Ортопедически стабильная позиция головок нижней челюсти является фундаментом для нормального функционирования височно-нижнечелюстного сустава (ВНЧС). Ортогнатическая операция, суть которой заключается в изменении пространственного положения анатомических структур, безусловно, может нарушить этот баланс. Возникающая в этом случае компрессия суставной головки инициирует процессы ее адаптационного ремоделирования, что доказано в экспериментах на животных и клинических исследованиях [1, 2]. Ремоделирование суставной поверхности — естественный компенсаторный биологический ответ на возникшую механическую нагрузку, который обеспечивает гомеостаз формы и функции ВНЧС и окклюзии. В случае, если возникшая в ВНЧС компрессия превышает адаптационные возможности организма, ремоделирование носит патологический характер и может привести к кондилярной резорбции и скелетному рецидиву зубочелюстной аномалии [3]. Согласно данным литературы, корреляция между значительной дислокацией суставной головки и ремоделированием доказана [4, 5]. Дислоцированная суставная головка стремится вернуться в оптимальное положение, что является основой для послеоперационной нестабильности и может усложнять ортодонтическое долечивание. Из этого следует, что необходимо стремиться к минимизации дислокации суставосодержащего фрагмента нижней челюсти в результате хирургического лечения. Это определяет актуальность проблемы, а также обусловливает необходимость корректного контроля результата хирургического лечения.

Цель исследования — оценить линейные и ротационные изменения положения суставообразующих фрагментов нижней челюсти после ортогнатической операции.

Материал и методы

Ретроспективное исследование включает 64 мыщелковых отростка 32 пациентов (9 мужчин и 23 женщины, возраст от 18 лет до 41 года; средний — 24,1 года). Всем пациентам была проведена двухчелюстная ортогнатическая операция по поводу скелетной формы зубочелюстной аномалии II или III класса. Все пациенты прошли ортодонтическую декомпенсацию зубных рядов в качестве предоперационной подготовки. Критерии исключения из выборки: краниофациальный синдром, заболевания ВНЧС в активной фазе, выраженная посттравматическая деформация мыщелковых отростков нижней челюсти. В зависимости от типа скелетной дисгнатии пациенты были разделены на две группы: 1-я — II класс скелетной дисгнатии (n=16), 2-я — III класс скелетной дисгнатии (n=16).

Всем пациентам была проведена операция в объеме остеотомии верхней челюсти по Le For I и двусторонней расщепляющей сагиттальной остеотомии (ДРСО) нижней челюсти с коротким расщеплением (так называемый short-split) [6]. Для обеспечения пассивной фиксации между дистальным и проксимальными фрагментами нижней челюсти проводили селективную шлифовку в области избыточного контакта либо заднюю сгибательную остеотомию зубосодержащего фрагмента. Позиционирование суставосодержащих фрагментов проводили по мануальной двухвекторной технологии («bivector seating»). Фрагменты челюстей фиксировали титановыми пластинами, моно- и бикортикальными винтами. Необходимость применения и нужное количество бикортикальных винтов определяли интраоперационно с целью повышения межфрагментарной стабильности.

Мультиспиральную компьютерную томографию (МСКТ) черепа (компьютерный томограф Siemens SOMATOM, Германия) проводили до оперативного вмешательства (T0) и на 1—3-и сутки после операции (T1). В программном обеспечении для трехмерной визуализации проводили полуавтоматическое (на основании выбранных заранее точек основания черепа и воксел-базированное) наложение трехмерных изображений до и после хирургического лечения. Затем выполняли мануальную сегментацию ветвей нижней челюсти и объединение полученных объемов в пары «до/после» отдельно для левой и правой ветвей нижней челюсти каждого пациента. Таким образом, были получены трехмерные изображения 64 пар ветвей нижней челюсти. Для ориентации объемов использовали Франкфуртскую горизонталь (проведенная через точки левого и правого порионов (Po) и правого орбитале (Or)) в качестве референса аксиальной плоскости. Фронтальную плоскость проводили через точку основания черепа (Ba), перпендикулярно Франкфуртской горизонтали. Сагиттальную плоскость проводили через точки назион (Na) и основания черепа (Ba).

