【8周龄中国实验用小型猪颧弓及顶骨三维测量】颧弓

　　[摘要]目的：获取8周龄中国实验用小型猪颧弓及顶骨三维测量数据，探索幼龄猪颅骨外板修复颧弓缺损的可行性。方法：对15头8周龄中国实验用小型猪进行头颅X线照相及头颅三维CT扫描，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30例颧弓的长度、高度、厚度数据及30例顶骨厚度数据，并将顶骨厚度与颧弓厚度进行比较。结果：8周龄中国试验用小型猪颧弓长度、高度及厚度分别为（28.18±0.94）mm、（12.80±1.56）mm及（3.00±0.51）mm，顶骨厚度为（3.68±0.86）mm。顶骨厚度明显大于颧弓厚度（P=0.004）。结论：8周龄中国实验用小型猪顶骨具有一定的厚度，具有制成颅骨外板的潜力，能够用来进行颧弓重建。
　　[关键词]中国实验用小型猪；颧弓；顶骨；三维测量；修复重建
　　[中图分类号]R782.2[文献标识码]A[文章编号]1008-6455（2011）03-0411-03
　　
　　Three dimensional measurement of the zygomatic arch and parietal bone of eight-week old Chinese experimental minipig
　　MA Jing, LV Chang-sheng,GUI Lai,LIU Jian-feng,NIU Feng
　　(Department of Cranialfacial Surgery,Plastic Surgery Hospital, Peking Union Medical College,Beijing,China,100144_
　　
　　Abstract:ObjectiveTo obtain the three dimensional measurement data of the zygomatic arch and parietal bone of eight-week old Chinese experimental minipig and explore the feasibility of repairing the zygomatic arch defect with parietal outer table.MethodsFifteen 8-week old Chinese experimental minipigs underwent skull X-ray and three dimensional CT scan.The original CT data was analysed by Mimics 10.01 software and three dimensional image was reconstructed.Based on measurement of 30 zygomatic arches and parietal bones,the data of the length,height and thickness of the zygomatic arch and the thickness of parietal bone was obtained.And the thickness of the parietal bone and zygomatic arch was compared.ResultsThe length,height and thickness of the zygomatic arch of 8-week old Chinese experimental minipig was (28.18±0.94)mm, (12.80±1.56)mm and (3.00±0.51)mm respectively.The thickess of the parietal bone was (3.68±0.86)mm and it was obviously greater than that of the zygomatic arch (P=0.004).ConclusionsThe parietal bone of 8-week old Chinese experimental minipig has a certain thickness that could potentially be harvested as outer table for zygomatic arch reconstruction.
　　Key words:Chinese experimental minipig;zygomatic arch;parietal bone;three dimensional measurement;reconstruction
　　
　　在颅颌面修复重建领域，颅骨常作为植骨的供区。颅骨为膜内成骨，相对于软骨内成骨如肋骨、髂骨等更不易吸收[1-2]，而且因颅骨离受区近，能够获取大量的骨组织，能够坚强固定，而且其具有自然弧度更适于颅颌面外形的重建。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重建[3-5]。
　　颧弓为面中部的重要支持结构，也是面中部轮廓的重要组成部分。颧弓由颧骨的颞突及颞骨的颧突构成。先天性颧弓发育不良、外伤性及肿瘤切除后颧弓缺损临床屡见不鲜[5-9]。颧弓缺损重建的方法有全层颅骨游离移植[6]及颅骨外板游离移植[5,8]及复合颅骨外板及全层颅骨带蒂移植[9]等。但幼龄儿童颧弓重建的报道较少[6]，而且对幼儿重建的时机也没有统一的意见。
　　中国实验用小型猪是理想的实验动物，在颅颌面重建领域常作为动物模型[10]，但国内外缺乏对于中国实验用小型猪幼龄猪头颅测量的相关数据。
　　本文通过重建三维图像间接测量8周龄幼龄猪颧弓的长度、高度及厚度及顶骨的厚度，并比较颧弓的厚度与顶骨的厚度，探索颅骨外板修复颧弓缺损的可行性，并为颅骨外板修复颧弓缺损的动物实验提供一定的实验依据。
　　
