Comparative study of the occurrence of vertebral scoliosis and spinal deviation parameters in patients with or without facial asymmetry

Abstract

연구목적: 안면 비대칭과 척추 측만증을 포함한 척추 만곡은 각각 구강 악안면 부위와 전신에 생기는 흔한 기형의 하나이다. 둘 간의 연관성에 대해서는 소수의 연구가 있었지만 일치된 결과가 나오지는 않았다. 본 연구에서는 컴퓨터 단층 영상, 임상 사진, 전후방 두부 방사선 계측 사진을 이용하여 둘 간의 관계를 평가하고자 하였다.

연구 대상 및 방법: 총 171 명의 환자에 대하여 각각 컴퓨터 단층 영상, 임상 사진, 전후방 두부 방사선 계측 사진 상에서 menton의 변위를 측정하여 안면 비대칭을 평가 및 분류하였다. 안면 수직선에 대한 menton 변위가 3도보다 큰 환자들은 비대칭 그룹, 1.5도보다 작은 환자들은 비대칭그룹으로 구분하였고, 1.5도에서 3도 사이의 변위를 보인 환자들은 중간그룹으로 간주하고 비대칭군과 대칭군의 비교 평가에서 제외하였다. 또한 이들에 대하여 전 척추 전후방 방사선 사진 상에서 척추 측만증 및 척추 만곡과 관련된 3 개의 변수 (∠Cobb, ∠Shoulder, ∠Trunk)들을 측정하고 컴퓨터 단층영상에서 안면 비대칭과 관련된 6개의 변수 (∠Yaw, ∠NaANS, ΔFRa, ΔPRa, ΔMe-Go, ΔCd-Go)들을 측정하여 통계적으로 분석하였다.

결과: 전후방 두부 방사선 계측에서 43명의 환자가 안면 비대칭을 보였고, 76명은 비대칭이 없었다. 비대칭군에서 9명 (20.9%)의 척추 측만증 환자가 있었으며, 콥스 씨 각도는 7.52 ± 3.74° 이었다. 비대칭이 없는 군에서는 8명 (10.5%)의 환자가 척추 측만증을 보였으며, 콥스 씨 각도는 7.09 ± 2.89° 이었다. 하지만, 척추 측만증 환자 수나 콥스 씨 각도의 두 환자군에서의 비교는 통계적으로 유의미하지 않았다. 컴퓨터 단층 영상을 기준으로 분석한 결과 57명의 안면 비대칭 환자와 71명의 안면 비대칭이 없는 환자로 분류되었다. 각 대상군에서 척추 측만증 환자는 각각 14명 (24.6%)과 8명 (11.1%)이고 콥스 씨 각도의 평균은 각각 7.41 ± 3.6°와 6.62 ± 2.8°로 분석되었으며 두 항목은 통계적으로 유의미한 차이를 나타냈다 (각각 P = 0.04 와 0.03). 콥스 씨 각도는 안면 비대칭의 평가 항목 중 ∠NaMe와 통계적으로 유의미한 상관관계를 갖는 것으로 나타났고 (R = 0.169, P = 0.02), 안면 비대칭의 방향은 어깨 균형의 방향과 반대 방향으로의 일치도를 나타냈으며 (P = 0.03, κ =-0.165), 어깨 균형, 관상 몸통 균형, 척추 만곡의 방향이 일치하는 환자들의 경우는 반대 방향으로의 일치도가 더 크게 나타났다 (P = 0.02, κ= -0.338).

결론: 안면 비대칭이 있는 군과 없는 군의 비교에서 컴퓨터 단층촬영 이미지를 이용한 분석에서만 척추 측만증 환자의 수와 척추 만곡의 정도가 유의하게 차이가 있었다. 컴퓨터 단층촬영 이미지를 이용한 분석에서 척추 만곡의 정도 (콥스 씨 각도)는 턱 끝 (menton)의 변위와 유의한 상관관계를 보였으며 안면 비대칭의 방향은 척추 측만증 방향과 반대 방향으로의 일치도를 보였다. 본 연구 결과는 안면 비대칭의 평가 및 치료계획 수립에서 척추 측만증에 대한 평가를 동반할 필요가 있음을 제시한다.

Background and Purpose: Facial asymmetry (FA) is one of the most common maxillofacial deformities, and vertebral scoliosis (VS) is a systemic change of vertebrae. The aim of this study was to evaluate VS in whole-spine standing anteroposterior radiographs in patients with and without FA; to use CT, posterior-anterior (P-A) cephalogram, and clinical facial photography to evaluate the degree of FA; and to investigate the relationship between parameters for FA and those for VS.

Patients and Methods: In 171 patients, FA was evaluated with CT, P-A cephalogram and clinical facial photography, the menton deviation from the vertical line more than 3° was classified to FA group, and less than 1.5° to non-FA group. Patients in whom the menton deviation was between 1.5 and 3 degrees were considered the intermediate group, and their data were excluded in the comparison between FA and non-FA groups. Three parameters for VS (∠Cobb, ∠Shoulder, ∠Trunk) in whole-spine standing anteroposterior radiography and eight parameters for FA (∠Mecep, ∠NaMe, ∠Yaw, ∠NaANS, ΔFRa, ΔPRa, ΔMe-Go, ΔCd-Go) in CT, P-A cephalogram and clinical facial photography were measured and statistically evaluated.

Results: In P-A cephalogram evaluation, there were 43 patients with FA and 76 patients without FA. In asymmetry group, there were 9 VS patients (20.9%) and the mean Cobb`s was 7.52 ± 3.74°. In non-asymmetry group, there were 8 VS patients (10.5%) and the mean Cobb`s was 7.09 ± 2.89°. But the differences in number of VS patients and the mean Cobb`s angle between FA group and non-FA group were not statistically significant. In CT evaluation, 57 patients showed FA and 71 patients did not have FA. In FA group, there were 14 VS patients (24.6%), and the mean Cobb`s angle was 7.41 ± 3.6°. In non-FA group, there were 8 VS patients (11.1%), and the mean Cobb`s angle was 6.62 ± 2.8°. The differences in terms of the number of VS patients and the mean Cobb`s angle between two groups were statistically significant (P = 0.04 and 0.03, respectively). Cobb`s angle has statistically significant correlation with ∠NaMe (R = 0.169, P = 0.02). The direction of FA has statistically significant agreement with the direction of shoulder balance, which were opposite (P = 0.03, κ = -0.165). In particular, when the direction of Cobb`s angle, shoulder balance and trunk balance were in identical, the direction of FA and the direction of VS were in higher agreement in the opposite directions (P = 0.02, κ = -0.338)

Conclusion: With regard both to number of patients with VS and to Cobbs angle, only multi-slice CT scans showed a statistically significant difference between patients with FA and those without FA. Cobbs angle was correlated with menton deviation on multi-slice CT scans, and the direction of FA was opposite that of VS. Our findings suggest that the evaluation of VS is needed in the analysis of and treatment planning for FA in patients who have both FA and VS.