數(shù)字化技術(shù)在顴上頜骨復(fù)合體解剖及眶容積測量中的應(yīng)用.pdf

1、研究背景:
　　 顴上頜骨復(fù)合體（zygomaticomaxillary complex，ZMC）又稱為顴復(fù)合體(zygomatic complex)、顴眶復(fù)合體（zygomaticoorbital complex）等，位于面中部，由顴骨、顴弓及上頜骨構(gòu)成，毗鄰額骨、顳骨、蝶骨、眼眶等解剖結(jié)構(gòu)，是維持面中部寬度、前突度的重要組成部分，對面部外形和功能起重要作用。顴上頜骨復(fù)合體因其解剖位置特殊，使得這個部位骨折占頜面部骨折的18.

2、44％，僅次于下頜骨骨折，當(dāng)受到外力打擊時骨折往往波及相鄰的骨組織，并造成外形及功能的障礙，如發(fā)生面部塌陷畸形、張口受限、眼球內(nèi)陷、復(fù)視等并發(fā)癥。因此，骨折后骨折段準(zhǔn)確的復(fù)位是術(shù)后患者恢復(fù)正常的面部外形以及原有咀嚼功能的保證，但在臨床治療中由于顴上頜骨復(fù)合體骨折后骨折段的移位是三維方向的，借助傳統(tǒng)的二維X線片及CT影像片很難對骨折的移位方向及程度做出準(zhǔn)確的判斷，并且臨床缺乏一個可供參考的顴上頜骨復(fù)合體正常三維解剖位置作為復(fù)位標(biāo)準(zhǔn)，而導(dǎo)致

3、了治療的差異，造成術(shù)后相應(yīng)并發(fā)癥的發(fā)生。關(guān)于顴上頜骨復(fù)合體三維解剖形態(tài)的研究方法在國內(nèi)外尚不多見。因此選擇何種研究方法既適用于人類解剖學(xué)研究，可提供正常的顴上頜骨復(fù)合體的解剖形態(tài)，又能在臨床實踐中術(shù)前準(zhǔn)確定位骨折段移位的距離和方向，術(shù)后客觀定量的評價骨折的復(fù)位情況，成為目前研究重點。
　　 傳統(tǒng)的定量化研究方法有:直接測量法和X線測量法，但是由于這兩種存在適用范圍局限、費時、所呈影像不清晰，部分結(jié)構(gòu)重疊，解剖標(biāo)志點辨識困難等缺點

4、，因此很難對骨折段三維的移位方向及程度做出準(zhǔn)確的判斷，已遠遠不能滿足實驗研究及個體化精確治療的需求。隨著學(xué)科的發(fā)展，更精密的CT掃描技術(shù)和各種逆向工程軟件在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的推廣應(yīng)用，選擇一套適用于口腔頜面外科準(zhǔn)確、方便、快捷的成像及測量軟件系統(tǒng)，并可通過不同軸面的旋轉(zhuǎn)，來進行多平面、多角度的測量分析，為顴上頜骨復(fù)合體骨折的個體化治療提供數(shù)字化參考依據(jù)。
　　 研究目的:
　　 本研究通過將直接測量法與運用數(shù)字化技術(shù)的三維CT影

5、像測量法之間的測量結(jié)果作對比，為科研及臨床精確治療顴上頜骨復(fù)合體骨折提供較全面的、有價值的數(shù)字化參考數(shù)據(jù)，為臨床工作中顴上頜骨復(fù)合體定量化研究及骨折后個體化治療提供方便快捷的測量手段及數(shù)據(jù)支持。并在此研究的基礎(chǔ)上將數(shù)字化測量技術(shù)用于顴上頜骨復(fù)合體骨折后眶容積改變的定量診斷，總結(jié)實驗數(shù)據(jù)，分析健患側(cè)眶容積的統(tǒng)計學(xué)差異及眶容積的性別差異，為臨床準(zhǔn)確恢復(fù)患者眼眶容積，降低術(shù)后并發(fā)癥提供參考依據(jù)，可廣泛應(yīng)用于顴上頜骨復(fù)合體骨折個體化精確治療中，

6、為臨床治療提供了準(zhǔn)確、方便、快捷的治療手段。
　　 材料與方法:
　　 第一部分數(shù)字化技術(shù)在顴上頜骨復(fù)合體解剖研究中的應(yīng)用
　　 1、標(biāo)本選取:選擇南方醫(yī)科大學(xué)解剖教研室成人干性頭顱標(biāo)本20例，標(biāo)本要求無明顯的顱頜面部畸形、外傷及手術(shù)創(chuàng)傷等。各解剖標(biāo)志點清晰，無磨損。
　　 2、直接測量法:在頭顱實體標(biāo)本上標(biāo)記實驗所需各標(biāo)志點，依據(jù)實驗所選定的測量內(nèi)容，用游標(biāo)卡尺（精確度0.01mm）在頭顱標(biāo)本上進行直接

