下颌骨扫描CT_CT三维重建和计算机测量技术在下颌骨畸形整复中的临床应用

　　[摘要]目的：测量与下颌骨截骨线相关的的影像学指标，为手术提供解剖学依据。方法：对11例下颌骨畸形整复患者进行CT扫描得到颌面数据，利用计算机辅助设计相关软件重建三维模型，可以清晰地显示下颌骨畸形类型，进行整复前精确的诊断；并在三维模型上测量第一磨牙、第二磨牙至下颌骨下缘的垂直距离，第二磨牙至下颌角点的距离，根据差值标记截骨线，可以实现对下颌骨畸形的精确化修复。结果：利用CT三维重建技术得到的头颅三维模型进行术前设计可以提高手术的准确性，缩短手术时间，术后患者颌面外形均有不同程度改善，达到术前设计的预期效果。结论：CT三维重建与计算机测量技术对下颌骨畸形有重要的临床应用价值。
　　[关键字]CT三维重建；计算机测量；术前设计；下颌骨；畸形
　　[中图分类号]R782 [文献标识码]A [文章编号]1008-6455（2011）09-1386-03
　　
　　3-Dimensional reconstruction and computer measurement of the clinical application in repair mandible deformities
　　WEN Hui-cai,YAO Yu-ting,FU Jian-hua,YANG Hong-hua,LIU Wen-jian,LIU Wei
　　(Department of Plastic Surgery,The First Affiliated Hospital of Nanchang University,Nanchang 330006,Jiangxi,China)
　　
　　Abstract:Objective To provide the anatomicaI basis for the mandibular angle plasty by measuring the imaging index raletive to the mandibular osteotomy Iine.MethodsThe total of eleven patientswith mandible deformities were involved.The dada of maxillofacial obtained with CT scanning were reconstructed 3-dimention model by using the computer aid design combined with other relative softwares.Through 3-Dimention reconstruction,type of mandible malformation could be displayed clearly and preoperative diagnosis can be performed precisely.Meawhile，measuring the vertical distance between the first morlar and mandible inferior margin and the vertical distance between the second morlar and mandible inferior margin,the line from the second morlar to gonion.Marking the osteotomy line by the D-value,it can result in the well restoration of maxillofacial deformities.Results Base on 3-Dimention reconstruction technology, surgical design performed on the model will promote the accuracy of opration and decrease the operative precedure.Poseoperation the patiens had shown better appearances with satisfactory results. Conclusion3-Dimentionreconstruction thenology possesses highly clinical value in repair mandible deformities.
　　Key words:3-dimention reconstruction;computer measurement;surgical design;mandible;malformation
　　
