基于頸椎成熟分期法的東北地區人群下頜骨生長發育特點研究

李宇然 張 祎 李子天 肖昊鑫 胡 敏 魏曉曦

顱頜面生長發育異常是造成錯牙合畸形的主要病因之一，正畸醫師可利用患者生長發育潛力，適時地進行早期干預，及時糾正異常頜位，改良頜骨生長發育模式[1]，同時降低后續治療的難度[2]。下頜骨作為顱頜面的重要組成部分，對面下部美觀、下頜運動、顳下頜關節健康及咀嚼功能起著決定性作用。本課題組近期臨床統計數據顯示，東北地區錯牙合畸形患者約37.2%為骨性Ⅰ類，30.7%為骨性Ⅱ類，32.1%為骨性Ⅲ類，其中下頜骨發育異常為骨性Ⅱ類和Ⅲ類錯牙合畸形的主要病因機制。以往研究已證實MYO1H[3]、ADAMTS1[4]、ADAMTS9[5]等基因對下頜骨生長發育有重要作用。此外，營養狀況、激素水平以及行為習慣等后天因素也影響著下頜骨生長發育。更深刻地掌握下頜骨生長發育模式對于預測生長發育潛能、分析錯牙合畸形病因機制、實施精準化矯治計劃以及預后評估均具有重要的臨床意義。

頸椎成熟度（cervical vertebral maturation，CVM）由Lamparski 等人[6]于1972 年首先提出用于預測骨齡，而后Baccetti 等人[7]對其進行改良，將第二至第四頸椎形態劃分為五個頸椎成熟分期（cervical vertebral maturation stage，CVMS）用于預測頜骨生長高峰，因其便利性和實用性至今仍在臨床中廣泛應用[8]。以往研究表明頸椎成熟分期與下頜骨生長發育具有顯著相關性[9～11]，但局限于線距指標，缺乏角度及三維比例協調性分析。其次，不同地域人群因人種來源、地理環境以及飲食習慣等不同，下頜骨生長發育模式大體相似但仍存在明顯差異。此外，性別二相性對下頜生長方向及生長量有著重要影響，目前普遍認為，男性下頜骨比女性發育完成更晚、生長量更大，進而影響不同性別的治療時機和治療窗口。本研究以頸椎成熟分期為分組依據，旨在研究中國東北地區正畸患者群體下頜骨的生長模式，并分析下頜發育的性別差異，為正畸醫師的臨床工作提供指導。

資料和方法

1.研究對象與分組：隨機選取2017～2022年在吉林大學口腔醫院正畸科就診的420 例青少年及年輕成人患者，其中男性202例，女性218例，平均年齡為（18.05±8.42）歲。納入標準包括:無正畸治療史正頜手術史;無外傷史；無嚴重顱頜面畸形，依據籍貫排除非東北地區的患者。收集所有患者的頭顱定位正側位片作為研究對象。根據Baccetti[7]改良頸椎成熟法，判定其頸椎成熟分期（CVMS）并分為5 組，其中CVMSⅠ期82 例（男性41 例，女性41 例）;CVMSⅡ期82 例（男性40 例，女性42 例）；CVMSⅢ期82 例（男性41 例，女性41 例）;CVMSⅣ期89 例（男性40例，女性49例）；CVMSⅤ期85例（男性40例，女性45例）。本研究已通過吉林大學口腔醫院倫理委員會審批（審批號：202329）。

2.標志點與測量項目：全部頭顱定位正側位片均拍攝于同一臺X 線掃描儀（Planmeca ProMax，芬蘭）。使用dolphin 11.9 軟件進行描點測量，共標定11個骨性標志點（圖1），包括雙側下頜角點（Go，Go’）、髁突點（Co）、關節點（Ar）、頦頂點（Gn）、上齒槽座點（A）、頦下點（Me）、眶點（O）、耳點（P）、鼻根點（N）、蝶鞍點（S），而后測量14個項目，包含6個線性項目、5個角度項目和3個比例項目（表1）。所有指標均由同一位正畸醫師手工定點，前后測量2 次取平均值。在第一次頸椎成熟度判定后，間隔1 個月重新進行觀察判斷，kappa 分析得前后結果一致性系數為0.88，表明兩次觀測結果具有高度一致性。

圖1 頭影測量相關標志點示意圖

3.統計學方法：

使用SPSS 26.0 軟件對所得數據進行統計分析。采用單因素方差分析（one-way ANOVA）比較不同頸椎成熟分期間的差異，依據數值的正態性和方差齊性，采用LSD 法及塔姆黑尼法進行事后比較;使用獨立樣本t檢驗及Mann-Whitney U 檢驗比較各項目性別間差異；Spearman 相關性分析用于評估各項目與頸椎成熟分期的相關性。P＜0.05被認為差異具有統計學意義。

