CT三維重建和計算機測量技術在下頜骨畸形整復中的臨床應用

[摘要]目的：測量與下頜骨截骨線相關的的影像學指標，為手術提供解剖學依據。方法：對11例下頜骨畸形整復患者進行CT掃描得到頜面數據，利用計算機輔助設計相關軟件重建三維模型，可以清晰地顯示下頜骨畸形類型，進行整復前精確的診斷；并在三維模型上測量第一磨牙、第二磨牙至下頜骨下緣的垂直距離，第二磨牙至下頜角點的距離，根據差值標記截骨線，可以實現對下頜骨畸形的精確化修復。結果：利用CT三維重建技術得到的頭顱三維模型進行術前設計可以提高手術的準確性，縮短手術時間，術后患者頜面外形均有不同程度改善，達到術前設計的預期效果。結論：CT三維重建與計算機測量技術對下頜骨畸形有重要的臨床應用價值。

[關鍵字]CT三維重建；計算機測量；術前設計；下頜骨；畸形

[中圖分類號]R782 [文獻標識碼]A [文章編號]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

頜面畸形常由先天性疾病、外傷后引起的繼發畸形等原因造成，不僅引起患者的功能障礙，而且導致毀容，嚴重影響患者的生活質量。頜面骨的畸形尤其下頜骨的發育不良是三維方向的，對其矯正需長、寬、厚的立體修復[1]，診治過程比較困難。然而隨著科學計算機技術及醫學影像技術的發展并相互滲透，促使了CT三維重建技術在下頜骨畸形整復的應用。利用CT三維重建技術和計算機測量技術，可以實現對下頜骨畸形的精確測量，能更快更準確的解決下頜骨畸形修復對稱性的難題。自2008～2011年，筆者將CT三維重建計算機測量技術應用于下頜骨畸形患者的術前設計和操作模擬，術后效果滿意。

1資料和方法

1.1 臨床資料：本組共11例（女7例，男4例），年齡18～36歲，平均24歲。臨床表現為面部左右不對稱，以面中下部為主。先天性發育畸形6例，外傷后畸形3例，手術后畸形1例，腫瘤1例。顱面骨X線檢查結果顯示以下頜骨畸形為主，上頜骨與顴骨畸形程度較輕，無嚴重的咬合錯亂。所有病例即往無外傷及手術史，診斷明確。

1.2三維模型的建立

1.2.1 數據采集：所有患者都接受頜面部電子計算機斷層攝影(computer tomography，CT)進行頭顱掃描，設備為西門子公司16層螺旋電子束CT，所有受術者均處于牙尖交錯位。采取連續容積掃描模式，掃描條件120Kv、320mA，層厚9mm，掃描平面與眶耳平面平行，掃描范圍從顱頂到頦部，數據結果以DICOM 格式保存。

1.2.2 三維重建：將DICOM格式的CT斷層二維圖像數據輸入計算機，應用Wizard 圖像處理工作站進行頭顱三維重建，通過調整圖像灰度、設定對比度等參數對圖像細節進行調整，立體顯示畸形下頜骨的形態。在此軟件上測量雙側第一磨牙、第二磨牙至下頜骨下緣的垂直距離，第二磨牙至下頜骨角的距離(如圖1)，根據雙側測量的結果差值標記截骨線并模擬手術過程。

1.3 方法

1.3.1術前設計：本組病例均在計算機上完成術前設計過程，應用三維圖像逆向處理軟件USRFACE11.0進行術前測量及手術模擬。在術前重建好的三維圖像上測量雙側第一磨牙、第二磨牙至下頜骨下緣的垂直距離，第二磨牙至下頜角點的距離，通過將模型旋轉做對稱對比，標記手術安全線，截骨位置及頦孔、血管等，以便指導實際手術操作。對于雙側面部不對稱病例，通過健側鏡像法構建患側的數據獲得差值，利用計算機測量技術在患側定差值點，將各點連成線，得到手術標記截骨線；對于頦部萎縮病例，沒有參照面進行修復，在符合國人下頜角美學特征的標準基礎上，在萎縮側需填充Medpor材料或硅膠假體，利用軟件的曲面編輯功能，對現有曲面進行編輯，得出的差值就是最后需植入的材料數據，并根據數據雕刻填充材料。

1.3.2 手術操作：手術采用口內前庭溝切口或聯合口外切口，經鼻插全麻成功后，在患側依次切開粘膜、肌肉直至下頜骨骨膜，用骨膜剝離器在骨膜下剝離，充分顯示患側下頜骨，顯示頦孔，保護好頦神經，根據術前測量的截骨差值數據，在下頜骨面上標記截骨線，截除患側的部分下頜角及外板；對頦部萎縮患者，按照術前設計的模型雕刻Medpor材料或硅膠假體材料，填充至下頜相應部位，使之與下頜緊密貼合。術后沖洗創面，觀察無活動性出血后放置負壓引流，可吸收線分層縫合切口，彈力繃帶加壓包扎，常規應用止血藥和抗生素預防感染。