7、測量，并記錄測量內(nèi)容中各項指標(biāo)的數(shù)據(jù)結(jié)果。
　　 3、標(biāo)本掃描方式:采用64層CT進行頭顱標(biāo)本的連續(xù)水平掃描，CT機為SOMATOM Definition CT，德國SIEMENS公司產(chǎn)品。掃描參數(shù):層厚0.6mm，球管電流200mA，電壓120kV。標(biāo)本正面朝上固定于CT掃描儀臺上，以十字定位光束為準(zhǔn)，眶耳平面與地平面垂直，掃描基線與眶耳平面平行（圖1-1，1-2）。掃描范圍由顱項至上頜牙槽嵴，所得圖像數(shù)據(jù)以DICOM格式保存

8、。
　　 4、三維CT影像測量法:將數(shù)據(jù)導(dǎo)入Simplant11.04軟件（比利時Materialis公司產(chǎn)品），利用閾值設(shè)定功能選擇實驗所要求重建的部分，利用區(qū)域增長功能對選定的圖像進行圖像分割，實現(xiàn)不同結(jié)構(gòu)的圖像重建，清楚直觀重現(xiàn)顱頜面部骨的形態(tài)。依據(jù)測量內(nèi)容進行三維CT影像的測量，軟件自動生成實驗所選取的標(biāo)記點之間距離的測量數(shù)據(jù)結(jié)果。
　　 5、數(shù)據(jù)處理:所有實驗數(shù)據(jù)的測量均由一名觀測者完成，直接測量法與三維CT影

9、像測量法的每組實驗數(shù)據(jù)均測量兩次，中間間隔一周，每周的所測得實驗數(shù)據(jù)分別記錄為T1，T2。
　　 6、統(tǒng)計學(xué)分析:用統(tǒng)計分析軟件SPSS13.0來分析測量結(jié)果，采用配對t檢驗分析直接測量法與三維CT影像測量法兩種實驗方法各自T1與T2結(jié)果之間的差異，檢測兩種測量方法各自測量結(jié)果的精確性。然后采用配對t檢驗檢測直接測量法與三維CT影像測量法兩種實驗方法結(jié)果的準(zhǔn)確性差異。P＜0.05認為兩組數(shù)據(jù)之間存在統(tǒng)計學(xué)差異。
　　 第

10、二部分數(shù)字化技術(shù)在顴上頜骨復(fù)合體骨折后眶容積測量中的應(yīng)用
　　 1、臨床病例選擇:收集2008年10月-2010年10月期間于我科就診的18例顴上頜骨復(fù)合體骨折伴眼球內(nèi)陷患者，其中男性9例，女性9例，年齡20-43歲。患者損傷類型:8例單純的顴眶骨折，7例顴眶骨折伴上頜骨骨折，3例鼻眶篩骨折或者額骨骨折。在我科初診的時間為外傷后1-12個月。
　　 2、病例納入標(biāo)準(zhǔn):
　　 (1)單側(cè)顴上頜骨復(fù)合體骨折，對側(cè)正常

11、眼眶可作為對照組;
　　 (2)眼球內(nèi)陷≥2mm，且眼球完整無損傷，視力無明顯下降者。
　　 3、眼眶結(jié)構(gòu)的三維影像重建:18例顴上頜骨復(fù)合體骨折伴眼球內(nèi)陷的患者分別于術(shù)前進行64排三維螺旋CT掃描?；颊哐雠P位于CT掃描儀臺上，頭部固定，以十字定位光束為準(zhǔn)，眶耳平面與地平面垂直，掃描基線與眶耳平面平行;掃描層厚1mm。獲取CT影像數(shù)據(jù)后，將掃描的斷層序列圖像以DICOM格式保存，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入Simplant11.04軟件（

12、比利時Materialis公司產(chǎn)品），進行眼眶內(nèi)部結(jié)構(gòu)重建。界定骨性眼眶結(jié)構(gòu)的范圍:上方至眶上緣，下方為眶下緣，后界至視神經(jīng)孔前緣，前方平齊骨性眶緣。描記完成后，軟件將自動生成骨性眼眶的三維重建模型。
　　 4、眶容積計算:對CT影像資料的逐層描記完成后，Simplant11.04軟件會依據(jù)描記的范圍自動生成骨性眼眶的三維重建模型并進行眶容積的三維運算，得出患者健側(cè)與患側(cè)的眶容積。
　　 5、統(tǒng)計學(xué)處理:18例顴上頜骨復(fù)

