自然头位在正畸领域的应用

余紫嘉, 郑之峻

(1.贵州医科大学 口腔医学院, 贵州 贵阳, 550000; 2.贵州省贵阳市口腔医院 正畸科, 贵州 贵阳, 550000)

自然头位(NHP)描述了真实生活中的面部模式[1], 在NHP下拍摄的头颅侧位片是基于真实水平面获得的，比要求法兰克福(FH)平面平行于地平面的传统拍摄方法更加可靠，其头影测量数据也更具临床相关性。相关研究[2]显示，NHP下获得的头颅侧位片显示颅颈姿势的改变在骨性Ⅱ类患者身上最为明显，与骨骼Ⅲ类相比，骨骼Ⅱ类显示颌骨相对于颅骨更向后旋转，头部更伸展。在不同垂直骨面型中，高角患者头姿势更为前倾。现今, NHP在正畸领域除了用于改进头影测量分析以外，还被证明与颅面形态、未来生长趋势和呼吸能力、颈椎姿势甚至身体姿势有关。NHP虽由于某些历史原因未能作为拍摄头颅侧位片的定位参考标准，但其目前已越来越多地受到临床关注，现就NHP的起源、发展、临床运用以及研究现状综述如下。

1 NHP发展史

1.1 NHP概念的起源

NHP的概念并不新鲜，列奥纳多·达芬奇和阿尔布雷特·迪勒在“自然姿势”模型的绘画中使用了水平线和垂直线的脚手架，以便能够更准确、艺术和科学地复制人的头部。直至1862年, NHP的具体定义才被提出，即“当一个人站立并且其视轴水平时，他(他的头)处于自然位置”。20世纪50年代, NHP被引入正畸领域，并被更具体地描述为“当人们将注意力集中在眼睛水平的远处时，头部在空间中的标准化和可重现的方向”[3]。

1.2 NHP未能作为常用参考位的历史原因

19世纪60年代，在自然或直立头部姿势已被用于研究颅面部的情况下，为了研究不再能够呈现直立头部姿势的骨骼残骸，颅骨学家意识到颅骨的定位方式必须接近活人的自然头部位置，以便进行颅骨测量研究。历经1861、1887、1880年和1882年4次人类学大会的深入探讨，学者们最终于1882年德国法兰克福召开的颅骨测量学会议上，接受了1880年会议上提出“将通过左右侧外耳道上边缘和左侧眼眶最低点的平面提议为德国水平线”作为颅骨测量研究中估计自然头部姿势的最佳折中方案，并达成“法兰克福”协议，德国水平线即后世熟知的FH水平线。FH平面的优点在于其参考点容易获得和明确界定，而当时获得FH平面的头部位置是通过主体不受支撑、双脚并拢站立时受试者双眼注视一面垂直镜子里自己的瞳孔所获得的[4]。

自X线头影测量技术被引入后，正畸医生便利用FH水平面法以及颅底各种参照线，研究了许多头影测量方法[5]。X线摄影技术应用于点和平面的定位中相较于触诊头盖骨的方法更加容易，而无论选择哪个平面进行参考测量，其都应该在头部处于正常位置时通过颅骨的真性水平面(HOR)。随着正畸治疗的主要目标从获得Angle所示例的理想正常牙合到良好侧貌的演变[6-7], 头影测量 X线片逐渐成为正畸诊断和治疗计划中的基石，治疗目标最终演变为实现一定范围内的“数字”。而原本用于定位头骨的FH水平面，随后被用于定位活体头颅[3]。MOORREES C F等[8]指出, FH线的意义在于帮助颅骨学家定位非活体头颅的自然水平位，然而令人遗憾的是，正畸医生没有充分利用这一事实，即拍摄头颅侧位片患者直立的头姿势是可以直接拍摄X线头影测量的。

1.3 从FH等参考平面回归NHP

头影测量分析基于将颅面形态的要素与选定的参考平面进行比较，理想情况下，一个有效的头影测量参考平面/系统应具有以下特点: 良好的可靠性(低方法误差)，良好的个体内重复性，较低的个体间变异性，平均方向接近HOR或真正的垂直(VER)。正畸常用头影测量分析法的参考平面是鞍鼻平面(SN)、FH平面、上颌平面和下颌平面(MP), 例如Downs分析法应用FH平面来评估面部从鼻部到牙槽骨的斜度和咬合面的斜度, Ballard分析法应用上颌平面和MP来评估门牙的倾斜度, Steiner分析法则应用SN来关联上牙槽座点(A)和下牙槽座点(B)的位置等。FOSTER T D等[9]指出，在治疗计划中使用这种多样化的颅内参考线，特别是用详细和准确的测量进行临床判断时，人们对这些线之间相互关系的恒定性以及其与真正水平面之间的恒定性产生了疑问，若SN与上颌骨平面或FH平面无恒定关系，那么不同的诊断和治疗计划对同一患者可能会产生不同的结果，同样若没有一个常用平面与真正水平面有恒定关系，那么精确的颅内测量对于审美的判断就变得毫无意义。

