個(gè)性化義眼片與結(jié)膜囊關(guān)系的3D測(cè)量分析

王雪，王凡濤，宋巖，孫雪麗，胥欣，趙鵬

（1.濰坊醫(yī)學(xué)院口腔醫(yī)學(xué)院，山東 濰坊 261053；2.濰坊醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院口腔科，山東 濰坊 261031）

個(gè)性化義眼片與結(jié)膜囊關(guān)系的3D測(cè)量分析

王雪1，王凡濤2，宋巖2，孫雪麗2，胥欣2，趙鵬1

（1.濰坊醫(yī)學(xué)院口腔醫(yī)學(xué)院，山東 濰坊 261053；2.濰坊醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院口腔科，山東 濰坊 261031）

目的探究個(gè)性化義眼片與結(jié)膜囊的關(guān)系對(duì)義眼片活動(dòng)度的影響。方法選取60例2014年7月至2015年2月在我院眼科行眼球摘除后羥基磷灰石義眼臺(tái)植入術(shù)的患者，對(duì)結(jié)膜囊進(jìn)行硅橡膠取模，采用3D掃描儀記錄結(jié)膜囊模型的周邊徑、凸度、面積和體積，然后行常規(guī)制備個(gè)性化義眼片，患者一周后復(fù)診，記錄各義眼片活動(dòng)度，采用3D掃描記錄義眼片的周邊徑、凸度、面積和體積，與結(jié)膜囊模型數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。結(jié)果60例患者中53例(88%)取得了良好的活動(dòng)度和穩(wěn)定性。結(jié)膜囊內(nèi)外眥剩余值、內(nèi)眥上穹窿剩余值、外眥上穹窿剩余值均與義眼片水平活動(dòng)度呈正相關(guān)(r=0.82，P＜0.05；r=0.70，P＜0.05；r=0.63，P＜0.05)；結(jié)膜囊內(nèi)外眥剩余值、內(nèi)眥上穹隆剩余值、外眥上穹隆剩余值與義眼片垂直活動(dòng)度也呈正相關(guān)(r=0.51，P＜0.05；r=0.63，P＜0.05；r=0.62，P＜0.05)；結(jié)膜囊剩余面積與義眼片水平活動(dòng)度和垂直活動(dòng)度均為正相關(guān)（r=0.53，P＜0.05；r=0.50，P＜0.05）；結(jié)膜囊剩余容積與義眼片水平活動(dòng)度和垂直活動(dòng)度具有明顯正相關(guān)性(r=0.73，P＜0.05；r=0.70，P＜0.05)；結(jié)膜囊剩余凸度則與義眼片水平活動(dòng)度和垂直活動(dòng)度無明顯相關(guān)性(r=0.19，P＜0.05；r=0.22，P＜0.05)；結(jié)膜囊上下穹窿剩余值與義眼片水平活動(dòng)度無明顯相關(guān)性(r=0.23，P＜0.05)，而與義眼片垂直活動(dòng)度具有相關(guān)性(r=0.71，P＜0.05)。結(jié)論個(gè)性化義眼片的活動(dòng)度與結(jié)膜囊周邊剩余值密切相關(guān)，與結(jié)膜囊剩余面積和剩余容積在一定范圍內(nèi)呈正相關(guān)性，但是與剩余凸度無相關(guān)性。