結果

1.各測量項目與頸椎成熟度的相關性分析

Spearman 相關性分析結果顯示，所有尺寸項目包括下頜角間距（①）、下頜體長（②）、下頜升支長（③）、上下頜長度差值（④）在男女人群中與頸椎成熟度均呈現顯著正相關;下頜上角（⑧）、下頜角寬/下頜升支高（○13）、下頜體長/下頜升支高（○14）在男女性中與頸椎成熟度呈負相關;SN-GoGn 角（⑤）在男性中與頸椎成熟度呈負相關;后/前面高比值（⑩）在男性中與頸椎成熟度正相關;下頜角（⑦）、下頜角寬/下頜體長（○12）在女性中與頸椎成熟度呈負相關（表2）。

表2 測量項目與頸椎成熟度的相關性分析

2.不同頸椎成熟分期的下頜骨線性項目比較

隨著頸椎成熟度的不斷增加，下頜骨在三維方向均呈顯著且非勻速生長模式。多數項目在CVMSII～IV 期顯著增長，在CVMSIV 期后生長趨于緩慢。各測量項目絕對值參考附表1，2。

附表1 男性下頜骨各頸椎成熟分期測量值

附表2 女性下頜骨各頸椎成熟分期測量值

在矢狀向發育中（圖2A），下頜體長（②）在男性CVMSⅡ～Ⅲ期、CVMSⅢ～Ⅳ期均顯著增加（P＜0.01），在女性CVMSⅡ～Ⅲ期出現明顯增加（P＜0.01）。上下頜骨長度差值（④）在男性CVMSⅠ～Ⅱ期（P＜0.05）和CVMSⅢ～Ⅳ期（P＜0.01）顯著升高，在女性CVMSⅡ～Ⅲ期（P＜0.01）以及CVMSⅣ～Ⅴ期（P＜0.01）顯著增高。其余相鄰分期之間無顯著差異。

圖2 下頜骨生長發育線性項目變化

在水平向發育中，下頜寬度（①）在男性CVMSⅡ～Ⅲ期、CVMSⅢ～Ⅳ期出現顯著增長（P＜0.01），在女性CVMSⅡ～Ⅲ期出現顯著增長（P＜0.05）（圖2A）。

在垂直向發育中，下頜升支長（③）在男性CVMSⅠ～Ⅱ期（P＜0.01）以及CVMSⅡ～Ⅲ期（P＜0.01）明顯增加，在女性CVMSⅡ～Ⅲ期增長顯著（P＜0.01）。后/前面高比值（⑩）、后下面高/后全面高比值（○1）在各相鄰分期間無顯著變化（P＞0.05），但在男性CVMSⅠ期與CVMSⅢ期相比兩個指標均顯著增加（P＜0.05），而女性研究對象各分期間保持穩定（P＞0.05）（圖2B）。

3.不同頸椎成熟分期的下頜骨角度項目比較

下頜上角（⑧）CVMSⅡ～Ⅲ期在男性（P＜0.01）和女性（P＜0.05）均出現顯著下降。除此之外，其他角度指標包括GoGn-SN 角（⑤）、下頜平面角（⑥）、下頜角（⑦）、下頜下角（⑨）在男女性各頸椎成熟分期之間均無顯著差異（圖3）。

圖3 下頜骨角度項目變化（*:P＜0.05;**:P＜0.01）

4.不同頸椎成熟度分期的下頜骨比例項目比較

對于不同個體而言，相同測量項目的絕對值之間往往存在較大的個體差異，例如一個體型較大的個體其下頜骨線性項目的絕對值顯著大于另一體型較小個體的下頜骨測量值，但兩者可能均擁有良好的面部協調性。此時，三維方向的比例性就比單個測量項目的絕對值更有參考價值。另一方面，下頜骨三維方向的生長發育可能呈現非均勻生長的步調。因此，了解下頜骨三維方向的比例變化有助于判斷不同頸椎成熟分期時兒童的面部特點。

本研究結果表明，下頜骨寬/長比值（○12）在男性各頸椎分期之間間保持穩定（P＞0.05），在女性CVMSⅡ～Ⅲ期顯著下降（P＜0.01）。寬/高比值（○13）在男性CVMSⅠ～Ⅱ期和女性CVMSⅡ～Ⅲ期均顯著降低P＜0.01）。長/高比值（○14）在男性CVMSⅠ～Ⅱ期顯著下降（P＜0.01），而女性各分期之間無顯著差異（P＞0.05）（圖4）。

圖4 下頜骨三維比例關系隨頸椎成熟分期的變化

5.男女性下頜骨生長發育特點差異

研究不同性別在相同頸椎成熟分期時下頜骨的發育特點差異有助于判斷臨床早期矯治的最佳時機。統計結果顯示，共8 項測量項目包括下頜角間距（①）、下頜體長（②）、下頜升支高度（③）、上下頜長度差值（④）、SN-GoGn角（⑤）、后/前面高比（⑩）、后下面高/后全面高比值（○1）、寬/長（○12）具有性別差異（P＜0.05），其余項目在相同頸椎成熟分期中男女性別間無統計學差異（P＞0.05）（表3）。

