應(yīng)用三維重建法對下頜骨和顴弓與下頜角間寬的相關(guān)性研究

王琳琳， 于 江， 顧勁松， 包如意， 伍建林， 吳景泉, 王 勇

作者單位：410000 湖南 長沙，美萊醫(yī)療美容醫(yī)院 整形科(王琳琳,王 勇);大連醫(yī)科大學(xué)美容學(xué)院(于 江,顧勁松);大連醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院 放射科(包如意);大連大學(xué)附屬中山醫(yī)院 放射科(伍建林);解放軍第四六三醫(yī)院 整形科(吳景泉)

?

應(yīng)用三維重建法對下頜骨和顴弓與下頜角間寬的相關(guān)性研究

王琳琳， 于 江， 顧勁松， 包如意， 伍建林， 吳景泉, 王 勇

作者單位：410000 湖南 長沙，美萊醫(yī)療美容醫(yī)院 整形科(王琳琳,王 勇);大連醫(yī)科大學(xué)美容學(xué)院(于 江,顧勁松);大連醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院 放射科(包如意);大連大學(xué)附屬中山醫(yī)院 放射科(伍建林);解放軍第四六三醫(yī)院 整形科(吳景泉)

目的 通過對一定數(shù)量的正常人群行下頜骨及顴弓測量后,對其各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析,以期在活體上通過直接測量下頜角間寬度來推算顴弓深度、長度、厚度及自身下頜骨的各項(xiàng)指標(biāo)。 方法 選擇年齡在20～30歲的健康男性女性各19例，采用螺旋CT在正常牙尖交錯(cuò)位狀態(tài)下行頭部螺旋CT掃描。對顱骨進(jìn)行三維重建，測量下頜骨及顴弓各項(xiàng)指標(biāo)。結(jié)果 將測得數(shù)據(jù)采用統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件SPSS 11.0進(jìn)行線性回歸分析，得出男性下頜體高為(33.43±3.19) mm，下頜支寬為(35.11±2.37) mm,下頜支高為(62.04±4.64) mm，下頜體長為(77.97±4.63) mm，顴弓深度為(12.38±1.35) mm,顴弓長度為(39.48±2.39) mm，P<0.05。女性下頜體高為(30.96±2.30) mm,下頜支寬為(33.78±3.63) mm,下頜支高為(57.58±2.59) mm,下頜體長度為(71.83±4.70) mm,顴弓深度為(10.17±1.40) mm,顴弓長度為(36.64±2.46) mm，P<0.05。結(jié)論 采用下頜角間寬來推算顴弓深度、長度、厚度及下頜骨自身各項(xiàng)指標(biāo),具有一定的臨床參考意義。

下頜骨； 顴弓； 三維重建； 相關(guān)性

下頜骨及顴弓在面部外形輪廓中處于顯著位置并起著重要作用。對下頜骨各項(xiàng)指標(biāo)與顴弓之間位置關(guān)系相關(guān)性的分析，是研究整個(gè)面形影響因素以及面部各組織結(jié)構(gòu)關(guān)系的一個(gè)重要組成部分[1]。應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助三維CT重建技術(shù)對面部輪廓進(jìn)行三維重建，可直觀、全面地展示顱面骨骼的形態(tài)結(jié)構(gòu)，在三維圖像上可精確地測量各骨骼結(jié)構(gòu)的大小、位置及與中線的角度等數(shù)據(jù)[2-3]。自2013-2015年，我們通過測量大連醫(yī)科大學(xué)研究生院38例亞洲健康志愿者的下頜角間寬度來推算顴弓及下頜骨的各項(xiàng)指標(biāo)，分析出對面部形態(tài),尤其是對頜面部形態(tài)影響較大的因素,以期為臨床提供參考數(shù)據(jù)。

1 對象與方法

1.1 測試人群的選擇標(biāo)準(zhǔn)

隨機(jī)選擇年齡在20～30歲的亞洲健康志愿者共38例，并告知其CT檢查相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)及簽署知情同意書。其中男性19例，女性19例；平均年齡27歲。選擇標(biāo)準(zhǔn)：⑴五官端正，側(cè)貌輪廓協(xié)調(diào)；⑵無顱面部發(fā)育異常；⑶面部左右側(cè)基本對稱；⑷符合三庭五眼比例；⑸上下牙弓為中性關(guān)系，前牙覆蓋；⑹開口度及開口型在正常范圍；⑺無頜面部外傷、手術(shù)史及口腔正畸治療史；⑻無顱面部感染史。

