分析，黄色和浅蓝色为软组织变化量未超过容许偏差水平；深蓝色为软组织向后移动，读数为负值；红色表示软组织向前移动，读数为正值。

1.7 颏部软组织厚度和解剖标记点测量各软组织和骨组织标记点相应处皮质骨外轮廓与软组织最外层之间在三维空间上的距离，定义为软组织厚度。测量并比较T0 和T1 颏部软组织厚度变化量，分别计算T0 和T1 颏部软组织和骨组织各解剖标记点坐标的差值（ΔLI、ΔB、ΔPog、ΔMe、ΔLL、ΔSi、ΔPos 和ΔMes），代表解剖标记点区域软组织和骨组织移动量，差值的正负号分别代表左右（水平方向）、前后（矢状方向）和上下（垂直方向）的变化。最后计算颏部软组织和骨组织相应标记点在3 个方向上移动量的相关性及比值。

1.8 统计学分析采用SPSS 26.0 统计软件进行统计学分析。患者T0 和T1 颏部软组织厚度变化量、骨组织移动量（bone-tissue movement，ΔBM）和软组织移动量（soft-tissue movement，ΔSM）均符合正态分布，以±s表示。软组织厚度变化进行配对t检验，以ΔBM 为自变量，ΔSM 为因变量进行线性回归分析，以回归系数（B）和相关系数（R²）表示正颌术后颏部软组织和骨组织移动的影响，并采用Pearson 相关分析法分析其相关性。置信区间均为95%，以P<0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料共收集19 例患者，年龄18~28 岁，平均年龄（20.81±3.22）岁，其中男性患者9 例，女性患者10 例。所有患者创口均为Ⅰ期愈合，外形满意，咬合良好，无开口受限和咀嚼不适等症状。

2.2 正颌术后颏部软组织定性分析下颌支矢状骨劈开术辅助颏成形术后，下唇红唇至颏下区软组织均后退，且后退量以下唇红唇及颏唇沟区最大，沿此区域向周边扩散软组织后退量逐渐递减。颏下区后退量较小，在颏下点处颏部有前出趋势。见图3。

图3 术前和术后软组织配准色阶Fig. 3 Alignment color gradients of soft tissue before and after operation

2.3 正颌手术前后颏部解剖标记点软组织厚度变与T0 时比较，T1 时LL 相应软组织厚度增加（t=5.378，P<0.05），Si、Pos 和Me 相应软组织厚度比较差异均无统计学意义（P>0.05）。见表1。

表1 T0 和T1 时颏部软组织厚度Tab. 1 Thickness of soft tissue of chin at T0 and T1 timepoints(±s，l/mm）

2.4 颏部解剖标记点ΔBM 和ΔSM 相关性分析对正颌术后患者颏部解剖标记点ΔSM 和ΔBM 进行线性回归分析。水平向（X）上，随着骨组织向左移动，颏部软组织解剖标记点LL（B=0.795，R²=0.832）、Si （B=0.876，R²=0.987）、Pos （B=0.890，R²=0.971）和Mes （B=0.942，R²=0.978）均呈负向改变，移动趋势均向左，软组织和骨组织移动方向一致。矢状向（Y）上，随着骨组织均向后改变，颏部软组织解剖标记点LL（B=0.882，R²=0.934）、Si（B=0.946，R²=0.847）、Pos（B=0.839，R²=0.909）和Mes（B=0.666，R²=0.455）均向后移动，软组织和骨组织移动方向一致。垂直向（Z）上，随着骨组织上移，颏部软组织解剖标记点LL （B=0.932，R²=0.686）、Si （B=0.834，R²=0.469）和Mes （B=0.925，R²=0.709）均向下移动，Pos（B=0.487，R²=0.444）向上移动。见表2~4。

表2 正颌术后患者水平向（X）颏部解剖标记点ΔSM 和ΔBM 相关性分析Tab. 2 Correlation analysis on anatomical landmarks ΔSM and Δ BM at horizontal direction (X) in chin of patients after orthognathic operation(±s，l/mm）

表3 正颌术后患者矢状向（Y）颏部解剖标记点ΔSM 和ΔBM 相关性分析Tab. 3 Corrlation analysis on anatomical landmarks ΔSM and Δ BM at sagittal direction (Y) in chin of patients after orthognathic operation(±s，l/mm）

表4 正颌术后患者垂直向（Z）颏部解剖标记点ΔSM 和ΔBM 相关性分析Tab.4 Correlation analysis on anatomical landmarks Δ SM and Δ BM at vertical direction (Z) in chin of patients after orthognathic operation(±s，l/mm）

2.5 颏部ΔSM 和ΔBM 相关性分析在水平、矢状和垂直向上各颏部解剖标记点ΔSM 和ΔBM 相关性较强（0.6

表5 正颌术后患者水平、矢状和垂直向颏部ΔSM 和ΔBM 比值Tab. 5 Ratios of Δ SM and Δ BM at horizontal, sagittal, and vertical directions in chin of patients after orthognathic operation

