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作者：
Alejandra Londoño博士
奥地利维也纳跨学科牙科学院（VieSID）
奥地利维也纳医科大学牙科学院修复学系
Miguel Assis博士
奥地利维也纳跨学科牙科学院（VieSID）
奥地利维也纳医科大学牙科学院修复学系
Cinzia Fornai教授
奥地利维也纳跨学科牙科学院（VieSID）
瑞士苏黎世大学进化医学研究所
奥地利维也纳大学进化人类学及人类进化和考古科学系(HEAS)
奥地利维也纳医科大学牙科学院临床研究中心
Markus Greven博士
奥地利维也纳医科大学牙科学院修复学系
前磨牙拔除是正畸中常见的治疗策略。前磨牙拔除的基本原理是为拥挤的牙齿创造重新排齐的空间，特别是为II类错的掩饰性治疗创造空间。然而，这种做法并非毫无争议。自有正畸治疗以来，一直存在关于前磨牙拔除是否适宜的争论。一些研究人员认为，对于上下牙弓矢状向严重不调、或牙弓间隙不足，但没有颞下颌关节（TMJ）紊乱病风险因素的患者来说，拔牙可在无需患者依从性的条件下获得更有效、更稳定的治疗效果。另有研究表明，无论是否拔除前磨牙，正畸治疗后的复发率和拥挤率都是一样的。20世纪初，Angle及其支持者坚持认为，不拔牙的治疗效果更好。不久后，Case就反驳了Angle的观点，并建议应在少于10%的病例中进行拔牙矫治。20世纪40年代中期，Tweed大大改变了这种保守的做法。他认为，功能性机械平衡取决于下颌切牙相对于牙槽骨的垂直位置，且需要拔除先进前磨牙才能达到这种平衡。20世纪50年代末，根据对澳大利亚原住民牙列的观察，Begg建议拔除四颗先进前磨牙，甚至在一些病例中拔除四颗先进恒磨牙，从而解决在以牙齿磨损程度较低为特点的工业社会中常见的、牙齿大小与牙弓宽度不匹配的问题。这导致多达80%的正畸病例需通过前磨牙拔除进行治疗。自20世纪60年代以来，随着正畸学和矫治器的普遍进步，这一趋势开始转变为更保守的方法。
从功能角度看，前磨牙拔除对青春期晚期到中年晚期（约18－64岁）好发的颞下颌关节功能障碍的影响仍不明确，而且与临床实践中的感受相反，文献并未对此问题做出明确的回答。基于疼痛或功能评估的研究也未发现颞下颌关节紊乱病与先前的正畸治疗（包括前磨牙拔除）之间存在明确的关系。另一方面，有研究发现，接受前磨牙拔除治疗的患者存在病理性髁突位置、垂直距离丧失、颞下颌关节功能障碍，以及动态/静态咬合欠佳等情况。此外，Yoon等人意识到，即使在拔除四颗前磨牙2年后，患者咀嚼过程中的咬合接触面积也没有完全恢复。尽管如此，前磨牙拔除仍然被认为是一种有效的做法，（但请参见Moon等人的不同观点），且推荐在牙弓矢状向不调超过5 mm的病例中行前磨牙拔除。
目前，正畸治疗与前磨牙拔除和下颌功能紊乱之间的关系仍然是牙科领域中值得讨论的问题，前磨牙拔除在下颌运动学中的作用尚不清楚。然而，前磨牙拔除后患者的面部轮廓发生了变化，可以推测出，上颌牙弓的形状和长度的变化会影响下颌运动。目前尚无前磨牙拔除对下颌运动的影响的相关研究，因此，本研究旨在探究先进前磨牙拔除的正畸治疗是否会改变下颌运动。为探讨这一现象，我们设计了一项回顾性病例对照研究，以比较接受前磨牙拔除的正畸治疗患者与完整牙列的对照样本的下颌运动。通过髁突运动轨迹描记记录下颌前伸-后退和发音中的对称运动，并对髁突运动参数进行统计学分析，测试有无前磨牙患者之间的可能差异。
样本组成
研究组（以下简称P4ex）由45名正畸治疗的患者组成，样本具有连续性，均为主要研究者（A.L.）私人牙科诊所（Centro Empresarial 128，波哥大，哥伦比亚）的患者。这些患者已经在其他地方完成了拔除前磨牙的正畸治疗。对照组 （以下简称P4） 包括45名无正畸治疗史的I类错患者,均就诊于哥伦比亚波哥大UniCIEO大学基金会。所有受试者均签署了知情同意书，授权将其数据用于本研究。根据第58号法案第93号令，该知情同意得到了UniCIEO大学基金会伦理审查委员会的批准。研究组的入选标准为：既往接受过双侧上、下颌前磨牙拔除的正畸治疗。排除标准为：单侧前磨牙拔除或仅下颌前磨牙拔除。对照组的入选标准为：完整牙列（包括第二恒磨牙）、安氏I类磨牙关系，且前牙不存在错畸形，如开、反或单牙列拥挤超过4 mm。排除标准为：先前接受过正畸治疗、正颌、整形等外科治疗。研究组或对照组受试者均未报告颞下颌关节或肌肉疼痛的既往史，无开口受限。
