下頜骨三維重建、有限元學(xué)分析及在下頜角截骨整形術(shù)中的臨床應(yīng)用研究.pdf

1、第一部分 正常成年女性下頜角多層螺旋CT解剖學(xué)研究
　　 目的:
　　 通過對(duì)60例成年女性正常下頜角16排螺旋CT。容積掃描及后續(xù)的三維重建,分析下頜角大體形態(tài)學(xué)特點(diǎn)、不同部位的骨皮質(zhì)厚度及下頜神經(jīng)管解剖學(xué)特點(diǎn),為下頜角截骨整形術(shù)提供解剖學(xué)基礎(chǔ)。
　　 材料與方法:
　　 對(duì)60例(120側(cè))健康成年女性行多層螺旋CT檢查,年齡20～43歲,平均27.1歲；身高152～183 cm,平均166.5 cm

2、；體重40～95kg,平均57.3 kg。所有受檢查者均無(wú)下頜骨相關(guān)外傷手術(shù)史。CI掃描方法:采用GE公司Lightspeed 16多層螺旋CT機(jī),常規(guī)橫斷面掃描,掃描基線相當(dāng)于聽眥線,掃描范圍包括完整下頜骨,層厚0.625 mm,無(wú)間隔容積掃描,管電壓120 kV,管電流260 mAs,骨算法重建；原始數(shù)據(jù)導(dǎo)入ADW4.2工作站進(jìn)行容積重建(VolumeReconstruction,VR)、多平面重建(Multi Planar Rec

3、onstruction,MPR),窗寬2000 Hu,窗位500 Hu。
　　 三維重建包括VR和MPR,MPR可得到標(biāo)準(zhǔn)冠狀面、矢狀面和任意角度斜矢狀面、冠狀面圖像,通過調(diào)整不同的軸線即可獲得各種切面的重組圖像。VR可以整體觀察下頜角大體解剖學(xué)特點(diǎn)。在VR圖像上通過咬合平面畫一直線,與下頜骨后緣相交處為點(diǎn)A:通過頦孔與下頜骨下緣平行畫一平行線,與下頜骨后緣相交處為點(diǎn)B；通過下頜骨升支前緣做下頜骨下緣的垂線,與下頜骨下緣相交處為

4、點(diǎn)C；通過頦孔與下頜骨下緣做一垂線,相交處為點(diǎn)D；AB段規(guī)定為下頜骨后緣,BC段規(guī)定為下頜角區(qū),CD段規(guī)定為下頜骨下緣。在VR圖像上定位,每一段分別測(cè)量五個(gè)點(diǎn),MPR圖像上自動(dòng)匹配,分別在MPR上測(cè)量五個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)內(nèi)板、外板及內(nèi)外板在邊緣反折部骨皮質(zhì)厚度,每一段五個(gè)點(diǎn)的平均值作為該段內(nèi)、外板及邊緣骨皮質(zhì)厚度,本組測(cè)量60例120側(cè)下頜骨骨皮質(zhì)厚度。所得數(shù)據(jù)采用SPSS10.0統(tǒng)計(jì)軟件處理,計(jì)算平均值、標(biāo)準(zhǔn)差及變異系數(shù),雙側(cè)下頜骨骨皮質(zhì)厚度做

5、配對(duì)樣本f檢驗(yàn)。P值<0.05認(rèn)為差別具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
　　 MPR重建測(cè)量下頜神經(jīng)管在不同位置距下頜骨外板及下緣的距離,對(duì)測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。
　　 結(jié)果:
　　 1.下頜角大體形態(tài)學(xué)觀察
　　 下頜骨下緣與后緣的連接方式可分為單角轉(zhuǎn)折型(11.67％)、雙角轉(zhuǎn)折型(8.33％)、角度過渡型(73.33％)和后下突型(6.67％)；下頜角區(qū)相對(duì)于下頜骨中軸面的位置關(guān)系可分為外翻型(11.67％)、

