三維攝影技術結合錐形束CT評估顏面部不對稱患者正頜手術前后的軟硬組織變化

徐雅婷，吳 嵩，宋志蕓，巢舒銘，陳文靜

以往正畸醫生對軟硬組織的測量大多數集中于頭顱側位片、面部彩照等二維圖像，而不對稱畸形在側貌中通常無法體現，且在平面照片中較難準確測量。錐形束計算機斷層掃描(cone-beam computed tomography scans, CBCT)與三維立體攝影(three-dimensional facial scanning images, 3dMD)能夠在計算機上擬合成三維圖像，從多個角度觀察測量，在研究不對稱畸形上有著極大的優勢[3]。有文獻顯示，3dMD的成像精度與傳統照相技術無明顯差異[4-5]。CBCT在硬組織的測量上也有著極高的精度，而在軟組織測量上因拍攝體位的不同和精度不足而略有欠缺[6]，但將CBCT的軟組織與3dMD的圖像融合以后，誤差在可接受的范圍內[7]。因而本文將3dMD與CBCT結合起來，探討正畸正頜聯合治療前后軟硬組織的變化，以期對手術進行指導。

1 材料與方法

1.1 一般資料

1.1.1 樣本選擇 2014—2018年來南京醫科大學附屬口腔醫院就診的20例骨性Ⅲ類偏頜患者，男11例，女9例。納入標準：①17～40歲，顏面部不對稱，頦部偏斜量大于1 mm[8]；②接受正畸-正頜聯合治療；③拍攝時體重變化不超過2 kg。排除標準：①顏面部有嚴重外傷和缺損；②實驗過程中有其他面部整形；③骨關節病，髁突嚴重吸收。

1.1.2 三維攝影技術 本研究采用3dMD face 三維照相系統 (3dMD LLC，Atlanta，USA)采集三維立體影像。該系統由位于拍攝對象前方兩側特定角度的兩組攝像機構成，每組包含兩個黑白相機和一個彩色相機。拍攝時，兩組相機同時捕捉被攝物體表面的反射光，生成點陣云，然后由計算機將二維圖像整合成三維圖像[9]。

1.1.3 錐形束CT 本研究采用NewTom VG型錐形束CT機(NewTom，意大利) 對受試者進行掃描，掃描時，患者處于臥位，雙側后牙輕輕咬合。掃描時焦點0.3 mm，掃描層厚0.25 mm，掃描時間18 s，掃描角度360°。

1.1.4 軟件處理 將CBCT掃描生成的Dicom文件導入Dolphin Imaging11.0軟件(Dolphin，美國)進行圖像重建，同時導入3dMD圖像，兩者在最大擬合程度時重疊。在軟件的Orientation界面設置三維坐標系參考平面，在 Digitize /Measure界面標記標志點。

1.2 實驗方法

1.2.1 3dMD拍攝與CBCT掃描 運用同一臺三維攝影機器分別拍攝每一位患者術前的、術后3個月的3dMD圖像。患者保持坐位，上半身直立，頭部取自然頭位，雙眼平視前方，上下后牙輕輕咬住，嘴唇自然放松，面部表情肌自然放松[10]。運用同一臺錐形束CT對顱面部進行掃描，掃描時患者保持臥位，牙齒保持在牙尖交錯位。

1.2.2 3dMD文件與CBCT數據的導入與重疊 將拍攝的3dMD和CBCT文件同時導入Dolphin imaging 11.0，通過雙側內眥與鼻尖點進行初步重疊，然后運用軟件自帶的最大程度匹配重疊功能，可將3dMD與CT數據中的軟組織重疊。

1.2.3 基準坐標系的確定[11]Lonic等[12]的研究表明，FH平面是三維成像中檢測傾斜的最佳方法，因此本文在建立三維坐標系的時候選擇了眶耳平面(frankfort horizontal plane，FH平面)為水平面。確定平行于FH平面且過鼻根點(N)的平面為水平面(horizontal plane，HP)；確定垂直于FH平面，通過顱底點(Ba)和鼻根點(N)的平面為顱骨正中矢狀面(sagittal plane，SP)；確定同時垂直于水平面HP、矢狀面SP且通過鼻根點N的平面為冠狀面(coronal plane，CP)，見圖1。

圖1 基準坐標系的確定Fig.1 Determination of reference coordinate system

1.2.4 標志點的描記 在Dolphin軟件的3dMD圖像上，標出13個軟組織標記點(圖2)：鼻根點(nasion，S_N)、鼻尖點(pro-nasale, S_Prn)、雙側鼻翼點(left and right alar curvature point，S_RAc/LAc)、鼻底點(nasal base，S_Nn)、上唇緣點(labiale superius，S_Ls)、下唇緣點(labial inferius，S_Li)、雙側口角點(left and right cheilion，S_Rch/Lch)、頦前點(pogonion，S_Pg)、頦下點(menton，S_Me)、雙側下頜角點(left and right gonion，S_Rgo/Lgo) 。在CBCT重建圖上，標出12個硬組織標記點：鼻根點(nasion，H_N)、前鼻嵴點(H_ANS)、A點(H_A)、雙側顴牙槽嵴點(infrazygomatic crest，H_RMx/LMx)、B點(H_B)、雙側頦孔點(left and right foramen，H_RFm/LFm)、雙側下頜角點(left and right gonion ，H_RGo/LGo)、頦前點(pogonion，H_Pg)、頦下點(menton，H_Me)。

A：軟組織標志點；B：硬組織標志點

圖2標志點的定位

Fig.2Location of landmarks

對于應當位于面中線的標點，AI=x(x為該標記點的x坐標值)

