个性化义眼片与结膜囊关系的3D测量分析

王雪，王凡涛，宋岩，孙雪丽，胥欣，赵鹏

（1.潍坊医学院口腔医学院，山东 潍坊 261053；2.潍坊医学院附属医院口腔科，山东 潍坊 261031）

个性化义眼片与结膜囊关系的3D测量分析

王雪1，王凡涛2，宋岩2，孙雪丽2，胥欣2，赵鹏1

（1.潍坊医学院口腔医学院，山东 潍坊 261053；2.潍坊医学院附属医院口腔科，山东 潍坊 261031）

目的探究个性化义眼片与结膜囊的关系对义眼片活动度的影响。方法选取60例2014年7月至2015年2月在我院眼科行眼球摘除后羟基磷灰石义眼台植入术的患者，对结膜囊进行硅橡胶取模，采用3D扫描仪记录结膜囊模型的周边径、凸度、面积和体积，然后行常规制备个性化义眼片，患者一周后复诊，记录各义眼片活动度，采用3D扫描记录义眼片的周边径、凸度、面积和体积，与结膜囊模型数据进行统计学分析。结果60例患者中53例(88%)取得了良好的活动度和稳定性。结膜囊内外眦剩余值、内眦上穹窿剩余值、外眦上穹窿剩余值均与义眼片水平活动度呈正相关(r=0.82，P＜0.05；r=0.70，P＜0.05；r=0.63，P＜0.05)；结膜囊内外眦剩余值、内眦上穹隆剩余值、外眦上穹隆剩余值与义眼片垂直活动度也呈正相关(r=0.51，P＜0.05；r=0.63，P＜0.05；r=0.62，P＜0.05)；结膜囊剩余面积与义眼片水平活动度和垂直活动度均为正相关（r=0.53，P＜0.05；r=0.50，P＜0.05）；结膜囊剩余容积与义眼片水平活动度和垂直活动度具有明显正相关性(r=0.73，P＜0.05；r=0.70，P＜0.05)；结膜囊剩余凸度则与义眼片水平活动度和垂直活动度无明显相关性(r=0.19，P＜0.05；r=0.22，P＜0.05)；结膜囊上下穹窿剩余值与义眼片水平活动度无明显相关性(r=0.23，P＜0.05)，而与义眼片垂直活动度具有相关性(r=0.71，P＜0.05)。结论个性化义眼片的活动度与结膜囊周边剩余值密切相关，与结膜囊剩余面积和剩余容积在一定范围内呈正相关性，但是与剩余凸度无相关性。

义眼片；活动度；结膜囊；剩余周边径；剩余面积；剩余容积；剩余凸度

临床上多种眼病需要摘除眼球或剜除眼内容物，为了修复眼球缺失造成的缺损畸形，羟基磷灰石(hydroxy apatite，HA)义眼台为缺损畸形取得了良好的术腔充填效果[1-2]。聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate，PMMA)义眼片是佩戴于羟基磷灰石义眼台植入术后的患者结膜囊内，修复较美观，并得到了临床上的大力推广。佩戴于结膜囊内的义眼片成为研究的热点之一。义眼片各参数的研究是在把义眼片安装到HA义眼台植入术后结膜囊内的基础上进行[3-4]。随着计算机技术的发展，3D扫描测量技术逐渐趋于成熟。我院对60例要求PMMA义眼片修复的患者进行采样分析，在研究义眼片和结膜囊的关系对义眼片活动度的影响的基础上，提出了基于3D扫描的测量技术，实现了测量手段的数字化和自动化，克服了传统测量技术存在的耗时长、操作误差大和存在操作者个人影响因素等不足[5-6]，对羟基磷灰石义眼台植入术后结膜囊与具有良好稳定性及活动度的义眼片对应参数间的关系进行研究。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2014年7月至2015年2月于潍坊医学院附属医院眼科收治的要求行义眼片修复的患者60例，其中男性48例，女性12例，平均48周岁。选择标准：患者已行HA义眼台植入4周以上，颌面部发育正常，无明显其他缺陷；健眼发育正常，术区愈合良好；对标本采集知情同意，纳入取样标本范围；常规取模制作义眼片戴入，患者义眼片戴入后有良好的稳定性、活动度者纳入分析样本范围。排除标准：外伤导致结膜囊挛缩变形、睑球粘连、失去正常形态者。

