肋软骨三维CT重建技术在成人耳廓再造中的应用

李崇照 周 栩 章庆国 谢洋春 刘 暾 钱 瑾 陈威威 程 琳

肋软骨三维CT重建技术在成人耳廓再造中的应用

李崇照 周 栩 章庆国 谢洋春 刘 暾 钱 瑾 陈威威 程 琳

目的探讨运用肋软骨三维形态测量技术，指导成人先天性小耳畸形耳廓再造术中肋软骨采伐的可行性。方法自2014年1月至2014年12月，对46例成年先天性小耳畸形患者，术前运用三维CT分别测量第6、7、8肋软骨的三维形态和CT值，并根据测量结果，选择雕刻耳支架的肋软骨量。所有患者术后随访4～12个月。结果第6、7、8肋软骨双侧不对称20例（43.48%），肋软骨钙化明显者14例（30.43%），肋软骨采伐术中折断1例（2.17%），术后胸廓轻度畸形2例（4.35%）。结论术前肋软骨三位形态的测量可以准确评估肋软骨情况，有助于提高成人先天性小耳畸形患者耳廓再造术中，肋软骨采伐的效率及质量，并降低术后并发症。

肋软骨三维CT重建小耳畸形耳廓再造

我国先天性小耳畸形发病率约为5.18/万[1]，手术治疗仍是先天性小耳畸形目前最有效的治疗方法。自Tanzer[2-4]开创现代耳再造技术后，耳廓再造方法不断获得改进和创新[5-10]。目前认为，患儿6岁时可接受耳廓再造手术。然而，许多患者错过了最佳的耳廓再造时机，直到成年才进行耳廓再造。

耳廓再造手术中，自体肋软骨因具有良好的组织相容性和生物力学性能，被认为是最佳的耳支架雕刻材料。成年患者肋软骨较儿童患者有许多生理特性的改变，如肋软骨硬度大，脆性高，软骨膜与肋软骨结合紧密，以及不同程度的钙化等[11]。这种改变会影响术中肋软骨采伐和耳支架雕刻。因此，成年肋软骨术前准确的评估尤为重要。

由于肋软骨的密度与胸壁软组织密度较为接近，所以一直是X线检查的盲区。随着多层螺旋CT（MSCT）的出现，可以术前对肋软骨进行准确的评估。MSCT可呈现较为逼真、清晰的三维立体图像，并且具备高分辨率扫描和较好的图像处理能力等优势。术前进行肋软骨三维CT重建及测量可以准确评估肋软骨长度、宽度、弧度和钙化等情况，为成人先天性小耳畸形患者耳廓再造手术的肋软骨采伐提供参考依据，有利于术中耳支架的雕刻。

2014年1月到2014年12月，我们收治了46例成人先天性小耳畸形患者。术前运用三维CT对肋软骨的三维形态进行测量与评估，并根据测量结果对术中耳支架雕刻方法与肋软骨采伐量作出评价，有效地完成了成人的耳廓再造。本研究运用了扩张法耳廓再造术[9-10，12-13]和改良Nagata法耳廓再造术[14]，均获得良好的术后效果。

1 资料与方法

1.1 病例资料

本组患者共46人。男性34人，女性12人，左侧16人，右侧27人，双侧3人；年龄18～41岁，平均年龄23.7±4.9岁。伴有先天性胸廓畸形的患者未作为研究对象。

1.2 肋软骨的术前测量和术中记录内容

术前进行肋软骨的三维CT重建测量，测量内容包括双侧第6、7、8肋软骨长度，肋软骨联合部、肋骨端、胸骨端的宽度和CT值，肋骨端至剑突、正中线的距离。术中记录内容包括所取肋软骨根数，长度，肋骨端、胸骨端、肋软骨联合部宽度，手术时间。由于成人肋软骨厚度一般可以满足耳支架雕刻，本研究并未测量肋软骨厚度。