下颌运动的记录
使用CADIAX® diagnostic数字化髁突运动轨迹描记仪和Gamma 8.6软件（GAMMA公司，奥地利），通过髁突运动轨迹描记图监测下颌运动，根据厂商建议，由经验丰富的操作者（A.L.）进行记录。髁突轨迹描记技术的可靠性和可重复性已得到证实。
将一个下颌面弓和两个位于髁突附近的双电子描记针固定成一组，粘接于下颌牙齿颊面，并避免下颌运动期间产生咬合干扰。另配备一个带有双侧垂直向电子描记板的上部面弓，用于记录描记针平移与旋转的运动轨迹（图1）。该设备还可测量下颌运动的横向分量。首先用描记纸和描记针手动定位铰链轴，然后在电子辅助下精细调节定位。为避免运动曲线的变形，必须在描记前完成铰链轴的定位。参考轴-眶平面进行髁突轨迹描记，该平面由铰链轴和左侧眶下点（即患者皮肤下可触及的眶下边缘的低点）定位。咀嚼肌去程序化6分钟后，记录参考位置（RP），即每次运动的起点。通过在上下颌前磨牙之间放置一个棉卷实现咀嚼肌的去程序化。受试者坐直，头部靠在牙椅上，保持上下颌牙齿接近，但不接触。然后，要求患者在操作者非强制的颏点引导下做一些下颌前伸-后退运动，并体会下颌后退过程的终点（也称之为“终末感”），从而实现最准确的RP记录。操作者指导患者进行下颌自由运动，无引导，无牙齿接触，从而实现很大幅度的下颌前伸-后退和开闭口运动。操作者事先为患者详细解释了这些动作，并在描记前与患者进行了排练。除非患者存在后退稳定性不佳，一次标准的运动过程应始于RP并终于RP（详见下文对五个变量的说明）。为评估发音过程中的下颌运动，要求患者从70倒数到60，这样可以在下颌运动的最前/最高位发出齿擦音。鉴于研究组患者在来A.L.的诊所前就已在其他地方完成了正畸治疗，因此我们无法收集这些患者拔除前磨牙之前的相关数据。
每个运动均用X–Y–Z坐标系表示，其中：X轴代表前后向，Y轴代表横向并与铰链轴方向保持一致，Z轴代表垂直向。可通过连接在下颌面弓上的描记针检测髁突在Y轴的横向运动，该下颌侧横向偏移量称为Delta Y，缩写为ΔY，是下颌位置与Z轴之间的很大距离，代表了受试者下颌轨迹的横向运动（图2）。这一部分在下颌运动中至关重要，因为它反映了实际运动与理想的对称运动之间的偏差。
两组均收集了以下五个变量，其中四个为双侧变量：
（1）下颌运动轨迹与Z轴之间的很大垂直距离，表示下颌前伸-后退轨迹在左右两侧的横向偏移量（分别为ΔYR和ΔYL）（图2c） ；
（2）投影到矢状面上的轨迹长度，表示发音时右侧（SP-3DR）和左侧（SP-3DL）的下颌前伸移动量（图3a） ；
（3）发音过程中下颌沿Y轴的很大旋转量 （SP-G） ；
（4）发音时下颌轨迹与Z轴的很大垂直距离， 表示右侧 （SP-ΔYR）和左侧（SP-ΔYL）发音过程中的横向偏移量（图3a） ；
（5）右侧（R-STR）和左侧（R-STL）闭口运动中RP和髁突回位动作终点之间的距离，也称为后退稳定性（图3b）。可将光标置于运动轨的对应部位，直接从软件中读取上述测量值。距离的单位为mm，旋转的单位为度。
统计学分析
为了评估操作者自身的误差，又随机选取了样本中的10名患者，在先进次测量收集数据后的4周再次测量收集数据。使用Dahlberg公式计算操作者的自身误差。由于Gamma软件可自动计算发音期间的很大旋转角度，因此我们无需计算角度值的观测者自身误差。