1.2 标本采集及处理方法

1.2.1 结膜囊形态大小标本的获取 不采用任何取模器械，用注射器将硅橡胶轻体注入患眼结膜囊，嘱患者闭眼并做闭眼状态下眼球的上下左右功能性转动以保证印膜材达到结膜囊组织边缘[7]，待硅橡胶轻体凝固后再次注射至与健眼凸度相等。获取患眼结膜囊硅橡胶模型，简单修整模型，3D扫描记录结膜囊模型的内外眦距、上下穹窿距、内眦上穹窿距、外眦上穹窿距、凸度、面积和体积[8]。

1.2.2 个性化义眼片的制备 将结膜囊硅橡胶模型用藻酸盐包埋，翻制结膜囊蜡模，确定虹膜的颜色和位置，选用同一种聚甲基丙烯酸甲酯，按照临床现有提高义眼片仿真性的技术常规定制PMMA个性化义眼片[9]。一周后复诊，3D扫描记录具有良好稳定性的义眼片的活动度及内外眦距、上下穹窿距、内眦上穹窿距、外眦上穹窿距、凸度、面积和体积。

1.2.3 3D数据的获取 应用CreamForm hand scan300扫描仪采集结膜囊模型标本的内外眦距、上下穹窿距、内眦上穹隆距、外眦上穹隆距、凸度值、面积和体积值；一周后复诊患者中，对稳定性、活动度均理想者采用同样的方法采集义眼片内外眦距、上下穹窿距、内眦上穹隆距、外眦上穹隆距、凸度值、面积和体积值[10]。用Geomagic Studio和Zbrush软件对采集的图片进行处理，以减小模型表面不光滑造成的误差；用Rhinoceros 5和Magics进行数据测量(见图1)。采用结膜囊剩余值表示义眼片与结膜囊的关系。其中剩余周边径(mm)=结膜囊模型周边径-义眼片周边径；周边径剩余值(%)=剩余周边径/结膜囊模型周边径×100%；剩余凸度值(%)=(结膜囊模型厚度-义眼片厚度)/结膜囊模型厚度× 100%；剩余面积值(%)=(结膜囊模型面积-义眼片面积)/结膜囊面积×100%；剩余容积值(%)=(结膜囊模型体积-义眼片体积)/结膜囊体积×100%。

图1 3D扫描测量示意图

1.3 统计学方法 应用SPSS19.0统计软件包进行数据分析。结膜囊各剩余值经K-S检验均为非正态分布，因此用中位数(M)和四分位数间距(Q)进行描述。将结膜囊各剩余值与义眼片活动度进行Spearman相关分析。以P＜0.05表示差异具有统计学意义。

2 结 果

2.1 义眼片活动度的影响因素 60例复诊患者中53例达到了良好的活动度和稳定性，成功率达88%。采用剩余值表示结膜囊与义眼片的关系，得出了在良好活动度和稳定性状态下，与义眼片活动度相关的各因素的剩余值的数值(见表1)。

