[中国实验用小型猪颧弓及顶骨生长规律的研究]颧弓骨

　　[摘要]目的：研究8周龄中国实验用小型猪颧弓长度、高度、厚度及顶骨厚度的生长规律，并探讨顶骨外板修复颧弓缺损的可行性。方法：将15头8周龄中国实验用小型猪随机分为3组，每头小型猪颅面部左右侧随机分为实验侧和正常对照侧。获取15头小型猪8周、12周、16周、20周龄时头颅三维CT扫描数据，用Mimics10.01软件对头颅三维数据进行处理，对重建三维图像进行测量，获得8周龄小型猪30例颧弓的长度、高度、厚度及顶骨厚度数据，并获得12周龄、16周龄、20周龄小型猪15例正常侧颧弓长度、高度、厚度数据及顶骨厚度数据。比较各个时间点颧弓厚度及顶骨厚度，并绘制8周至20周中国实验用小型猪颧弓长度、高度、厚度及顶骨厚度生长曲线。结果：8周、12周、16周、20周龄中国实验用小型猪颧弓长度为分别为（28.18±0.94）mm，（29.64±1.23）mm，（30.86±1.19）mm，（31.86±1.63）mm；颧弓高度分别为（12.80±1.56）mm，（13.95±1.47）mm，（15.00±1.43）mm，（15.94±1.53）mm；颧弓厚度分别为（3.00±0.51）mm，（3.46±0.39 ）mm，（3.80±0.48 ）mm，（4.05±0.48）mm；顶骨厚度分别为（3.68±0.86）mm，（4.44±1.04 ）mm，（5.07±1.25）mm，(5.85±1.89)mm。各个时间点顶骨厚度均大于颧弓厚度（P 　　Key words:Chinese experimental minipig;zygomatic arch;parietal bone;three dimensional measurement;reconstruction
　　
　　颧弓为面中部的重要解剖结构，也是面中部轮廓的重要组成部分。咬肌、颧肌、上唇方肌和颞肌等的附着点，参与咀嚼运动及面部表情的形成。因而颧弓不仅是重要的美学单位，而且还是重要的功能单位。各种原因导致的颧弓发育不良或缺损是颅颌面外科医师经常遇到的问题。实验证实小型动物早期颧弓缺损会阻碍颅颌面的正常发育，导致前后方向过度生长，因而早期颧弓重建是必要的[1]。
　　近年来，自体顶骨外板作为自体骨移植物广泛应用于颅颌面骨骼重建[2-5]。颅骨外板游离移植[4,6]及带蒂移植[7]等均可以修复颧弓缺损。目前国内外无中国实验用小型猪颅骨外板修复颧弓缺损的相关研究，更无中国实验用小型猪颧弓长度、高度、厚度及顶骨厚度生长规律的相关数据。
　　本文通过重建三维图像间接测量获取8周、12周、16周、20周中国实验用小型猪颧弓长度、高度、厚度及顶骨厚度的相关数据，研究其生长规律，并比较各个时间点顶骨厚度与颧弓厚度的差异，为中国实验用小型猪顶骨外板修复颧弓缺损提供实验依据。
　　
　　1材料和方法
　　1.1材料：8周龄中国实验用小型猪15头，由中国农业大学提供，其中雌性8头，雄性7头，进行头颅X线照相及头颅三维CT扫描前一周开始在北京协和医学院中国医学科学院整形外科医院动物室饲养。实验前动物体重为（8.94±0.72）kg。头颅X线照相在北京协和医学院中国医学科学院整形外科医院放射科完成，照相设备为日本岛津RAD SPEED M 全数字化X线摄影系统。头颅三维CT扫描在清华大学玉泉医院CT室完成，CT为SIEMENS SOMATOM Sensation 16。麻醉方式为后肢肌注全麻，麻醉剂为由盐酸氯胺酮（福建古田药业有限公司生产）与速眠新Ⅱ（每毫升含保定宁60mg，双氢埃托啡4mg，氟哌啶醇2.5mg，军事医学科学院兽医研究所研制）按2:1配成的混合液。麻醉剂量为0.6ml/kg，维持剂量为0.3ml/kg。
　　1.2实验设计：将15头8周龄中国实验用小型猪随机分为3组（A组：颧弓缺损组；B组：颅骨外板游离移植颧弓修复组；C组：颅骨外板带蒂移植颧弓修复组），每组5头，每头实验动物颅面部左右侧随机分为实验侧和正常对照侧。
　　1.3麻醉：动物麻醉采用麻醉剂后肢肌注全身麻醉。初始剂量为0.6ml/kg，维持剂量为0.3ml/kg。
　　1.4头颅X线照相及头颅三维CT扫描：实验前12h动物禁食水，实验前10min给予肌注麻醉剂，药物4～5min起效，维持约60～80min。麻醉起效后将动物从动物室分别转运至北京协和医学院中国医学科学院整形外科医院放射科及清华大学玉泉医院CT室，进行头颅X线照相（图1）及头颅三维CT扫描(图2)。检查体位为俯卧位，扫描范围从鼻部前端至颈中部。扫描参数为:电压120kv，毫安秒mAs=270，球管每旋转一周的每层床进为6.7mm，曝光时间26s，螺矩=1.79，扫描范围共220～300层。扫描后所得的断层数据在CT工作站进行坐标系调整，使得X、Y、Z轴分别与小型猪的水平中线、冠状位中线和矢状位中线重合。在CT工作站上进行0.75mm薄层三维重建，断层重建的矩阵为512×512，重建野尺寸为230mm，重建核sharp。将重建后的数据按照需要重新拆分成断层数据，确定图像质量清晰无误后，将断层数据存储到光盘上转移至PC机图形处理工作站。获取小型猪头颅解剖基本信息，可知小型猪头颅两侧为颧弓（图1绿箭头所指及图2A、B所指），颅顶自前向后依次为鼻骨（图2C）、额骨（图2D）及顶骨（图2E）。检查完毕后将动物转运回动物室进行动物实验。