使用Minitab统计软件进行描述性统计分析。使用Anderson–Darling检验进行髁突运动轨迹描记数据的正态分布检验。为探究变量数据集是否可以缩减，测试了左右两侧数据之间的相关性。由于数据 （限制为＞0） 不符合正态分布，通过置换检验计算了各组的平均差（N = 1,000）。另外，还通过Wilcoxon秩和检验检测了各组数据分布的差异。进一步地，通过线性回归，评估了所收集的变量是否为组别归属的良好预测因素。各变量的分布范围以散点图分组表示。然后，为探究P4ex和P4组各变量的累积效应，做了等距主成分分析。若不同变量的分布范围不一致，则需要将数据作归一化处理，之后进行等距主成分分析。上述分析均在R统计软件中实现（www.R-project.org）。
P4ex组的年龄为16至57岁（平均年龄：36.91 ± 11.2岁）。P4组的年龄为14至50岁（平均年龄：27.95 ± 10.01岁）。P4ex组的性别分布为63%的女性和27%的男性，P4组为67%的女性和33%的男性。线距测量的平均观察者自身误差为0.2 mm，因此在临床上可忽略不计。髁突运动参数的描述性统计数据（包括均值、标准差、最小值和很大值）如表1所示。左右两侧的运动变量测定值之间可见高度相关性（表2），因此，我们通过对每个双侧变量取左右平均值的方法，将变量的数量从9个（即ΔYR，ΔYL，SP-3DR，SP-3DL，SP-G，SP-ΔYR，SP-ΔYL，R-STR，R-STL）减少到了5个（即ΔY，SP-3D，SP-G，SP-ΔY，R-ST）。
置换检验和Wilcoxon秩和检验的结果显示如表3所示。置换检验显示，除R-ST （p = 0.24470）外，所有变量（ΔY，p = 0.00199；SP-3D，p = 0.01698；SP-G，p = 0.02097；SP-ΔY，p = 0.01898） 的P4ex和P4组均值之间均存在显著性差异。即使是Wilcoxon秩和检验（一种非参数检验），也表现出P4ex组与P4组之间ΔY（p = 0.00055）、SP-3D（p = 0.01448）和SP-ΔY（0.00584）的显著性差异。然而，R-ST的差异并不显著（p = 0.75908），这一结果与置换检验的结果是一致的。与置换检验结果不同的是，Wilcoxon秩和检验显示SP-G的结果在两组间无显著性差异（p = 0.08937）。总之，P4ex组在下颌前伸-后退和发音过程中的横向偏差值更高，且下颌旋转分量与发音过程中下颌运动轨迹的长度也较P4组显著增大。研究组和对照组的后退稳定性之间无显著性差异。线性回归结果仅在ΔY上有统计学意义，即P4和P4ex的相关系数为–0.34（p = 0.001）（表3、表4）。
散点图（图4）显示了不同分组下各变量的分布范围。P4ex组的个体在下颌前伸-后退运动以及发音过程中均表现为较高的下颌横向偏移量。此外，在发音过程中，P4ex组的旋转分量与运动轨迹长度均更高。由于各变量的很大值不同（ΔY = 2.35；SP-3D = 9.35；SP-G = 12.29；SP-ΔY = 1.47；R-ST = 3.08），我们通过均方根法作了归一化处理，并用P4ex组和P4组的叠加值作图（图4），从而表示所有变量的汇总。在P4ex组的45名患者中，有11人（25%）的变量叠加值高于P4组（图5）。对叠加值进行Wilcoxon秩和检验，结果显示，P4ex组和P4组之间的差异有非常显著意义（p = 0.00009）。
本研究旨在通过数字化髁突运动轨迹描记法来明确，与未经治疗的对照组相比，接受前磨牙拔除正畸治疗的患者下颌运动的可能差异。数字化髁突运动轨迹描记和下颌跟踪系统由于其准确性和可重复性，可提供下颌运动学的客观三维图像。
值得注意的是，本研究结果显示，对于至少25%的患者，前磨牙拔除造成了下颌运动的显著变化。我们对这一结果的解读还是偏保守的，因为本研究的对照组是仅基于咬合情况（所有前磨牙留存、I类关系、无牙列拥挤和前牙错畸形）选择的，而且无严重的颞下颌关节功能受限是根据既往史确定的。因此，我们不能排除对照组存在未检测到的轻度颞下颌关节功能紊乱，而这一点可能会使我们的研究结果更为惊人。
与对照组相比，研究组患者下颌前伸-后退与发音过程中下颌的横向偏移量、旋转量和发音过程中下颌运动轨迹的长度显著增加，且下颌前伸-后退中的横向偏移量甚至是前磨牙拔除组归属的一个良好的预测指标。