義眼片；活動(dòng)度；結(jié)膜囊；剩余周邊徑；剩余面積；剩余容積；剩余凸度

臨床上多種眼病需要摘除眼球或剜除眼內(nèi)容物，為了修復(fù)眼球缺失造成的缺損畸形，羥基磷灰石(hydroxy apatite，HA)義眼臺(tái)為缺損畸形取得了良好的術(shù)腔充填效果[1-2]。聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate，PMMA)義眼片是佩戴于羥基磷灰石義眼臺(tái)植入術(shù)后的患者結(jié)膜囊內(nèi)，修復(fù)較美觀，并得到了臨床上的大力推廣。佩戴于結(jié)膜囊內(nèi)的義眼片成為研究的熱點(diǎn)之一。義眼片各參數(shù)的研究是在把義眼片安裝到HA義眼臺(tái)植入術(shù)后結(jié)膜囊內(nèi)的基礎(chǔ)上進(jìn)行[3-4]。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，3D掃描測(cè)量技術(shù)逐漸趨于成熟。我院對(duì)60例要求PMMA義眼片修復(fù)的患者進(jìn)行采樣分析，在研究義眼片和結(jié)膜囊的關(guān)系對(duì)義眼片活動(dòng)度的影響的基礎(chǔ)上，提出了基于3D掃描的測(cè)量技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了測(cè)量手段的數(shù)字化和自動(dòng)化，克服了傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)存在的耗時(shí)長(zhǎng)、操作誤差大和存在操作者個(gè)人影響因素等不足[5-6]，對(duì)羥基磷灰石義眼臺(tái)植入術(shù)后結(jié)膜囊與具有良好穩(wěn)定性及活動(dòng)度的義眼片對(duì)應(yīng)參數(shù)間的關(guān)系進(jìn)行研究。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2014年7月至2015年2月于濰坊醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院眼科收治的要求行義眼片修復(fù)的患者60例，其中男性48例，女性12例，平均48周歲。選擇標(biāo)準(zhǔn)：患者已行HA義眼臺(tái)植入4周以上，頜面部發(fā)育正常，無明顯其他缺陷；健眼發(fā)育正常，術(shù)區(qū)愈合良好；對(duì)標(biāo)本采集知情同意，納入取樣標(biāo)本范圍；常規(guī)取模制作義眼片戴入，患者義眼片戴入后有良好的穩(wěn)定性、活動(dòng)度者納入分析樣本范圍。排除標(biāo)準(zhǔn)：外傷導(dǎo)致結(jié)膜囊攣縮變形、瞼球粘連、失去正常形態(tài)者。

1.2 標(biāo)本采集及處理方法

1.2.1 結(jié)膜囊形態(tài)大小標(biāo)本的獲取 不采用任何取模器械，用注射器將硅橡膠輕體注入患眼結(jié)膜囊，囑患者閉眼并做閉眼狀態(tài)下眼球的上下左右功能性轉(zhuǎn)動(dòng)以保證印膜材達(dá)到結(jié)膜囊組織邊緣[7]，待硅橡膠輕體凝固后再次注射至與健眼凸度相等。獲取患眼結(jié)膜囊硅橡膠模型，簡(jiǎn)單修整模型，3D掃描記錄結(jié)膜囊模型的內(nèi)外眥距、上下穹窿距、內(nèi)眥上穹窿距、外眥上穹窿距、凸度、面積和體積[8]。

1.2.2 個(gè)性化義眼片的制備 將結(jié)膜囊硅橡膠模型用藻酸鹽包埋，翻制結(jié)膜囊蠟?zāi)?，確定虹膜的顏色和位置，選用同一種聚甲基丙烯酸甲酯，按照臨床現(xiàn)有提高義眼片仿真性的技術(shù)常規(guī)定制PMMA個(gè)性化義眼片[9]。一周后復(fù)診，3D掃描記錄具有良好穩(wěn)定性的義眼片的活動(dòng)度及內(nèi)外眥距、上下穹窿距、內(nèi)眥上穹窿距、外眥上穹窿距、凸度、面積和體積。

