The Analysis of Nasal Respiratory Volume by Maxillary Skeletal Expansion Using Cone-Beam CT

Abstract

OBJECTIVES: The aim of this study was to evaluate the change of nasal, zygomatic, upper first molar width and the change of maximum nasal inspiratory volume induced by MSE(maxillary skeletal expander) utilizing cone beam computed tomography in the coronal plane. MATERIAL AND METHODS: The sample consisted of 45 patients (10 men, 35 women) in the permanent dentition who were diagnosed as maxillary transverse deficiency by the Yonsei Transverse Index(YTI). The types of devices were MARPE(6 patients), MAPE (29 patients), Hybrid RPE(10 patients). The screw of MSE devices was turned by clinician a quarter of screw twice(0.5mm) a week for two to three months, and then turned twice(0.5mm) a month thereafter. Computed tomograms were taken before maxillary skeletal expansion and after maxillary skeletal expansion. The tomograms were analyzed by invivo5 software to reconstruct 3-dimensional images and to calculate the width of the nasal, zygomatic cavities before and after expansion. Besides, the maximum nasal and oral inspiratory volume were measured through the Peak Nasal Inspiratory flow measurement device. Patients received inspiratory volume tests in three different time point (1)T0, before expansion, (2)T1 immediately after expansion, (3)T2, after one year of retention. RESULTS: A significant difference was found in maximum oral inspiratory volume(P<.001), maximum nasal inspiratory volume(P<.001), nasal cavity width(P<.001), inter-first molar width(P<.001) between before expansion and after expansion in paired t-test. Increase of nasal cavity width showed a significant positive correlation with maximum nasal inspiratory volume and upper inter-first molar width in correlation analysis. Estimated at T2, one year of retention stage, the maximum nasal inspiratory volume demonstrated a statistically significant increase from T0(P<.001) but not T1 (P>0.001) CONCLUSION: Based on the results indicated, MSE(maxillary skeletal expander) significantly increases nasal cavity and decreases resistance in nasal cavity. Therefore, clinical application of MSE to resolve maxillary transverse deficiency with narrow nasal airway is recommendable to enhance physiologic treatment outcomes.

서론: 이 연구의 목적은 Maxillary Skeletal Expander(MSE)를 사용한 후에 Cone-Beam CT의 coronal plane에서 비강, 관골, 상악 1 대구치의 너비의 변화량과 최대 비강 흡입량의 변화를 평가하는 것이다. 재료 및 방법: Yonsei Transverse Index(YTI)를 근거로 하여 좁은 상악 폭경을 지닌 영구 치열 환자 45명(남자 10명, 여자 35명)을 대상으로 하였다. 확장 장치의 종류는 MARPE(6명), MAPE(29명), Hybrid RPE(10명)이다. MSE의 jackscrew는 한 명의 임상가에 의해서 일주일에 두 번(0.5mm), 두 달에서 세 달 동안 확장하였다. 그 이후에는 한 달에 두 번(0.5mm) 확장을 진행하였다. 상악의 골격적인 확장 전, 후에 Cone-Beam CT가 촬영되었다. 단층 사진은 3차원적인 이미지를 재구성하고, 확장 전과 후에 비강, 관골의 너비를 측정하기 위해 Invivo 5 프로그램에서 분석되었다. 최대 구강 및 비강 흡입량은 최고흡기유속측정기(Peak Nasal Inspiratory Flow measurement device, PNIF measurement device)로 측정되었으며, 환자들은 교정치료를 진행하면서 골격 확장 전, 골격 확장 후, 1년 유지기간 후 세 번의 흡입량 검사를 진행하였다. 결과: paired t-test에서 상악 확장 전, 후에 최대 구강 흡입량(P<.001), 최대 비강 홉입량(P<.001), 비강의 너비(P<.001), 상악 제 1대구치의 너비(P<.001)에서 유의한 차이가 발견되었다. 비강 너비의 증가는 최대 비강 흡입량과 상악 제 1대구치의 너비와 양의 상관관계를 나타내었다. 상악 확장 후 1년 유지기간(T2)의 최대 비강 흡입량은 초진(T0)과 비교 시 통계적으로 유의하게 증가하였고(P<.001), 확장 종료 후(T1)와는 통계적으로 유의한 변화는 없었다. (P>.001) 결론: 본 연구의 연구결과 MSE는 상악의 횡적 부조화를 개선시키며 비강을 증가시키고 비강 내 공기 저항을 감소시킨다는 것을 알 수 있다. 그러므로 좁은 비기도를 가진 상악의 횡적 부족을 해결하기 위한 MSE의 임상 적용은 생리학적 치료결과를 높이기 위해 추천된다.