3 讨论

自X 线头影测量出现，一直被认为是评价和诊断牙颌面部畸形的标准。20 世纪80 年代，三维测量方法出现，但由于技术条件不足，大部分研究中仍采用X 线头影测量由骨组织改变引起的矢状面软组织变化，且研究结果存在较大差异［10］。随着三维测量技术的发展，多种三维面部软组织分析方法已被应用于正颌术后定性和定量评估。如通过CT或锥束计算机断层扫描（cone-beam computed tomography，CBCT）数据的三维重建和直接通过立体摄影测量及面部扫描来提供人脸的三维模型等［11］。ONAGA 等［12］分析了25 例骨性Ⅲ类畸形患者正颌术前术后软硬组织变化，证实CT 扫描的方法不仅可以应用于正颌手术的准确诊断和治疗，也可以模拟软组织的形态学变化。高分辨率的CT 技术可以结合数字化重建技术准确分析正颌术后软硬组织相关性及软组织的改变。除此外，CT 技术还可以保证软硬组织在同一坐标系中，减少人工配准的误差。

由于口腔颌面部血液供应丰富，正颌手术时术中出血量较多，导致术后软组织肿胀。正颌术后面部肿胀程度可能与患者个体差异、术中出血量、手术创伤程度、手术时间、术前和术后是否应用抗炎消肿药物及体质量指数（body mass index，BMI）等因素有关［13］。KAU 等［14］研究显示：患者正颌术后1 个月肿胀程度明显减弱，3 个月时面部形态恢复到术前约90%面部形态。由于肿胀、组织重新分布和功能适应等不稳定因素，NIKE 等［15］认为正颌术后3 个月面部形态恢复83%~90%，6 个月以内无法进行评估，正颌术后软组织变化的评估需要6~12 个月并需长期随访。因此，本研究均选取患者术后12 个月的软组织和骨组织数据，以便给予软组织充分的时间改建，并确保结果的准确性和统一性。

颏部软组织厚度个人差异较大，与患者年龄、性别、 BMI 和下颌骨形态等因素有关。HUANG 等［16］研究显示：软组织厚度变化与骨组织变化呈负相关关系，下颌升支矢状截骨术（bilateral ramus sagittal split ramus osteotomy，BSSRO）过程中咬肌附着部位被剥离，软组织厚度变化可能与肌肉张力有关。CHOI 等［17］研究显示：骨性Ⅲ类错畸形患者正颌术后软组织厚度增加，提示正颌术后软组织得到释放。且术后LL 变化较大，Si、Pos 和Me 软组织厚度变化较小，主要由于下唇作为较为灵活的部位，其位置与上、下切牙的位置有关，同样也受到口周肌肉的影响，因此正颌术后咬合位置和肌肉附着位置变化均会对下唇形态和LL 的厚度产生影响。

面部骨组织位置变化将导致覆盖其表面软组织的变化，但由于软组织具有一定的弹性和延伸性，面部软组织无法准确反映出骨组织的变化程度［18］。骨性Ⅲ类错畸形患者正颌术后颏部软组织的改变主要发生于矢状向上，其次是水平向和垂直向。SEO 等［19］研究表明：对于骨性Ⅲ类错畸形患者，主要通过上颌骨的前移和下颌骨的后退辅助逆旋或顺旋去代偿达到手术预期效果。RUPPERTI 等［20］发现：正颌术后颏部LL、Si、Pos 和Me 的ΔSM 和ΔBM 呈明显正相关关系，在预估下颌骨旋转量及颏成形术移动量时需充分考虑Me 和Pos 移动比例不同，避免出现颌骨移动过量或不足的情况。

正颌手术对患者正面观主要体现在摆正咬合中线和面部中线、改善面部比例及修整轮廓等方面，因此颏部软组织水平向上的改变主要基于患者面长及面部的偏斜程度。本研究结果显示：患者水平向上颏部软组织和骨组织比值均小于1。CHEN 等［21］研究显示：下颌前突患者双颌手术后的软组织水平向上变化的百分率为LL 91%、Si 88% 和Pos 87%。提示在进行正面观术前设计时需要考虑到在水平向上软组织改变量小于硬组织改变量，必要时可适当增加骨组织移动量以达到面部软组织轮廓的和谐。

正颌手术后上颌和下颌软组织的变化与硬组织之间的相关性较弱，这使得在垂直方向上准确预测软组织的变化有一定困难［22-23］。JUNG 等［24］报道：与水平向和矢状向比较，软组织在垂直向上的改变与硬组织相关性较弱，与本研究结果一致。研究［25］采用计算机预测软件对接受双颌手术治疗的骨性Ⅲ类错畸形患者进行软组织变化评估，结果显示：与水平向比较，软组织垂直向变化预测的准确性较低。

目前，正颌术后在三维方向上软硬组织变化相关性研究结论差异较大，主要由于软组织形态与患者软硬组织特性、生长发育、年龄、性别和种族等多种因素有关，导致术后软组织变化的不稳定性。研究［26］显示：颏部软硬组织移动变化比值受术前患者的畸形程度及骨组织的移动量、缝合位置、颏部肌肉的力量、术后面部组织水肿和术后正畸等因素的影响。此外，样本量少也是影响正颌术后软硬组织变化研究结果的偏倚因素。因此，可采用建立大样本正颌术显示软硬组织变化数据库、增加随访次数和延长随访时间点等方法减少人为误差等偏移因素［27］。