眶緣面積測量新方法及其在NF1中的初步應(yīng)用

郭呈瑞 胡曉潔 林曉曦 陳輝 陳驍俊 仇雅璟

眶緣面積測量新方法及其在NF1中的初步應(yīng)用

郭呈瑞 胡曉潔 林曉曦 陳輝 陳驍俊 仇雅璟

目的探索準(zhǔn)確測量眶緣曲面面積的新方法。方法入選NF1患者26例，對(duì)兩側(cè)眼眶進(jìn)行CT掃描并三維成像，按照近似的冠狀平面測量法和三維測量法得出眶緣面積，對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。結(jié)果平面測量法的數(shù)據(jù)都偏小于三維測量方法，統(tǒng)計(jì)學(xué)上有顯著差異。結(jié)論眶緣面積三維測量法簡單易操作，結(jié)果準(zhǔn)確穩(wěn)定，可以替代冠狀面測量眶緣面積的方法。

神經(jīng)纖維瘤病三維測量曲面測量數(shù)字醫(yī)學(xué)

隨著醫(yī)學(xué)影像學(xué)的發(fā)展，基于CT的三維重建技術(shù)在外科臨床的運(yùn)用已趨向成熟和廣泛，測量和手術(shù)模擬等功能對(duì)于手術(shù)的精準(zhǔn)設(shè)計(jì)具有非常優(yōu)秀的輔助作用[1-2]。神經(jīng)纖維瘤（NF1）患者中，經(jīng)常出現(xiàn)半側(cè)面部的叢狀纖維瘤[1]，表現(xiàn)為兩側(cè)面部的不對(duì)稱，CT顯示兩側(cè)眶骨不對(duì)等畸形[3]。此類患者面部修復(fù)難度大、效果差、術(shù)前設(shè)計(jì)復(fù)雜[4]，亟需數(shù)字化手術(shù)方案的引入以提升手術(shù)效果[5-6]。NF1患者術(shù)前常需測量眶緣和眶上裂的面積大小，為眶骨橫截移位和明確是否需要行眶底鈦網(wǎng)修補(bǔ)提供更加精確的數(shù)據(jù)支持[7-8]。目前，對(duì)于眼眶部的測量以眶部體積測量為主，對(duì)眶緣面積測量報(bào)道較少。常用的平面測量法，仍是某一個(gè)冠狀面或某一切面的替代測量[9-11]，極不精確。因?yàn)?，眶緣是邊緣不?guī)整的曲面結(jié)構(gòu)，以二維的方法來測量分析三維的物體形態(tài)存在明顯的局限性，其準(zhǔn)確性和可靠性較低。因此，本實(shí)驗(yàn)嘗試以三維重建的方法對(duì)此進(jìn)行較為精準(zhǔn)的測量，為進(jìn)一步的臨床應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 研究對(duì)象

選取26例（19例女性，7例男性）NF1臉部叢狀纖維瘤患者進(jìn)行研究。入選條件：①年齡5～28歲；②根據(jù)NIH標(biāo)準(zhǔn)確診為NF1型的病人；③面部有叢狀纖維瘤并造成畸形。疾病的診斷根據(jù)患者發(fā)病年齡、病程進(jìn)展、臨床表現(xiàn)及CT檢查結(jié)果完成。

1.2 測量方法

將患者的顱骨CT掃描數(shù)據(jù)，以DICOM格式輸入軟件，三維重建后對(duì)眼眶容積分別進(jìn)行平面測量和三維曲面測量。①平面測量：在CT冠狀面上獲得眶緣切面，讓盡可能多的眶緣進(jìn)入這個(gè)切面，通過Mimics軟件的“measure”功能，手動(dòng)繪出眼眶邊緣，測量面積（圖1）；②三維曲面測量：在Mimics中選擇“spline”，應(yīng)用鼠標(biāo)沿骨性眶壁描記，為眶內(nèi)側(cè)緣和外側(cè)緣即顴額突的連線，軟件自動(dòng)根據(jù)計(jì)算將點(diǎn)與點(diǎn)之間的連線貼合所處平面，通過若干個(gè)點(diǎn)的定位，我們?cè)谟?jì)算機(jī)上將眶緣的三維模型“勾勒”出來（圖2）。將其轉(zhuǎn)化到CAD軟件中，填充這個(gè)眶緣所形成的曲面，這里我們將其曲面的曲率設(shè)置為默認(rèn)，可自動(dòng)形成一個(gè)最接近平面的曲面，再測量其面積。