　　颌面畸形常由先天性疾病、外伤后引起的继发畸形等原因造成，不仅引起患者的功能障碍，而且导致毁容，严重影响患者的生活质量。颌面骨的畸形尤其下颌骨的发育不良是三维方向的，对其矫正需长、宽、厚的立体修复[1]，诊治过程比较困难。然而随着科学计算机技术及医学影像技术的发展并相互渗透，促使了CT三维重建技术在下颌骨畸形整复的应用。利用CT三维重建技术和计算机测量技术，可以实现对下颌骨畸形的精确测量，能更快更准确的解决下颌骨畸形修复对称性的难题。自2008～2011年，笔者将CT三维重建计算机测量技术应用于下颌骨畸形患者的术前设计和操作模拟，术后效果满意。
　　
　　1资料和方法
　　1.1 临床资料：本组共11例（女7例，男4例），年龄18～36岁，平均24岁。临床表现为面部左右不对称，以面中下部为主。先天性发育畸形6例，外伤后畸形3例，手术后畸形1例，肿瘤1例。颅面骨X线检查结果显示以下颌骨畸形为主，上颌骨与颧骨畸形程度较轻，无严重的咬合错乱。所有病例即往无外伤及手术史，诊断明确。
　　1.2三维模型的建立
　　1.2.1 数据采集：所有患者都接受颌面部电子计算机断层摄影(computer tomography,CT)进行头颅扫描，设备为西门子公司16层螺旋电子束CT，所有受术者均处于牙尖交错位。采取连续容积扫描模式，扫描条件120Kv、320mA，层厚9mm，扫描平面与眶耳平面平行，扫描范围从颅顶到颏部，数据结果以DICOM 格式保存。
　　1.2.2 三维重建：将DICOM格式的CT断层二维图像数据输入计算机，应用Wizard 图像处理工作站进行头颅三维重建，通过调整图像灰度、设定对比度等参数对图像细节进行调整，立体显示畸形下颌骨的形态。在此软件上测量双侧第一磨牙、第二磨牙至下颌骨下缘的垂直距离，第二磨牙至下颌骨角的距离(如图1)，根据双侧测量的结果差值标记截骨线并模拟手术过程。
　　1.3 方法
　　1.3.1术前设计：本组病例均在计算机上完成术前设计过程，应用三维图像逆向处理软件USRFACE11.0进行术前测量及手术模拟。在术前重建好的三维图像上测量双侧第一磨牙、第二磨牙至下颌骨下缘的垂直距离，第二磨牙至下颌角点的距离，通过将模型旋转做对称对比，标记手术安全线，截骨位置及颏孔、血管等，以便指导实际手术操作。对于双侧面部不对称病例，通过健侧镜像法构建患侧的数据获得差值，利用计算机测量技术在患侧定差值点，将各点连成线，得到手术标记截骨线；对于颏部萎缩病例，没有参照面进行修复，在符合国人下颌角美学特征的标准基础上，在萎缩侧需填充Medpor材料或硅胶假体，利用软件的曲面编辑功能，对现有曲面进行编辑，得出的差值就是最后需植入的材料数据，并根据数据雕刻填充材料。
　　1.3.2 手术操作：手术采用口内前庭沟切口或联合口外切口，经鼻插全麻成功后，在患侧依次切开粘膜、肌肉直至下颌骨骨膜，用骨膜剥离器在骨膜下剥离，充分显示患侧下颌骨，显示颏孔，保护好颏神经，根据术前测量的截骨差值数据，在下颌骨面上标记截骨线，截除患侧的部分下颌角及外板；对颏部萎缩患者，按照术前设计的模型雕刻Medpor材料或硅胶假体材料，填充至下颌相应部位，使之与下颌紧密贴合。术后冲洗创面，观察无活动性出血后放置负压引流，可吸收线分层缝合切口，弹力绷带加压包扎，常规应用止血药和抗生素预防感染。
　　
　　2结果
　　11例患者均按术前设计一次性完成手术，随访3个月～2年，术后疗效显著，面部外形良好，效果满意。
　　
　　3典型病例
　　某女，21岁。自记事起就发现双侧面部不对称，左侧面部明显偏大，自觉影响容貌美观，且随着年龄的增长日益明显。查体：面部显著不对称，左侧面部明显大于右侧，咬颌关系正常，咬颌平面倾斜，张口三度。CT三维重建示：左侧下颌骨过度发育，颏部明显向左倾斜，左侧下颌骨水平支整体偏长偏宽。诊断为左下颌骨畸形。通过CT三维重建患者头颅模型，利用计算机测量技术分别测量双侧第一磨牙、第二磨牙至下颌骨下缘的距离，通过差值得到需要截骨的数据。手术方案为口内前庭沟切口联合口外切口左下颌骨弧形截骨术，术中按照差值标记截骨线及颏孔，按照设计线截除多余的下颌骨。随访3个月术后效果满意(如图2～3)，并行下颌骨三维CT重建，双侧下颌骨基本对称。
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　4讨论
　　近年来，随着计算机软件及CT机的发展及相互结合，实现CT三维重建和计算机测量技术在下颌骨畸形的应用，也为下颌骨畸形的治疗提供了新的思路和方案。以往对下颌骨的测量都是在二维平面上测量的，大都选用头颅正侧位片和二维CT平片，存有骨重叠影，在定位测量中无法确切定位，极易引起误差。由于口腔颌面解剖关系的复杂性，很难根据平面图像测量得到的数据设计完全适合患者情况的截骨线和截骨量，术中主要依靠医师的经验进行设计和手术操作。MRI虽对软组织有高度的选择性，但其成像的结果易受其他因素的影响而失真，且费用较高。
