基于3dMD的西安地區(qū)漢族兒童鼻唇部三維形態(tài)測量研究

鞏旭燕，崔強(qiáng)強(qiáng)，杜方翀，李 環(huán)，李海振，付丹蓉，黃倩倩，侯玉霞

（1．西安交通大學(xué)口腔醫(yī)院正畸科 陜西 西安 710004；2.陜西省顱頜面精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 陜西 西安710004；3.解放軍第316醫(yī)院口腔科 北京 100166）

混合牙列期（6～12歲）為唇腭裂序列治療中的關(guān)鍵部分，其中10～12歲為腭裂錯(cuò)牙合畸形的正畸治療和Ⅱ期修復(fù)前的評(píng)估時(shí)期。對于鼻唇等軟組織畸形，在進(jìn)行正畸治療的同時(shí)，可采取恰當(dāng)?shù)耐饪普麖?fù)手術(shù)進(jìn)行矯正[1]。進(jìn)行上述治療之前，必須要有混合牙列期正常兒童鼻唇部測量值作為參照標(biāo)準(zhǔn)，然而國內(nèi)外關(guān)于混合牙列期兒童顏面軟組織形態(tài)特征的研究報(bào)道較少。本研究選擇西安地區(qū)10～12歲兒童，對其外鼻軟組織進(jìn)行人體測量學(xué)研究。在鼻唇部測量方面，3dMD作為一種三維攝影測量的全新系統(tǒng)，具有重建速度快、精度高，無輻射，誤差小的優(yōu)點(diǎn)[2-4]，不僅在提供臨床醫(yī)學(xué)、法醫(yī)

1 材料和方法

1.1 研究對象：本研究選擇西安地區(qū)10～12歲正常漢族兒童92名（男生48名，女生44名）。納入標(biāo)準(zhǔn)：年齡10～12歲，漢族，籍貫陜西。身體發(fā)育正常，無鼻唇部先天畸形和皮膚病，既往無外傷史或者整形史。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備：硬件：3dMDface系統(tǒng)，包括1臺(tái)電腦主機(jī)，1×顯示屏，1×校正板，2×MCU鏡頭。軟件：3dMD acquisition 軟件,3dMD viewer 軟件,3dMD vultus 軟件，Windows7操作系統(tǒng)，Offi ce2007辦公軟件，SPSS18.0統(tǒng)計(jì)處理軟件。

1.3 方法

1.3.1 測量項(xiàng)目：選取25個(gè)鼻唇部標(biāo)志點(diǎn)[8-13]，測量項(xiàng)目根據(jù)Farkas[14]人體測量相關(guān)項(xiàng)目進(jìn)行，主要包括線距、比值、角度測量以及弧長測量。

1.3.1.1 直線測量項(xiàng)目(線距)：見表1。

1.3.1.2 角度測量項(xiàng)目：見表2。線距、角度測量項(xiàng)目如圖1～3所示。

1.3.1.3 比值測量項(xiàng)目：見表3。

表1 直線測量項(xiàng)目

圖1 正面觀測量項(xiàng)目示意圖

圖2 鼻底觀測量項(xiàng)目示意圖

圖3 側(cè)面觀測量項(xiàng)目示意圖

表2 角度測量項(xiàng)目

表3 比值測量項(xiàng)目

1.3.1.4 弧長測量項(xiàng)目：見表4。

2 結(jié)果

分別計(jì)算出男女性各測量項(xiàng)目的均值和標(biāo)準(zhǔn)差,并進(jìn)行男女之間的比較檢驗(yàn)，見表5～8。男女間差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的項(xiàng)目（P＜0.05）：①線距：鼻基底寬、鼻翼長、鼻翼高、人中長、上唇長、內(nèi)眥間距；②比值：鼻翼高-鼻高指數(shù)、鼻寬-鼻基底寬指數(shù)、口裂寬-內(nèi)眥間距；③弧長：鼻翼弧長、人中嵴弧長。

表5 10～12歲男女鼻唇部直線測量項(xiàng)目 (n=92)

表4 弧長測量項(xiàng)目

1.3.2 圖像獲?。?dMDvultus允許對3dMD圖像進(jìn)行直線距離、弧長、角度、比值以及體積的測量計(jì)算，導(dǎo)入3dMD的圖像文件格式選項(xiàng)應(yīng)為TSB，OBJ或STL，可根據(jù)需要對三維圖像進(jìn)行調(diào)整，獲得被測者正位、側(cè)位45°、側(cè)位90°、仰頭位的圖像，其中均包含完整的鼻唇部形態(tài)備用。拍攝要求：①在普通室內(nèi)燈光照明下，被測者距離3dMD立體攝影系統(tǒng)MAC鏡頭1.5m左右[15]；②頭位[15-17]：自然頭位（Natural Head Position，NHP)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析：采用SPSS18.0統(tǒng)計(jì)軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，各測量項(xiàng)目值均以ˉx±s表示。首先對所有數(shù)據(jù)進(jìn)行K-S檢驗(yàn)，驗(yàn)證數(shù)據(jù)是否符合正態(tài)分布和方差齊性條件，不同性別間比較采用t檢驗(yàn)，P＜0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

圖4 3dMD成像時(shí)頭位示意圖

表7 比值測量項(xiàng)目 (n=92)