1.2 影像學(xué)檢查及三維重建

采用GE型螺旋CT機(jī)，受測者均在牙尖交錯(cuò)位進(jìn)行CT連續(xù)掃描;掃描參數(shù)設(shè)置：層厚2.5 mm，螺距1.5 mm，球管電流255 mA，電壓120 KV，矩陣512×512；影像信息輸入至GE ADW 4.3工作站，在該工作站進(jìn)行三維顱面骨骼重建。

1.3 測量內(nèi)容

測量內(nèi)容包括:⑴下頜支高。自下頜髁突最高點(diǎn)至下頜角點(diǎn)的直線距離。⑵下頜支寬。與下頜支高相垂直的下頜支最大寬度。⑶下頜體高。頦孔處的下頜體高。⑷顴弓長。顴弓前后端的長度。⑸顴弓深。顴弓中點(diǎn)外緣至顱側(cè)面的最大垂直距離，即顴弓與顴弓前端和后端連線的垂直最深處的距離。⑹顴弓厚。 顴弓最內(nèi)側(cè)、外側(cè)間的距離。⑺下頜角間寬。下頜骨左右側(cè)下頜角點(diǎn)之間的直線距離。⑻下頜髁突間寬。下頜骨左右側(cè)髁突外側(cè)點(diǎn)之間的直線距離。⑼下頜聯(lián)合深。下頜角間寬連線中點(diǎn)至下頜聯(lián)合前下緣中點(diǎn)間距。⑽下頜聯(lián)合高。自下齒槽點(diǎn)至頦下點(diǎn)的直線距離。⑾下頜體長。由頦前點(diǎn)至兩側(cè)下頜角點(diǎn)連線中點(diǎn)的矢狀徑。

1.4 測量方法

采用美國通用公司16排高速螺旋CT機(jī)，對所選擇的受測者進(jìn)行頭部螺旋CT掃描;受測者取平臥位，使用與地面平行的CT頭架，使眶耳平面與地面垂直，CT機(jī)2條垂直的定位線分別通過內(nèi)眥中點(diǎn)及兩外眥點(diǎn)，掃描基線為聽眥線(即外耳孔與同側(cè)眼外眥的連線)。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

對掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行顱面骨骼的三維重建，采集下頜骨及顴弓各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)，利用SPSS 11.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出38例受測者的下頜骨及顴弓各項(xiàng)指標(biāo)的最大值、最小值、平均值、標(biāo)準(zhǔn)差，并求出下頜骨各指標(biāo)與顴弓的比例關(guān)系、相關(guān)系數(shù)和線性回歸方程。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)處理，38例志愿者的下頜骨各指標(biāo)與顴弓的測量值及數(shù)據(jù)分析見表1～3。相關(guān)回歸分析得出：下頜角間寬與下頜髁間寬、下頜聯(lián)合深、下頜聯(lián)合高、下頜體高、下頜體長、下頜支寬、下頜支高、顴弓深、顴弓長及顴弓厚均有相關(guān)性(P<0.05)。然后隨機(jī)抽取年齡在20～30歲的健康年輕男女各5例，在得到允許的情況下測量下頜角間寬帶入該研究得出的回歸方程。結(jié)果證實(shí)，該方程有一定的適用性。

表1 38例志愿者下頜角間寬與下頜骨各項(xiàng)指標(biāo)的測量值

Tab 1 The measurement values of the breadth between bilateral angles of the mandible and various indexes of the mandible of 38 volunteers mm

測量指標(biāo)性別最小值最大值 x±s下頜角間寬男88．20109．30101．39±4．98女72．50104．5091．19±7．45下頜髁間寬男120．20142．50130．51±6．63女114．20136．90124．00±6．45下頜聯(lián)合深男65．2081．8075．36±4．75女63．1080．2069．19±4．70下頜聯(lián)合高男29．2040．9034．91±3．28女27．2035．7031．99±2．59下頜體高男28．0042．3033．43±3．19女26．1033．5030．96±2．30下頜支寬男31．5040．6035．11±2．37女29．4044．4033．78±3．63下頜支高男53．1074．0062．04±4．64女52．7062．1057．58±2．59下頜體長男68．8084．5077．97±4．63女64．7082．4071．83±4．70顴弓深男9．6014．8012．38±1．35女7．6013．3010．17±1．40顴弓長男35．7043．7039．48±2．39女30．7041．3036．64±2．46顴弓厚男4．206．005．40±0．48女3．706．304．82±0．78