　　下颌骨位于面部下1/3，由于各种原因引起的下颌骨畸形，严重影响患者的容貌及功能。下颌区结构复杂，传统的诊治方法主要凭经验大致确定手术方案，术中再临时决定截骨部位、修复，固定等手术方式，因而手术时间长，修复效果较差，术后并发症也较多[2]。CT三维重建技术重建头颅模型在外观及结构上可获得较高的真实感，再现畸形或缺损情况，实现精确诊断，决定手术方案并可在模型上任意旋转及切割，模拟手术过程；通过计算机测量技术在模型上可在横断位、冠状位和矢状位测量，还可显示测量三维图像上任意两点间的直线距离，设计截骨线或根据缺损范围雕刻材料, 可以提高手术的精确性，还可缩短手术时间，减少患者的住院时间和费用，具有推广的价值。1979年，Herman[3]等最早借助计算机，利用CT扫描断层数据实现了人体器官和骨骼表面影像的三维重建，其测量数据为临床诊断和术前设计、模拟，提供了更为有效的临床依据。王吉昌[4]等研究发现三维CT重建测量与实体解剖测量所得各项数据经统计学处理差异无统计学意义，在临床上三维CT完全可以代替其它方法，对下颌骨进行三维立体观察测量。Por[5]等认为CT三维重建技术在临床应用中测量精度高,重复性好。下颌骨整形术是经典的面部改型手术，术中截骨线的设计和截骨量的测定是手术成功的关键。三维重建技术在模型上模拟手术过程，如设计截骨线、安置个性化假体及模拟术后效果发挥重要的作用，还可对手术后的效果进行定量疗效评价[6]。薛惠玲[7]等通过对5例下颌角肥大患者进行CT三维重建表明，建立的立体空间的实际关系通过三维空间的距离角度测量，精确的划出需要切除的下颌角肥大部分，帮助临床医师精确地设计手术切割位置，提高手术成功率。CT三维重建应用于下颌骨测量的临床价值已得到公认[4、8-9]，CT三维重建和计算机测量技术应作为治疗下颌骨畸形的术前常规辅助检查之一。
　　目前这项技术对于重建面部软组织尚有不足之处。虽然骨骼发育的异常往往会导致面部的不协调，但面部软组织的生长发育并不完全受其骨骼发育的影响。周智[8]等研究表明CT三维重建在治疗下面部畸形过程中，颌面部软组织对汉族人的性别判断、颌面诊疗影响很大。将来随着相关技术的发展、完善和各学科的相互渗透加强，必然会促进这项技术的进步。
　　
　　[参考文献]
　　[1]Murray JE, Kaban LB, Mulliken JB. Analysis and treatment of hemifacial microsomia [J].Plast Reconstr Surg,1984,74(2):186-199.
　　[2]曹 川，李世荣，毕 胜，等. 应用快速原型技术辅助矫正下颌骨不对称畸形[J].中国美容医学，2008，17(4)：507-510.
　　[3]Herman G T，Hiu H K．Three-dimensional display of human organ from computer tomograms [J]．Comput Graph Image Process,1979,9(1):1-12．
　　[4]王吉昌，归 来，张智勇，等. 汉族青年女性下颌神经管的三维CT定位测量 [J].中华整形外科杂志，2007，23(3)：212-214.
　　[5]Por YC,Barcelo CR,Sng K,et al.A novel method for measuring and monitoring monobloc distraction osteogenesis usingthree-dimensional computed tomography rendered images with the biporion-dorsum sellae plane. Part I:Precision and reproducibility [J].J Craniofac Surg,2005,16(3):430-435.
　　[6]Ohkama M,Tanabe M,Toyama,Y,et a1．The role of three-dimensional computed tomography in the management of maxillofa-cial bone fractures [J].J Craniofac Surg,1994,5:282-288．
　　[7]薛惠玲,张跃龙.CT三维重建在颌面整形外科的应用[J].中华综合临床医学杂志，2006，8(1)：1112.
　　[8]Lo LJ,Chen YR. Three-dimensional computed tomography imaging in craniofacial surgery: morphological study and clinical applications[J].Chang Gung Med,2003,26(1):1-11.
　　[9]周 智，柳大烈，刘志刚，等．汉族人下颌角相关的三维CT与大体测量的对比研究 [J].中国美容整形外科杂志，2006，17(4)：303-306.
　　
　　[收稿日期]2011-02-20 [修回日期]2011-04-11
　　编辑/何志斌