8周齡中國實驗用小型豬顴弓及頂骨三維測量

[摘要]目的：獲取8周齡中國實驗用小型豬顴弓及頂骨三維測量數據，探索幼齡豬顱骨外板修復顴弓缺損的可行性。方法：對15頭8周齡中國實驗用小型豬進行頭顱X線照相及頭顱三維CT掃描，用Mimics10.01軟件對頭顱三維數據進行處理，對重建三維圖像進行測量，獲得30例顴弓的長度、高度、厚度數據及30例頂骨厚度數據，并將頂骨厚度與顴弓厚度進行比較。結果：8周齡中國試驗用小型豬顴弓長度、高度及厚度分別為（28.18±0.94）mm、（12.80±1.56）mm及（3.00±0.51）mm，頂骨厚度為（3.68±0.86）mm。頂骨厚度明顯大于顴弓厚度（P=0.004）。結論：8周齡中國實驗用小型豬頂骨具有一定的厚度，具有制成顱骨外板的潛力，能夠用來進行顴弓重建。

[關鍵詞]中國實驗用小型豬；顴弓；頂骨；三維測量；修復重建

[中圖分類號]R782.2[文獻標識碼]A[文章編號]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

在顱頜面修復重建領域，顱骨常作為植骨的供區(qū)。顱骨為膜內成骨，相對于軟骨內成骨如肋骨、髂骨等更不易吸收[1-2]，而且因顱骨離受區(qū)近，能夠獲取大量的骨組織，能夠堅強固定，而且其具有自然弧度更適于顱頜面外形的重建。近年來，自體頂骨外板作為自體骨移植物廣泛應用于顱頜面重建[3-5]。

顴弓為面中部的重要支持結構，也是面中部輪廓的重要組成部分。顴弓由顴骨的顳突及顳骨的顴突構成。先天性顴弓發(fā)育不良、外傷性及腫瘤切除后顴弓缺損臨床屢見不鮮[5-9]。顴弓缺損重建的方法有全層顱骨游離移植[6]及顱骨外板游離移植[5，8]及復合顱骨外板及全層顱骨帶蒂移植[9]等。但幼齡兒童顴弓重建的報道較少[6]，而且對幼兒重建的時機也沒有統一的意見。

中國實驗用小型豬是理想的實驗動物，在顱頜面重建領域常作為動物模型[10]，但國內外缺乏對于中國實驗用小型豬幼齡豬頭顱測量的相關數據。

本文通過重建三維圖像間接測量8周齡幼齡豬顴弓的長度、高度及厚度及頂骨的厚度，并比較顴弓的厚度與頂骨的厚度，探索顱骨外板修復顴弓缺損的可行性，并為顱骨外板修復顴弓缺損的動物實驗提供一定的實驗依據。

1材料和方法

1.1 材料：8周齡中國實驗用小型豬15頭，由中國農業(yè)大學提供，其中雌性8頭，雄性7頭，進行頭顱X線照相及頭顱三維CT掃描前一周開始在北京協和醫(yī)學院中國醫(yī)學科學院整形外科醫(yī)院動物室飼養(yǎng)。實驗前動物體重為（8.94±0.72）kg。頭顱X線照相在北京協和醫(yī)學院中國醫(yī)學科學院整形外科醫(yī)院放射科完成。三維CT掃描在清華大學玉泉醫(yī)院CT室完成，CT為SIEMENS SOMATOM Sensation 16。麻醉方式為肌注全麻，麻醉劑為由鹽酸氯胺酮（福建古田藥業(yè)有限公司生產）與速眠新Ⅱ（每毫升含保定寧60mg，雙氫埃托啡4mg，氟哌啶醇2.5mg，軍事醫(yī)學科學院獸醫(yī)研究所研制）按2:1配成的混合液。麻醉劑量為0.6ml/kg，維持劑量為0.3ml/kg。

1.2 麻醉：所有動物麻醉均采用后肢肌注全身麻醉。初始劑量為0.6ml/kg，維持劑量為0.3ml/kg。

1.3 頭顱X線照相及頭顱三維CT掃描：實驗前12h動物禁食水，實驗前10min給予肌注麻醉劑，藥物4-5min起效，維持約60～80min。麻醉起效后將動物從動物室分別轉運至北京協和醫(yī)學院中國醫(yī)學科學院整形外科醫(yī)院放射科及清華大學玉泉醫(yī)院CT室，進行頭顱X線照相及頭顱三維CT掃描。檢查體位為俯臥位，掃描范圍從鼻部前端至頸中部。掃描參數為:電壓120kV，毫安秒mAs=270，球管每旋轉一周的每層床進為6.7mm，曝光時間26s，螺矩=1.79，掃描范圍共220～300層。掃描后所得的斷層數據在CT工作站進行坐標系調整，使得X、Y、Z軸分別與小型豬的水平中線、冠狀位中線和矢狀位中線重合。在CT工作站上進行0.75 mm薄層三維重建，斷層重建的矩陣為512×512，重建野尺寸為230mm，重建核sharp。將重建后的數據按照需要重新拆分成斷層數據，確定圖像質量清晰無誤后，將斷層數據存儲到光盤上轉移至PC機圖形處理工作站。檢查完畢后將動物轉運回動物室進行顱頜面外科其他實驗。