1.3 设备参数和图像分析

运用飞利浦64层螺旋CT行肋软骨高分辨扫描，扫描参数：间距0.6 mm，千伏峰值120 KV，旋转时间为0.75 r/sec，重建量为1 mm。扫描范围C7至L2椎体水平。扫描结束后将所有原始横断面图像进行薄层重建（层厚1 mm、间隔0.6 mm），然后将重建图像分别导入工作站进行肋骨及肋软骨三维重建。所有患者均进行了多层螺旋CT（MSCT）检查，并采用最大密度投影法（MIP）、多平面重建法（MPR）、容积再现技术（VRT）进行重建。

原始影像学数据导入Mimics软件。利用软件的自带测量工具，对肋软骨进行长度、宽度和CT值的测量，肋软骨CT值主要是用于反映肋软骨的骨密度。于胸骨角处定位第2肋软骨，依次向下定位出第6、7、8肋软骨。最大密度投影法（MIP）重建图像可直观地呈现出肋软骨钙化情况，并且可以清晰地区分出肋骨和肋软骨。肋骨、胸骨、肋软骨钙化区呈高密度影，肋软骨呈低密度影。多平面重建法（MPR）重建图像可重建出不同平面的肋软骨图像。容积再现技术（VRT）重建图像可以重建出肋软骨的三维形态。

1.4 术中肋软骨的采伐

成人肋软骨粗大且有不同程度的钙化，胸壁软组织较厚，因此，肋软骨采伐难度较大，手术切口定位的精确程度将会影响到肋软骨采伐的速度和质量。手术切口一般定位于第7肋软骨的肋骨端内侧。但根据肋软骨采伐根数的不同，切口位置可以进行上下调整。术中肋软骨的采伐需要冷光源拉钩辅助，以获得清晰的术野。一般先采伐第7肋软骨，首先划开肋软骨膜，然后于肋骨端逐渐向胸骨端剥离，最后完整取下整根肋软骨。若第7肋软骨不能完成耳支架雕刻，再采伐第6、8、9肋软骨。剥离联合部下方肋软骨膜和切断联合部的肋软骨时，切忌动作粗暴，以免发生气胸和肋软骨折断。

2 结果

通过术前测量肋软骨三维CT重建图像中第6、7、8肋软骨的长度、宽度和CT值，来选择肋软骨供区和判断肋软骨采伐量。当双侧肋软骨无明显差别时，采伐患耳同侧肋软骨进行耳支架雕刻。术中通过肋软骨三维CT重建图像辅助，来完成肋软骨采伐。

根据术前CT测量结果，双侧第6、7、8肋软骨不完全对称者共20例（43.48%）。其中，左侧肋软骨长度、联合部宽度和弧度较好的患者有9例；右侧肋软骨长度、联合部宽度和弧度较好的患者有11例。肋软骨钙化明显者14例（30.43%）。肋软骨采伐术中折断者1例（2.17%）。

46例患者术后随访4～12个月，术后再造耳形态稳定，耳轮、对耳轮、耳舟等结构清晰。本组中2例（4.35%）肋软骨采伐区胸廓轻微凹陷。

3 典型病例

患者1，27岁，男，右侧先天性小耳畸形，行改良Nagata耳廓再造术。术前三维CT评估：双侧肋软骨不完全对称，第6肋软骨发育良好，第7肋软骨较纤细，左侧第7肋软骨宽度和弧度稍好于右侧。术中采伐左侧第6、7肋软骨；第6肋软骨作为底板，雕刻出耳舟、三角窝、对耳轮及对耳轮上下脚；第7肋软骨用来制作耳轮和基座（图1）。

患者2，26岁，女，右侧先天性小耳畸形，行扩张法耳廓再造术。术前三维CT：双侧第6、7、8、9肋软骨多发的片状钙化。由于肋软骨钙化明显，术前准备了动力系统、骨锉等手术器械。术中取右侧第7、8肋软骨雕刻耳支架，肋软骨呈蜡黄色，硬度较大，柔韧性差；耳支架雕刻时，手术刀雕刻凹陷亚单位结构较为困难，运用动力系统与手术刀相结合的方法顺利完成了耳舟、三角窝、耳轮等结构的雕刻（图2）。

