基于磁共振成像影像數據的單側唇裂成人患者動靜態鼻唇肌解剖研究

[摘要] 目的 對不同程度單側唇裂患者的磁共振成像（MRI） 影像數據進行三維重建，分析動靜態下多組鼻唇部肌肉解剖形態及變化規律。方法 納入1 例正常人及4 例成年單側唇裂患者，分別在靜態（上下唇自然閉合） 和動態（嘟嘴、咧嘴） 下行MRI 檢查，使用3D Slicer 軟件對影像數據進行三維重建，繪制鼻唇肌肉的解剖形態。測量3 種動作下裂隙側和非裂隙側提上唇肌、顴小肌、顴大肌的交界點（肌肉匯入口輪匝肌的位置） 到正中矢狀面、肌肉起始點到交界點、動靜態交界點之間的距離及動靜態交界點連線與水平面的角度，并做比值計算。結果 動靜態下4 例單側唇裂患者的肌肉交界點到正中矢狀面裂隙側與非裂隙側的距離比值均大于1，而肌肉起始點到交界點的該項距離比值均小于1。靜態下同名肌肉的這兩項距離比值均隨唇裂程度加重呈梯度增加，且靜態下同一患者中顴小肌的這兩項距離比值更突出。3 組肌肉從靜態到動態的交界點連線與水平面所成角度，裂隙側與非裂隙側的比值均大于1。結論 單側唇裂患者兩側肌肉插入口輪匝肌的位點對稱性、直線距離均與肌肉類型、唇裂類型相關；裂隙側肌肉收縮角度大于非裂隙側。

[關鍵詞] 磁共振成像； 單側唇裂； 面部肌肉； 三維重建

[中圖分類號] R782.2+1 [文獻標志碼] A [doi] 10.7518/hxkq.2024.2024063

單側唇裂是最常見的先天性畸形之一，據報道，其發病率為0.1‰～2.1‰[1]。由于雙側肌肉的不對稱，單側唇裂的遠期手術效果常不理想，嚴重影響患者的面部外形和身心健康。唇裂術后繼發畸形發生率高，核心問題在于裂隙導致骨、肌肉和皮膚附著平衡的破壞，要恢復唇裂患者鼻唇部正常形態和功能，必須了解靜態和功能狀態下，不同裂隙程度雙側肌肉的解剖形態規律，才能更好地把握各種修復技術的原理，個性化、精細化提升手術效果。

人體唇裂鼻唇部肌肉解剖研究已有悠久的歷史，前人通過大體解剖基本明確了靜態下不同類型唇裂骨缺損與肌肉異位走行的關系，逐漸認識到功能狀態下鼻唇部肌肉平衡重建才是唇裂美學亞單位精細修復和防止唇鼻畸形復發的關鍵。最初研究者們直接對唇裂患者的大體進行解剖研究[2-3]，或者使用組織切片聯合計算機三維重建的方法[4-5]；近來有研究使用三維攝影對唇裂患者面部對稱性問題進行探究[6-8]，或使用電子計算機斷層掃描（computed tomography，CT）、磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI） 等影像學手段配合解剖及切片對鼻唇部肌肉進行重建[9-10]。盡管研究手段在不斷迭代，但對于唇裂鼻唇部肌肉功能狀態下的研究目前仍基本空白。

Gosain 等[11]使用MRI 對面部表情肌及頰脂墊進行量化研究，證明了MRI 對中面部軟組織量化研究的可行性；Kleinheinz 等[12]報道通過MRI 影像可以使得鼻旁和口周的面部表情肌可視化，且這些肌肉插入口輪匝肌的位點也可見。Perry 等[13]對MRI 影像數據進行處理，在軟件中重建腭帆提肌形態；Olszewski 等[14]使用3D Slicer 軟件對人體頜面部肌肉的MRI 影像數據進行半自動重建，得到面部表情肌的大致走行和分布模型。由于口輪匝肌的特殊構成，多組表情肌插入并參與構成口輪匝肌，因此唇裂修復術后的功能狀態恢復涉及多組與口輪匝肌相關的肌肉。本研究以4 例不同類型的成年單側唇裂患者的MRI 影像數據為基礎，重建術前患者鼻唇部肌肉三維解剖結構形態，并對動靜態下裂隙側和非裂隙側多組鼻唇部肌肉的走行進行比較，以深入解析單側唇裂患者的鼻唇肌肉解剖形態規律，為進一步創新手術技術，更好地恢復口周肌力平衡，精細重建美學亞單位奠定基礎。