2結果

11例患者均按術前設計一次性完成手術，隨訪3個月～2年，術后療效顯著，面部外形良好，效果滿意。

3典型病例

某女，21歲。自記事起就發現雙側面部不對稱，左側面部明顯偏大，自覺影響容貌美觀，且隨著年齡的增長日益明顯。查體：面部顯著不對稱，左側面部明顯大于右側，咬頜關系正常，咬頜平面傾斜，張口三度。CT三維重建示：左側下頜骨過度發育，頦部明顯向左傾斜，左側下頜骨水平支整體偏長偏寬。診斷為左下頜骨畸形。通過CT三維重建患者頭顱模型，利用計算機測量技術分別測量雙側第一磨牙、第二磨牙至下頜骨下緣的距離，通過差值得到需要截骨的數據。手術方案為口內前庭溝切口聯合口外切口左下頜骨弧形截骨術，術中按照差值標記截骨線及頦孔，按照設計線截除多余的下頜骨。隨訪3個月術后效果滿意(如圖2～3)，并行下頜骨三維CT重建，雙側下頜骨基本對稱。

4討論

近年來，隨著計算機軟件及CT機的發展及相互結合，實現CT三維重建和計算機測量技術在下頜骨畸形的應用，也為下頜骨畸形的治療提供了新的思路和方案。以往對下頜骨的測量都是在二維平面上測量的，大都選用頭顱正側位片和二維CT平片，存有骨重疊影，在定位測量中無法確切定位，極易引起誤差。由于口腔頜面解剖關系的復雜性，很難根據平面圖像測量得到的數據設計完全適合患者情況的截骨線和截骨量，術中主要依靠醫師的經驗進行設計和手術操作。MRI雖對軟組織有高度的選擇性，但其成像的結果易受其他因素的影響而失真，且費用較高。

下頜骨位于面部下1/3，由于各種原因引起的下頜骨畸形，嚴重影響患者的容貌及功能。下頜區結構復雜，傳統的診治方法主要憑經驗大致確定手術方案，術中再臨時決定截骨部位、修復，固定等手術方式，因而手術時間長，修復效果較差，術后并發癥也較多[2]。CT三維重建技術重建頭顱模型在外觀及結構上可獲得較高的真實感，再現畸形或缺損情況，實現精確診斷，決定手術方案并可在模型上任意旋轉及切割，模擬手術過程；通過計算機測量技術在模型上可在橫斷位、冠狀位和矢狀位測量，還可顯示測量三維圖像上任意兩點間的直線距離，設計截骨線或根據缺損范圍雕刻材料， 可以提高手術的精確性，還可縮短手術時間，減少患者的住院時間和費用，具有推廣的價值。1979年，Herman[3]等最早借助計算機，利用CT掃描斷層數據實現了人體器官和骨骼表面影像的三維重建，其測量數據為臨床診斷和術前設計、模擬，提供了更為有效的臨床依據。王吉昌[4]等研究發現三維CT重建測量與實體解剖測量所得各項數據經統計學處理差異無統計學意義，在臨床上三維CT完全可以代替其它方法，對下頜骨進行三維立體觀察測量。Por[5]等認為CT三維重建技術在臨床應用中測量精度高，重復性好。下頜骨整形術是經典的面部改型手術，術中截骨線的設計和截骨量的測定是手術成功的關鍵。三維重建技術在模型上模擬手術過程，如設計截骨線、安置個性化假體及模擬術后效果發揮重要的作用，還可對手術后的效果進行定量療效評價[6]。薛惠玲[7]等通過對5例下頜角肥大患者進行CT三維重建表明，建立的立體空間的實際關系通過三維空間的距離角度測量，精確的劃出需要切除的下頜角肥大部分，幫助臨床醫師精確地設計手術切割位置，提高手術成功率。CT三維重建應用于下頜骨測量的臨床價值已得到公認[4、8-9]，CT三維重建和計算機測量技術應作為治療下頜骨畸形的術前常規輔助檢查之一。

目前這項技術對于重建面部軟組織尚有不足之處。雖然骨骼發育的異常往往會導致面部的不協調，但面部軟組織的生長發育并不完全受其骨骼發育的影響。周智[8]等研究表明CT三維重建在治療下面部畸形過程中，頜面部軟組織對漢族人的性別判斷、頜面診療影響很大。將來隨著相關技術的發展、完善和各學科的相互滲透加強，必然會促進這項技術的進步。

[參考文獻]

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[收稿日期]2011-02-20 [修回日期]2011-04-11

編輯/何志斌