1.2.3 3D數(shù)據(jù)的獲取 應(yīng)用CreamForm hand scan300掃描儀采集結(jié)膜囊模型標(biāo)本的內(nèi)外眥距、上下穹窿距、內(nèi)眥上穹隆距、外眥上穹隆距、凸度值、面積和體積值；一周后復(fù)診患者中，對(duì)穩(wěn)定性、活動(dòng)度均理想者采用同樣的方法采集義眼片內(nèi)外眥距、上下穹窿距、內(nèi)眥上穹隆距、外眥上穹隆距、凸度值、面積和體積值[10]。用Geomagic Studio和Zbrush軟件對(duì)采集的圖片進(jìn)行處理，以減小模型表面不光滑造成的誤差；用Rhinoceros 5和Magics進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量(見圖1)。采用結(jié)膜囊剩余值表示義眼片與結(jié)膜囊的關(guān)系。其中剩余周邊徑(mm)=結(jié)膜囊模型周邊徑-義眼片周邊徑；周邊徑剩余值(%)=剩余周邊徑/結(jié)膜囊模型周邊徑×100%；剩余凸度值(%)=(結(jié)膜囊模型厚度-義眼片厚度)/結(jié)膜囊模型厚度× 100%；剩余面積值(%)=(結(jié)膜囊模型面積-義眼片面積)/結(jié)膜囊面積×100%；剩余容積值(%)=(結(jié)膜囊模型體積-義眼片體積)/結(jié)膜囊體積×100%。

圖1 3D掃描測(cè)量示意圖

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 應(yīng)用SPSS19.0統(tǒng)計(jì)軟件包進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。結(jié)膜囊各剩余值經(jīng)K-S檢驗(yàn)均為非正態(tài)分布，因此用中位數(shù)(M)和四分位數(shù)間距(Q)進(jìn)行描述。將結(jié)膜囊各剩余值與義眼片活動(dòng)度進(jìn)行Spearman相關(guān)分析。以P＜0.05表示差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 義眼片活動(dòng)度的影響因素 60例復(fù)診患者中53例達(dá)到了良好的活動(dòng)度和穩(wěn)定性，成功率達(dá)88%。采用剩余值表示結(jié)膜囊與義眼片的關(guān)系，得出了在良好活動(dòng)度和穩(wěn)定性狀態(tài)下，與義眼片活動(dòng)度相關(guān)的各因素的剩余值的數(shù)值(見表1)。

表1 結(jié)膜囊活動(dòng)度的影響因素

2.2 結(jié)膜囊剩余周邊徑與義眼片活動(dòng)度間的關(guān)系 義眼片水平活動(dòng)度與結(jié)膜囊內(nèi)外眥剩余值呈顯著正相關(guān)(r=0.82，P＜0.05)，與結(jié)膜囊上下穹窿剩余值無明顯相關(guān)性(r=0.23，P＜0.05)，與內(nèi)眥上穹窿剩余值及外眥上穹窿剩余值均呈明顯正相關(guān)(r=0.70，P＜0.05；r=0.63，P＜0.05)。義眼片垂直活動(dòng)度與結(jié)膜囊內(nèi)外眥剩余值有中度相關(guān)性(r=0.51，P＜0.05)，與結(jié)膜囊上下穹窿剩余值具有明顯相關(guān)性(r=0.71，P＜0.05)，且與內(nèi)眥上穹窿剩余值和外眥上穹窿剩余值均具有正相關(guān)性(r=0.63，P＜0.05；r=0.62，P＜0.05)。

2.3 結(jié)膜囊剩余面積和剩余容積與義眼片活動(dòng)度間的關(guān)系 結(jié)膜囊剩余凸度值與義眼片水平活動(dòng)度和垂直活動(dòng)度均無明顯相關(guān)性(r=0.19，P＜0.05；r= 0.22，P＜0.05)，而義眼片水平活動(dòng)度與剩余面積值和剩余容積值均成正相關(guān)(r=0.53，P＜0.05；r=0.73，P＜0.05)，義眼片垂直活動(dòng)度與剩余面積值和剩余容積呈正相關(guān)(r=0.50，P＜0.05；r=0.70，P＜0.05)。

