陳圣愷， 毛渤淳， 陳奕霖， 周佳琦， 毛靖寧， 石冰， 李精韜

1. 口腔疾病研究國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 國家口腔疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心 四川大學(xué)華西口腔醫(yī)院，四川 成都（610041）； 2. 口腔疾病研究國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 國家口腔疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心 四川大學(xué)華西口腔醫(yī)院唇腭裂外科，四川 成都（610041）

唇腭裂畸形是顱面部最常見的先天性畸形，在我國新生兒中發(fā)病率約為1.67‰［1］，嚴(yán)重影響到患者的容貌、口頜功能、心理發(fā)展、社會(huì)活動(dòng)、生命質(zhì)量等各方面，對(duì)患者及家屬造成巨大負(fù)擔(dān)。為幫助唇腭裂患者在生理結(jié)構(gòu)、外形、語音、心理調(diào)節(jié)、社會(huì)活動(dòng)等方面將畸形帶來的影響降至最低，對(duì)容貌的恢復(fù)尤為重要［2］?；颊咴谶M(jìn)行數(shù)次手術(shù)治療后，鼻唇形態(tài)發(fā)生巨大的改變，對(duì)諸如裂隙寬度、鼻唇對(duì)稱性等變化的準(zhǔn)確記錄必須貫穿于唇腭裂臨床與科研工作的各個(gè)環(huán)節(jié)，為術(shù)式效果評(píng)價(jià)、多中心對(duì)比、唇腭裂手術(shù)術(shù)式改進(jìn)與創(chuàng)新等提供研究參照［3］。現(xiàn)有鼻唇形態(tài)測(cè)量手段主要分直接測(cè)量、二維照片測(cè)量和三維測(cè)量三類。直接在患者面部進(jìn)行測(cè)量，其所得結(jié)果即患者面部形態(tài)的實(shí)際數(shù)據(jù)，且可直接獲得絕對(duì)數(shù)值，故直接測(cè)量法是臨床上與患者實(shí)際面部形態(tài)相關(guān)性最高的測(cè)量評(píng)價(jià)方式，常作為金標(biāo)準(zhǔn)來檢驗(yàn)其他測(cè)量方法的準(zhǔn)確性與可靠性［4］。傳統(tǒng)二維照片測(cè)量在上世紀(jì)即投入使用并建立標(biāo)準(zhǔn)體系［5］，同時(shí)憑借其低廉的成本及便利的軟件工具成為目前測(cè)量評(píng)價(jià)所使用的諸多方法中最為普遍使用的方式［6］。三維攝影又稱數(shù)字化三維攝影測(cè)量，可以創(chuàng)造一個(gè)面部的三維輪廓，供進(jìn)一步實(shí)施分析測(cè)量，其優(yōu)勢(shì)是醫(yī)療工作者可從多角度進(jìn)行仔細(xì)測(cè)量且不受限于操作時(shí)間［7］。在唇腭裂外科的臨床與科研工作中，術(shù)后效果評(píng)價(jià)具有極其重要的地位，而相比于主觀評(píng)價(jià)，客觀測(cè)量具有更高的可重復(fù)性以及臨床參考價(jià)值。唇腭裂患者的面形在鼻唇部增加了諸如健、患側(cè)組織的不對(duì)稱分布、鼻唇部特征點(diǎn)的異位等因素，具有其特殊性（圖1）。這些異常因素在拍攝過程中極易受角度偏斜、光影對(duì)比、色差變化、光學(xué)畸變等因素干擾，其精確性難免受到影響［4，6］。故雖然一些相關(guān)研究以正常人的面形為研究對(duì)象，對(duì)三維攝影和傳統(tǒng)照片的精確性進(jìn)行了檢驗(yàn)，但并不能簡(jiǎn)單地套用在唇裂患者面部測(cè)量上［8-9］。二維攝影便捷廉價(jià)但易受角度影響，信息量有限；三維攝影可進(jìn)行各個(gè)角度的全面測(cè)量觀察但軟、硬件成本較高。故臨床與科研工作者在進(jìn)行術(shù)后評(píng)價(jià)中選擇最合適的評(píng)價(jià)方式仍是一個(gè)需要權(quán)衡的問題。測(cè)量方法的精確性是選擇測(cè)量體系最關(guān)鍵的考慮因素之一。本研究以單側(cè)唇裂伴或不伴腭裂患者為研究對(duì)象，對(duì)傳統(tǒng)二維攝影與新型三維攝影用于患者面部結(jié)構(gòu)測(cè)量的精確性進(jìn)行對(duì)比研究，探究針對(duì)不同面部容貌亞單位進(jìn)行測(cè)量時(shí)兩種攝影系統(tǒng)的精確性差別，并觀察畸形本身嚴(yán)重程度對(duì)兩種攝影系統(tǒng)精確性的可能影響，以期明確兩種攝影系統(tǒng)的具體應(yīng)用價(jià)值和最佳應(yīng)用情形，為唇腭裂治療工作的測(cè)量工作創(chuàng)造更高效的測(cè)量體系，為醫(yī)務(wù)人員在唇腭裂外科的臨床科研中在測(cè)量評(píng)價(jià)方法選擇的問題上提供證據(jù)參考。