1.4 頭顱三維CT數據處理：用Mimics 10.01 將動物頭顱三維CT原始dicom數據轉化成mcs數據，重建出三維CT圖像（圖1）。骨組織閾值設置為270～2800 Hu。小型豬顱頂部自前向后分別由鼻骨（圖1C）、額骨（圖1D）及頂骨（圖1E）構成。側面可見由顴骨顳突及顳骨顴突構成的顴弓（圖1F）。在三維圖像上測量顴弓的長度，即顴骨與顴弓相交點（A點）與顴弓與顳骨鱗部相交點（B點）之間的距離[14]。顴弓的高度定義為顴顳縫上緣（A點）至顴顳縫對應的顴弓下緣（B點）之間的垂直距離（圖2）。顴弓厚度定義為顴弓高度中央點（圖2C）對應的顴弓內、外板之間的距離。首先在三維圖像上確定顴弓高度中央點C（圖2C），然后在點C相對應的二維圖像（圖3）的軸位相上測量顴弓內板（A點）、外板（B點）之間的距離。對頂骨厚度的測量首先要確定頂骨厚度測量的位置（圖4右下角A、B），在三維圖像（圖4右下角）上畫出顱頂部中線1，然后畫出額骨兩端最外點的連線2，在線1左右側旁開1.0cm做兩條與線1的平行線3及4，在線2與頂骨后緣的中點做線2的平行線5，線3、4與線5的交點A、B即為左右側頂骨厚度的測量點。在二維圖像冠狀位相上測量頂骨兩側對應點內板（圖4左上A點）、外板（圖4左上B點）之間的距離。

1.5 統計學分析：測量數據以均值±標準差表示。統計方法采用兩個獨立樣本檢驗。統計學軟件為SPSS16.0(SPSS，Inc.)。P≤0.05認為有統計學意義。

2結果

2.1 動物情況：15頭小型豬全部完成了頭顱X線照相及頭顱三維CT掃描，過程順利，麻醉平穩(wěn)，在麻醉及轉運過程中未發(fā)生意外及并發(fā)癥。

2.2 顴弓及頂骨測量數據：根據對15頭8周齡中國實驗用小型豬30例顴弓的長度、高度、厚度及30例頂骨厚度數據得出的結果如表1，頂骨厚度明顯大于顴弓厚度（P=0.004）。

3討論

在顱頜面修復重建領域，經常會遇到先天性骨組織發(fā)育良或顱面裂隙畸形以及后天性骨組織缺損，骨組織重建是顱頜面外科臨床工作中很重要的一部分內容。自體骨因為無免疫源性、能夠獲取大量組織、無明顯供區(qū)并發(fā)癥而常作為骨組織缺損修復的材料[1-9]。但在臨床中我們很關注的一個問題就是自體骨的成活及吸收問題[1-2]。

自體骨按其形成過程可分為膜內成骨及軟骨內成骨兩種方式。膜內成骨直接由間充質分化發(fā)育成骨骼，而軟骨內成骨先由間充質發(fā)育成軟骨，然后再經骨化形成骨骼。Zins和Whitaker[1]在1983年將兔的髂骨和全厚顴弓貼敷移植到兔的鼻部，將猴的髂骨和全厚顱骨貼敷移植到顱頂部中線旁，定量比較了膜內成骨和軟骨內成骨的骨吸收和骨形成的不同，表明膜內成骨的骨比軟骨內成骨的骨在兔和猴顱面部能夠保持更多的體積。同時發(fā)現保留移植骨骨膜能夠保留更多體積。認為膜內成骨的骨體積增加可能是由于更快的血管化導致移植骨成活增加或延遲血管化導致移植骨吸收延遲。并且預示了顱骨外板作為移植骨供區(qū)的廣闊前景。事實也證明，隨著顱頜面外科技術的發(fā)展和新設備新儀器的相繼問世，顱骨外板的應用越來越廣泛[3-9]。

顱頂骨為膜內成骨的骨，因此對于各種原因引起的顱面骨發(fā)育不良或缺損來說，顱頂部無疑是最佳的供骨區(qū)。而且顱頂骨獲取方法及形式多樣靈活，可以全層游離移植[6]或帶蒂移植[9]，也可以用顱骨外板游離移植[5，8]或帶蒂移植[9]。顱骨外板不但可以單層移植，還可以折疊移植以增加突度[5]。