Для количественной оценки изменения положения суставосодержащего фрагмента нижней челюсти введена трехмерная система координат, согласно которой ось X отражает медиолатеральное смещение, ось Y — верхненижнее, ось Z — переднезаднее. Проводили измерение координат следующих точек: латеральный полюс суставной головки (lateral pole, LP), медиальный полюс суставной головки (medial pole, MP), точки кондилион (condylion, Co), гонион (gonion, Go), вершина венечного отростка (coronoid process, Cor) и наиболее вогнутая точка полулунной вырезки нижней челюсти (mandibular notch, Notch). Данные точки были выбраны с целью описания как линейных, так и угловых изменений. Для оценки линейного смещения мыщелковых отростков после проведения оперативного вмешательства проводили вычисление разности значений полученных координат для каждой изучаемой точки. Для оценки ротационных изменений суставосодержащих фрагментов нижней челюсти рассчитывали углы между векторами, проведенными через точки LP и MP в аксиальной проекции (угол α в плоскости координат {x;z}), точки LP и MP во фронтальной проекции (угол β в плоскости координат {x;y}) и точки Co и Go в сагиттальной плоскости (угол γ в плоскости координат {y;z}). Векторы координат вычисляли отдельно до и после хирургического лечения (соответствующие точки послеоперационного периода обозначены теми же буквами с добавлением «’», например MP’, LP’). Все измерения проводили в парах полученных объемов суставосодержащих фрагментов нижней челюсти отдельно для правой и левой сторон.

Для расчетов использовали следующие формулы:

для определения линейного смещения:

∆x = x(T1) – x(T0),

∆y = y(T1) – y(T0),

∆z = z(T1) – z(T0).

Для ротационного изменения вычисляли координаты векторов оси суставной головки в аксиальной проекции в до- и послеоперационном периодах соответственно:

={MP_x – LP_x; MP_z – LP_z},

={MP'_x – LP'_x; MP'_z – LP’_z}.

Вычисление угла между векторами оси суставной головки в аксиальной проекции после проведенного хирургического вмешательства проводили по формуле:

.

Аналогично проводили вычисление координат векторов и углов между ними для оси суставной головки во фронтальной проекции и оси мыщелкового отростка в сагиттальной проекции.

Статистическую обработку результатов исследования осуществляли с помощью лицензионной программы Statistica версии 10 (США). Для оценки соответствия количественных показателей нормальному распределению использовался критерий Шапиро—Уилка. При распределении, соответствующем нормальному, количественные показатели описывались в виде среднего±стандартное отклонение (M±SD). Количественные переменные с отличным от нормального распределением описывались при помощи значений медианы (Me) и нижнего и верхнего квартилей [Q25; Q75]. Для определения различий количественных показателей между двумя независимыми группами использовался U-критерий Манна—Уитни. Анализ различий динамики количественных переменных при сравнении двух периодов осуществлялся с помощью W-критерия Уилкоксона. Величину уровня статистической значимости p принимали равной 0,05.

Результаты и обсуждение

На положение головки нижней челюсти в результате операции влияют величина и направление перемещения максило-мандибулярного комплекса, метод фиксации и степень ее пассивности, точность интраоперационного позиционирования суставосодержащих фрагментов и компрессия перимандибулярных тканей [7]. Послеоперационное положение головки нижней челюсти является одним из определяющих факторов исхода хирургического лечения. Чрезмерная компрессия, возникающая при смещении суставной головки в области ее контакта с поверхностью суставной ямки, может привести к патологическому ремоделированию суставных поверхностей и субхондральной костной ткани. Клинически данный патологический процесс может проявляться в виде возникновения симптомов дисфункции ВНЧС и позднего скелетного рецидива зубочелюстной аномалии [8, 9].