1 材料和方法

1.1 研究對象

本研究共納入1 例正常成年人與4 例成年單側唇裂患者（19～55 歲），所有患者均是2023 年1—12 月于四川大學華西口腔醫院就診的患者。4 例唇裂患者分別被診斷為左側微小型唇裂、左側不完全性唇裂、右側不完全性唇裂、左側完全性唇裂，所有患者除唇裂畸形外無其他頜面部發育畸形，無頜面部外傷史、手術史；正常成人頜面部無發育畸形，無頜面部外傷史、手術史。本研究所有受試者均知情同意參與本研究。

1.2 數據收集

本研究使用西門子MAGNETOM Skyra VE11平臺。2D 核磁掃描參數如下：軸位T2WI，脈沖重復間隔時間（TR） 2 500 ms，回波時間（TE）82 ms，矩陣（Data Matrix） 256×256，層厚（Thickness）0.6 mm，視野（Fov） 80 mm×80 mm，激勵次數（Nex） 4。3D 核磁掃描參數如下： TR2 300 ms， TE 48 ms， 矩陣256×256×192， Fov：230 mm×230 mm×192 mm，Nex 1。對所納入的研究對象分別在靜態（上下唇自然閉合）、動態（嘟嘴和咧嘴） 下進行MRI 檢測。檢測前對受試者進行統一訓練，盡量保證患者動作的一致：上下唇自然閉合動作是上下牙列咬合，唇部放松，上下唇接觸；嘟嘴動作是上下牙列咬合狀態下，上下唇閉合并盡量前伸；咧嘴動作是上下牙列咬合狀態下，上下唇分開，兩側口角達上尖牙遠中。每一位受試者共進行3 次MRI 檢測， 每次間隔10 min。

1.3 三維重建

將MRI 數據導入3D Slicer 軟件（5.5.0） [14-15]進行分析和重建。在重建模型中，使用不同顏色標記并重疊3 個動作下的相同肌肉，觀察動靜態下肌肉形態。根據解剖學報道[10，16]，本研究初步納入在上唇運動中發揮主要作用的提上唇肌、顴小肌、顴大肌、提上唇鼻翼肌作為三維重建及指標測量的對象。在3D Slicer 軟件應用General Registration（ANTs） 模塊將動靜態圖像進行配準；在Segmenteditor 模塊中調整視圖閾值，根據不同組織信號差異重建皮膚三維圖像，并逐幀描繪獲得動靜態鼻唇部肌肉的三維圖像（層厚0.6 mm）；將靜態和動態的肌肉三維圖像重疊，觀察肌肉形態的變化（圖1）。

1.4 測量指標

為了描述肌肉動靜態下的位置變化及兩側同名肌肉在唇裂患者中的走行，選取肌肉起始部位最后方的外緣作為測量起始點；肌肉與口輪匝肌交界處最前方的外緣作為交界點（圖2）。選取參考平面：以蝶鞍點、鼻根點和枕骨大孔前緣三點所在平面為正中矢狀面，以眶耳平面為水平面。

本研究共檢測4 個指標，包括3 個長度測量指標：動靜態下交界點到正中矢狀面的距離，用于定位所測肌肉相對口輪匝肌的位置；動靜態下起始點到交界點的距離，表示大致的肌肉走行和長度；靜態交界點到動態（嘟嘴、咧嘴） 交界點的距離，代表不同動作下的肌肉運動程度。一個角度測量指標：靜態交界點到動態（嘟嘴、咧嘴）交界點連線與水平面之間的角度，提示肌肉運動的矢量方向[16] （圖3）。對所測得的唇裂患者的指標數值進行比較（裂隙側數值/非裂隙側數值），對正常人的指標數值進行比較（左側數值/右側數值）。