1.3 統計學方法

采用統計軟件包SPSS 20.0，對獲得的不對稱系數進行配對t檢驗(α=0.05，當P<0.05時表示數值差異具有統計學意義。)

2 結 果

本實驗共收集偏頜畸形的患者20例，平均年齡(20.9±4.27)歲，最小年齡17歲，最大年齡38歲，男11例，女9例，均經過正畸正頜聯合治療，拍攝術前術后3dMD圖像與CBCT。

統計結果顯示，正頜手術之后，在軟組織中，患者上唇緣點、下唇緣點、雙側口角點、下頜角點、頦前點、頦下點的不對稱系數均有改善，硬組織中，B點、顴牙槽嵴點、頦孔點、下頜角點、頦前點、頦下點不對稱系數均有改善。P<0.05，差異有統計學意義。軟組織鼻底點和鼻翼點的不對稱率也有改善，但差異無統計學意義。

表1位于面中線的標志點術前術后不對稱系數的改變

測量項目治療前治療后治療前后差值P軟組織的AI 鼻根點0.76±0.570.75±0.630.02±0.880.93 鼻尖點1.15±0.830.88±0.590.27±0.870.18 鼻底點1.25±0.830.81±0.610.43±1.030.08 上唇緣點2.18±1.421.41±0.860.77±1.440.03? 下唇緣點3.15±1.671.98±1.081.17±1.920.01? 頦前點4.99±2.692.19±1.222.81±2.450.00? 頦下點6.14±3.242.3±1.393.84±3.000.00?硬組織的AI 鼻根點0.4±0.380.45±0.32-0.05±0.340.49 前鼻嵴點0.85±0.580.92±0.87-0.07±0.680.65 A點0.97±0.760.91±0.840.07±0.720.68 B點4.83±3.102.47±1.342.36±2.760.00? 頦前點5.80±3.852.62±1.663.18±3.810.00? 頦下點6.09±4.212.81±1.703.28±4.130.00?

表2對稱標志點術前術后不對稱系數的改變

測量項目治療前治療后治療前后差值P軟組織的AI(mm) 鼻翼點2.84±1.212.28±0.810.56±1.260.06 口角點5.93±3.103.19±1.762.75±3.38 0.00? 下頜角7.24±4.235.38±3.271.86±3.51 0.03?硬組織的AI(mm) 顴牙槽嵴點3.90±2.012.76±1.011.13±1.940.02? 頦孔點10.50±6.776.96±4.453.54±6.610.03? 下頜角點7.95±4.446.21±3.771.74±2.660.01?

3 討 論

本研究中，正頜手術前后變化最大的為軟組織頦下點，其次為硬組織頦下點。Kogou等[14]的研究顯示，頦部是評估對稱性的首要指標，在正頜手術矯正偏頜的病例中變化最大，這與本研究的結果相同。整體而言，在位于面中線的標志點中，手術前后不對稱系數的改變由上而下依次增大。硬組織標志點中，上頜骨的標志點僅有顴牙槽嵴點在手術前后的差別有統計學意義，而下頜骨的所有標志點改變均有統計學意義，這提示正頜手術主要改善下頜骨的不對稱性，特別是中線上標志點的不對稱性。已有文獻表明，偏頜患者的畸形主要出現在下頜骨，特別是在髁突與下頜支[15-17]，這與本研究結果相符。然而，下頜頦孔的不對稱系數術后雖然得到一定改善，仍是所有標志點中最大的，這可能是因為骨性Ⅲ類偏頜畸形下頜骨的不對稱并非簡單的下頜骨位置偏斜，而是內部結構復雜的扭曲與不對稱的發育[18]，因此頦部的對稱性常常需要結合頦成形才能較好地改善。軟組織標志點中，唇部、頦部相關的標志點在手術前后的差異有統計學意義，鼻部的標志點無統計學意義，這提示著正頜手術對于不對稱的改變主要表現在面下三分之一，這可能因為唇部與頦部的軟組織與上下頜骨有著密切的聯系，而鼻部形態主要由鼻軟骨支撐，手術中對鼻部軟骨的改變極其有限。Hemmatpour等[19]的研究顯示，由于鼻基底部的肌肉附著點的受損，上頜手術后鼻翼寬度會增加，這也可能影響了鼻部不對稱性的改善。手術后，軟組織與硬組織下頜角點的不對稱性得到了一定改善，但術后的不對稱系數仍然遠大于下頜的其他標志點，這可能是因為手術常用的下頜骨矢狀劈開術對于下頜角的改變作用有限，因此對于髁突與下頜支不等長或者下頜角形狀不對稱的患者，該術式無法很好改善顏面部的不對稱性。對于這類患者，進行下頜骨修整術[20]，或者后期進行面頰部脂肪充填[21-22]可以很好地改善殘留的顏面部的不對稱。

偏頜患者的軟組織常會對骨骼的不對稱進行代償[16]。正頜手術后，患者頜骨的不對稱性改善，而軟組織的改建有一定的滯后性。大部分接受手術的偏頜患者會對殘余的軟組織不對稱十分關注。本研究顯示，正頜手術對于面中線上的標志點對稱性改善度較高，標志點位置越靠下，對稱性改善度越大，而兩側對稱的標志點則常需要結合其他的手術來改善不對稱性，這在術前術后的溝通需要和患者說明。

受門診人數限制，本文沒有納入更多的試驗對象。同時，由于研究人員可能會注意到受試者的矢狀向和橫向特征，從而猜測出所屬分組，這可能造成偏倚，更多精確的實驗還有待開展。本實驗對偏頜面部軟硬組織的三維測量進行了初步研究，期望對偏頜畸形手術病例的術后預測、醫患溝通有一定作用。