表2 38例志愿者下頜骨各項(xiàng)指標(biāo)與下頜角間寬的自身比例

Tab 2 The proportions between various indexes of the mandible and the breadth between bilateral angles of the mandible of 38 volunteers

測量指標(biāo)性別最小值最大值 x±s下頜髁間寬男113．25143．22128．98±8．35女124．69169．66136．60±10．56下頜聯(lián)合深男60．8288．5574．53±6．33女62．80110．6276．53±10．25下頜聯(lián)合高男27．2442．2234．53±3．86女29．0947．8635．38±4．84下頜體高男26．1741．1532．87±3．81女29．3646．0734．18±4．09下頜支寬男30．0440．3634．70±2．85女30．2852．6737．32±5．51下頜支高男50．3872．0561．38±5．99女54．3580．0063．51±5．60下頜體長男64．1892．7477．13±6．58女63．97113．6679．45±10．50顴弓深男9．1514．6712．18±1．59女7．9616．1411．22±1．77顴弓長男34．2944．2439．01±2．80女34．2748．9940．39±3．85顴弓厚男4．206．505．31±0．57女4．056．885．30±0．86

3 討論

3.1 下頜骨、顴弓CT三維測量意義

以往主要利用頭顱側(cè)位X線片對面部骨骼結(jié)構(gòu)進(jìn)行二維的測量研究[4]，但二維測量技術(shù)存在放大失真、解剖結(jié)構(gòu)重疊等問題[5]，只能獲取二維平面信息，測量及定點(diǎn)時(shí)往往存在很大的主觀性差異,無法準(zhǔn)確地利用二維測量技術(shù)進(jìn)行相關(guān)性研究。

顱面骨CT掃描及三維重建不僅可以清晰地顯示軟組織輪廓，同時(shí)也可以獲得多方位的骨骼構(gòu)筑及清晰逼真的立體圖像，可任意角度旋轉(zhuǎn)、切割，直觀地顯示顱頜面各個(gè)部位以及周圍解剖結(jié)構(gòu)間的位置關(guān)系[6]；能提供足夠多的參考數(shù)據(jù)，同時(shí)圖像精確，成像迅速，偽影少，線性及角度測量誤差也分別在1 mm 及1°以內(nèi)[7-8]。

本研究僅隨機(jī)選取了年齡在20～30歲的亞洲健康志愿者，并隨機(jī)抽取了10例年齡在同樣區(qū)間內(nèi)的亞洲年輕人，測量其下頜角間寬度，并利用該回歸方程來推算下頜骨及顴弓的相關(guān)數(shù)據(jù)，證實(shí)了該方程存在一定的適用性。但是，此次研究選取人群的年齡限制在20～30歲，缺乏其他年齡段的相關(guān)數(shù)據(jù)，故本次研究得出的回歸方程在應(yīng)用方面存在一定的局限性。因此，樣本的采集還需要進(jìn)一步擴(kuò)大年齡段的范圍，這樣，在樣本量足夠多時(shí)就可建立國人顱面骨數(shù)據(jù)庫，并對所有數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。顴骨顴弓偏高及下頜角肥大是亞裔女性常見的美容問題。由于其面形不符合黃金分割比例1∶0.618，采用下頜角肥大矯正術(shù)、顴弓降低術(shù)等會(huì)使其面部輪廓發(fā)生明顯改變，但術(shù)后能否達(dá)到面部和諧之美，是設(shè)計(jì)美容手術(shù)方案的關(guān)鍵。所以，必須對下頜骨及顴弓的解剖結(jié)構(gòu)、手術(shù)部位準(zhǔn)確地加以修整，才能取得滿意、穩(wěn)定的術(shù)后效果[9]。

表3 38例受試者下頜角間寬與下頜骨各項(xiàng)指標(biāo)的相關(guān)回歸分析

注：r為相關(guān)系數(shù),為回歸方程,s為標(biāo)準(zhǔn)差,為回歸標(biāo)準(zhǔn)差，y為自變量，x為因變量(即下頜角間寬)

