Correlation of masticatory muscle activity and occlusal function with craniofacial morphology : a prospective cohort study

Abstract

Masticatory function, including masticatory muscle activity and occlusal function, can be affected by craniofacial morphology. This study aimed to investigate the relationship between craniofacial morphology and masticatory function in participants who had completed orthodontic treatment at least two years before and had stable occlusion. Forty-two healthy participants were prospectively enrolled and divided into three vertical cephalometric groups according to the mandibular plane angle. Masticatory muscle activity (MMA) in the masseter and anterior temporalis muscles was assessed using surface electromyography. The occlusal contact area (OCA) and occlusal force (OF), defined as occlusal function in this study, were evaluated using occlusal pressure mapping system. Masticatory muscle efficiency (MME) was calculated by dividing MMA by OF. The craniofacial morphology was analyzed using a lateral cephalogram. The masticatory function was compared using one-way analysis of variance. Pearson correlations were used to assess relationships between craniofacial morphology and masticatory function. The hypodivergent group had the lowest MMAand the highest MME in the masseter (167.32 ± 74.92 ㎶ and 0.14 ± 0.06 ㎶/N, respectively) and anterior temporalis muscles (0.18 ± 0.08 ㎶/N, p < 0.05). MMA in the masseter showed a positive relationship with mandibular plane angle (r = 0.358), whereas OCA (r = -0.422) and OF (r = -0.383) demonstrated a negative relationship (p < 0.05). The anterior temporalis muscle activity negatively correlated with ramus height (r = -0.364, p < 0.05). Vertical craniofacial morphology was related to masticatory function. Hypodivergent individuals may have low MMA and high occlusal function, resulting in good masticatory muscle efficiency. Hypodivergent individuals require careful consideration in orthodontic diagnosis and prosthetic treatment planning. 저작 기능은 두개 안면 형태와 관련이 있다고 알려져 있다. 저작기능은 저작근 활성과 교합 기능으로 평가할 수 있다. 이번 연구는 교정치료를 종료한 지 최소 2년이상 경과하여 안정적인 교합을 이루는 환자들 에서 두개 안면형태와 저작기능 사이의 관계를 알아보고자 한다. 2020년 10월부터 2021년 2월까지 연세대학교 치과병원 교정과에 방문한 환자들 중에 교합면적이 24 mm2이상을 보이며 결손치가 없는 40세 미만의 환자 42명을 후향적으로 연구하였다. 하악 평면각에 따라 Hyperdivergent, Normodivergent, Hypodivergent 세 군으로 나누어 연구를 진행하였다. 저작근 활성(MMA)은 교근과 전방 측두근에서 surface electromyography를 이용하여 측정하였다. 이번연구에서 교합기능은 교합접촉면적(OCA)와 교합력(OF)으로 정의하였으며, occlusal pressure mapping system을 사용하여 평가하였다. 저작근 효율(MME)는 저작근 활성을 교합력으로 나눈 값으로 정의하였다. 두개 안면형태는 측모두부방사선사진 계측을 통하여 분석하였다. 저작 기능은 일원분산분석(one-way analysis of variance)을 통해 세 그룹간 차이를 비교하였다. 두개안면 형태와 저작기능 간의 관계는 피어슨 상관분석(Pearson correlation)을 통해 분석하였다. Hypodivergent그룹은 교근에서 가장 낮은 저작근 활성(167.32 ± 74.92 ㎶)을보였고, 교근과 전방 측두근에서 가장 높은 저작근 효율을 보였다 (0.14 ± 0.06㎶/N, 0.18 ± 0.08 ㎶/N, p < 0.05). 교근에서 저작근 활성은 하악 평면각과 양의 상관관계를 보였고 (r = 0.358), 반면에 교합접촉면적(r = -0.422) 과 교합력(r = -0.383)은 음의 상관관계를 나타냈다 (p < 0.05). 전방 측두근은 ramus height과 음의 상관관계를 보였다 (r = -0.364, p < 0.05). 수직적인 두개 안면형태는 저작기능과 상관관계가 있다. 특히 Hypodivergent한 형태의 안모에서는 낮은 저작근 활성과 높은 교합기능을 보여 결과적으로 우수한 저작근 효율을 나타냈다. 이러한 결과는 임상치료에 있어, Hypodivergent한 형태의 환자에게 보다 세심한 교정진단과 보철치료 계획이 수립되어야 함을 의미한다.