Методом выбора для контроля послеоперационного результата лечения является компьютерная томография. В литературе описаны методики исследования ВНЧС, которые включают оценку положения головки нижней челюсти на основании анализа двухмерных срезов томограмм в фиксированных проекциях [10]. Наиболее широко распространенным параметром данного анализа является измерение ширины суставной щели в определенных точках. Сравнение данных, полученных в до- и послеоперационном периодах, позволяет сделать вывод о направлении смещения головки нижней челюсти. Так, при уменьшении заднего и верхнего суставных пространств можно сделать вывод о задневерхнем или дистальном смещении суставной головки. Недостатком данной методики является невозможность оценки ротационных изменений суставосодержащих фрагментов. Например, при наличии торка мыщелкового отростка вершина суставной головки может сохранить дооперационное положение, а ее смещенные боковые полюса находятся за пределами анализируемого среза. В случае сочетания с медиолатеральным смещением суставосодержащего фрагмента данное положение рентгенологически может расцениваться как увеличение верхнего суставного пространства, что приводит к гипердиагностике нижнего и/или переднего положения суставной головки (так называемый condylar sag). Такие диагностические ошибки значительно усложняют дальнейшее лечение пациента, проводимое как хирургом, так и ортодонтом. Также предложена методика измерения двухмерных углов, образованных проведенными через фиксированные точки мыщелкового отростка линиями и общепринятыми плоскостями [11]. Изменение положения суставосодержащих фрагментов нижней челюсти в пространстве делает невозможным воспроизведение на двухмерных компьютерных томограммах точек, необходимых для объективной оценки смещения, что не позволяет достоверно выявить ротационные смещения суставосодержащих фрагментов.

Развитие и введение в практику трехмерных технологий позволило проводить точный анализ изменения положения суставообразующих фрагментов, в том числе путем непосредственного и наглядного сравнения при наложении объемов до- и послеоперационных изображений [12].

Данная работа направлена на исследование изменения пространственного положения суставосодержащих фрагментов нижней челюсти после ортогнатической операции. На настоящий момент в российской литературе не представлены исследования, в которых для проведения анализа были использованы данные трехмерных реконструкций объемов компьютерных томограмм.

Полученные результаты линейных и угловых изменений отображены в табл. 1—3. Среднее выдвижение зубосодержащего фрагмента нижней челюсти в точке B у пациентов II класса составило 12,2±0,8 мм, у пациентов III класса — 1,8±0,9 мм.

Таблица 1. Линейные изменения изучаемых точек после оперативного вмешательства у пациентов 1-й группы

Примечание. Положительное значение числа отражает направление вправо, вверх и вперед соответственно, отрицательное — влево, вниз и кзади соответственно, R (Right) — правая сторона, L (Left) — левая сторона, * — уровень статистической значимости (p<0,05).

Таблица 2. Линейные изменения изучаемых точек после оперативного вмешательства у пациентов 2-й группы

Примечание. Положительное значение числа отражает направление вправо, вверх и вперед соответственно, отрицательное — влево, вниз и кзади соответственно, R (Right) — правая сторона, L (Left) — левая сторона, * — уровень статистической значимости (p<0,05).

Таблица 3. Ротационные изменения суставосодержащих фрагментов нижней челюсти у пациентов 1-й и 2-й групп

Примечание. Угол α отражает ротацию суставосодержащих фрагментов в аксиальной проекции (плоскость координат {x;z}), угол β — во фронтальной проекции (плоскость координат {x;y}), угол γ — в сагиттальной плоскости (плоскость координат {y;z}, Позитивное значение числа отражает направление ротации против часовой стрелки, отрицательное — по часовой стрелке, R (Right) — правая сторона, L (Left) — левая сторона, * — уровень статистической значимости (p<0,05).

Согласно полученным данным, в результате ортогнатической операции происходят не только линейные смещения головки нижней челюсти, но и изменения угловых параметров, которые выявляются в виде верхнелатерального торка всего суставосодержащего фрагмента нижней челюсти.

Например, в 1-й группе статистически значимое линейное смещение точки LP справа произошло только по оси Y, медиана смещения составила 1,61 [1,26; 1,92], p=0,001, точки MP справа — по оси Z (медиана –1,47 [–1,61; –0,85]), p=0,001, точки Co — справа по осям Y и Z (медиана 0,48 [–0,06; –0,87], p=0,017, и –0,37 [–1,01; –0,12], p=0,028 соответственно). При оценке координат точки Go справа выявлены статистически значимые линейные смещения по осям X, Y и Z (медианы смещения –4,96 [–6,17; –3,70], p=0,001, 1,18 [0,66; 1,71], p=0,002, 4,55 [3,52; 5,96], p=0,001). Стоит отметить, что медиана верхненижнего смещения (ось Y) точки LP в 1-й группе была выше с обеих сторон по сравнению со 2-й группой (справа p=0,011, слева p=0,001). Медианы смещения координат Go по оси Z справа (p=0,002) и оси X слева (p=0,014) в 1-й группе статистически значимо превосходили таковые во 2-й группе.