2 結果

在重建模型中，變化顯著的是顴大肌、顴小肌及提上唇肌，而提上唇鼻翼肌圖像與鼻部肌肉、脂肪、皮膚的信號高度相似，圖像分辨精度較低，故本研究最終對顴大肌、顴小肌以及提上唇肌共3組肌肉行進一步分析（圖4、5）。

2.1 靜態下不同唇裂類型提上唇肌、顴大肌、顴小肌的走行對比

正常人靜態下兩側提上唇肌、顴小肌、顴大肌形態對稱，交界點到正中矢狀面、起始點到交界點的距離兩側相差較小。所有唇裂患者靜態下的3 組肌肉交界點到正中矢狀面的距離均為裂隙側大于非裂隙側（L*/Lgt;1），且隨著唇裂程度的加重，相同肌肉的比值逐漸增大；靜態下同一唇裂患者中，顴小肌的比值最小（表1）。靜態下肌肉起始點到交界點的距離均為裂隙側小于非裂隙側（S*/Slt;1），且隨著唇裂程度的加重，相同肌肉的比值逐漸減小；在同一唇裂患者中顴小肌的比值要小于顴大肌和提上唇肌的比值（表2）。

2.2 動態（嘟嘴、咧嘴） 下不同唇裂類型提上唇肌、顴大肌、顴小肌的對比

正常人嘟嘴、咧嘴時兩側肌肉形態對稱。所有唇裂患者嘟嘴、咧嘴時肌肉交界點到正中矢狀面的距離均為裂隙側大于非裂隙側（L*/Lgt;1）；起始點到交界點的距離均為裂隙側小于非裂隙側（S*/Slt;1）（表1、2）。

2.3 靜態到動態過程中不同唇裂類型提上唇肌、顴大肌、顴小肌的形態變化

正常人從靜態到嘟嘴、咧嘴動作時兩側肌肉交界點連線的距離比值變化較大，而連線與水平面所呈角度相差較小。唇裂患者從靜態到嘟嘴、咧嘴動作時肌肉交界點連線的距離比值也變化較大，既有裂隙側較大（H*/Hgt;1），也有裂隙側較小（H*/Hlt;1）；但交界點的連線與水平面所呈角度，均為裂隙側較大（α*/αgt;1）（表3、4）。

3 討論

唇裂肌肉的重建對于獲得唇裂修復術后良好效果具有重要意義，而肌肉的解剖，尤其是動態下的結構變化對于唇裂外形的精細修復必不可少。盡管近些年來越來越多的醫生在唇裂修復術中更加重視肌肉功能狀態的恢復[17-18]，但是對術前唇裂患者肌肉動態的描述性研究尚且缺乏。

在現有影像技術中，MRI 具有更好地軟組織區分度[19]。本研究創新性地利用MRI 影像學資料對唇裂患者鼻唇部肌肉進行無創研究，描畫比較了不同類型的唇裂患者裂隙側與非裂隙側動靜態鼻唇部肌肉差異，有助于醫師了解唇裂患者鼻唇部肌肉形態和功能的異常，針對不同類型的唇裂患者個性化實施手術。同時，本研究為評估唇裂患者術前術后裂隙側和非裂隙側肌肉功能狀態，評價唇裂手術效果，構建動態唇部美學整復提供新思路。但是由于MRI 拍攝時間較長，理解并維持唇部動作對于受試者來說具有一定的難度，所以本次研究只納入成年病例。而隨著醫療水平的發展，尚未經歷唇裂手術的成年唇裂患者非常少見，導致本研究樣本量較少，并不能完全反映單側唇裂患者肌肉解剖的變異類型。但鑒于肌肉解剖相對穩定，且本研究納入單側唇裂3 種分型，病例類型完善，所得結果仍具有研究意義。文獻報道單側唇裂患者出現口輪匝肌連續性的中斷[2-3]，肌肉的連續性會影響上頜骨的發育[20-21]，因此，在生長發育過程中，若肌肉缺陷一直存在，畸形程度可能會逐漸增加。本研究中所示的成人單側唇裂患者肌肉解剖規律在嬰幼兒患者中也應存在，但特征應較后者更為顯著。