图1 典型病例1Fig.1 Typical case 1

图2 典型病例2Fig.2 Typical case 2

4 讨论

对于自体肋软骨移植耳廓再造术，电脑辅助的肋软骨三维CT重建是一种实用的术前肋软骨评估方法[15]。三维CT可以通过重建图像逼真地描述出肋软骨大小，走向、弧度、钙化程度，也可以通过计算机辅助来精确地测量出肋软骨的长度，宽度和CT值，为肋软骨的供区选择和采伐量的判断提供可靠的评估依据，这将有利于肋软骨耳支架的雕刻。

通过肋软骨三维CT重建的准确术前评估和设计，以及术中肋软骨重建图像的导航，可以辅助肋软骨采伐，提高肋软骨采伐的质量和效率，减少对肋软骨及周围软组织不必要的损伤，降低术中气胸和肋软骨骨折发生率，缩短肋软骨采伐时间，并降低肋软骨因长时间暴露而发生感染的风险。

首先，关于取患耳同侧还是对侧肋软骨目前存在着不同的意见，有的倾向于同侧[7-8]，有的倾向于对侧[5-6]。我们运用肋软骨三维CT重建技术对第6、7、8肋软骨的长度、宽度和弧度进行综合评估，双侧肋软骨明显不对称者，采伐较好侧肋软骨，可减少肋软骨采伐的根数，从而降低术后胸廓畸形的发生率。肋软骨三维CT术前评估显示，患者1双侧第7肋软骨发育较差，选择稍好的左侧第6、7肋软骨进行耳支架雕刻，最大程度提高了肋软骨的使用率并降低了肋软骨的损伤。由于患者右侧第7肋软骨宽度和弧度稍差，如果运用右侧第6、7肋软骨雕刻耳支架，那么右侧第8肋软骨也可能会被切取。

其次，重建图像的术前测量可以在体表准确定位第6、7、8肋软骨，为手术切口的设计提供可靠的依据。对于胸壁脂肪和肌肉较厚的患者，仅凭临床经验很难准确定位第6、7、8肋软骨。手术切口选择的偏差往往会增加肋软骨采伐的难度。通过三维CT测量第6、7、8肋软骨的肋骨端到剑突和正中线的距离，可以精确定位肋软骨肋骨端。通过肋软骨采伐区切口的快速和准确定位，可降低肋软骨采伐的难度，这也在一定程度上缩短了肋软骨采伐时间。

最后，成人肋软骨都有不同程度的钙化，肋软骨和软骨膜结合紧密，且硬度和脆性较高。肋软骨采取时，若操作不规范或者盲视下操作，可能会导致肋软骨表面凹凸不平，肋软骨骨折，甚至气胸。但是，通过肋软骨三维重建图像的术中辅助，可以准确掌握肋软骨的走向、弧度和钙化程度等情况，以减少以上不良事件的发生。对于肋软骨钙化明显的情况，由于术中重建图像的导航，肋软骨与肋软骨膜的剥离更加精确，肋软骨采伐术中肋软骨折断的发生率较低。

本组患者术后随访4～12个月，无明显胸廓畸形。因为大部分成年患者肋软骨采伐根数少于儿童患者，且胸壁软组织较厚。但对于体型偏瘦，且肋软骨采伐根数较多的成年患者，术后可发生轻度胸廓畸形。通过肋软骨三维CT重建图像的准确评估，选择相对较好侧的肋软骨雕刻耳支架，减少了肋软骨采伐根数，避免了肋软骨采伐过多导致的胸廓畸形。

5 结论

术前运用肋软骨的三维CT重建技术对肋软骨进行测量，可以准确掌握肋软骨大小、外形、弧度、走向，以及钙化程度等基本情况，可为耳廓再造的术前肋软骨评估和设计提供可靠的依据。肋软骨三维CT重建图像的术中辅助，不但可以提升肋软骨采伐的质量和效率，而且可以降低因肋软骨采伐的盲目性和主观性所导致的并发症。因此，肋软骨三维CT重建技术，在耳廓再造的临床治疗中值得推广应用。

[1]陈佳鹏,张蕾,陈功,等.中国1993—1998年出生缺陷监测能力分析[J].中国流行病学杂志,2006,27(5):392-395.

[2]Tanzer RC.Total reconstruction of the auricle:the evolution of a plan of treatment[J].Plast Reconstr Surg,1971,47(6):523-533.