据我们所知，Heiser等人的研究是此前发表的为数不多一项与本文主题相同的研究。他们比较了拔牙患者和未拔牙的对照组下颌前伸-后退时的髁突运动轨迹。他们记录了正畸治疗前后的髁突运动轨迹，并在保持期后再次记录，未发现各组之间的显著差异。Heiser等人收集的变量与本研究中使用的变量不能直接比较，原因如下：与本研究不同的是，由于他们使用的髁突轨迹描记设备的技术限制，他们记录的不是基于铰链轴的下颌运动。然而， 他们观察到， 在保持期后，下颌前伸运动中，两组髁导斜度都有显著增加。由于该研究对象是青春期患者，这一结果又是在基线时间3 年后观察到的，作者便将其解释为由患者正常生长过程所致。
我们的研究结果具有重要意义，因为下颌运动的横向变化（沿Y轴的横向偏移量，或ΔY-MLT）与盘突复合体的分离有关，而且在某些情况下，横向偏移与可复性颞下颌关节盘移位有关。在一篇硕士学位论文中，通过磁共振和髁突运动轨迹描记测量，作者发现颞下颌关节盘移位的患者在下颌前伸-后退运动期间下颌横向偏移量均值为0.77 mm。该值与本研究中拔牙患者0.74 mm的均值相当。本研究还评估了发音过程中的下颌平移量和旋转分量。尽管发音是人类口颌系统最重要的功能之一，发音过程中髁突运动的相关研究却很少见。根据观察切点轨迹，一些研究人员发现，发音运动与上颌牙弓大小、骨性分类，以及颞下颌关节紊乱病发生率之间存在关联。这些研究的结果与我们的结果没有直接的可比性，因为切点轨迹与髁突轨迹并不匹配，并且上述研究未考虑前磨牙拔除或既往正畸治疗等咬合因素。
Akimoto等人分析了各种骨性分类患者发音过程中的髁突运动，发现在无颞下颌关节紊乱病的受试者中，下颌很大旋转角度为3°，下颌横向偏移量为0.16 mm。这些值与本研究中对照组（所有前磨牙留存）的结果相当（下颌旋转角度2.84°，下颌横向偏移量0.16 mm）。因此，根据这一证据，我们可以初步假设，这些参数反映了无咀嚼系统结构变化的受试者髁突运动的生理性偏差。未来仍需进一步的研究来证实这一假设。
错畸形的正畸治疗增强了儿童、青少年和成人的自尊心、情感和社交幸福感，提高了他们的生活质量，这已是广为接受的看法。然而，进行前磨牙拔除的正畸治疗可能会降低改善上颌牙弓宽度和周长的可能性，从而导致上颌牙弓缩短和变窄。此外，前磨牙拔除还会改变咬合引导的倾斜度和位置，这一点可能会对下颌运动学产生巨大影响。既往研究已证实，咬合引导的变化会导致下颌的避让行为。本研究中，拔除先进前磨牙组下颌旋转量的增加（3.6°）和下颌侧向平移（0.29 mm）可解释为由于上颌牙弓变窄导致的下颌避让行为。在这种情况下，为避免与内收的上颌切牙发生干扰，或因为可能的尖牙颊舌向倾斜度的变化，下颌必须比正常情况下开口幅度更大一些。尽管本研究未探究颞下颌关节的形态，但通过病史可知受试者未受到颞下颌关节严重退行性变的影响。基于上述观察，我们认为，本研究中下颌运动参数的增加，是由拔除前磨牙引起的咬合引导变化所决定的。
本研究的不足之处在于，缺乏前磨牙拔除患者拔牙前的髁突运动轨迹数据，以及未能控制治疗结束与评估开始之间的时间间隔。在未来的纵向研究中，我们有望解决这些局限性。考虑到治疗的时间和方式等变量，关于前磨牙拔除的正畸治疗在颞下颌关节紊乱病症状和体征的发生发展中的作用，仍需进一步研究。
正畸拔除先进前磨牙可能干扰下颌运动学，具体反映在下颌前伸-后退运动和发音期间髁突轨迹参数值的增加。因此，前磨牙的拔除给患者的口颌系统带来的不仅是结构上的，而且还有功能上的性改变，其对颅颌面系统的中、远期影响大多是未知的。这一证据警示我们，不能把前磨牙拔除作为常规正畸治疗的一部分。如需排牙空间，拔除第三磨牙可能是前磨牙拔除的可选替代方案。下颌运动学的改变可能与颞下颌关节紊乱病和发音障碍有关，但其中的相关性仍需更多的研究来确定。如果这一证据得到证实，并且前磨牙拔除与口颌系统功能失调之间的确切关系也得到证实，那我们就不应鼓励在正畸治疗中拔除前磨牙。此外，我们建议应将下颌运动学评估纳入诊断和疗效评估之中。
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