趙利等

[摘要]目的：探討計算機輔助三維重建技術(shù)在頜面部外傷中的診斷及臨床應(yīng)用價值。方法：收集70例頜面部外傷患者。對所有頜面部外傷患者均行普通X線片拍攝、螺旋CT二維掃描和三維重建成像，對結(jié)果進行對比分析，并總結(jié)三維重建技術(shù)在頜面部外傷的臨床應(yīng)用特點。結(jié)果：計算機輔助三維成像技術(shù)，對70例頜面部外傷患者診斷準(zhǔn)確性高，并且能夠立體清晰地顯示了頜面部骨折部位、類型、骨折塊移位情況及頜面部立體形態(tài)改變。結(jié)論：計算機輔助三維重建技術(shù)獲得的圖像彌補了普通X線及二維CT軸位圖像不足，可以全面立體地顯示病變，在頜面部外傷的術(shù)前診斷、手術(shù)計劃制定及手術(shù)后效果評價中具有重要臨床應(yīng)用價值，可作為常規(guī)的影像學(xué)檢查方法，也是口腔計算機輔助外科的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

[關(guān)鍵詞]三維CT； 計算機輔助三維重建；頜面部骨折；三維手術(shù)預(yù)測模擬

[中圖分類號]R179 G478.2 [文獻標(biāo)識碼]A [文章編號]1008-6455（2014）12-0974-05

Abstract： Objective The aim of this study is to explore the diagnosis and clinical application value of computer-assisted three-dimensional reconstruction technique in injuries of maxillofacial. Methods 70 patients of maxillofacial trauma patients were included in this study.All trauma patients were performed by X-ray films、2 D spiral CT scan and 3 D reconstruction imaging，and comparing with the results of analysis， and summarize the clinical application of 3D reconstruction technique in maxillofacial trauma. Results The computer- assisted three-dimensional reconstruction technique has the hily accuracy rate to the 70 patients of maxillofacial trauma patients.It's stereoscopical and clearly shows the maxillofacial fracture site，type，displacement of fracture fragments and maxillofacial three-dimensional morphological changes. Conclusion The technique make up for less than ordinary X-ray and 2D CT axial images-display of lesions in the full three-dimension，which has an important clinical value in preoperative diagnosis， surgical planning and post-operative effect evaluation in maxillofacial trauma，and could be used as a conventional imaging methods， Also was the data base of oral computer-aided surgical.

Key words：3-DCT/computer-assisted three-dimensional reconstruction technique/Maxillofacial fracture /three dimensional surgical planning and simulation

對頜面部骨組織器官的三維重建是頜面外科手術(shù)治療的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)X線檢查和二維CT因其本身的局限性已經(jīng)不能滿足更高要求的臨床需要，只能作為治療的輔助檢查手段。近年來，隨著多層螺旋CT（MSCT）設(shè)備和計算機技術(shù)的成熟，計算機輔助三維重建技術(shù)形成的三維重建圖像因其能夠準(zhǔn)確地提供三維信息、模擬術(shù)后效果和指導(dǎo)手術(shù)重建，在頜面外科中的應(yīng)用越來越廣泛[1-3]。隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，計算機輔助三維重建技術(shù)在頜面部外傷骨折的術(shù)前診斷、術(shù)前手術(shù)方案設(shè)計、手術(shù)操作過程模擬及術(shù)后效果模擬等方面發(fā)揮著重要的角色。對于頜面部外傷手術(shù)有著重要意義。本研究通過對運用計算機輔助三維重建技術(shù)的70例頜面部外傷骨折病例的臨床資料進行分析，探討三維重建技術(shù)在頜面部外傷中的診斷及臨床應(yīng)用價值。

1 材料和方法

1.1 臨床資料：收集2010年12月～2012年12月在安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院口腔頜面外科診治的頜面部外傷骨折的70例（男58例，女12例）患者資料，年齡6～78歲，平均35歲。臨床檢查均為頜面部損傷，其中交通事故傷41例，墜落傷19例，鈍器擊傷7例，其他意外損傷3例，其中合并顱腦損傷16例。陳舊性骨折26例，平均傷后10天就診；臨床表現(xiàn)最明顯的為骨折處疼痛，咬合關(guān)系錯亂和下頜運動障礙等。每位患者術(shù)前均進行常規(guī)X線平片、二維CT片和三維CT重建。