BJORK A[10]早在1950年就指出, FH平面的位置在个体生长过程中是会发生变化的，利用其进行测量会夸大先天性变化。MOORREES C F A等[3]报道, HOR或VER优于颅内参考线，因为颅内参考平面的变化大于在NHP时记录的变化。FOSTER T D等[9]研究证明，在正畸治疗计划中使用多种的颅内参考线与VER之间的角度在不同个体之间有较大差异，与相关报道[1, 4, 11-13]结果相似。另一方面，为了验证NHP的可重复性, COOKE M S等[14-16]追踪报道了NHP在3～6个月、5年后以及15年后的稳定性，并指出NHP的可重复性显著高于颅内参考平面。

2 NHP的临床应用

2.1 研究颅颌面部的生长发育

头部姿势和颅面形态之间的关系由SCHWARZ A M[17]提出，其将Ⅱ类错牙合的发展归因于睡眠期间头部相对于颈柱的过度伸展。BENCH R W[18]发现下颌骨的生长与颈椎有关，面部的垂直生长与学龄前儿童的颈部生长相关性较低，但在青春期表现出高度相关性。BJÖRK A[19]观察到，颅底扁平者下颌面型的个体头部呈伸展位，而颅底明显弯曲者下颌面型的个体头部呈屈曲位，并指出颅底形态和颅面形态之间的关系往往被头部在脊椎上的位置所掩盖。研究[20-21]发现，在姿势变量中，头部相对于颈柱的位置(即颅颈角度)与面部形态的相关性比传统定位法所取得的头部姿势测量(头部相对于真正的垂直角度的位置)更大，在高颅颈角受试者的形态学特征中，面部前突减少，下颌平面倾斜度大，则面部高度较低。基于此, 研究等[22]提出了“软组织牵张”假说，即头部在颈柱上的姿势可能通过软组织拉伸影响颅面部的生长方向。相关研究[23-24]报道, 8、11、15 岁儿童的面部总高度与颈椎前凸角呈负相关，脊柱上段的倾斜度与面部下段高度呈负相关，且发现脊柱中段的倾斜与上下颌骨的前突有关。这些研究对临床预测错牙合患者颌面部生长发育趋势以及设计矫治方案至关重要。

2.2 研究头颈姿势与错牙合畸形的关系

MARCOTTE M R[25]报道，当下颌相对于上颌突出时，头部的姿势是向下倾斜的。相反，当下颌相对上颌后缩时，头部是向上倾斜的，下巴前倾，前额后仰，硬组织面部凸起的角度与头部姿势呈负相关。JACOBSONS M A[26]在其描述性研究中强调，颈椎向前的头部姿势与颈椎的反向弯曲、更直立的姿势(即头部的延伸)和脊柱的前凸弯曲有关。相关研究[27-28]报道，颅颈角与牙齿拥挤度大于2 mm之间存在强负相关关系，特别是下牙弓前段拥挤程度超过2 mm者，其颅颈角平均比无拥挤者大3～5°。PACHF等[29]根据PROFFIT W R[30]的研究和SOLOW B等[22]的软组织拉伸假说，对静息肌肉活动如何依赖于头部相对于脊椎的姿势进行解释，并推测覆盖头部和颈部的软组织层(皮肤、肌肉和筋膜)随着头部的伸展或屈曲程度而伸展和放松。在头部姿势长期过度伸展的情况下软组织伸展，对牙齿和骨骼产生使其移动的力，如果这种力量不能通过增加舌头肌肉活动来平衡，就会导致面部发育受限以及门牙倾斜，从而失去正确的排列。

针对中国儿童进行的研究[31-32]发现，骨性Ⅰ类关系儿童不同垂直面型的NHP和颅颈姿势存在显著差异; 矢状向上，头位和颅颈位的角度在骨性Ⅱ类关系中最大，其次是骨性Ⅰ类关系，在骨性Ⅲ类关系中最小。具有骨骼Ⅱ类关系者头部倾斜于前伸，具有骨骼Ⅲ类关系者通常表现出屈曲的头部。

2.3 研究头颈姿势与TMD的关系

ROCABADO M等[33]研究颞下颌关节(TMJ)疾病时表明，典型的成人症状性TMJ患者具有深覆合或Ⅱ类咬合和头部前倾姿势，颞下颌关节水平的异常力学，导致髁突过度前滑，或面部肌肉组织疲劳和痉挛。由于前倾的头部姿势会引起枕下肌肉过度劳累，患者也可能发展为来自肌肉或颞下颌关节的牵涉性疼痛; 不正常的头部姿势还会造成颈部肌肉疲劳和颈椎小关节压迫，从而可能导致颈部疼痛，并引起上臂和肩胛间区域疼痛，且Ⅱ类咬合和前头姿势之间的相关性高达70%。相关研究[23, 34-35]证明，颞下颌关节紊乱病(TMD)患者和非TMD患者的颈椎前凸角与下颌长度之间存在显著差异。但ROCHA T等[36]研究指出, TMJ单侧盘移位与非单侧盘移位受试者的身体姿势无显著差异，因为疼痛的存在可能引起对姿势适应的需求，即姿势变化可能是症状的影响而不是原因，得出在存在TMJ内部紊乱的情况下受试者依然能够保持良好的姿势平衡的结论。

