University of Oulu

Heino, T., Kokko, H., Vuollo, V. et al. Effect of cervical headgear on dental arch area, shape and interarch dimensions. J Orofac Orthop 82, 153–162 (2021).

Effect of cervical headgear on dental arch area, shape and interarch dimensions : a randomized study

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Author: Heino, Toni1; Kokko, Heta1; Vuollo, Ville1,2;
Organizations: 1Research Unit of Oral Health Sciences, Faculty of Medicine, University of Oulu, Oulu, Finland
2Medical Research Center, Oulu University Hospital, Oulu, Finland
Format: article
Version: published version
Access: open
Online Access: PDF Full Text (PDF, 0.6 MB)
Persistent link:
Language: English
Published: Springer Nature, 2021
Publish Date: 2021-05-21


Purpose: The goal was to study the effects of early cervical headgear treatment on maxillary and mandibular dental arch area, shape and interarch dimensions.

Methods: The total study group comprised 67 children aged 7.6 years (standard deviation 0.3) with Angle class II malocclusion collected between 1992 and 1996. The children were randomly divided into two groups of equal size. In the first group, cervical headgear treatment was started immediately and undertaken for 2 years. The remaining patients served as untreated controls. Dental casts were taken and scanned at the beginning of treatment (T0) and at the 2‑year (T1) and 4‑year follow-up (T2). Three-dimensional landmarks describing the positions of maxillary and mandibular incisors, canines, first and second premolars and first molars were used to calculate and visualize the maxillary and mandibular dental arch area and shape using the polynomial equation y = Ax⁶ + Bx².

Results: Significant changes in the shape and area of both maxillary and mandibular dental arches were induced with cervical headgear. The headgear increased dental arch area, sagittal dimensions at the mid-sagittal line and transversal dimensions at all of the measured levels in both dental arches compared to the control group.

Conclusions: Cervical headgear is an effective treatment device to gain space in both dental arches. Furthermore, when used as an early phase treatment, relapse is relatively small compared to the gained space.

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Zielsetzung: Ziel dieser Studie war es, die Auswirkungen einer frühen zervikalen Headgear-Behandlung auf den Bereich des Ober- und Unterkieferzahnbogens, die Form und die Interbogendimensionen zu untersuchen.

Methoden: Die Studiengruppe umfasste insgesamt 67 Kinder im Alter von 7,6 Jahren (Standardabweichung 0,3) mit Angle-Klasse-II-Malokklusion, die zwischen 1992 und 1996 behandelt wurden. Die Kinder wurden randomisiert in 2 gleich große Gruppen aufgeteilt. In der ersten Gruppe wurde sofort mit der zervikalen Headgear-Behandlung begonnen und sie wurde 2 Jahre lang durchgeführt. Die übrigen Patienten dienten als unbehandelte Kontrolle. Zu Beginn der Behandlung (T0), beim 2‑ (T1) und beim 4‑Jahres-Follow-up (T2) wurden Abdrücke genommen und gescannt. Dreidimensionale Landmarken zur Darstellung der Positionen von Schneidezähnen, Eckzähnen, ersten und zweiten Prämolaren und ersten Molaren im Ober- und Unterkiefer wurden zur Berechnung und Visualisierung des Bereichs und der Form des Zahnbogens des Ober- und Unterkiefers unter Verwendung der Polynomgleichung y = Ax⁶ + Bx² verwendet.

Ergebnisse: Mit dem zervikalen Headgear wurden signifikante Veränderungen in Form und Fläche sowohl der Ober- als auch der Unterkieferzahnbögen induziert. Das Headgear vergrößerte im Vergleich zur Kontrollgruppe die Zahnbogenfläche, die sagittalen Dimensionen an der mittleren sagittalen Linie und die transversalen Dimensionen auf allen gemessenen Ebenen in beiden Zahnbögen.

Schlussfolgerungen: Das zervikale Headgear ist eine wirksame Behandlungsvorrichtung, um in beiden Zahnbögen Platz zu gewinnen. Wenn sie als Frühphasentherapie eingesetzt wird, ist das Rezidiv im Vergleich zum gewonnenen Platz relativ gering.

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Series: Journal of orofacial orthopedics
ISSN: 1434-5293
ISSN-E: 1615-6714
ISSN-L: 1434-5293
Volume: 82
Issue: 3
Pages: 153 - 162
DOI: 10.1007/s00056-020-00264-0
Type of Publication: A1 Journal article – refereed
Field of Science: 313 Dentistry
Funding: This study was supported financially by the funds from Finnish Dental Society Apollonia and European Orthodontic Society. Open access funding provided by University of Oulu including Oulu University Hospital.
Copyright information: © The Author(s) 2020. This article is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License, which permits use, sharing, adaptation, distribution and reproduction in any medium or format, as long as you give appropriate credit to the original author(s) and the source, provide a link to the Creative Commons licence, and indicate if changes were made. The images or other third party material in this article are included in the article’s Creative Commons licence, unless indicated otherwise in a credit line to the material. If material is not included in the article’s Creative Commons licence and your intended use is not permitted by statutory regulation or exceeds the permitted use, you will need to obtain permission directly from the copyright holder. To view a copy of this licence, visit