表1 结膜囊活动度的影响因素

2.2 结膜囊剩余周边径与义眼片活动度间的关系 义眼片水平活动度与结膜囊内外眦剩余值呈显著正相关(r=0.82，P＜0.05)，与结膜囊上下穹窿剩余值无明显相关性(r=0.23，P＜0.05)，与内眦上穹窿剩余值及外眦上穹窿剩余值均呈明显正相关(r=0.70，P＜0.05；r=0.63，P＜0.05)。义眼片垂直活动度与结膜囊内外眦剩余值有中度相关性(r=0.51，P＜0.05)，与结膜囊上下穹窿剩余值具有明显相关性(r=0.71，P＜0.05)，且与内眦上穹窿剩余值和外眦上穹窿剩余值均具有正相关性(r=0.63，P＜0.05；r=0.62，P＜0.05)。

2.3 结膜囊剩余面积和剩余容积与义眼片活动度间的关系 结膜囊剩余凸度值与义眼片水平活动度和垂直活动度均无明显相关性(r=0.19，P＜0.05；r= 0.22，P＜0.05)，而义眼片水平活动度与剩余面积值和剩余容积值均成正相关(r=0.53，P＜0.05；r=0.73，P＜0.05)，义眼片垂直活动度与剩余面积值和剩余容积呈正相关(r=0.50，P＜0.05；r=0.70，P＜0.05)。

3 讨 论

眼球缺失给患者带来生理和心理上的打击，影响患者正常的生活和社交活动。义眼片的稳定性成为了制备完善的义眼片的基本要求[11-13]，良好活动度的恢复则是临床研究的热点和难点[14]。义眼片稳定性和活动度指的是义眼片就位后在结膜囊的运动下保持不移位不转位且又具有水平和垂直方向的动度的性质。其影响因素主要为眼外肌对结膜囊的牵拉作用，以及义眼片的周边合适度。结膜囊是容纳义眼片的微环境，为了探究影响义眼片制作质量的因素，本研究对采用统一义眼台植入术式的患者在尚未佩戴义眼片情况下的结膜囊进行采样分析，这一研究前提排除了因不同术式结膜囊内条件不同的影响以及佩戴义眼片后结膜囊发生了组织改建而导致结膜囊原始参数的丢失[15-16]。

在模型的获取上，采用硅橡胶轻体二次取模，使结膜囊周缘和组织面得以完全并精确地反映在硅橡胶模型上[7]，这一方法克服了传统取模器一次取模法带来的误差，避免了模型获取不完全造成下一步制作的义眼片周边缺如；在数据的采集上，应用了激光扫描技术，与手工测量相比，减少了由测量者因素造成的测量误差[17]；在样本的处理上，利用计算机技术对模型进行长度和体积的测量，减少了对实验对象的测量误差[18-19]。样本经扫描录入计算机后，发现表面所呈现的组织面形态会影响结膜囊有效表面积的计算，因此实验中利用Zbrush等软件对结膜囊模型进行了简单修整。研究结果中结膜囊剩余面积与义眼片活动度的正相关性，正与郭疆等[20]的研究结果一致。但由于在样本处理的环节上，样本表面积是经过简单处理后收集的，因此本实验结果中剩余面积与义眼片活动度的正相关性具有临床指导意义，但并不提倡将最后获得的结膜囊剩余面积值作为制作义眼片的数据指导。

结膜囊剩余面积是影响义眼片活动度的主要影响因素，但并不是唯一影响因素。实验结果显示，义眼片活动度与剩余周边径值、剩余容积值均具有正相关性，并且水平活动度和垂直活动度与各剩余值的相关性不同。这为在临床上对义眼片进行初打磨以及对活动度的精修整提供了临床指导。随着制作业市场需求的扩增，现代CAD/CAM、激光技术、计算机数控等测量技术使得无模制造成为现实，计算机直接接收激光扫描的数据，对产品进行快速成型(Rapid Prototyping)，缩短了制作周期，提高了生产效率，减少患者临床就诊时间。但是3D打印技术受到打印材料的制约[21]，临床制作义眼片的聚甲基丙烯酸甲酯[22]并不属于3D打印材料范畴。因此尚未查阅到将3D打印引进到义眼片的生产制作的文献。本实验中60例复诊患者中具有良好活动度和稳定性的53例研究对象得出了各剩余值的中位数和四分位间距，并将义眼片和结膜囊的关系对义眼片活动度的影响进行了数据的量化，这为3D打印出接近良好活动度和稳定性的义眼蜡模提供数据指导，对将3D打印引进到义眼制作程序具有重要的实践意义。