表3 各項目測量值性別差異分析

討論

通過骨骼成熟程度判斷生長發育階段并準確把握正畸治療時機是獲得矯治成功的關鍵因素之一。Angelieri 等人[12]指出頸椎成熟度可以有效評價個體的骨骼發育情況。以往大多數研究均顯示下頜骨尺寸與頸椎成熟度具有相關性[13]，與本研究結果相符。正畸醫師可通過頸椎成熟度預測患者下頜骨生長發育高峰，并充分利用其生長潛能采用適宜措施預防或阻斷下頜骨畸形的發展，引導其正常生長發育。多數研究顯示，下頜骨的生長高峰期出現在CVMSⅢ～CVMSⅣ期[13]，但也有學者認為下頜骨生長發育與頸椎成熟分期間無明顯相關性[14]，這可能與X 線片清晰程度及觀察者對頸椎分期評判的可重復性較差等因素有關。為了克服觀察者的主觀性，Perinetti[15]等人在研究中采用頸椎成熟編碼法，使用5 個字母對第二至第四頸椎形態進行描述并編碼，前3個字母分別代表第二、三、四頸椎底邊形態，后2個字母分別代表第三、四頸椎的形狀，再依據不同編碼劃定頸椎成熟分期。在一項針對50 名受試者的縱向研究中顯示，頸椎成熟度可與年齡及性別相聯合，進而較準確地預測青春期下頜骨的生長高峰[16]。此外，使用計算機自動定點識別頸椎形態和分期可有效提高其準確性和可重復性[17]。

本研究發現，不同性別的下頜骨發育呈現大體相似而又有異同的模式。男女性的下頜骨尺寸項目（長Go-Gn、寬Go-Go’、高Ar-Go）均在CVMSⅡ～Ⅲ期顯示出生長高峰，這與Baccetti等人的研究結果相似[7]，且男性下頜寬度和下頜體長在CVMSⅢ～Ⅳ期以及下頜升支高度在CVMSⅠ～Ⅱ期也可觀察到明顯生長，生長高峰期較女性更為持久。男性下頜骨垂直向生長高峰早于橫向和矢狀向，與其三維生長模式相呼應，體現為下頜骨寬/高、長/高在CVMSⅠ～Ⅱ期顯著下降。此外，上下頜長度差值總體呈上升趨勢表明下頜骨在矢狀向生長速度略大于上頜骨，且男性下頜骨在CVMSⅠ～Ⅱ期和CVMSⅢ～Ⅳ期，女性下頜骨在CVMSⅡ～Ⅲ期和CVMSⅣ～Ⅴ期分別表現出相對于上頜骨的突增。

盡管所有線性項目均具有顯著的性別差異，但大多數反映顱面比例關系的角度和比值項目無明顯性別間差異，這與其他地區人群的相關研究結果相一致[18，19]。在CVMSⅠ期，除后下面高/后全面高比值（Ar-Go/S-Go）外，其余項目均未顯示性別間差異。隨著生長發育，差異在CVMSⅡ期起逐漸顯現，且在下頜骨的三維尺寸項目中尤為凸顯，這可能與男性咀嚼肌力較大有關[20，21]。此外，下頜骨的生長發育過程中存在旋轉現象，男性后/前面高比值在CVMSⅠ～Ⅲ期持續增長且在CVMSⅣ和Ⅴ期明顯高于女性，同時在這兩段時期女性下頜骨的GoGn-SN 角顯著大于男性，以上結果均提示男性下頜骨較女性更具逆時針旋轉趨勢，這與Bjork 等人[22]提出女性下頜較男性更加向下、向后旋轉的趨勢相符。

本研究通過分析三維方向的比例變化，規避了單一測量項目絕對值可能存在較大個體差異的問題，以整體協調性作為下頜骨生長發育的有效指標之一。結果顯示，男性下頜骨寬/長比值在各頸椎成熟分期中無明顯變化，表明下頜骨水平向與矢狀向協調生長。寬/高、長/高在CVMSⅠ～Ⅱ期出現明顯下降，提示此期間下頜骨垂直向生長相對于水平向與矢狀向生長較快。因此男性下頜骨早期三維生長速度大致為:垂直向＞水平向=矢狀向，而后三向協調生長。另一方面，女性長/高比例在各頸椎成熟分期間無明顯差異，表明下頜骨在矢狀向和垂直向等比例協調生長。寬/高、寬/長在CVMSⅡ～Ⅲ期顯著下降，提示在此階段下頜骨水平向生長速度慢于矢狀向和垂直向，因此在此階段女性下頜骨三維生長模式為:垂直向=矢狀向＞水平向，其余階段下頜骨保持三維方向協調生長。

誠然，本研究仍有一定局限性，例如橫斷面研究難以跟蹤單一個體的生長模式，且研究對象數量有限，一定程度上影響了人群中的代表性。此外，近年來年輕人群飲食結構的變化對下頜骨生長發育也存在一定影響。