6、中位型(70.00％)和內(nèi)翻型(18.33％)。
　　 2.下頜角區(qū)骨皮質(zhì)厚度
　　 左側(cè)下頜骨后緣內(nèi)、外板及邊緣骨皮質(zhì)厚度分別為2.12±0.29mm,2.89±0.35mm,4.40±0.66mm；左側(cè)下頜角內(nèi)、外板及邊緣骨皮質(zhì)厚度分別為2.13±0.35mm,2.91±0.35mm,5.76±1.22mm；左側(cè)下頜骨下緣內(nèi)、外板及邊緣骨皮質(zhì)厚度分別為2.18±0.41mm,3.01±0.42mm,4.29±0.68

7、mm。右側(cè)下頜骨后緣內(nèi)外板及邊緣骨質(zhì)厚度分別為2.14±0.25mm,2.73±0.29mm,4.19±0.60mm；右側(cè)下頜角內(nèi)、外板及邊緣骨皮質(zhì)厚度分別為2.24±0.24mm,2.76±0.32mm,5.65±1.09mm；右側(cè)下頜骨下緣內(nèi)、外板及邊緣骨皮質(zhì)厚度分別為2.40±0.39mm,2.98±0.42mm,4.14±0.64mm。雙側(cè)下頜骨后緣外板及反折處(PE:t=4.882,P=0.000；PM:t=2.974,P=0

8、.004),下頜角內(nèi)外板(AI：t=3.394,P=0.001；AE:t=4.217,P=0.000)及下頜骨下緣內(nèi)板差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Ⅱ:t=6.540,P<0.05),其余兩側(cè)各段骨皮質(zhì)厚度差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
　　 3.下頜神經(jīng)管測(cè)量
　　 下頜神經(jīng)管距離下頜骨外板在第三磨牙層面距離最小(左側(cè)4.20±1.05mm；右側(cè)4.27±1.00mm),在第一二磨牙間距離最大(左側(cè)5.73±1.40mm；右側(cè)5.58±1.

9、38mm)；距離下緣距離與之相反,第三磨牙層面距離最大(左側(cè)8.50±2.09mm；右側(cè)8.82±2.42mm),一二磨牙間距離最小(左側(cè)6.98±0.72mm；右側(cè)6.87±0.91mm)。下頜神經(jīng)管除了在第三磨牙層面距離下頜骨下緣的距離有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義外(LA:t==10.928,P<0.001),其余各點(diǎn)下頜神經(jīng)管距外板、下緣無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
　　 結(jié)論:
　　 1.多層螺旋CT可以在活體三維立體觀察下頜骨后緣、下頜角、

10、下緣形態(tài),術(shù)前可以詳細(xì)了解下頜角形態(tài)學(xué)特點(diǎn),為手術(shù)計(jì)劃提供重要參考信息,對(duì)下頜角截骨整形術(shù)有重要的臨床意義。
　　 2.多層螺旋CT可以對(duì)下頜骨后緣、下頜角、下頜骨下緣的骨皮質(zhì)厚度進(jìn)行精確測(cè)量,在觀察骨性結(jié)構(gòu)的同時(shí)還可顯示周圍軟組織情況,對(duì)下頜角截骨整形術(shù)有重要的臨床指導(dǎo)意義,可確保手術(shù)精確實(shí)施、降低手術(shù)難度、減少手術(shù)的并發(fā)癥。
　　 3.多層螺旋CT容積掃描及三維重建,能夠很好的顯示下頜神經(jīng)管位置、走行方向及與周圍結(jié)構(gòu)

11、的關(guān)系,避免下頜角截骨整形術(shù)中意外損傷下頜神經(jīng)管內(nèi)的血管神經(jīng)束。
　　 第二部分 下頜骨生物力學(xué)的三維有限元分析
　　 目的:
　　 應(yīng)用三維有限元分析技術(shù),建立下頜骨三維有限元模型,研究以切除部分下頜骨骨質(zhì)為手段的下頜角截骨整形術(shù)術(shù)后下頜骨生物力學(xué)的變化情況,得出下頜角截骨整形術(shù)截除骨質(zhì)的安全邊際,尋找下面部輪廓塑形效果與生物力學(xué)變化的最佳平衡點(diǎn)。
　　 方法:
　　 選擇顱頜系統(tǒng)發(fā)育正常、Ⅰ類