　　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。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 麻醉：所有动物麻醉均采用后肢肌注全身麻醉。初始剂量为0.6ml/kg，维持剂量为0.3ml/kg。
　　1.3 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线照相及头颅三维CT扫描。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0.75 mm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。检查完毕后将动物转运回动物室进行颅颌面外科其他实验。
　　1.4 头颅三维CT数据处理：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（图1）。骨组织阈值设置为270～2800 Hu。小型猪颅顶部自前向后分别由鼻骨（图1C）、额骨（图1D）及顶骨（图1E）构成。侧面可见由颧骨颞突及颞骨颧突构成的颧弓（图1F）。在三维图像上测量颧弓的长度，即颧骨与颧弓相交点（A点）与颧弓与颞骨鳞部相交点（B点）之间的距离[14]。颧弓的高度定义为颧颞缝上缘（A点）至颧颞缝对应的颧弓下缘（B点）之间的垂直距离（图2）。颧弓厚度定义为颧弓高度中央点（图2C）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C（图2C），然后在点C相对应的二维图像（图3）的轴位相上测量颧弓内板（A点）、外板（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（图4右下角A、B），在三维图像（图4右下角）上画出颅顶部中线1，然后画出额骨两端最外点的连线2，在线1左右侧旁开1.0cm做两条与线1的平行线3及4，在线2与顶骨后缘的中点做线2的平行线5，线3、4与线5的交点A、B即为左右侧顶骨厚度的测量点。在二维图像冠状位相上测量顶骨两侧对应点内板（图4左上A点）、外板（图4左上B点）之间的距离。
　　1.5 统计学分析：测量数据以均值±标准差表示。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X线照相及头颅三维CT扫描，过程顺利，麻醉平稳，在麻醉及转运过程中未发生意外及并发症。
　　2.2 颧弓及顶骨测量数据：根据对15头8周龄中国实验用小型猪30例颧弓的长度、高度、厚度及30例顶骨厚度数据得出的结果如表1，顶骨厚度明显大于颧弓厚度（P=0.004）。
　　3讨论
　　在颅颌面修复重建领域，经常会遇到先天性骨组织发育良或颅面裂隙畸形以及后天性骨组织缺损，骨组织重建是颅颌面外科临床工作中很重要的一部分内容。自体骨因为无免疫源性、能够获取大量组织、无明显供区并发症而常作为骨组织缺损修复的材料[1-9]。但在临床中我们很关注的一个问题就是自体骨的成活及吸收问题[1-2]。
　　自体骨按其形成过程可分为膜内成骨及软骨内成骨两种方式。膜内成骨直接由间充质分化发育成骨骼，而软骨内成骨先由间充质发育成软骨，然后再经骨化形成骨骼。Zins和Whitaker[1]在1983年将兔的髂骨和全厚颧弓贴敷移植到兔的鼻部，将猴的髂骨和全厚颅骨贴敷移植到颅顶部中线旁，定量比较了膜内成骨和软骨内成骨的骨吸收和骨形成的不同，表明膜内成骨的骨比软骨内成骨的骨在兔和猴颅面部能够保持更多的体积。同时发现保留移植骨骨膜能够保留更多体积。认为膜内成骨的骨体积增加可能是由于更快的血管化导致移植骨成活增加或延迟血管化导致移植骨吸收延迟。并且预示了颅骨外板作为移植骨供区的广阔前景。事实也证明，随着颅颌面外科技术的发展和新设备新仪器的相继问世，颅骨外板的应用越来越广泛[3-9]。
　　颅顶骨为膜内成骨的骨，因此对于各种原因引起的颅面骨发育不良或缺损来说，颅顶部无疑是最佳的供骨区。而且颅顶骨获取方法及形式多样灵活，可以全层游离移植[6]或带蒂移植[9]，也可以用颅骨外板游离移植[5,8]或带蒂移植[9]。颅骨外板不但可以单层移植，还可以折叠移植以增加突度[5]。
　　颧弓也是膜内成骨，因而对于颧弓发育不良或缺损来说，颅顶部作为供骨区无疑距离近，转移方便，而且符合整形外科“缺什么，补什么”的原则。从20世纪80年代至今，有多篇文献报道了用颅顶骨修复颧弓缺损的方法，而且效果可靠，无严重并发症[5-9]。
　　对于幼儿早期颧弓缺损重建的文献报道较少[6]，而且对于早期修复的时机也没有公认的标准。Fuente del Campo [11]早期切除大鼠的颧弓来制作Treacher Collins 综合征的动物模型，结果发现早期颧弓缺失会阻碍颅颌面的正常发育，导致前后方向过度生长，因此考虑早期修复颧弓缺损是必要的。
　　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，也没有颅骨修复颧弓缺损的相关研究。本实验旨在获取8周龄中国实验用小型猪头颅测量的相关数据，探索幼龄猪颅骨外板修复颧弓缺损的可行性，为进一步修复方法的比较奠定基础。
　　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。因为其解剖上的特点，顶骨外板的采取更为常用[3-5]。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骨瓣制作的轴心。我们的动物实验也证实顶骨具有较厚的厚度，而且厚度明显大于颧弓，具有制成颅骨外板的潜力，是颧弓修复的理想骨源。
　　本实验采用的测量方法具有以下优点：①精确性好，采用西门子16排螺旋CT薄层扫描，获取的原始数据数据量大，重建后图像清晰，解剖结构易于辨认；②重建三维图像可以在三维空间内任意旋转，更容易准确找到测量点。
　　
　　[参考文献]
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　　[收稿日期]2010-12-13 [修回日期]2011-02-26
　　编辑/张惠娟