3dMD 系統(tǒng)在唇腭裂嬰兒頜面部三維測量中的應用

鄭亞琪，曹君，伍靖，趙滿

(深圳市龍華區(qū)人民醫(yī)院口腔科，廣東 深圳)

0 引言

唇腭裂是頜面部最常見的先天性疾病，我國發(fā)病率約為1.8‰，即每年新增3 萬余例患兒需要治療，且有逐年增長趨勢[1]。唇腭裂畸形不僅表現(xiàn)為頜面部軟硬組織缺損和外觀畸形，同時可造成喂養(yǎng)進食困難，發(fā)音等功能障礙，進一步影響患兒的生長發(fā)育及身心健康，給家庭帶來巨大的經(jīng)濟和心理壓力[2]。目前唇腭裂序列治療，由多學科交叉合作有序進行，由患兒出生即開始實施[3]。傳統(tǒng)意義上，通常使用臨床照片記錄患者頜面部變化，并用于效果評估和臨床指導。雖然該方法應用二維照片簡單且直觀，但是無法提供足夠的臨床信息，并且易受到多種因素影響，譬如不同拍攝者，拍攝的距離等[4]。而三維測量技術在記錄唇腭裂患兒頜面部軟組織結構變化方面可以獲得更好的視覺效果，更好的輔助制定和評估治療方案。目前，以3dMD 系統(tǒng)為代表的三維攝影測量技術已應用于正畸正頜等領域的軟組織測量與分析[5]，但是針對唇腭裂嬰兒這一特殊群體，受配合度，麻醉鎮(zhèn)靜輔助，輻射等因素影響，限制了部分方法的應用，目前關于嬰兒唇腭裂三維測量精確性研究尚較少。本研究了應用3dMD 系統(tǒng)對唇腭裂嬰兒頜面部進行三維測量，并與二維測量法的精確性進行對比分析，為三維攝影測量技術在唇腭裂畸形領域的臨床應用提供參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料

篩選接受唇裂修復術治療的唇腭裂患兒，符合納入條件者10例，男孩6 例，女孩4 例。

納入條件為：年齡3-3.5 個月，單側完全性唇腭裂(UCLP)，不合并其他顱頜畸形；各項實驗室檢查無其他明顯異常，患者家屬知情同意。于唇裂修復術前完成頜面部二維及三維數(shù)據(jù)采集。

1.2 方法

1.2.1 數(shù)據(jù)采集

全部數(shù)據(jù)采集由同一操作者，在同一普通室內燈光照明的房間內，于患兒飽食安靜狀態(tài)下完成操作。數(shù)據(jù)采集前，根據(jù)3dMD系統(tǒng)提示，完成采集界面信息校準。父母側坐于距離儀器1m 的椅子上，將嬰兒抱于懷中，使其正對儀器。同時指導父母調整手臂傾斜度，使患者微微后仰，將患兒的面橫平面與水平面約成10°交角，利于鼻唇三角區(qū)數(shù)據(jù)采集，提高不同患兒數(shù)據(jù)采集的準確性與一致性。3dMD 攝影測量系統(tǒng)(3dMDface system，3dMD Ltd，USA)，兩側各有三個相機，利用雙目視覺原理，可在1.5 ms 內通過不同位置的鏡頭同時掃描記錄患兒頜面部相關信息，在三維坐標系統(tǒng)中擬合生成患兒1：1 比例三維真彩影像，并將數(shù)據(jù)保存為多種格式文件(圖1)。囑患者家長在同一位置保持同一姿勢，應用單反照相機(D7100， Nikon Corp.Tokyo，Japan)于患兒1m 距離拍攝頜面部照片(圖2)。

1.2.2 測量項目定點及測量

選取14 個鼻唇部標志點，測量項目包括鼻小柱高度(sn’-c)、鼻底寬度(sbal-sn)，鼻翼的長度(ac-prn )，唇高(sbal-cph，sbal-ch)，唇長(ch-cph)(圖3)。系統(tǒng)自帶軟件3dMDpatient 可直接進行位點標定，備注，角度距離測量，將TSB 或STL 等格式軟件導入，可對三維圖像根據(jù)需要進行多角度旋轉調整，每個角度均為完整的三維圖像。所有測量項目均由同一名醫(yī)生反復測量3 次。

圖1 單側唇腭裂患兒頜面部照片

圖3 唇腭裂頜面部測量位點及含義

1.3 數(shù)據(jù)處理

2 實驗結果

表1 三維測量與二維測量法測量項目數(shù)據(jù)對比

見表1。

3 討論

根據(jù)現(xiàn)有文獻報道，頜面部軟組織測量方法主要有直接測量法，二維測量法(照片測量法，X 線頭影測量等)，三維測量(激光三維掃描測量，CT 輔助三維重建測量，MRI 輔助三維測量，三維攝影測量法等)[6]。直接測量法的應用受患兒配合度影響較大，且部分文獻報道需翻制頜面部石膏模型進行體外測量，操作不便，可能因取模操作引起誤吞或窒息風險。CT 與MRI 輔助測量均需患兒安靜或熟睡狀態(tài)，且時間較長，通常需對唇腭裂嬰兒使用麻醉鎮(zhèn)靜劑，且CT 具有輻射性，并不適合單獨應用于嬰兒軟組織測量分析。照片測量設備簡單，數(shù)據(jù)獲得容易，且數(shù)據(jù)可永久保存，但操作者需經(jīng)驗豐富，對解剖結構認知清晰，且二維照片在空間結構上存在局限性。Bearn 認為照片測量是一種可信度較高的測量方法，與直接測量法沒有明顯統(tǒng)計學差異[7]。近年來，三維成像系統(tǒng)在頜面部軟組織測量分析發(fā)面發(fā)揮了越來越重要的作用。3dMD系統(tǒng)提供了更為安全快速準確的三維測量方法，且無輻射，拍攝時間僅為1.5ms，重復性高，可避免因患兒呼吸等微小動作對三維數(shù)據(jù)采集的影響[1]。Al-Omari[8]等選取31 例10-35 歲UCLP 患者，分別應用立體攝影測量技術、二維照片測量法、直接測量法進行面部定點測量分析，證明三種方法結果無明顯統(tǒng)計學差異，與目前研究結果較為一致。本研究應用3dMD 系統(tǒng)獲得唇腭裂嬰兒的頜面部三維模型，并與照片測量法進行對比分析，結果顯示統(tǒng)計學無明顯差異，且在大多數(shù)位點測量中，這兩種方法之間的平均差異處于0.5 毫米以下的水平。另外，在測量結果中，鼻翼的長度(ac-prn)，鼻小柱高度(sn’-c)兩種測量結果較其他測量位點數(shù)據(jù)差異略大，可能是因為prn 及c 定點存在一定難度，但數(shù)據(jù)無明顯統(tǒng)計學差異。

基于3dMD 系統(tǒng)的三維測量方法，可達到較高的質控標準，有利于治療后的長期隨訪。應用該方法獲得頜面部三維模型具有高準確性，無創(chuàng)性，避免輻射暴露及麻醉風險，且數(shù)據(jù)可存儲在計算機中，用于唇腭裂嬰兒的長期文檔記錄，方便醫(yī)生間遠程溝通及會診。另外，該三維模型可用于醫(yī)患間術前評估，治療方案溝通，多角度治療效果評估，提升患者家屬對醫(yī)生的信任，利于臨床工作開展。上述研究證明3dMD 系統(tǒng)是研究嬰兒唇腭裂頜面部軟組織形態(tài)的可靠工具。