Проведенный анализ ротационных изменений суставообразующих фрагментов нижней челюсти показал статистически значимые межгрупповые различия угла γ справа (5,21 [4,14; 6,93]° в 1-й группе против 3,02 [–0,61; 4,12]° во 2-й группе, p=0,003), а также угла β (8,32±5,38° в 1-й группе против 3,93±3,56° во 2-й группе, p=0,018) и γ (6,42±3,04° в 1-й группе против 0,46±2,11° во 2-й группе, p<0,001) для левой стороны.

Выраженную ротацию во фронтальной и сагиттальной плоскостях у пациентов 1-й группы, вероятно, можно связать с более значительной величиной выдвижения максило-мандибулярного комплекса. Во фронтальной плоскости суставообразующий фрагмент нижней челюсти правой стороны повернут по часовой стрелке, левой стороны — против часовой стрелки (рис. 1). Значительное смещение во фронтальной плоскости, вероятно, обусловлено особенностью анатомической формы нижней челюсти, которая представляет собой расширяющуюся кзади параболу. При выдвижении и ротации зубосодержащего фрагмента возникают межфрагментарные костные интерференции, которые являются причиной ротации суставообразующих фрагментов в латеральном направлении (рис. 2, 3). Вращение проксимального фрагмента против часовой стрелки в сагиттальной плоскости также связано с передним перемещением дистального фрагмента и неизбежно возникает при лечении II скелетного класса (рис. 4).

Рис. 1. Ротация левого суставосодержащего фрагмента нижней челюсти против часовой стрелки во фронтальной плоскости.

Оценивался угол β между векторами, проведенными через медиальные и латеральные полюсы. MP, MP’ — медиальные полюсы суставной головки до и после оперативного вмешательства. LP, LP’ — латеральные полюсы суставной головки до и после оперативного вмешательства. Голубой цвет — положение суставосодержащего фрагмента до операции, желтый — после операции.

Рис. 2. Схема изменения положений суставообразующих фрагментов при мандибулярном выдвижении.

а — костные интерференции, возникающие при значительном мандибулярном выдвижении; б — ротация и торк суставосодержащих фрагментов, обусловленные дистальной частью зубосодержащего фрагмента; в — амплитуда дислокации суставосодержащих фрагментов.

Рис. 3. Изменение положений суставообразующих фрагментов нижней челюсти при перемещении зубосодержащего фрагмента, обусловленное параболической формой нижней челюсти.

Красная линия — геометрическая форма нижней челюсти. Зеленые пунктирные стрелки — направление смещения суставосодержащих фрагментов.

Рис. 4. Вращение суставосодержащего фрагмента нижней челюсти в сагиттальной плоскости, обусловленное значительным выдвижением максилло-мандибулярного комплекса, при лечении II скелетного класса.

Co — точка кондилион, Go, Go’ — угол нижней челюсти до и после оперативного вмешательства. Оценивался угол γ, образованный векторами, проведенными через эти точки.

Таким образом, анализ смещения выбранных точек по отдельности подтверждает наличие верхнелатерального торка проксимальных фрагментов нижней челюсти (рис. 5). Аналогичные результаты анализа послеоперационного положения суставообразующих фрагментов нижней челюсти в своем исследовании описывают R. Ma и соавт. (2020) [13].

Рис. 5. Верхнелатеральный торк суставообразующего фрагмента нижней челюсти.

Go — угол нижней челюсти, MP — медиальный полюс суставной головки нижней челюсти, LP — латеральный полюс суставной головки нижней челюсти, Cor — вершина венечного отростка. Стрелками указаны направления смещения точек, подтверждающие изменение положения всего суставосодержащего фрагмента нижней челюсти.

