基于3dMD的西安地区汉族儿童鼻唇部三维形态测量研究
2018-03-01巩旭燕崔强强杜方翀李海振付丹蓉黄倩倩侯玉霞
巩旭燕,崔强强,杜方翀,李 环,李海振,付丹蓉,黄倩倩,侯玉霞
(1.西安交通大学口腔医院正畸科 陕西 西安 710004;2.陕西省颅颌面精准医学研究重点实验室 陕西 西安710004;3.解放军第316医院口腔科 北京 100166)
混合牙列期(6~12岁)为唇腭裂序列治疗中的关键部分,其中10~12岁为腭裂错牙合畸形的正畸治疗和Ⅱ期修复前的评估时期。对于鼻唇等软组织畸形,在进行正畸治疗的同时,可采取恰当的外科整复手术进行矫正[1]。进行上述治疗之前,必须要有混合牙列期正常儿童鼻唇部测量值作为参照标准,然而国内外关于混合牙列期儿童颜面软组织形态特征的研究报道较少。本研究选择西安地区10~12岁儿童,对其外鼻软组织进行人体测量学研究。在鼻唇部测量方面,3dMD作为一种三维摄影测量的全新系统,具有重建速度快、精度高,无辐射,误差小的优点[2-4],不仅在提供临床医学、法医
1 材料和方法
1.1 研究对象:本研究选择西安地区10~12岁正常汉族儿童92名(男生48名,女生44名)。纳入标准:年龄10~12岁,汉族,籍贯陕西。身体发育正常,无鼻唇部先天畸形和皮肤病,既往无外伤史或者整形史。
1.2 实验设备:硬件:3dMDface系统,包括1台电脑主机,1×显示屏,1×校正板,2×MCU镜头。软件:3dMD acquisition 软件,3dMD viewer 软件,3dMD vultus 软件,Windows7操作系统,Offi ce2007办公软件,SPSS18.0统计处理软件。
1.3 方法
1.3.1 测量项目:选取25个鼻唇部标志点[8-13],测量项目根据Farkas[14]人体测量相关项目进行,主要包括线距、比值、角度测量以及弧长测量。
1.3.1.1 直线测量项目(线距):见表1。
1.3.1.2 角度测量项目:见表2。线距、角度测量项目如图1~3所示。
1.3.1.3 比值测量项目:见表3。
表1 直线测量项目
图1 正面观测量项目示意图
图2 鼻底观测量项目示意图
图3 侧面观测量项目示意图
表2 角度测量项目
表3 比值测量项目
1.3.1.4 弧长测量项目:见表4。
2 结果
分别计算出男女性各测量项目的均值和标准差,并进行男女之间的比较检验,见表5~8。男女间差异具有统计学意义的项目(P<0.05):①线距:鼻基底宽、鼻翼长、鼻翼高、人中长、上唇长、内眦间距;②比值:鼻翼高-鼻高指数、鼻宽-鼻基底宽指数、口裂宽-内眦间距;③弧长:鼻翼弧长、人中嵴弧长。
表5 10~12岁男女鼻唇部直线测量项目 (n=92)
表4 弧长测量项目
1.3.2 图像获取:3dMDvultus允许对3dMD图像进行直线距离、弧长、角度、比值以及体积的测量计算,导入3dMD的图像文件格式选项应为TSB,OBJ或STL,可根据需要对三维图像进行调整,获得被测者正位、侧位45°、侧位90°、仰头位的图像,其中均包含完整的鼻唇部形态备用。拍摄要求:①在普通室内灯光照明下,被测者距离3dMD立体摄影系统MAC镜头1.5m左右[15];②头位[15-17]:自然头位(Natural Head Position,NHP)。
1.4 统计学分析:采用SPSS18.0统计软件对数据进行分析,各测量项目值均以¯x±s表示。首先对所有数据进行K-S检验,验证数据是否符合正态分布和方差齐性条件,不同性别间比较采用t检验,P<0.05为差异具有统计学意义。
图4 3dMD成像时头位示意图
表7 比值测量项目 (n=92)
3 讨论
鼻唇部的测量学是通过测量数据,运用统计学分析方法,对鼻唇部特征进行数据分析,帮助人们了解不同民?族、性别和不同生活环境下的鼻唇部特征,可以为制定鼻唇畸形整复的治疗计划、评价手术结果提供依据[8]。本研究旨在利用3dMD技术,采集分析西安地区儿童鼻唇部软组织三维特征,以期在一定程度上丰富国内正常儿童混合牙列期的鼻唇软组织测量数据库,以允许唇腭裂患儿拥有特异性的治疗规划[18]。本研究选择10~12岁儿童,因该年龄阶段具有良好的合作性,可以减小由于拍摄造成的误差,且此期儿童鼻唇部形态趋于稳定,更具参考意义。在各项测量数值中,鼻基底宽、鼻翼长、鼻翼高、人中长、上唇长、内眦间距等线距测量项目,男性大于女性(P<0.05),提示稳定期儿童的面部外形轮廓大小,已具有显著性差异。而在比值测量项目中,鼻宽-鼻基底宽指数、口裂宽-内眦间距男性小于女性(P<0.05)。该性别差异提示,针对不同性别的唇腭裂患儿,在行鼻唇修复术时,应充分考虑男女性别差异引起的鼻唇各部位比值的差异,否则会造成鼻唇本身比例的失调。
目前,对于早期鼻唇畸形整复术是否会影响鼻唇部的生长发育一直存在争议,因此了解10~12岁正常人群鼻唇生长发育情况及阶段性发育特点,可为临床医生进行混合牙列期唇腭裂患儿正畸治疗和鼻唇畸形延期整复术提供依据[19]。相信随着软组织测量技术的发展,3dMD 三维立体摄影系统会在颅颌面软组织测量领域发挥更大的作用,为鼻唇畸形整复手术效果的设计与评估带来更加客观准确的标准。
