下颌后缩畸形的三维重建及模拟手术的研究

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下颌骨后缩畸形是东方人群中常见的牙颌面畸形,在我国南方省份人群中更为多见。患者开唇露牙,上下唇不能自然闭合,微笑露龈,前牙深覆(牙合)、深覆盖,咬合功能异常,严重影响其外貌和心理。通过正颌外科手术移动患者位置异常的上、下颌骨,可大幅度、大范围地调整和矫正颜面骨结构,从而改建或重建一个人的容貌,尤其是双颌外科可改建颜面面中部和面下1/3的结构,其是传统美容外科的新发展,是大型的正颌美容外科术。颌骨占据颜面部结构的2/3部位,位置显要,关系容貌,有表情丰富的软组织覆盖其上,对比匀称的器官分布其间,各有特征,互相谐调,一处异常则影响全貌。颌骨、牙齿及其周围组织的正常比例关系是面部和谐美观的基础。若颌骨发生大小及上下、前后、左右的位置失调,即构成畸形,由于颌骨畸形破坏了这种和谐比例关系可引起容貌美观明显缺陷,直接影响生活质量。颌骨畸形除了影响美观外,还会出现咀嚼功能障碍及颞下颌关节紊乱。随着现代计算机科学技术的发展,医学图像处理与分析越来越多地受到人们的重视,并已被广泛用于临床,辅助医生进行清洗的诊断及鉴别诊断。尽管普通x线片和CT横断扫描图像对颅颌面外科疾病的诊断起着不可替代的作用,是日常诊断中不可缺少的手段,但其仅能显现二维图像,前者一旦影像重叠常影响诊断,而CT图像缺乏整体影像,三维重建克服了其不足之处。三维重建是依据真实的解剖结构的连续断面图像,经过对位、配准、分割等图像处理,在二维的屏幕上显示出三维的结构。国内对下颌骨的三维重建的研究较少,特别是对下颌后缩畸形的研究特别少。颌面的矫正治疗常常将颏成形术作为一种辅助手术方法应用于颌骨畸形的正颌外科治疗。颏成形术主要包括颏增高术和颏缩小术,是矫治颏部畸形常用的手术方法。它涉及颏骨前后向的前移与后缩、上下向的增长与缩短以及左右向德移动、增宽和缩小。尤其是下颌骨后缩畸形的颏成形术,我们将在哪个位置进行截骨?截断后又如何接骨,角度是多少?怎样才能达到理想的美观效果并能够减少手术时间和并发症?所有这些正是我们临床治疗中急需解决的问题。方法:获取男性患者术前从额结节至下颌下缘下1cm做薄层CT扫描,层厚1.5mm,CT图像512×512像素的64排螺旋CT数据。将DICOM格式体的CT数据导入Mimics10.0中,利用灰度阈值进行图像自动分割,手动修整分割区域后进行面重建,导出为STL标准CAD模型;导入RapidForm2006进行相关参数测量,之后导入Geomagic8.0中进行截骨模拟,完成模拟手术。参照模拟手术过程及所测量参数,对该患者行颏成型术,术后6个月再行CT扫描,进行重建后观察术后愈合情况,进行相关数据的二次测量并与术前数据进行比较。结果:重建出下颌后缩模型并成功模拟手术,将模拟结果应用于手术中,术前模拟与术中所见吻合度高,手术效果较好。其中N-Pg值术前为-22.17mm,术后为-9.56mm;Pg-Pg’值术前为9.61mm,术后为16.04mm G-Pg’值术前为-12.88mm,术后为-3.04mm,并且模拟手术后颅骨重建模型和术后后颅骨重建模型具有高度的吻合。结论:利用三维软件可以模拟下颌骨后缩畸形矫正手术并能提高手术的可预测性和准确性,对术者把握手术有较强的指导意义。
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