Выявленный в ходе работы паттерн смещения суставообразующих фрагментов в виде их верхнелатерального торка может объяснить гипердиагностику заднего положения головок нижней челюсти: при анализе отдельных двухмерных срезов компьютерных томограмм осевая ротация суставообразующих фрагментов может быть расценена как уменьшение задних суставных пространств (рис. 6, 7). Истинный корпусный дистальный сдвиг суставных головок нами отмечался лишь в 2 случаях, оба раза наблюдался в 1-й группе и характеризовался значительным несоответствием объемов суставных элементов на фоне уменьшения суставных головок (предположительно по причине кондилярной резорбции, имевшей место ранее и завершившейся задолго до первичного обращения пациента). Тем не менее подобная несоразмерность часто наблюдается у пациентов со II скелетным классом и не может считаться единственной причиной, определяющей послеоперационное взаиморасположение суставных структур, в связи с чем логично предположить о роли таких факторов, как направление и степень максило-мандибулярного перемещения, геометрия зубосодержащего фрагмента нижней челюсти, а также компрессия перимандибулярных тканей в ответ на выполняемые перемещения. Нахождение четких корреляций между указанными переменными будет являться объектом последующего изучения.

Рис. 6. «Гипердиагностика» заднего положения головки нижней челюсти.

При анализе только сагиттального смещения не учитываются ротационные изменения всего суставосодержащего фрагмента нижней челюсти. а — положение правой суставной головки до операции, сагиттальные срезы; б — положение правой суставной головки после оперативного вмешательства, сагиттальные срезы. «Заднее» положение суставной головки; в — пространственное отношение трехмерных реконструкций правых суставосодержащих отростков. MP, MP’ — медиальные полюсы суставной головки до и после оперативного вмешательства. LP, LP’ — латеральные полюсы суставной головки до и после оперативного вмешательства. Cor, Cor’ — вершины венечного отростка до и после оперативного вмешательства. Go, Go’ — угол нижней челюсти до и после оперативного вмешательства. Желтый цвет — положение суставосодержащего фрагмента до операции, голубой — после операции. Красными стрелками указаны направления смещения точек суставосодержащих фрагментов.

Рис. 7. Ротация суставообразующего фрагмента нижней челюсти в аксиальной плоскости.

Оценивался угол α между векторами, проведенными через медиальные и латеральные полюсы. MP, MP’ — медиальные полюсы суставной головки до и после оперативного вмешательства. LP, LP’ — латеральные полюсы суставной головки до и после оперативного вмешательства. Cor, Cor’ — вершины венечного отростка до и после оперативного вмешательства. Именно это осевое вращение наиболее часто расценивается как заднее положение суставной головки при анализе сагиттальных срезов компьютерных томографий.

Заключение

В ходе исследования выполнен анализ линейных и ротационных изменений координат выбранных точек объемных реконструкций МСКТ черепа и проведена оценка изменения положения суставообразующих фрагментов нижней челюсти в результате ортогнатической операции. На основании полученных данных выявлена тенденция к верхнелатеральному торку всего суставосодержащего фрагмента нижней челюсти. Выявленный торк проксимальных фрагментов может быть ошибочно принят за дистализацию суставной головки при изучении двухмерных срезов МСКТ. Ортогнатическая операция является причиной неизбежного изменения положения суставообразующих фрагментов нижней челюсти. В случае значительной дислокации суставной головки чрезмерная механическая нагрузка, возникающая в области контакта суставных поверхностей ВНЧС, инициирует процессы патологического ремоделирования, которое может повлечь за собой развитие симптомов дисфункции ВНЧС и скелетного рецидива по причине кондилярной резорбции. Из этого следует, что необходимо стремиться к минимизации изменения положения суставообразующего фрагмента нижней челюсти в результате хирургического лечения.

Для понимания причин данного явления, разработки методов его прогнозирования и профилактики еще на этапе предоперационного моделирования требуется проведение исследований, целью которых будет поиск корреляции между направлением и степенью дислокации суставообразующих фрагментов и рядом факторов, по мнению авторов публикации, оказывающих влияние на взаиморасположение суставных структур в результате ортогнатической операции. Исследование с длительным периодом послеоперационного наблюдения позволит оценить динамику изменения структуры и объема головки нижней челюсти в зависимости от ее положения в раннем послеоперационном периоде, а также разработать практические рекомендации, направленные на ускорение функциональной реабилитации.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.