2.4 研究头颈姿势与气道的关系

RICKETTS R M[37]假设头部姿势和呼吸功能需求之间的关系，指出头部伸展是一种功能性反应，可促进口腔呼吸，以弥补鼻塞。完全鼻塞可导致头部立即伸展[38], 可影响颈部和咀嚼肌的体位肌电活动[39], 可导致打鼾和阻塞性睡眠呼吸暂停[40]。在此基础上, WOODSIDE D G等[41]观察到病理性儿童腺样体切除术后2个月的颅颈角度减小约28 °, 此外病理组和对照组儿童头部姿势的差异消失。WENZEL A等[42]研究表明，类固醇布地奈德喷雾剂治疗除能降低鼻阻力外，还能改善呼吸功能，减小颅颈角度。TECCO S等[43]研究表明，上颌骨扩张后，相关鼻咽气道的充分性改善与颅颈角度降低、颈椎前凸角度增加以及头部屈曲有轻微关系。KANG J H等[44]研究发现，前头姿势是气道对体质量指数增加和下颌后缩畸形的生理性适应。

2.5 研究错牙合畸形与身体姿势的关系

LIPPOLD C等[45]研究发现，错牙合畸形表现在头颈姿势的同时，还反映在患者躯干姿势上(垂直骨面型、下颌后缩者，胸部、腰部脊柱及骨盆的倾斜度大; 水平骨面型、下颌前突者，胸部、腰部脊柱及骨盆的倾斜度小)。ROSA L P等[46]研究发现, Ⅱ类错牙合患者身体姿势明显伸展，Ⅲ类错牙合患者身体姿势明显屈曲。

姿势是指人体的位置及其在空间中的位置，好的姿势是指人体能够以最少的能量消耗或最少的努力来维持身体各部分的对齐[47]。因为体感、前庭系统和视觉系统之间的各种相互联系被整合到一个复杂的调节系统中以保持身体姿势，所以身体姿势可以作为反映精确度、平衡度和协调度的指标[48]。脊椎的4处自然弯曲(颈椎、胸椎、腰椎和骶椎)代表或决定了人体的整体姿势。人在出生时只有胸部和骶骨曲线存在，此后可发展出腰椎和颈椎曲线。健康的孩子在7岁左右达到正常的脊柱曲率，而上颈椎是头部和躯干之间的中介[49]。在充分认知口腔和颈部区域之间的神经解剖学联系的条件下，临床可合理假设咀嚼系统和姿势控制系统之间功能和解剖学关系是姿势障碍和错牙合之间可能的联系。TMD患者具有前头姿势，揭示了头部姿势与咬合改变之间的相互关系，如果咬合改变可以改变头部姿势，那么脊柱也会产生补偿，这将改变整个脊柱的倾斜和弯曲情况，并影响整个身体姿势。临床对于导致身体姿势自我修正的因素已有无数争论，如下颌位置和大小[50]、精神状态、气道[51]、肌肉模式和活动[52]等。但从广泛角度看，骨骼基础可能是造成这一现象的原因。

宋璐等[52]研究表明，姿势具有信号功能，常与身体动作、面部表情共同传达情绪、人格等信息，在人类进化和社会交往中具有重要意义。姿势的功能远不止于表达心理状态，也可以对心理(情绪、认知等)产生影响。这一观点与BARBERA A L等[53]研究结果相一致，即NHP的产生既受颌骨形态、咽腔气道形态、舌骨位置、颅面颈部肌功能等因素影响，又反映了个体对美观的要求，甚至与个人性格有关。

3 结 语

提倡使用NHP，并非为了取代已被广泛应用于头影测量中的颅内参考平面，而是为了更好地描述矢状骨模式，为临床提供补充数据。补充数据可以作为“检查”，避免非平均受试者使用常规颅内参考平面时出现的基本误解。NHP与错牙合畸形之间的关系已基本研究清楚，错牙合畸形可引起体位塌陷，体位塌陷带来的姿势改变可能导致一系列并发症如持续头痛、背痛和神经压迫等症状[33，54]。由此推测，研究正畸治疗对头颈姿势甚至身体姿势产生的影响甚至跨学科合作只是时间问题。这也说明了在年轻时期尽早纠正体位变化的必要性，以避免畸形进一步加重，同时最大限度地利用生长潜力和肌肉-骨骼系统现有的功能活动能力。TECCO S等[55]、KAMAL A T等[56]报道了使用功能矫治器治疗骨性Ⅱ类患者所带来的改变。亦有研究[54]报道，由单侧后牙齿缺失引发严重姿势障碍及一系列并发症的患者采用口腔内矫治器治疗后恢复了正常直立姿势并解除了因其引起的其他疾病。

目前，中国的正畸治疗研究范围仍局限在颅颌面部，但以上报道证明错牙合畸形所带来的改变并不局限于此，且个体的美亦不局限在颜面部。由此推测，对错牙合畸形和正畸治疗对头颈姿势、气道甚至身体姿势影响的认知水平的提高，或许会成为未来更多错牙合畸形患者的就诊原因。