圖1 冠狀面上測量眶緣的面積Fig.1The measurement of orbital rim area in the coronal plane

圖2Mimics+CAD測量眶緣的面積（三維曲面測量法）Fig.2The measurement of orbital rim area by mimics and CAD(3D curved surface measurement)

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

以SPSS 19.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，數(shù)據(jù)以（x±s）表示。對(duì)兩種測量方法的數(shù)據(jù)進(jìn)行獨(dú)立樣本配對(duì)t檢驗(yàn)，P＜0.05為存在顯著性差異。

2 結(jié)果

本組共26例，平面方法測量結(jié)果：左眼眶（1160.56±212.42）mm2，右眼眶（1171.32±195.73）mm2；三維曲面測量法結(jié)果：左眼眶（1277.48±283.67）mm2，右眼眶（1235.74±150.13）mm2。平面測量法所得數(shù)據(jù)都明顯小于三維測量法（P＜0.05）。

3 討論

NF1患者的面部叢狀神經(jīng)纖維瘤常侵襲單側(cè)，致面部畸形，使眼眶骨骼受到影響，出現(xiàn)眶緣擴(kuò)大，蝶骨大翼缺損等現(xiàn)象[4]。冠狀面替代的測量方法受CT拍攝時(shí)頭部位置的影響和平面的限制，結(jié)果偏差較大。Mimics+CAD的測量方法能突破原來平面測量方法的局限，且多次測量結(jié)果誤差很小，操作簡潔。為使此方法更加規(guī)范，我們今后擬采用更大的樣本量，對(duì)取點(diǎn)的位置和數(shù)目進(jìn)行優(yōu)化。

通過本實(shí)驗(yàn)，我們認(rèn)為今后應(yīng)在下列方面進(jìn)行改進(jìn)。①對(duì)于邊緣較為光滑的曲面，連線的貼合率較高，而對(duì)于邊緣較為銳利的眼眶，軟件識(shí)別并自行貼合的能力較差，需要在該部位手動(dòng)添加更多的取點(diǎn)數(shù)，以增加測量的準(zhǔn)確性；②在粗略的取點(diǎn)之后，雖然也能獲得近似的面積取值，但如能通過多方位的旋轉(zhuǎn)重建模型，檢查所取點(diǎn)是否準(zhǔn)確定位在眼眶上，對(duì)其進(jìn)行微調(diào)，能有效提高準(zhǔn)確性；③對(duì)于骨皮質(zhì)較薄的眶尖區(qū)域，因受CT掃描層厚的限制，有些細(xì)節(jié)部位可能并不準(zhǔn)確，需要更精準(zhǔn)的影像學(xué)數(shù)據(jù)。

本實(shí)驗(yàn)采用的方法具有三維空間的不規(guī)則取點(diǎn)和可編輯曲率的特性，可能適用于更多的不規(guī)則組織和部位的三維測量，有進(jìn)一步深入研究的必要。

綜上所述，Mimics+CAD測量眶緣面積的方法，是符合解剖結(jié)構(gòu)特性的計(jì)算方法，相較于傳統(tǒng)的平面代替曲面的方法，其結(jié)果更為精確、穩(wěn)定，操作簡便，可適用于術(shù)前的手術(shù)方案設(shè)計(jì)和術(shù)后的評(píng)估，是提高臨床療效的良好輔助。

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A New Measurement of Orbital Rim Area and its Primary Application in NF1

ObjectiveTo explore a more accurate method in the area measurement of curved surface such as orbital rim. MethodsTwenty-six NF1 patients were acquired.CT scan on both sides of the orbit and 3D reconstruction were completed.The orbital rim area was measured in approximate coronal plane and 3D curved plane respectively.The data were statistically analyzed.ResultsOn average,the data of the plane method were underestimated,compared with the 3D method.There was statistical difference between the two groups.ConclusionThe measurement in 3D curved plane is accurate,stable and easy to operate,which can replace the measurement in approximate coronal plane.

Neurofibromatosis;Three-dimensional measurement;Curve area measurement;Digital medicine

R622

A

1673－0364（2017）01－0034－02

GUO Chengrui,HU Xiaojie,LIN Xiaoxi,CHEN Hui,CHEN Xiaojun,QIU Yajing.
Department of Plastic and Reconstructive Surgery,Shanghai Ninth People's Hospital,Shanghai Jiaotong University School of Medicine,Shanghai 200011,China.Corresponding author:HU Xiaojie(E-mail:hxjie2002@hotmail.com).

10.3969/j.issn.1673-0364.2017.01.009

上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院橫向課題。

200011上海市上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院整復(fù)外科。

胡曉潔（E-mail：hxjie2002@hotmail.com）。