3 討 論

眼球缺失給患者帶來生理和心理上的打擊，影響患者正常的生活和社交活動(dòng)。義眼片的穩(wěn)定性成為了制備完善的義眼片的基本要求[11-13]，良好活動(dòng)度的恢復(fù)則是臨床研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)[14]。義眼片穩(wěn)定性和活動(dòng)度指的是義眼片就位后在結(jié)膜囊的運(yùn)動(dòng)下保持不移位不轉(zhuǎn)位且又具有水平和垂直方向的動(dòng)度的性質(zhì)。其影響因素主要為眼外肌對(duì)結(jié)膜囊的牽拉作用，以及義眼片的周邊合適度。結(jié)膜囊是容納義眼片的微環(huán)境，為了探究影響義眼片制作質(zhì)量的因素，本研究對(duì)采用統(tǒng)一義眼臺(tái)植入術(shù)式的患者在尚未佩戴義眼片情況下的結(jié)膜囊進(jìn)行采樣分析，這一研究前提排除了因不同術(shù)式結(jié)膜囊內(nèi)條件不同的影響以及佩戴義眼片后結(jié)膜囊發(fā)生了組織改建而導(dǎo)致結(jié)膜囊原始參數(shù)的丟失[15-16]。

在模型的獲取上，采用硅橡膠輕體二次取模，使結(jié)膜囊周緣和組織面得以完全并精確地反映在硅橡膠模型上[7]，這一方法克服了傳統(tǒng)取模器一次取模法帶來的誤差，避免了模型獲取不完全造成下一步制作的義眼片周邊缺如；在數(shù)據(jù)的采集上，應(yīng)用了激光掃描技術(shù)，與手工測(cè)量相比，減少了由測(cè)量者因素造成的測(cè)量誤差[17]；在樣本的處理上，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)模型進(jìn)行長(zhǎng)度和體積的測(cè)量，減少了對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象的測(cè)量誤差[18-19]。樣本經(jīng)掃描錄入計(jì)算機(jī)后，發(fā)現(xiàn)表面所呈現(xiàn)的組織面形態(tài)會(huì)影響結(jié)膜囊有效表面積的計(jì)算，因此實(shí)驗(yàn)中利用Zbrush等軟件對(duì)結(jié)膜囊模型進(jìn)行了簡(jiǎn)單修整。研究結(jié)果中結(jié)膜囊剩余面積與義眼片活動(dòng)度的正相關(guān)性，正與郭疆等[20]的研究結(jié)果一致。但由于在樣本處理的環(huán)節(jié)上，樣本表面積是經(jīng)過簡(jiǎn)單處理后收集的，因此本實(shí)驗(yàn)結(jié)果中剩余面積與義眼片活動(dòng)度的正相關(guān)性具有臨床指導(dǎo)意義，但并不提倡將最后獲得的結(jié)膜囊剩余面積值作為制作義眼片的數(shù)據(jù)指導(dǎo)。

結(jié)膜囊剩余面積是影響義眼片活動(dòng)度的主要影響因素，但并不是唯一影響因素。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，義眼片活動(dòng)度與剩余周邊徑值、剩余容積值均具有正相關(guān)性，并且水平活動(dòng)度和垂直活動(dòng)度與各剩余值的相關(guān)性不同。這為在臨床上對(duì)義眼片進(jìn)行初打磨以及對(duì)活動(dòng)度的精修整提供了臨床指導(dǎo)。隨著制作業(yè)市場(chǎng)需求的擴(kuò)增，現(xiàn)代CAD/CAM、激光技術(shù)、計(jì)算機(jī)數(shù)控等測(cè)量技術(shù)使得無模制造成為現(xiàn)實(shí)，計(jì)算機(jī)直接接收激光掃描的數(shù)據(jù)，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行快速成型(Rapid Prototyping)，縮短了制作周期，提高了生產(chǎn)效率，減少患者臨床就診時(shí)間。但是3D打印技術(shù)受到打印材料的制約[21]，臨床制作義眼片的聚甲基丙烯酸甲酯[22]并不屬于3D打印材料范疇。因此尚未查閱到將3D打印引進(jìn)到義眼片的生產(chǎn)制作的文獻(xiàn)。本實(shí)驗(yàn)中60例復(fù)診患者中具有良好活動(dòng)度和穩(wěn)定性的53例研究對(duì)象得出了各剩余值的中位數(shù)和四分位間距，并將義眼片和結(jié)膜囊的關(guān)系對(duì)義眼片活動(dòng)度的影響進(jìn)行了數(shù)據(jù)的量化，這為3D打印出接近良好活動(dòng)度和穩(wěn)定性的義眼蠟?zāi)Ｌ峁?shù)據(jù)指導(dǎo)，對(duì)將3D打印引進(jìn)到義眼制作程序具有重要的實(shí)踐意義。

