《BMC Oral Health》：Analysis of mandibular trabecular bone by fractal analysis in children born with oral cleft
编辑推荐：
本研究针对唇腭裂（CL/P）患儿下颌骨微观结构是否异于正常儿童的科学问题，采用分形维数（FD）评估技术，通过全景片对5–15岁患者（含CL/P组105例、对照组100例）下颌髁突及体部感兴趣区（ROI）进行分析。结果显示CL/P组双侧ROI的FD值均显著低于对照组（p<0.001），其中CLP亚型髁突FD降低更明显（Beta=-0.016; p=0.004）。该研究首次证实CL/P患儿存在下颌骨小梁结构复杂性降低的特征，为颌面发育机制研究提供了量化依据。
在人类面部发育的精密过程中，下颌骨作为支撑面部轮廓与咀嚼功能的核心骨骼，其微观结构的完整性往往被大众忽视。然而对于患有唇裂和/或腭裂（Cleft Lip and/or Palate, CL/P）的儿童而言，这种先天缺陷不仅影响外观与语音，更可能深层改变颌骨的生长发育轨迹。既往研究多聚焦于CL/P的软组织修复与手术时机，却鲜少关注其下颌骨松质骨——即充满微小孔隙的骨小梁网络的微观结构差异。这种忽视导致临床对CL/P患者颌骨力学特性减弱、正畸治疗难度增加等现象缺乏根本性解释。是否存在一种量化手段，能客观揭示CL/P患儿下颌骨微观结构的复杂性变化？这正是本研究试图破解的科学谜题。
为解答这一问题，研究团队选取5至15岁CL/P患儿（含单纯唇裂CL与唇腭裂CLP）及无颌面畸形的对照儿童，通过全景放射影像采集下颌骨数据，运用分形分析（Fractal Analysis）这一刻画不规则几何形态的数学工具，计算下颌髁突与体部骨小梁的分形维数（Fractal Dimension, FD），并结合广义线性模型（Generalized Linear Model, GLM）校正年龄与性别干扰，最终发现CL/P患儿下颌骨微结构复杂性显著降低的规律。这项发表于《BMC Oral Health》的研究，首次将分形分析应用于儿童CL/P下颌骨评估，为理解先天畸形对颌骨发育的影响提供了全新视角。
研究采用的关键技术方法包括：首先招募5-15岁儿童形成样本队列，其中CL/P组105例（37例CL、68例CLP）、对照组100例，排除综合征型CL/P及孤立性腭裂（CP）病例；其次在全景片上手动勾画下颌髁突与体部两个感兴趣区（Region of Interest, ROI）；随后通过盒计数算法（box-counting algorithm）计算每个ROI的FD值；最后采用GLM模型（α=5%）调整性别与年龄因素，分析组间差异。
Introduction
研究旨在探讨CL/P患儿下颌骨小梁结构是否与正常儿童存在差异。通过明确研究目标，确立了以分形分析为核心方法的评估体系，为后续实验设计奠定理论基础。
Methods
研究纳入5-15岁CL/P患儿与对照儿童，排除综合征型病例及孤立性CP。在下颌全景片髁突与体部划定ROI后，采用盒计数算法计算FD值，并通过GLM模型校正年龄与性别变量，设定α=5%的误差容忍度。该方法确保了样本同质性与统计结果的可靠性。
Results
共纳入205例患者，对照组100例、CL/P组105例（37 CL，68 CLP）。统计分析显示，对照组在两个ROI的FD值均显著高于研究组（p<0.001）。GLM模型进一步证实：CL/P与髁突FD降低显著相关（Beta=-0.132; p<0.001），与下颌体部FD降低亦显著相关（Beta=-0.154; p<0.001）。此外，CLP亚型在髁突区域表现出更显著的FD下降（Beta=-0.016; p=0.004）。这些结果表明CL/P患儿下颌骨不同区域的骨小梁复杂性均受损，且CLP影响更为突出。
Conclusion
CL/P患儿下颌骨FD值显著低于正常儿童，提示其骨小梁结构复杂性降低。这一发现揭示了先天颌面畸形可能伴随骨微结构的发育异常，为理解CL/P患者颌骨功能缺陷提供了新的生物学证据。
研究结果与讨论部分进一步强调，分形维数（FD）作为量化骨小梁复杂性的指标，其值降低直接反映CL/P患儿下颌骨微结构的简化——这种简化可能导致骨骼力学性能下降与正畸治疗响应异常。尽管研究排除了综合征型病例以聚焦单纯性CL/P的影响，但仍需注意样本局限于单一年龄段（5-15岁），未来需纵向追踪骨结构随生长发育的动态变化。此外，研究采用的二维全景片虽便于临床推广，却无法完全替代三维影像对骨小梁空间结构的精确刻画。尽管如此，本研究首次建立了CL/P与下颌骨分形特征的关联，为后续探索颌骨发育的分子调控机制提供了表型基础，也为CL/P患者的个性化正畸与骨增量治疗策略制定提供了量化参考。