1 研究方法

1.1 患者來源

本研究于2017 年4 月～12 月在四川大學(xué)華西口腔醫(yī)院唇腭裂外科開展。

納入標(biāo)準(zhǔn)：①獲得患兒家屬知情同意；②患有單側(cè)完全性或不完全性唇裂，未行唇裂整復(fù)術(shù)，伴或不伴腭裂均可納入；③能夠順利完成二維平面照片和三維立體照片的拍攝。排除標(biāo)準(zhǔn)：①綜合征型唇腭裂患兒；②手術(shù)年齡在12 月齡以上的患兒。

1.2 測(cè)量方法與指標(biāo)

參考Farkas 建立的面部測(cè)量定點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)［4，6］，本研究對(duì)唇腭裂患兒面部形態(tài)測(cè)量的標(biāo)志點(diǎn)定點(diǎn)情況如圖1 所示。面部直接測(cè)量以及二維、三維攝影系統(tǒng)測(cè)量的定點(diǎn)均由同一位經(jīng)驗(yàn)豐富的唇腭裂外科醫(yī)師完成。借助游標(biāo)卡尺進(jìn)行的直接測(cè)量由手術(shù)醫(yī)生在患兒行唇裂整復(fù)術(shù)前的全身麻醉狀態(tài)下進(jìn)行。二維照片由專職照相記錄的醫(yī)師拍攝（相機(jī)：Canon EOS 70D，鏡頭：EF 17～40 mm），距被攝患兒約50 cm，記錄正面與仰面照片。其中正面照為患兒平視前方，仰面照與鼻底平面平行。根據(jù)二維照片測(cè)量的特點(diǎn)，鼻小柱畸形程度的四個(gè)標(biāo)志點(diǎn)僅從仰面照片中獲取，其余各點(diǎn)從正面照獲取。三維攝影系統(tǒng)（3dMDface System，USA）的安裝與使用均按照制造商提供的說明書進(jìn)行，拍攝時(shí)患兒面部全部處于電腦屏幕顯示的取景框中并平視鏡頭正中［10］。患兒面部畸形嚴(yán)重程度通過對(duì)“裂隙側(cè)測(cè)量值/非裂隙側(cè)測(cè)量值”這一比值進(jìn)行表示，測(cè)量共7 項(xiàng)指標(biāo)（表1）。

Figure 1 Mark points of frontal view and upturned view of face in 2D and 3D photos圖1 二維及三維正面照與仰面照面部標(biāo)志點(diǎn)

中線處單點(diǎn)偏移程度指標(biāo)3 項(xiàng)：鼻尖偏移、鼻小柱基部偏移、人中切跡偏移；線性不對(duì)稱程度指標(biāo)4 項(xiàng)：鼻底寬度比值、唇高比值、側(cè)唇長比值、鼻小柱高度比值。

比值越接近1，代表畸形程度越輕。將實(shí)際測(cè)量（caliper，C）獲得的比值作為金標(biāo)準(zhǔn)，二維照片（photogrammetry，P）與三維照片（stereophotogrammetry，S）獲得的比值與金標(biāo)準(zhǔn)比值之間的比值差反映兩種攝影測(cè)量產(chǎn)生的誤差大小。比值差越接近0 即誤差越小。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

因樣本量較小，本研究選擇Kolmogorov-Smirnov 法對(duì)比值差分布的正態(tài)情況進(jìn)行判斷?；诒狙芯恐斜戎挡罘植冀普龖B(tài)，比值差與0 的比較采用單樣本t檢驗(yàn)。比值差與畸形嚴(yán)重程度的相關(guān)性用Pearson 積矩相關(guān)系數(shù)表示。所有統(tǒng)計(jì)學(xué)檢驗(yàn)由SPSS 21.0 軟件完成，檢驗(yàn)水準(zhǔn)α 取0.05。

2 結(jié) 果

本研究共納入13 例符合納入標(biāo)準(zhǔn)的單側(cè)唇裂患兒，男女比為8∶5，平均年齡為（3.54 ± 1.45）個(gè)月，不完全性唇裂與完全性唇裂之比為8∶5。經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)檢驗(yàn)，2 種攝影系統(tǒng)得到7 個(gè)指標(biāo)共14 組比值差均符合正態(tài)分布（P均大于0.1）。