本研究发现义眼片与结膜囊之间的关系，并创新性地探索这一关系对义眼片活动度的影响，为制作具有良好稳定性和活动度的义眼片提供临床指导的同时，也为日后将3D打印技术引入到义眼片的制作提供可行性，为进一步扩大样本对这一关系进行更深的探讨提供可能性。因此，本研究具有较高的临床实用价值，值得进行深入探讨。

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Analysis of the relationship between ocular prosthesis and conjunctival sac by 3D scanning technology.

WANG Xue1, WANG Fan-tao2,SONG Yan2,SUN Xue-li2,XU Xin2,ZHAO Peng1.1.School of Stomatology,Weifang Medical University,Weifang 261053,Shandong,CHINA;2.The Affiliated Hospital of Weifang Medical University,Weifang 261031, Shandong,CHINA

ObjectiveTo explore the influence of the ocular prosthesis-conjunctival sac’relationship on the mobility of the ocular prosthesis.MethodsSixty patients undergoing hydroxyapatite implantation in Affiliated Hospital of Weifang Medical University during the period from July 2014 to February 2015 were selected.The conjunctival sac was analyzed by taking a silicone rubber impression,and 3D scanning technology was used to measure the residual diameter,residual convexity,residual surface area,and residual volume of the conjunctival sac model.The ocular prosthesis was made as routine.The mobility and stability of the ocular prosthesis were examined one week later.The residual diameter,residual convexity,residual surface area,and residual volume of the ocular prosthesis were measured by 3D scanning technology,and their correlations with the data of the conjunctival sac model were analyzed.ResultsThe ocular prosthesis in 53 of the 60 patients(88%)achieved good mobility and stability.The residual diameters from the inner to the outer canthal,the inner canthal to the vault,and the outer canthal to the vault of the conjunctival sac model were found to be in positive correlation with the horizontal mobility of the ocular prosthesis(r=0.82,P＜0.05;r=0.70,P＜0.05; r=0.63,P＜0.05).The residual diameters from the inner to the outer canthal,the inner canthal to the vault,the outer canthal to the vault of the conjunctival sac model were also found to be in positive correlation with the vertical mobility of the ocular prosthesis(r=0.82,P＜0.05;r=0.70,P＜0.05;r=0.63,P＜0.05).Residual surface area of the conjunctival sac model was in positive correlation both with the horizontal mobility and the vertical mobility of the ocular prosthesis(r= 0.53,P＜0.05;r=0.50,P＜0.05).Residual volume has significant positive correlation both with the horizontal mobility and the vertical mobility(r=0.73,P＜0.05;r=0.70,P＜0.05),while residual convexity showed no correlation with the horizontal mobility or the vertical mobility(r=0.19,P＜0.05;r=0.22,P＜0.05).The residual diameter from the vault to the vault had no correlation with the horizontal mobility(r=0.23,P＜0.05),whereas showed a positive correlation with the vertical mobility(r=0.71,P＜0.05).ConclusionThe mobility of the ocular prosthesis is correlated with the residual values of conjunctival sac,which is positively affected by the residual surface area and residual volume of conjunctival sac in a certain range,but not correlated to the residual convexity of conjunctival sac.

Ocular prosthesis;Mobility;Conjunctival sac;Residual diameter;Residual surface area;Residual volume;Residual convexity

R777.3

A

1003—6350（2017）01—0080—03

2016-07-28)

山东省潍坊市科技局医学基金（编号：2016YX014）

王凡涛。E-mail:wang.fantao@163.com

10.3969/j.issn.1003-6350.2017.01.024