在所納入的5 例受試對象中，正常人兩側肌肉走行及動靜態之間的變化對稱；而4 例唇裂患者的肌肉形態在動靜態下兩側表現不對稱。唇裂患者動靜態下裂隙側與非裂隙側的提上唇肌、顴小肌以及顴大肌交界點到正中矢狀面的距離比值大于1，均是裂隙側更大，這與唇裂患者裂隙側口輪匝肌走行異常相符合[2-3]，當裂隙側口輪匝肌肌束斜向上方時，相比于正常，交界點要向上外移動；且在靜態時表現出隨唇裂程度的加重，同名肌肉該比值出現增大的趨勢，即肌肉交界點相較于中線的不對稱程度隨著唇裂加重而加重，提示為達到更好的術后效果，需要在單側唇裂的整復術中注意不同唇裂類型對面部表情肌相對中線的復位程度的影響。而在動態時仍然存在這種不對稱性，但是沒有梯度變化，可能是由于相同動作不同個體肌肉收縮程度不同所致。在同一唇裂患者中，顴小肌相比于提上唇肌、顴大肌，其交界點到正中矢狀面的距離比值更小，即顴小肌的對稱性好于提上唇肌和顴大肌，所以在修復術中，除了關注患者唇裂類型，還要注意肌肉類型，不同肌肉復位程度應不同。

所有患者的3 組肌肉動靜態下起始點到交界點的距離均為裂隙側小于非裂隙側，在直線距離上裂隙側肌肉更短。直線距離可在一定程度上反應肌肉長度，有研究[22]指出裂隙側面部肌肉質量不如非裂隙側，肌肉發育受到面部畸形的影響，所以推測裂隙側肌肉實際長度可能小于非裂隙側。僅從本研究納入的單側唇裂患者來說，靜態下同名肌肉直線距離的比值隨著唇裂程度的加重而呈梯度變化，提示肌肉發育異常程度可能與面部畸形的嚴重性相關。在同一患者中，顴小肌直線距離的比值相對于提上唇肌和顴大肌更小，說明與非裂隙側相比，裂隙側的3 組肌肉中，顴小肌長度發育異常相對更加嚴重。有報道[23]稱顴小肌的先天缺失率相比提上唇肌和顴大肌更高，或許與唇裂有一定的疊加效應進而影響肌肉的發生和發育。

從靜態到動態，3 組肌肉交界點之間的連線距離比值在正常人及患者之間均在1 上下明顯浮動，說明即使是相同的動作，不同個體兩側面部肌肉運動時收縮程度仍不同。3 組肌肉交界點連線與水平面所呈角度均為裂隙側大于非裂隙側，即裂隙側相比于非裂隙側無論是在嘟嘴還是咧嘴運動時肌肉交界點的運動軌跡都更接近垂直，可能表現為唇裂患者兩側面部表情的不對稱[24]。以往研究表明唇裂患者裂隙側肌肉走行及附著異常[2-3，22]，可導致肌肉收縮異常，但是對于單側唇裂修復術后患者恢復肌肉走行及附著，卻仍然存在面部不對稱[25]，本研究為解釋這種現象提供一種可能，即術中沒有完全正確恢復患者患側表情肌插入口輪匝肌的位置及相關肌肉長度，導致兩側肌肉收縮角度不對稱。因此在唇裂整復術中需要注意面部表情肌正常功能狀態的恢復，以期達到術后患者面部表情整體正常，且在評估術后患者表情肌功能狀態時，可以將動靜態肌肉交界點運動角度作為檢測指標。

以MRI 影像學數據為基礎描述唇裂患者鼻唇部肌肉動靜態位置和形態是一種可行且有效的方法。本研究指出單側唇裂患者面部鼻唇肌存在異常，且可能表現出一定的規律性。對于單側唇裂患者來說，唇裂修復術對面部表情肌插入口輪匝肌的位置復位要根據唇裂類型、肌肉類型而設計，且需要考慮到兩側肌肉長度的差異；表情肌相對于口輪匝肌的位置恢復可能影響術后患者的表情功能。

利益沖突聲明：作者聲明本文無利益沖突。

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（本文編輯 杜冰）