13、合體骨折伴眼球內(nèi)陷的患者，雙側(cè)骨性眶容積均在Simplant11.04軟件上進行容積計算，分別計算出18例患者各自的健側(cè)與患側(cè)眶容積，以及9例男性患者與9例女性患者的健側(cè)眶容積。所測得的數(shù)據(jù)采用SPSS13.0軟件分別進行配對t檢驗和兩獨立樣本t檢驗分析，P＜0.05可認為兩組數(shù)據(jù)之間有統(tǒng)計學(xué)差異。
　　 結(jié)果:
　　 1、通過對成人干性頭顱標(biāo)本經(jīng)過精密的CT掃描，利用三維重建軟件Simplant11.04建立的顴上頜骨

14、復(fù)合體三維立體生物模型，經(jīng)過對實驗結(jié)果的檢測與驗證，該模型有較好的幾何相似性。
　　 2、直接測量法的精確性檢驗:19項測量項目中，oz-mp的測量結(jié)果T1與T2做統(tǒng)計學(xué)檢驗，結(jié)果t=-2.741，P=0.013，P＜0.05;其余18項測量指標(biāo)的T1與T2做統(tǒng)計學(xué)檢驗，結(jié)果均為P＞0.05，因此可認為直接測量法T1與T2結(jié)果無統(tǒng)計學(xué)差異，本實驗所采用的直接測量法的精確性較高。
　　 3、三維CT影像測量法的精確性檢驗:

15、19項測量項目中，n-pr的測量結(jié)果T1與T2做統(tǒng)計學(xué)檢驗，結(jié)果t=-2.276，P=0.035，P＜0.05;其余18項測量指標(biāo)中的T1與T2做統(tǒng)計學(xué)檢驗，結(jié)果均為P＞0.05，因此可認為三維CT影像測量法T1與T2結(jié)果之間無統(tǒng)計學(xué)差異，本實驗所采用的三維CT影像測量法的精確性較高。
　　 4、直接測量法與三維CT影像測量法準(zhǔn)確性檢驗:二組數(shù)據(jù)經(jīng)過檢驗得出P＞0.05，二者之間無統(tǒng)計學(xué)差異，可認為直接測量法結(jié)果與三維CT影像測

16、量結(jié)果之間準(zhǔn)確性較高。
　　 5、對顴骨外形高點的（顴突點）測量可以得出:顴骨的外形高點在水平方向上位于顴骨的中線上，在垂直方向上位于眶下緣中外1/3交界處下方約1.5-1.8cm處，即顴骨外形高點的位置大約在顴骨的中下1/3交界處。
　　 6、18例患者患側(cè)眶容積均存在不同程度增大，健側(cè)與患側(cè)眶容積差值的平均值為（1.831±0.749）cm3，雙側(cè)眶容積存在顯著統(tǒng)計學(xué)差異(t=-10.376，P=0.000)。9例男

17、性健側(cè)眶容積的平均值為（28.496±1.154）cm3，9例女性為（23.567±1.308）cm3，不同性別患者健側(cè)眶容積之間也存在統(tǒng)計學(xué)差異(t=8.478，P=0.000)。
　　 結(jié)論:
　　 1、顴骨外形高點在水平方向上位于顴骨的中線上，在垂直方向上位于眶下緣中外1/3交界處下方1.5-1.8cm處，即顴骨外形高點位置大約在顴骨的下1/3處，可作為顴上頜骨復(fù)合體骨折整復(fù)術(shù)中尋找顴骨最突點的參考。
　　

18、 2、本實驗所采用的利用三維螺旋CT掃描及Simplant11.04軟件輔助設(shè)計的顱頜面部三維重建模型具有極好的幾何相似性，可以準(zhǔn)確的顯示顴上頜骨復(fù)合體三維解剖結(jié)構(gòu)，并且可在不同軸面之間轉(zhuǎn)換和旋轉(zhuǎn)。經(jīng)過統(tǒng)計學(xué)檢驗，利用Simplant軟件的三維CT影像測量法測量結(jié)果精確可靠。在臨床工作中可以用三維CT影像測量法精確、快速的測量出顴上頜骨復(fù)合體骨折的部位、范圍以及骨折段的位移方向和距離等。該方法可用于不僅可用于人體解剖學(xué)的定量化研究，而且

19、對于口腔頜面外科領(lǐng)域骨折創(chuàng)傷及缺損的個體化修復(fù)，以及正畸、正頜外科的畸形整復(fù)的進一步應(yīng)用也奠定了良好的基礎(chǔ)。
　　 3、在本研究第二部分中應(yīng)用三維重建技術(shù)和計算機軟件輔助測量技術(shù)，測量顴上頜骨復(fù)合體骨折伴眼球內(nèi)陷患者眶容積的改變量。經(jīng)過實驗研究得出:顴上頜骨復(fù)合體骨折使眶容積增加，與眼球內(nèi)陷的發(fā)生存在相關(guān)性，并且眶容積存在性別差異。臨床手術(shù)醫(yī)師可根據(jù)顴上頜骨復(fù)合體骨折后眶容積的改變量，在早期手術(shù)中進行眶周骨折段的復(fù)位及眶內(nèi)填充物