對(duì)兩種攝影系統(tǒng)所得測(cè)量指標(biāo)的誤差情況（表1）進(jìn)行分析可得，大部分指標(biāo)的95%置信區(qū)間（95%CI）均包含數(shù)值0，尚不能認(rèn)為存在明確偏大或偏小的誤差（圖2）。僅有三組指標(biāo)存在明顯偏倚：二維攝影系統(tǒng)對(duì)于唇高畸形的測(cè)量結(jié)果偏大（比值差95%CI＝0.022～0.203，P＝0.019），對(duì)鼻小柱高度比值的測(cè)量結(jié)果偏?。ū戎挡?5%CI＝-0.268～-0.049，P＝0.008）；三維攝影系統(tǒng)對(duì)鼻底寬度比值的測(cè)量結(jié)果偏?。ū戎挡?5%CI＝-0.536～-0.140，P＝0.003）。

本研究對(duì)畸形嚴(yán)重程度的定義為實(shí)際測(cè)量獲得的裂隙側(cè)/非裂隙側(cè)比值。2 種攝影系統(tǒng)測(cè)量的比值差與實(shí)際測(cè)量所得畸形嚴(yán)重程度的相關(guān)系數(shù)如表1，圖2 所示。結(jié)果顯示，二維攝影的鼻尖偏移（相關(guān)系數(shù)＝-0.678，P＝0.022）、三維攝影的人中切跡偏移（相關(guān)系數(shù)＝-0.615，P＝0.025）、側(cè)唇長比值（相關(guān)系數(shù)＝-0.584，P＝0.036）這3 個(gè)指標(biāo)的測(cè)量誤差大小與畸形程度成顯著負(fù)相關(guān)。

表1 二維、三維攝影對(duì)單側(cè)唇裂患者的面部測(cè)量結(jié)果Table 1 Facial measurement results of unilateral cleft lip by two-dimensional and stereophotogrammetry

3 討 論

恢復(fù)患者容貌是唇腭裂外科治療的一大目標(biāo)。漫長的改進(jìn)提升過程離不開對(duì)手術(shù)效果客觀、精確的評(píng)價(jià)。找到一套精確的容貌評(píng)價(jià)系統(tǒng)對(duì)于唇腭裂外科的發(fā)展以及治療效果的提高極其重要。

最為傳統(tǒng)的測(cè)量方式是在患者面部利用卡尺進(jìn)行的直接測(cè)量，常作為金標(biāo)準(zhǔn)來檢驗(yàn)其他測(cè)量方法的準(zhǔn)確性與可靠性［5］。但其缺點(diǎn)也顯而易見：①由于唇腭裂序列治療中首次手術(shù)常為關(guān)閉裂隙，且多選擇在患者出生后3～9 個(gè)月內(nèi)進(jìn)行，測(cè)量過程中患兒依從性不高，需要在施以麻醉后方可進(jìn)行，這對(duì)幼兒的機(jī)體是一種潛在的風(fēng)險(xiǎn)和負(fù)擔(dān)；②定點(diǎn)所用染料的理化性質(zhì)、測(cè)量所用工具的操作性與有效數(shù)字等都限制了測(cè)量的準(zhǔn)確度；③直接測(cè)量不能有效獲得角度、面積等數(shù)據(jù)；④在不同時(shí)間有測(cè)量需要時(shí)必須有患者本人在場(chǎng)。故以直接測(cè)量作為臨床工作的主要測(cè)量方式，顯然是不實(shí)際的。

隨著相機(jī)技術(shù)的發(fā)展，二維照片測(cè)量逐漸普及。此法的突出優(yōu)點(diǎn)在于：①照片拍攝過程方便快捷；②對(duì)患者依從性要求低；③數(shù)碼照片便于儲(chǔ)存；④圖片處理軟件使測(cè)量者可對(duì)照片進(jìn)行放大、旋轉(zhuǎn)、添加輔助線等操作；⑤所得數(shù)據(jù)有效位數(shù)高。因此傳統(tǒng)照片測(cè)量亦成為目前測(cè)量評(píng)價(jià)所使用的諸多方法中最為普遍使用的方式。然而，其缺點(diǎn)則在于［6，11］：①二維照片為平面，即所得的點(diǎn)、線本質(zhì)上是實(shí)際點(diǎn)與線在拍攝平面的投影，所得的測(cè)量數(shù)據(jù)與實(shí)際數(shù)值存在幾何變換；②會(huì)受拍攝時(shí)姿勢(shì)角度偏差影響；③光線影響定點(diǎn)，如鼻尖附近反光區(qū)域的形態(tài)特征被掩蓋；④拍攝時(shí)所使用鏡頭的焦距大小、廣角畸變等光學(xué)素質(zhì)可能會(huì)影響成像保真性；⑤自身組織的遮擋將導(dǎo)致一些值無法獲得。