顴弓也是膜內成骨，因而對于顴弓發(fā)育不良或缺損來說，顱頂部作為供骨區(qū)無疑距離近，轉移方便，而且符合整形外科“缺什么，補什么”的原則。從20世紀80年代至今，有多篇文獻報道了用顱頂骨修復顴弓缺損的方法，而且效果可靠，無嚴重并發(fā)癥[5-9]。

對于幼兒早期顴弓缺損重建的文獻報道較少[6]，而且對于早期修復的時機也沒有公認的標準。Fuente del Campo [11]早期切除大鼠的顴弓來制作Treacher Collins 綜合征的動物模型，結果發(fā)現早期顴弓缺失會阻礙顱頜面的正常發(fā)育，導致前后方向過度生長，因此考慮早期修復顴弓缺損是必要的。

國內外沒有中國實驗用小型豬頭顱測量的相關數據作為參考，也沒有顱骨修復顴弓缺損的相關研究。本實驗旨在獲取8周齡中國實驗用小型豬頭顱測量的相關數據，探索幼齡豬顱骨外板修復顴弓缺損的可行性，為進一步修復方法的比較奠定基礎。

在顱頂骨中，頂骨較為平整，而且厚度較高，可以抵抗較大外力而保護顱腦免受損傷。因為其解剖上的特點，頂骨外板的采取更為常用[3-5]。本實驗采用頭顱中線外1.0cm作為測量頂骨厚度的位置，因為將來要以此線作為骨瓣制作的軸心。我們的動物實驗也證實頂骨具有較厚的厚度，而且厚度明顯大于顴弓，具有制成顱骨外板的潛力，是顴弓修復的理想骨源。

本實驗采用的測量方法具有以下優(yōu)點：①精確性好，采用西門子16排螺旋CT薄層掃描，獲取的原始數據數據量大，重建后圖像清晰，解剖結構易于辨認；②重建三維圖像可以在三維空間內任意旋轉，更容易準確找到測量點。

[參考文獻]

[1]Zins JE，Whitaker LA.Membranous versus endochondral bone: implications for craniofacial reconstruction[J].Plast Reconstr Surg，1983，72(6):778-785.

[2]Agostini T， Lazzeri D， Pascone C， et al. Onlay bone autografts in nasal augmentation: ilium versus calvaria[J].Plast Reconstr Surg，2010，126(5):1787-1788.

[3]Tessier P， Kawamoto H， Posnick J，et al.Taking calvarial grafts，either split in situ or splitting of the parietal bone flap ex vivo-tools and techniques: V. A 9650-case experience in craniofacial and maxillofacial surgery[J].Plast Reconstr Surg，2005，116(5 Suppl):54S-71S.

[4]Tessier P，Kawamoto H，Posnick J，et al.Taking calvarial grafts-tools and techniques: VI.The splitting of a parietal bone \"flap\"[J].Plast Reconstr Surg，2005，116(5Suppl):74S-88S.

[5]Zhang Z， Niu F， Tang X， et al. Staged reconstruction for adult complete Treacher Collins syndrome[J].J Craniofac Surg，2009，20(5):1433-1438.

[6]Posnick JC，Goldstein JA，Waitzman AA.Surgical correction of the Treacher Collins malar deficiency:quantitative CT scan analysis of long-term results[J].Plast Reconstr Surg，1993，92(1):12-22.

[7]Czerwinski M， Ma S，Williams HB.Zygomatic arch deformation: an anatomic and clinical study[J].J Oral Maxillofac Surg，2008，66(11):2322-2329.

[8]Smolka W，Eggensperger N， Kollar A， et al.Midfacial reconstruction using calvarial split bone grafts[J].Arch Otolaryngol Head Neck Surg，2005，131(2):131-136.

[9]van der Meulen JC， Hauben DJ， Vaandrager JM， et al.The use of a temporal osteoperiosteal flap for the reconstruction of malar hypoplasia in Treacher Collins syndrome[J].Plast Reconstr Surg，1984，74(5):687-693.

[10]王太玲，唐曉軍，陳志學，等.預制個體化純鈦支架修復小型豬下頜角缺損的實驗研究[J].中國美容醫(yī)學，2008，17(12):1717-1720.

[11]Fuente del Campo A， Martinez Elizondo M， Melloni Magnelli L，et al. Craniofacial development in rats with early resection of the zygomatic arch[J].Plast Reconstr Surg， 1995，95(3):486-495.

[收稿日期]2010-12-13 [修回日期]2011-02-26

編輯/張惠娟