1.2 檢查設(shè)備及技術(shù)參數(shù)：患者術(shù)前均進行常規(guī)X線平片、二維CT片和三維CT重建。①常規(guī)X線平片攝影：包括頭顱正側(cè)位片、上頜骨華氏位片、曲面斷層片；②螺旋CT掃描：應(yīng)用普通螺旋CT行二維掃描，獲得二維CT圖像；三維掃描使用用西門子64位螺旋CT掃描，掃描時患者仰臥，平行于眶耳線行橫斷位掃描，圖像矩陣753×212，掃描參數(shù)：管電壓120kV，管電流350mA，層厚2mm，螺距l(xiāng)mm，掃描時間1.0s，重建間距1.5mm?；颊卟捎醚雠P位。掃描完成后用Image work中選3D重建系統(tǒng)獲得立體圖像，根據(jù)病變位置分別在X軸、Y軸和Z軸上轉(zhuǎn)動，常規(guī)取前面、后面、左右側(cè)面等進行觀察和攝影，左右斜面旋轉(zhuǎn)角度根據(jù)骨折位置確定。

1.3圖像處理及資料分析：患者的常規(guī)X線片和二維CT片拍攝后將二維圖像數(shù)據(jù)傳入計算機內(nèi)，直接閱片；三維CT重建影像是多層螺旋CT掃描完成后，將獲得的橫斷面影像經(jīng)Image work工作站進行圖像后處理，獲得立體圖像，根據(jù)病變位置分別在X軸、Y軸和Z軸上轉(zhuǎn)動，常規(guī)取前面、后面、左右側(cè)面等面進行觀察和攝影，左右斜面旋轉(zhuǎn)角度根據(jù)骨折位置確定。骨折的判斷以二維圖像作為參考標(biāo)準(zhǔn)，將全部病例的3種影像檢查方法分成3組。由2位有經(jīng)驗的放射診斷醫(yī)生和2位口腔頜面外科醫(yī)生進行雙盲法評估，要求每位觀察者根據(jù)三組圖像分別對每例患者頜面部骨折部位、范圍、骨折線形態(tài)及走行、骨折塊數(shù)目及移位情況、關(guān)節(jié)脫位情況、鄰近結(jié)構(gòu)的解剖關(guān)系及并發(fā)癥作出診斷和分析，三種圖像顯示結(jié)果分別與手術(shù)結(jié)果對照。并將該信息提供給口腔頜面外科醫(yī)生，以此作為術(shù)前方案設(shè)計的依據(jù)。

1.4 治療方法的選擇：分為保守治療和手術(shù)治療。保守治療方法為頜間牽引固定、石膏頭帽顱頜牽引固定和外牽張支架，適應(yīng)癥為新鮮并且骨折輕度移位線性骨折、兒童患者（年齡<12周歲）、全身情況不適合手術(shù)或不同意手術(shù)者；手術(shù)治療是指手術(shù)顯露骨折部位，新鮮骨折采用器械復(fù)位，陳舊性骨折則不按原骨折線打開骨折，而采用骨鋸進行截骨，然后根據(jù)恢復(fù)咬合關(guān)系和面形的要求復(fù)位，適應(yīng)癥為有開放性創(chuàng)口的骨折、閉合性復(fù)雜骨折、已錯位愈合的陳舊性骨折且咬合關(guān)系錯亂。頜骨骨折的手術(shù)入路根據(jù)骨折部位選擇，但要兼顧顯露和美觀的要求，因此合適的手術(shù)入路非常正常，通常采用冠狀切口、眼緣下切口、耳屏前切口，下頜下切口、局部小切口、口內(nèi)前庭溝切口及各種聯(lián)合切口；根據(jù)斷端位置、移位程度及骨折片狀態(tài)選擇適宜的內(nèi)固定方式，包括鋼絲結(jié)扎，克氏針固定、堅強內(nèi)固定鈦板及鈦網(wǎng)等。

1.5 療效評定：術(shù)后1～6月進行影像學(xué)和臨床檢查相關(guān)術(shù)后隨訪研究，骨折術(shù)后的功能評價指標(biāo)為：切口一期愈合、開口度>40mm且無疼痛、恢復(fù)正常的咬合狀態(tài)、下頜有良好的活動度、穩(wěn)定的顳下頜關(guān)節(jié)及面部有良好的對稱性，滿足前述5條以上標(biāo)準(zhǔn)為優(yōu)，滿足3～4條標(biāo)準(zhǔn)為良，不足3條標(biāo)準(zhǔn)為差。