[3]Tanzer RC.Microtia:a long term follow-up of 44 reconstructed auricles[J].Plast Reconstr Surg,1978,61(2):161-166.

[4]Tanzer RC.Microtia[J].Clin Plast Surg,1978,5(3):317-336.

[5]Brent B.Auricular repair with autogenous rib grafts:two decades of experience with 600 cases[J].Plast Reconstr Surg,1992,90(3): 355-374.

[6]Brent B.Technical advances in ear reconstruction with autogenous rib cartilage grafts:Personal experience with 1200 cases[J].Plast Reconstr Surg,1999,104(2):319-334.

[7]Nagata S.A new method of total reconstruction of the auricle for microtia[J].Plast Reconstr Surg,1993,92(2):187-201.

[8]Nagata S.Modification of the stages in total reconstruction of the auricle:part I.Grafting the three dimensional rib cartilage framework for lobule type microtia[J].Plast Reconstr Surg,1994,93(2):221-230.

[9]庄洪兴,蒋海越,潘博,等.先天性小耳畸形的皮肤软组织扩张器法外耳再造术[J].中华整形外科杂志,2006,22(4):286-289.

[10]Pan B,Jiang H,Guo D,et al.Microtia:ear reconstruction using tissue expander and autogenous rib cartilage[J].J Plast Reconstr Aesthet Surg,2008,61 Suppl 1:S98-S103.

[11]Zhou X,Zhang Q,Liu T,et al.Modification in the technique of ear framework fabrication for congenital microtia[J].J Craniofac Surg,2012,23(5):1296-1300.

[12]Hata Y,Hosokawa K,Yano k,et al.Correction of congenital microtia using the tissue expander[J].Plast Reconstr Surg, 1989,84(5):741-753.

[13]杨巧,章庆国,谢阳春,等."单瓣扩张法"耳廓再造术的临床应用[J].中国美容整形外科杂志,2012,25(8):451-455.

[14]颜薇,章庆国,刘暾,等.改良Nagata法耳廓再造术治疗先天性小耳畸形[J].中国美容整形外科杂志,2012,23(4):204-207.

[15]Kim H,Hwang JH,Lim SY,et al.Preoperative rib cartilage imaging in 3-dimensional chest computed tomography for auricular reconstruction for microtia[J].Ann Plast Surg,2014,72(4):428-434.

The App lication of 3-Dimensional Rib Car tilage Com puted Tomography in Adult Auricu lar Reconstruction for M icrotia

LI Chongzhao,ZHOU XU,ZHANG Qingguo,XIE Yangchun,LIU Dun,QIAN Jin,CHEN Weiwei,CHENG Lin.
Center of External Ear Reconstruction,Plastic Surgery Hospital,Chinese Academy of Medical Science,Beijing 100144, China.Corresponding author:ZHANG Qingguo(E-mail:plasticl35@126.com).

Objective To study the feasibility of 3-dimensional rib cartilage CT measurement on guiding rib cartilage harvest of adult patients with congenital microtia for auricular reconstruction.M ethods From January 2014 to December 2014,46 adult patients suffering congenital microtia were included in this study.The measurements of 3D CT reconstruction on the sixth,seventh,eighth rib cartilage were finished before surgery.The amounts of rib cartilage for carving ear cartilage scaffold were determined by the measurements.All patients were followed up for 4 months to 1 year.Results There were 20 cases(43.48%)with bilateral asymmetry of the sixth,seventh,eighth rib cartilage.Meanwhile,there were 14 patients (30.43%)with significantly calcified rib cartilages.One case(2.17%)suffered rib cartilage fracture during harvesting rib cartilage.And mild chest deformity was observed in 2 cases(4.35%)after surgery.Conclusion Harvest of rib cartilage for adult ear reconstruction can be promoted by preoperative measurements of 3D rib cartilage morphology.Meanwhile, postoperative complications could be decreased.

Rib cartilage;Three-dimensional CT image reconstruction;Congenital microtia;Auricular construction

R622

A

1673-0364（2015）03-0165-04

10.3969/j.issn.1673-0364.2015.03.013

2015年4月4日；

2015年5月11日）

100144北京市中国医学科学院整形外科医院整形四科。

章庆国（E-mail：plasticl35@126.com）。