3.2 下頜角間寬與下頜骨及顴弓相關(guān)性在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用

3.2.1 在美容醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用 顱面部骨骼并不僅僅需要依靠距離、線段、表面積及體積等方面的描述，還需要引進(jìn)比例的概念，因?yàn)轱B面部骨骼在三維空間上生長是按一定比例，且有一定規(guī)律可循的，只有符合一定比例的面形，才能充分體現(xiàn)和諧之美。頜面部整形美容手術(shù)以年輕人居多，其中20～30歲者占85%以上[10]，故本研究選取38例年齡在20～30歲的亞洲健康志愿者通過研究下頜角間寬與下頜骨及顴弓相關(guān)性，建立了下頜角間寬推算面部顴弓深度及長度的回歸方程，可以簡單、直接地了解下頜骨及顴弓的相關(guān)情況，這對于美容術(shù)前評估及術(shù)后效果的預(yù)計(jì)很有幫助,為面部整形修復(fù)等提供了實(shí)際的解剖學(xué)參考依據(jù)。

3.2.2 在法醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用 1983年，MY Iscan根據(jù)選取骨盆的髂棘間寬，前、后徑和橫徑3個(gè)測量項(xiàng)目，建立了判別函數(shù)，成功地鑒別了人類種族，如白種人及黑種人的鑒別準(zhǔn)確率高達(dá)88%。在各類碎尸、災(zāi)害性事件及空難中，對尸體顱面部原始面貌的還原是法醫(yī)進(jìn)行個(gè)體識(shí)別進(jìn)而尋找尸源的重要步驟[11]。下頜骨在人體顱面部骨骼中，抗腐蝕性好，保存相對簡單易行，成為理想的識(shí)別骨骼材料，有著其他顱面部骨骼無法替代的醫(yī)學(xué)價(jià)值。根據(jù)本研究所建立的下頜角間寬與顴弓深度、長度及下頜骨相關(guān)數(shù)據(jù)的回歸方程，可以簡單、直接地推算出面部骨骼的一些基本數(shù)據(jù)，為法醫(yī)學(xué)提供較為準(zhǔn)確的面部還原的數(shù)字依據(jù)。

3.2.3 在頜面外科領(lǐng)域的應(yīng)用 腫瘤切除、炎癥、外傷、發(fā)育畸形等均可造成下頜骨缺損，其缺損的修復(fù)和重建一直是頜面外科的重要課題[12]。修復(fù)重建旨在恢復(fù)下頜骨的連續(xù)性及面部外形，既要考慮恢復(fù)生理功能，又要兼顧修復(fù)后的外觀。而利用下頜角間寬推算患者自身的下頜骨及顴弓各項(xiàng)指標(biāo),根據(jù)回歸方程得出相關(guān)數(shù)據(jù)，具有一定的臨床參考及指導(dǎo)意義。

3.2.4 在人工植入體制作領(lǐng)域的應(yīng)用 臨床上顱面部腫瘤可致下頜骨體或頰面部骨骼缺損，因此，對下頜骨等缺損進(jìn)行修復(fù)時(shí)[13-14]，由于下頜骨受損范圍較大，CT等儀器測量得到的數(shù)據(jù)不夠全面，無法確定植入體的大小及厚度等，不能對下頜骨體進(jìn)行準(zhǔn)確地還原或制作出理想的人工植入體。所以，從已知數(shù)值推算未知，可以在修復(fù)手術(shù)中起到指導(dǎo)作用。

總之，測量顴弓深度、長度及下頜骨各項(xiàng)指標(biāo)，如果從解剖學(xué)角度尋求審美的共同點(diǎn)，能為顏面美容、整形修復(fù)等手術(shù)提供解剖學(xué)的參考依據(jù)。

[1] 曾效恒, 劉建芝, 歐陽四新, 等. 下頜骨及顴弓測量相關(guān)分析在美容醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用[J]. 中華醫(yī)學(xué)美學(xué)美容雜志, 2006,12(3):157-160.

[2] 王新江. 多排螺旋CT三維重建技術(shù)在頜面部美容中的臨床應(yīng)用研究[J]. 中國醫(yī)療美容, 2015,(5)：126-128.

[3] 宋玉君. 多排螺旋CT三維重建在頜面部美容中的應(yīng)用[J]. 中國醫(yī)療美容, 2015,5(1)：146-147.

[4] Takai Y, Yamashiro Y, Satoh D, et al. Cephalometric assessment of craniofacial morphology in Japanese male patients with obstructive sleep apnea-hypopnea syndrome[J]. Sleep Biol Rhythms, 2012,10(3):162-168.