12、磨牙關(guān)系的健康女性青年志愿者,64排螺旋CT。顳下頜關(guān)節(jié)區(qū)及下頜骨軸向斷層、連續(xù)無(wú)間隔掃描,利用Mimics12.0和Ansys12.0軟件,根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行分割、平滑、三維網(wǎng)格劃分,并加入材料力學(xué)參數(shù)設(shè)定和模型的邊界約束設(shè)計(jì),生成不含下牙列和帶有肌肉、韌帶約束的正常下頜骨三維有限元全模型(對(duì)照組)。在此模型基礎(chǔ)上分別建立切除下頜緣的模型1和切除部分下頜骨的模型2(實(shí)驗(yàn)組),在頦聯(lián)合處下緣受力面相應(yīng)節(jié)點(diǎn)上加載撞擊力響應(yīng)曲線,應(yīng)用An

13、sys12.0軟件運(yùn)算得出實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組下頜骨應(yīng)力分布云圖及應(yīng)力分布動(dòng)態(tài)變化圖。于下頜骨髁突頸、下頜體、水平支與升支交界處選取3個(gè)節(jié)點(diǎn),軟件運(yùn)算得出3個(gè)節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力-時(shí)間載荷響應(yīng)曲線,并提取各節(jié)點(diǎn)上應(yīng)力傳導(dǎo)歷程巾以1ms為時(shí)間間隔單位的應(yīng)力數(shù)據(jù)以及最大應(yīng)力。隨后將建立的模型1和模型2分別導(dǎo)入Ansys12.0軟件,重復(fù)上述求解步驟,求解實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組應(yīng)力分布云圖、應(yīng)力分布動(dòng)態(tài)變化圖、時(shí)間-應(yīng)力載荷響應(yīng)曲線以及上述3個(gè)節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力數(shù)據(jù)。

14、>　　 結(jié)論:
　　 1.下頜骨受撞擊后,下頜骨的應(yīng)力主要沿外斜線方向傳播并且集中于髁突頸部。
　　 2.切除下頜骨后緣、下頜角、下頜骨下緣骨質(zhì)能夠引起下頜骨乙狀切跡、喙突以及牙槽脊附近應(yīng)力上升。
　　 3.切除骨質(zhì)越多應(yīng)力上升越多,使下頜骨較前更易斷裂。
　　 第三部分下頜角截骨整形術(shù)的臨床應(yīng)用研究
　　 目的:
　　 評(píng)價(jià)下頜角截骨整形術(shù)患者的臨床特點(diǎn)、手術(shù)方法以及術(shù)后效果；觀察MS

15、CT在下頜角截骨整形術(shù)的臨床應(yīng)用價(jià)值。
　　 方法:
　　 自2007年10月至2009年11月,共計(jì)完成下頜角截骨整形術(shù)119例,所有患者均行術(shù)前大體檢查和X線檢查。本組患者119例,女性115例229側(cè),男性4例7側(cè),年齡19～43歲,平均28.3歲；所有患者頜面部發(fā)育正常,咬合關(guān)系正常,無(wú)咬合障礙,無(wú)顳下頜關(guān)節(jié)紊亂綜合征(TMJDS)癥狀和體征,無(wú)下頜骨相關(guān)外傷手術(shù)史。下頜角肥大以骨性肥大為主,表現(xiàn)為下頜角骨質(zhì)增生

16、突出,下頜角間距增寬。其中25例同期行顴骨縮小整形術(shù),6例同期行假體隆頦術(shù)。
　　 本組資料中共計(jì)進(jìn)行術(shù)前三維重建及術(shù)前模擬21例,其中7例術(shù)后一周至三個(gè)月進(jìn)行了術(shù)后三維重建。螺旋CT掃描方法及重建方法同第一部分。
　　 運(yùn)用Mirror system軟件,將重建的下頜骨三維圖像載入,利用軟件的拉伸、平移、切割、旋轉(zhuǎn)、拼接、擴(kuò)大等功能,依據(jù)既往文獻(xiàn)報(bào)道的下面部骨骼輪廓的美學(xué)標(biāo)準(zhǔn),并參考患者提出的要求以及結(jié)合功能、形態(tài)的綜