[1]Zreaqat M,Hassan R,Halim AS.Facial dimensions of Malay children with repaired unilateral cleft lip and palate: a three dimensional analysis[J].Int J Oral Max Surg,2012,41(6):783-788.
[2]乔肖,万林忠.唇腭裂患者颌面部测量分析方法的研究进展[J].口腔生物医学,2014,5(3):158-161.
[3]张德海,梁晋,唐正宗,等.基于近景摄影测量和三维光学测量的大幅面测量新方法[J].中国机械工程,2009,20(7):817-822.
[4]沈舜尧,辛鹏飞,代杰文,等.3dMD摄影测量系统在半侧颜面短小诊断中的初步应用[J].口腔颌面外科杂志,2012,22(4):261-264.
[5]Halimi P, Doyon D, Madoule P,et al. Nuclear magnetic resonance imaging of facial structures[J].J Neuroradiol,1984,11(4):274-284.
[6]Schendel SA,Lane C.3D orthognathic surgery simulation using image fusion[J]. Semin Orthod,2009,15(1):48-56.
[7]Grauer D,Cevidanes LS,Proffit WR.Working with DICOM craniofacial images[J]. Am J Orthod Dentofacial Orthop,2009,136(3):460-470.
[8]席焕久,陈昭.人体测量方法[M].北京:科学出版社,2010:25-30.
[9]梁丽.0-12岁汉族正常人群鼻腔形态及鼻唇发育的研究[D].重庆:重庆医科大学,2013.
[10]万小毛,王梅香,巫国辉,等.江西省汉族青年人群外鼻形态学及鼻面关系的调查[J].中国组织工程研究与临床康复,2010,14(50):9457-9460.
[11]Metzger TE,Kula KS,Eckert GJ,et al.Orthodontic soft-tissue parameters:A comparison of cone-beam computed tomography and the 3dMD imaging system[J].Am J Orthod Dentofacial Orthop,2013,144(5):672-81.
[12]贺智晶.119名汉族正常年轻成人外鼻软组织的解剖测量研究[D].长沙:中南大学,2008.
[13]杨文清.新疆维吾尔族大学生鼻与面型的测量[J].中国美容医学,2011,20(1):405-407.
[14]Farkas LG,Kolar JC,Munro IR.Geography of the nose: a morphometric study[J].Aesthet Plast Surg,1986,10(1):191-223.
[15]Weber DW,Fallis DW,Packer MD.Three-dimensional reproducibility of natural head position[J]. Am J Orthod Dentofacial Orthop,2013,143(5):738.
[16]Verma SK,Maheshwari S,Gautam SN,et al. Natural head position: key position for radiographic and photographic analysis and research of craniofacial complex[J]. J Oral Bio Craniofac Res,2012,2(1):46-49.
[17] de Paula LK,Ackerman JL,Carvalho FA,et al.Digital live-tracking 3-dimensional minisensors for recording head orientation during image acquisition[J]. Am J Orthod Dentofacial Orthop,2012,141(1):116-23.
[18]彭三城,孙星明,刘国华,等.三维人体自动测量技术综述[J].计算机应用研究,2005,22(4):1-5.
[19]张彬,李克义,夏春鹏,等.360例0-6岁发育正常汉族儿童鼻部形态学研究及意义[J].山东医药杂志,2008,48(17):63-64.