本研究發(fā)現(xiàn)義眼片與結(jié)膜囊之間的關(guān)系，并創(chuàng)新性地探索這一關(guān)系對(duì)義眼片活動(dòng)度的影響，為制作具有良好穩(wěn)定性和活動(dòng)度的義眼片提供臨床指導(dǎo)的同時(shí)，也為日后將3D打印技術(shù)引入到義眼片的制作提供可行性，為進(jìn)一步擴(kuò)大樣本對(duì)這一關(guān)系進(jìn)行更深的探討提供可能性。因此，本研究具有較高的臨床實(shí)用價(jià)值，值得進(jìn)行深入探討。

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Analysis of the relationship between ocular prosthesis and conjunctival sac by 3D scanning technology.

WANG Xue1, WANG Fan-tao2,SONG Yan2,SUN Xue-li2,XU Xin2,ZHAO Peng1.1.School of Stomatology,Weifang Medical University,Weifang 261053,Shandong,CHINA;2.The Affiliated Hospital of Weifang Medical University,Weifang 261031, Shandong,CHINA

ObjectiveTo explore the influence of the ocular prosthesis-conjunctival sac’relationship on the mobility of the ocular prosthesis.MethodsSixty patients undergoing hydroxyapatite implantation in Affiliated Hospital of Weifang Medical University during the period from July 2014 to February 2015 were selected.The conjunctival sac was analyzed by taking a silicone rubber impression,and 3D scanning technology was used to measure the residual diameter,residual convexity,residual surface area,and residual volume of the conjunctival sac model.The ocular prosthesis was made as routine.The mobility and stability of the ocular prosthesis were examined one week later.The residual diameter,residual convexity,residual surface area,and residual volume of the ocular prosthesis were measured by 3D scanning technology,and their correlations with the data of the conjunctival sac model were analyzed.ResultsThe ocular prosthesis in 53 of the 60 patients(88%)achieved good mobility and stability.The residual diameters from the inner to the outer canthal,the inner canthal to the vault,and the outer canthal to the vault of the conjunctival sac model were found to be in positive correlation with the horizontal mobility of the ocular prosthesis(r=0.82,P＜0.05;r=0.70,P＜0.05; r=0.63,P＜0.05).The residual diameters from the inner to the outer canthal,the inner canthal to the vault,the outer canthal to the vault of the conjunctival sac model were also found to be in positive correlation with the vertical mobility of the ocular prosthesis(r=0.82,P＜0.05;r=0.70,P＜0.05;r=0.63,P＜0.05).Residual surface area of the conjunctival sac model was in positive correlation both with the horizontal mobility and the vertical mobility of the ocular prosthesis(r= 0.53,P＜0.05;r=0.50,P＜0.05).Residual volume has significant positive correlation both with the horizontal mobility and the vertical mobility(r=0.73,P＜0.05;r=0.70,P＜0.05),while residual convexity showed no correlation with the horizontal mobility or the vertical mobility(r=0.19,P＜0.05;r=0.22,P＜0.05).The residual diameter from the vault to the vault had no correlation with the horizontal mobility(r=0.23,P＜0.05),whereas showed a positive correlation with the vertical mobility(r=0.71,P＜0.05).ConclusionThe mobility of the ocular prosthesis is correlated with the residual values of conjunctival sac,which is positively affected by the residual surface area and residual volume of conjunctival sac in a certain range,but not correlated to the residual convexity of conjunctival sac.

Ocular prosthesis;Mobility;Conjunctival sac;Residual diameter;Residual surface area;Residual volume;Residual convexity

R777.3

A

1003—6350（2017）01—0080—03

2016-07-28)

山東省濰坊市科技局醫(yī)學(xué)基金（編號(hào)：2016YX014）

王凡濤。E-mail:wang.fantao@163.com

10.3969/j.issn.1003-6350.2017.01.024