　　1.5头颅三维CT测量：采用与上篇相同的方法[8]。用Mimics 10.01 将动物头颅三维CT原始dicom数据转化成mcs数据，重建出三维CT图像。骨组织阈值设置为270～2 800 Hu。颧弓的长度在三维图像上测量完成，为颧骨与颧弓相交点（图3A点）与颧弓与颞骨鳞部相交点（图3B点）之间的距离。颧弓的高度定义为三维重建图像上颧颞缝上缘（图4A点）与颧颞缝上缘对应的颧弓下缘（图4B点）之间的距离。颧弓厚度定义为颧弓高度中央点对应的颧弓内、外板之间的距离。首先在三维图像上确定颧弓高度中央点，然后在此中央点相对应的二维图像轴位位相上测量颧弓内、外板（图5A、B点）之间的距离。对顶骨厚度的测量首先要确定顶骨厚度测量的位置，在三维图像画出颅顶部中线（纵线），然后画出额骨两端最外点的连线（横线），经纵横线相交点与纵线与顶骨后缘交点之间的中点做横线的平行线，平行线上纵线外正常侧1.0cm即为顶骨厚度测量点。然后在对应点的二维图像冠状位相上测量顶骨内、外板（图6A、B点）之间的距离。
　　1.6统计学分析：测量数据以x±s表示。统计方法采用两个独立样本检验。统计学软件为SPSS16.0(SPSS,Inc.,)。P≤0.05认为有统计学意义。
　　
　　2结果
　　2.1 动物情况：15头小型猪全部完成了头颅三维CT扫描及相关实验，过程顺利，麻醉平稳，未发生意外及并发症。
　　2.2 颧弓及顶骨测量数据见表1：8周、12周、16周、20周龄中国实验用小型猪颧弓长度为分别为（28.18±0.94）mm，（29.64±1.23）mm，（30.86±1.19）mm，（31.86±1.63）mm；颧弓高度分别为（12.80±1.56）mm，（13.95±1.47）mm，（15.00±1.43）mm，（15.94±1.53）mm；颧弓厚度分别为（3.00±0.51）mm，（3.46±0.39）mm，（3.80±0.48）mm，（4.05±0.48）mm；顶骨厚度分别为（3.68±0.86）mm，（4.44±1.04 ）mm，（5.07±1.25）mm，(5.85±1.89)mm。
　　2.3 颧弓厚度与顶骨厚度比较见表2：8周、12周、16周、20周中国实验用小型猪顶骨厚度均大于颧弓厚度（P 　　国内外没有中国实验用小型猪头颅测量的相关数据作为参考，没有颧弓长度、高度、厚度及顶骨厚度生长规律的研究，也没有颅骨外板修复颧弓缺损的相关报道。
　　本实验采用重建三维图像测量来代替X线平片测量，因为可以在三维空间对三维图像持续旋转调节来准确找到解剖标志点。二维图像在观察骨组织生长愈合变化的大致规律有很重要的价值，但二维投影测量却有一定的局限性，如可以产生重影，对具体结构解析力不够，有投射误差，不能辨认出真正的骨愈合，因而导致辨认错误，影响测量的精确性[13-14]。也有学者通过比较三维CT和传统二维头影平片在干颅上的研究发现，基于三维CT重建技术的测量精度要高于传统测量方法，特别是在颅颌面不对称畸形分析及线性测量中[15-16]。
　　本研究中12周、16周及20周所获数值均来源于未行手术侧颧弓及顶骨的测量数据，我们假设其是正常的，但对侧手术对未行手术侧颧弓及顶骨有无影响还不得而知。
　　在颅顶骨中，顶骨较为平整，而且厚度较高，可以抵抗较大外力而保护颅脑免受损伤。因此解剖上的特点，顶骨外板的采取更为常用。本实验采用头颅中线外1.0cm作为测量顶骨厚度的位置，因为将来要以此线作为颅骨外板制作的轴心,而且离开中线0.5cm，以免误伤其下的矢状窦。我们的三维测量数据表明各个时间点顶骨的厚度均明显大于颧弓，因而具有制成颅骨外板进行颧弓修复的潜力，是颧弓修复的理想骨源。
　　从8～20周，中国实验用小型猪的颧弓长度、高度、厚度及顶骨厚度均为稳定增加，生长曲线平稳向上，表明此阶段为小型猪头颅发育的中间阶段，成为发育中小型猪的动物模型。
　　本研获得了8～20周中国实验用小型猪颧弓长度、高度、厚度及顶骨厚度的相关数据，研究了其生长规律，并比较了各个时间点颧弓厚度与顶骨厚度的差异，证实颅骨外板修复颧弓缺损是可行的。
　　
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　　[收稿日期]2011-01-23 [修回日期]2011-03-26
　　编辑/张惠娟
　　 注：“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读”