[5] 謝柳萍, 張衛(wèi)兵. 三維立體攝影技術(shù)在顏面部軟組織中的應(yīng)用[J]. 國際口腔醫(yī)學(xué)雜志, 2016,43(2)：201-206.

[6] 李國超, 洪 虓, 楊椋昕, 等. 計(jì)算機(jī)輔助三維重建技術(shù)在正頜外科應(yīng)用中的初步研究[J]. 安徽醫(yī)學(xué)大學(xué)學(xué)報(bào), 2014,49(11):1666-1668.

[7] Lagravère MO, Carey J, Toogood RW, et al. Three-dimensional accyracy of measurements made with software on cone-beam computed tomography images[J]. Am J Orthod Dentofacial Orthop, 2008,134(1):112-116.

[8] Cho HJ. A three-dimensional cephalometric analysis[J]. J Clin Orthod, 2009,43(4):235-252.

[9] 張 強(qiáng), 郭悅承, 郭 軍. 顴骨顴弓聯(lián)合下頜角整形術(shù)對顳頜關(guān)節(jié)髁突及Spee曲線的影響[J]. 中國美容醫(yī)學(xué), 2015,24(11):34-37.

[10] 苗玉連. 下頜角肥大截骨術(shù)110例治療體會(huì)[J]. 河北醫(yī)學(xué), 2012,18(4):554-556.

[11] 徐呂子, 萬立華, 呂 宙, 等. 顱骨骨性標(biāo)志點(diǎn)對稱性研究及其法醫(yī)人類學(xué)意義[J]. 重慶醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào), 2015,40(11):1476-1480.

[12] Eckardt A, Swennen G, Teltzrow T. Melanotic neuroectodermaltumor of infancy involving the mandible: 7-year follow-up after hemimandibulectomy and costochondral graft reconstruction[J]. J Craniofac Surg, 2001,12(4):349-354.

[13] 卓 雷, 汪春蘭, 趙 宇, 等. 計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在顱面骨缺損整形修復(fù)中的應(yīng)用[J]. 中國美容醫(yī)學(xué), 2013,22(1)：93-95.

[14] 王競鵬, 柳大烈, 徐永成, 等. 下頜角相關(guān)角度三維重建測量與其相關(guān)性分析[J]. 中華醫(yī)學(xué)美學(xué)美容雜志, 2014,20(2):110-113.

Correlation study on the width between mandibular angle and the mandible & zygomatic arch with the three-dimensional reconstruction method

WANGLin-lin,YUJiang,GUJin-song,BAORu-yi,WUJian-lin,WUJing-quan,WANGYong.

(PlasticSurgeryDepartment,MylikeCosmeticHospital,Changsha410000,China)

Objective To simply and directly analyze the relativity between the mandible and zygomatic arch by measuring the breadth between bilateral angles of the mandible in healthy adults, to obtain the indexes of the normal mandible and zygomatic arch. Methods Thirty-eight healthy adults aged 20 to 30 (19 males and 19 females) underwent head spiral CT scan in normal intercuspal position. 3D reconstruction was carried out on the cranial bones and the mandible and zygomatic date were measured. Results Linear regression analysis was used to analyze the data with SPSS 11.0 statistic software. The results showed the following measurements in males: mandible height: (33.43±3.19) mm, mandibile length: (35.11±2.37) mm, width of mandible ramus: (62.04±4.64) mm, height of mandible ramus: (77.97±4.63) mm， depth of zygomatie: (12.38±1.35) mm, length of zygomatie arch: (39.48±2.39) mm,P<0.05, while the measures in females were as follows: mandible height: (30.96±2.30) mm, mandibile length: (33.78±3.63) mm, width of mandible ramus: (57.58±2.59) mm, height of mandible ramus: (71.83±4.70) mm, depth of zygomatie: (10.17±1.40) mm, length of zygomatic arch: (36.64±2.46) mm,P<0.05. Conclusion It is of certain significance to have reference values for calculating the depth and length of zygomatic arch and various indexes of the mandible and zygomatic arch by measuring the breadth between bilateral angles of the mandible simply and directly for the evaluation and forecasting of effects before and after operation in cosmetic and plastic surgery.

Mandible; Zygomatic arch; 3D reconstruction; Relativity

王琳琳(1983-)，女，遼寧阜新人，主治醫(yī)師，碩士研究生.

10.3969/j.issn.1673-7040.2016.09.010

R782.2

A

1673-7040(2016)09-0543-04

2016-06-27)