1.6 統(tǒng)計學(xué)處理：所有病例資料通過SPSS 11.5統(tǒng)計學(xué)軟件錄入計算機，組間比較用χ2檢驗，以P<0.05作為差異顯著性標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié)果

2.1 3種檢查方法的診斷結(jié)果分析：70例頜面部骨折患者中，多發(fā)復(fù)合性骨折56例；發(fā)現(xiàn)骨折數(shù)212處，平均每例3.1處（見表1）。X線平片、二維CT及三維CT重建成像對70例頜面部骨折的診斷準(zhǔn)確率分別為88.1%、97.6% 、97.6%；通過統(tǒng)計學(xué)兩兩對照比較差異性，X線平片與二維CT及三維CT比較，χ2=35.58，兩者P<0.05，有統(tǒng)計學(xué)差異性 二維CT與三維CT比較，P>0.05，無統(tǒng)計學(xué)差異性。分析：二維CT及三維CT檢查方法在頜面部骨折診斷率上優(yōu)于X線。三維CT圖像對病變表面骨折的診斷價值巨大，確診率達到97.6%，能立體、直觀、清晰、逼真，并可多方位旋轉(zhuǎn)、切割以充分顯示骨折區(qū)。但對5處上頜竇后壁、篩骨等深部骨折未能顯示。各種影像檢查方法對骨折的顯示情況見表2及圖1～3。

2.2 患者術(shù)后療效評定分析：70例頜面部外傷骨折病例中，術(shù)后療效優(yōu)良者50例（占71.4%）；術(shù)后效果良好者15例（占21.5%）；術(shù)后效果較差者5例（占7.1%）。

3 討論

近年來口腔頜面部外傷骨折的發(fā)生率呈逐漸上升趨勢，由于頜面部暴露于人體表面，且位置突出，在受傷時易發(fā)生骨折，頜面部骨折約占全身骨折的3.2%～3.8%，占頜面部創(chuàng)傷的80%[4]。從頜面創(chuàng)傷的性別構(gòu)成來看，男女比率為4.8：1，這與國內(nèi)外的文獻統(tǒng)計中報到的男女比例相當(dāng)[5-6]，隨著社會在發(fā)展，女性與男性一樣越來越多的參與各種社會活動，因此女性患者比例有所上升。頜面部骨折的另一大特點是多發(fā)性骨折。在所有骨折病例中，多發(fā)骨折患者為56例，所占總數(shù)比例為80%，單發(fā)骨折的患者數(shù)量為14例，占總骨折人數(shù)的20%，兩者之比為4：1。70例頜面部骨折患者總共擁有骨折數(shù)量約為212個，平均約為3.1個/人?？偨Y(jié)其原因，主要有以下幾方面[7-8]：①交通事故外傷的患者比例大，事故損傷較大易致使頜面部骨折多發(fā)且復(fù)雜；②新型影像設(shè)備和技術(shù)在頜面部外傷的應(yīng)用，提高頜面部骨折的診斷率，對頜面部骨折手術(shù)具有巨大的輔助作用。