3 討論

鼻唇部的測量學(xué)是通過測量數(shù)據(jù)，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)分析方法，對鼻唇部特征進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，幫助人們了解不同民?族、性別和不同生活環(huán)境下的鼻唇部特征，可以為制定鼻唇畸形整復(fù)的治療計(jì)劃、評(píng)價(jià)手術(shù)結(jié)果提供依據(jù)[8]。本研究旨在利用3dMD技術(shù)，采集分析西安地區(qū)兒童鼻唇部軟組織三維特征，以期在一定程度上豐富國內(nèi)正常兒童混合牙列期的鼻唇軟組織測量數(shù)據(jù)庫，以允許唇腭裂患兒擁有特異性的治療規(guī)劃[18]。本研究選擇10～12歲兒童，因該年齡階段具有良好的合作性，可以減小由于拍攝造成的誤差，且此期兒童鼻唇部形態(tài)趨于穩(wěn)定，更具參考意義。在各項(xiàng)測量數(shù)值中，鼻基底寬、鼻翼長、鼻翼高、人中長、上唇長、內(nèi)眥間距等線距測量項(xiàng)目，男性大于女性（P＜0.05），提示穩(wěn)定期兒童的面部外形輪廓大小，已具有顯著性差異。而在比值測量項(xiàng)目中，鼻寬-鼻基底寬指數(shù)、口裂寬-內(nèi)眥間距男性小于女性（P＜0.05）。該性別差異提示，針對不同性別的唇腭裂患兒，在行鼻唇修復(fù)術(shù)時(shí)，應(yīng)充分考慮男女性別差異引起的鼻唇各部位比值的差異，否則會(huì)造成鼻唇本身比例的失調(diào)。

目前，對于早期鼻唇畸形整復(fù)術(shù)是否會(huì)影響鼻唇部的生長發(fā)育一直存在爭議，因此了解10～12歲正常人群鼻唇生長發(fā)育情況及階段性發(fā)育特點(diǎn)，可為臨床醫(yī)生進(jìn)行混合牙列期唇腭裂患兒正畸治療和鼻唇畸形延期整復(fù)術(shù)提供依據(jù)[19]。相信隨著軟組織測量技術(shù)的發(fā)展，3dMD 三維立體攝影系統(tǒng)會(huì)在顱頜面軟組織測量領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用，為鼻唇畸形整復(fù)手術(shù)效果的設(shè)計(jì)與評(píng)估帶來更加客觀準(zhǔn)確的標(biāo)準(zhǔn)。

[1]Zreaqat M,Hassan R,Halim AS.Facial dimensions of Malay children with repaired unilateral cleft lip and palate: a three dimensional analysis[J].Int J Oral Max Surg,2012,41(6):783-788.

[2]喬肖,萬林忠.唇腭裂患者頜面部測量分析方法的研究進(jìn)展[J].口腔生物醫(yī)學(xué),2014,5(3):158-161.

[3]張德海,梁晉,唐正宗,等.基于近景攝影測量和三維光學(xué)測量的大幅面測量新方法[J].中國機(jī)械工程,2009,20(7):817-822.

[4]沈舜堯,辛鵬飛,代杰文,等.3dMD攝影測量系統(tǒng)在半側(cè)顏面短小診斷中的初步應(yīng)用[J].口腔頜面外科雜志,2012,22(4):261-264.

[5]Halimi P, Doyon D, Madoule P,et al. Nuclear magnetic resonance imaging of facial structures[J].J Neuroradiol,1984,11(4):274-284.

[6]Schendel SA,Lane C.3D orthognathic surgery simulation using image fusion[J]. Semin Orthod,2009,15(1):48-56.

[7]Grauer D,Cevidanes LS,Proffit WR.Working with DICOM craniofacial images[J]. Am J Orthod Dentofacial Orthop,2009,136(3):460-470.

[8]席煥久,陳昭.人體測量方法[M].北京:科學(xué)出版社,2010:25-30.

[9]梁麗.0-12歲漢族正常人群鼻腔形態(tài)及鼻唇發(fā)育的研究[D].重慶：重慶醫(yī)科大學(xué),2013.

[10]萬小毛,王梅香,巫國輝,等.江西省漢族青年人群外鼻形態(tài)學(xué)及鼻面關(guān)系的調(diào)查[J].中國組織工程研究與臨床康復(fù),2010,14(50):9457-9460.

[11]Metzger TE,Kula KS,Eckert GJ,et al.Orthodontic soft-tissue parameters:A comparison of cone-beam computed tomography and the 3dMD imaging system[J].Am J Orthod Dentofacial Orthop,2013,144(5):672-81.

[12]賀智晶.119名漢族正常年輕成人外鼻軟組織的解剖測量研究[D].長沙:中南大學(xué),2008.

[13]楊文清.新疆維吾爾族大學(xué)生鼻與面型的測量[J].中國美容醫(yī)學(xué),2011,20(1):405-407.

[14]Farkas LG,Kolar JC,Munro IR.Geography of the nose: a morphometric study[J].Aesthet Plast Surg,1986,10(1):191-223.

[15]Weber DW,Fallis DW,Packer MD.Three-dimensional reproducibility of natural head position[J]. Am J Orthod Dentofacial Orthop,2013,143(5):738.

[16]Verma SK,Maheshwari S,Gautam SN,et al. Natural head position: key position for radiographic and photographic analysis and research of craniofacial complex[J]. J Oral Bio Craniofac Res,2012,2(1):46-49.

[17] de Paula LK,Ackerman JL,Carvalho FA,et al.Digital live-tracking 3-dimensional minisensors for recording head orientation during image acquisition[J]. Am J Orthod Dentofacial Orthop,2012,141(1):116-23.

[18]彭三城,孫星明,劉國華,等.三維人體自動(dòng)測量技術(shù)綜述[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究,2005,22(4):1-5.

[19]張彬,李克義,夏春鵬,等.360例0-6歲發(fā)育正常漢族兒童鼻部形態(tài)學(xué)研究及意義[J].山東醫(yī)藥雜志,2008,48(17):63-64.