隨著數(shù)字化模擬與重建技術(shù)的發(fā)展，三維照相體系逐漸引入人體面部測(cè)量之中。此法的優(yōu)點(diǎn)包括：①獲取圖像的時(shí)間為毫秒級(jí)［11-12］，減少了因受試者移動(dòng)而產(chǎn)生的圖片失真，大大增強(qiáng)了此法的實(shí)用性；②不直接接觸面部，并且受試者處于自然頭位，因此避免了對(duì)軟組織的擠壓以及因受試者體位變化而導(dǎo)致的軟組織形變；③理論上攝像系統(tǒng)及數(shù)字化重建系統(tǒng)的誤差較低；④隨著技術(shù)的發(fā)展，三維測(cè)量系統(tǒng)的使用成本已經(jīng)大大降低，普及率也正在逐年上升［13-14］。然而，三維攝影系統(tǒng)的軟、硬件成本較高以及三維圖像本身的分辨率偏低等問題仍然限制著其應(yīng)用的普及［11］。需要注意的是，二維照片用于面部測(cè)量已經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展，標(biāo)準(zhǔn)化程度較高；而三維攝影體系尚處于新興階段，對(duì)于三維圖像信息進(jìn)行分析的手段繁多，統(tǒng)一性較低［15］。

立體照片和平面照片作為測(cè)量工具，精確性是決定兩者價(jià)值最重要的因素之一，但在唇腭裂患者面部測(cè)量的精確性尚未得到可靠檢驗(yàn)，或僅有主觀評(píng)價(jià)［16-17］；三維立體照片的精確性在正常人面部測(cè)量也有研究［9，14］，而在唇腭裂患者面部測(cè)量的可靠性雖有研究但優(yōu)質(zhì)證據(jù)不足。并且，也沒有研究針對(duì)不同的測(cè)量亞單位得出關(guān)于測(cè)量工具的指導(dǎo)性意見。本研究就二維攝影與三維攝影用于不同容貌亞單位的測(cè)量精確性進(jìn)行了探索性研究。

與前人的研究相似，本研究涉及的大部分測(cè)量亞單位誤差均較小［8-9，18］。二維攝影用于唇高畸形測(cè)量的結(jié)果偏大，導(dǎo)致比值更接近于1，使得研究者對(duì)畸形程度的估計(jì)比實(shí)際情況偏?。欢糜诒切≈叨缺戎档臏y(cè)量時(shí)結(jié)果偏小，導(dǎo)致比值更遠(yuǎn)離1，也即夸大了畸形的程度。三維攝影用于鼻底寬度比值的測(cè)量時(shí)，也會(huì)得到比實(shí)際情況更小的比值，導(dǎo)致比值更接近1，縮小了實(shí)際的畸形情況。研究者利用二維和三維攝影對(duì)唇裂患者面容進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，需要考慮到這三種不同測(cè)量偏倚的存在，以便進(jìn)行正確的術(shù)式設(shè)計(jì)及效果評(píng)價(jià)。此外，二維攝影的鼻尖偏移、三維攝影的人中切跡偏移和側(cè)唇長比值的測(cè)量誤差均與畸形嚴(yán)重程度呈顯著負(fù)相關(guān)性，這意味著誤差的大小會(huì)隨著畸形程度的減小而增大。前人的研究也曾指出，對(duì)于唇腭裂患者鼻底寬度和唇長的測(cè)量可能存在較大誤差［19］。故醫(yī)療工作者在對(duì)本身即較為對(duì)稱的結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)量評(píng)估時(shí)，應(yīng)該更加注意測(cè)量的精確性，或可采用重復(fù)測(cè)量或多人測(cè)量的方式減小可能的誤差。

需要注意的是，盡管本次對(duì)兩種攝影系統(tǒng)的精確性研究發(fā)現(xiàn)了幾個(gè)顯著的誤差規(guī)律，但由于樣本量偏小，檢驗(yàn)效能偏低，尚不能認(rèn)為那些未發(fā)現(xiàn)顯著差異的指標(biāo)不存在明確的偏倚。從已有的證據(jù)出發(fā)，鑒于兩種測(cè)量系統(tǒng)的誤差與優(yōu)勢(shì)呈現(xiàn)互補(bǔ)的趨勢(shì)，本研究推薦相關(guān)醫(yī)療工作者在進(jìn)行面部測(cè)量時(shí)，盡可能將兩種測(cè)量的結(jié)果均納入考慮范圍；不具備三維攝影體系的醫(yī)療單位則更需要注意二維攝影可能存在的一些偏倚情況，以便更好地對(duì)唇腭裂整復(fù)手術(shù)的設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)及術(shù)式改進(jìn)提供參考。