頜面部解剖結(jié)構(gòu)及其毗鄰關(guān)系復(fù)雜，頜面部骨折特別是多發(fā)復(fù)合性骨折常造成頜面部變形，影響器官功能及患者容貌，因此及時準(zhǔn)確地診斷骨折部位和了解骨折移位情況對頜面部外傷的治療起重要作用。傳統(tǒng)X線只能簡單診斷有無骨折；因影像重疊影響，難以清楚顯示深層次結(jié)構(gòu)的骨折，也不能顯示細微骨折及骨折周圍軟組織的損傷情況，在具體的診斷中有很大的局限性；本研究中二維CT對70例患者212處骨折的確診率高達97.6%，說明二維CT平掃可準(zhǔn)確顯示頜面部骨折部位，且能顯示骨折周圍軟組織情況，對頜面部骨折的診斷價值大；但因為二維CT掃描為斷層掃描，圖像為二維圖像，受限于層厚，雖能顯示絕大部分骨折線，對于平行或近乎平行于掃描平面的骨折線顯示較差，對多發(fā)和粉碎性骨折顯示不理想，且無法顯示和其他掃描層位的相互關(guān)系，同時不能直接顯示骨折線的全程、粉碎骨折的移位情況及復(fù)雜的三維解剖關(guān)系。頜面部螺旋CT三維重建圖像立體、直觀、清晰、準(zhǔn)確，能夠從多個方向和角度以及所需的層面顯示出各種部位的骨折，包括骨折類型、范圍、骨折段的移位方向和移位距離以及與骨折段周圍組織的空間關(guān)系，尤其是在對掃描平面上的線性骨折和嚴(yán)重的粉碎性骨折具有特別的診斷價值。容積再現(xiàn)（volume rendering，VR）技術(shù)是廣泛應(yīng)用于頜面部三維重建的后處理方法，三維重建技術(shù)對骨折的確診率為96.1%，確診率很高。研究表明，VR重組圖像能逼真地顯示骨折的部位、范圍、程度及骨折的移位情況，利于手術(shù)切口的設(shè)計和決定骨折的固定方式，從而獲得良好的手術(shù)效果[9-11]。但VR圖像由于各組織透明度的不同，易造成影像重疊，影響影像觀察效果[12]。因此深部結(jié)構(gòu)的一些骨折，如鼻中隔、眶底、篩骨不易立體顯示，需應(yīng)用切割技術(shù)，暴露病變部位。近年來，利用三維影像結(jié)合快速原型技術(shù)制造患者個體性三維頭顱模型，并在三維頭顱模型上進行模型外科，進行更加真實和可重復(fù)的手術(shù)模擬與演示，既精確了設(shè)計手術(shù)方案，又有利于醫(yī)患交流，使患者更加全面了解手術(shù)的復(fù)雜性，同時大大縮短手術(shù)時間，降低手術(shù)風(fēng)，提高了手術(shù)的可預(yù)測性。王國云等[13]研究的頭顱模型在復(fù)雜頜骨骨折手術(shù)中的應(yīng)用表明頭顱模型的應(yīng)用改進了外科手術(shù)的模式，并能完成復(fù)雜型骨折的復(fù)位和個體化解剖重建，具有非常實用的臨床價值。計算機輔助設(shè)計與制作（computer-assisted design/manufacture，CAD/CAM）技術(shù)及導(dǎo)航系統(tǒng)（computer-assisted navigation system，CANS）的開發(fā)和應(yīng)用。為復(fù)雜頜面部骨折的治療提供了極大的幫助，通過計算機輔助制作技術(shù)，生成患者的個體性三維仿真頭顱模型，在模型上制作骨折復(fù)位模板、彎制鈦板和鈦網(wǎng)，再結(jié)合計算機輔助導(dǎo)航系統(tǒng)，醫(yī)師可以隨時了解手術(shù)器械、錯位骨塊位置及與患者解剖結(jié)構(gòu)的關(guān)系.提高骨折復(fù)位的準(zhǔn)確性，達到滿意的手術(shù)效果。何冬梅等[14]研究表明計算機輔助導(dǎo)航系統(tǒng)和個體化三維鈦網(wǎng)結(jié)合可提高陳舊性眶顴骨折伴眼球內(nèi)陷畸形的治療效果，且鈦網(wǎng)聯(lián)合Medpor是治療嚴(yán)重眼球內(nèi)陷畸形的良好方法。

綜上所述，計算機輔助三維重建技術(shù)相對于傳統(tǒng)的影像檢查具有無可比擬優(yōu)勢，提供的三維影像對臨床醫(yī)生在術(shù)前診斷、選擇、設(shè)計手術(shù)程式及手術(shù)過程提供了重要的信息及參照物， 三維重建技術(shù)在頜面外傷中可做為常規(guī)且必須檢查，對于臨床制定手術(shù)方案，縮短手術(shù)時間和評估手術(shù)效果具有重要指導(dǎo)意義。三維重建技術(shù)的無創(chuàng)性及三維圖像的直觀、準(zhǔn)確、和定量的特性使之在顱頜面外科的應(yīng)用方面有著廣闊的發(fā)展前景[15]。然而，計算機輔助三維重建技術(shù)在臨床應(yīng)用中仍有其局限性，這需要醫(yī)療工作者在今后的研究工作中需不斷改進。

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[收稿日期]2013-11-11 [修回日期]2014-02-10

編輯/何志斌