下頜骨三維重建、有限元學分析及在下頜角截骨整形術中的臨床應用研究.pdf

1、第一部分 正常成年女性下頜角多層螺旋CT解剖學研究
　　 目的:
　　 通過對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)學特點、不同部位的骨皮質厚度及下頜神經管解剖學特點,為下頜角截骨整形術提供解剖學基礎。
　　 材料與方法:
　　 對60例(120側)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。所有受檢查者均無下頜骨相關外傷手術史。CI掃描方法:采用GE公司Lightspeed 16多層螺旋CT機,常規(guī)橫斷面掃描,掃描基線相當于聽眥線,掃描范圍包括完整下頜骨,層厚0.625 mm,無間隔容積掃描,管電壓120 kV,管電流260 mAs,骨算法重建；原始數據導入ADW4.2工作站進行容積重建(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可得到標準冠狀面、矢狀面和任意角度斜矢狀面、冠狀面圖像,通過調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特點。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C；通過頦孔與下頜骨下緣做一垂線,相交處為點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,每一段分別測量五個點,MPR圖像上自動匹配,分別在MPR上測量五個點對應內板、外板及內外板在邊緣反折部骨皮質厚度,每一段五個點的平均值作為該段內、外板及邊緣骨皮質厚度,本組測量60例120側下頜骨骨皮質厚度。所得數據采用SPSS10.0統(tǒng)計軟件處理,計算平均值、標準差及變異系數,雙側下頜骨骨皮質厚度做

5、配對樣本f檢驗。P值<0.05認為差別具有統(tǒng)計學意義。
　　 MPR重建測量下頜神經管在不同位置距下頜骨外板及下緣的距離,對測得的數據進行統(tǒng)計學分析。
　　 結果:
　　 1.下頜角大體形態(tài)學觀察
　　 下頜骨下緣與后緣的連接方式可分為單角轉折型(11.67％)、雙角轉折型(8.33％)、角度過渡型(73.33％)和后下突型(6.67％)；下頜角區(qū)相對于下頜骨中軸面的位置關系可分為外翻型(11.67％)、

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

7、mm。右側下頜骨后緣內外板及邊緣骨質厚度分別為2.14±0.25mm,2.73±0.29mm,4.19±0.60mm；右側下頜角內、外板及邊緣骨皮質厚度分別為2.24±0.24mm,2.76±0.32mm,5.65±1.09mm；右側下頜骨下緣內、外板及邊緣骨皮質厚度分別為2.40±0.39mm,2.98±0.42mm,4.14±0.64mm。雙側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),下頜角內外板(AI：t=3.394,P=0.001；AE:t=4.217,P=0.000)及下頜骨下緣內板差異具有統(tǒng)計學意義(Ⅱ:t=6.540,P<0.05),其余兩側各段骨皮質厚度差異無統(tǒng)計學意義。
　　 3.下頜神經管測量
　　 下頜神經管距離下頜骨外板在第三磨牙層面距離最小(左側4.20±1.05mm；右側4.27±1.00mm),在第一二磨牙間距離最大(左側5.73±1.40mm；右側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8.50±2.09mm；右側8.82±2.42mm),一二磨牙間距離最小(左側6.98±0.72mm；右側6.87±0.91mm)。下頜神經管除了在第三磨牙層面距離下頜骨下緣的距離有統(tǒng)計學意義外(LA:t==10.928,P<0.001),其余各點下頜神經管距外板、下緣無統(tǒng)計學意義。
　　 結論:
　　 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),術前可以詳細了解下頜角形態(tài)學特點,為手術計劃提供重要參考信息,對下頜角截骨整形術有重要的臨床意義。
　　 2.多層螺旋CT可以對下頜骨后緣、下頜角、下頜骨下緣的骨皮質厚度進行精確測量,在觀察骨性結構的同時還可顯示周圍軟組織情況,對下頜角截骨整形術有重要的臨床指導意義,可確保手術精確實施、降低手術難度、減少手術的并發(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管位置、走行方向及與周圍結構

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

12、磨牙關系的健康女性青年志愿者,64排螺旋CT。顳下頜關節(jié)區(qū)及下頜骨軸向斷層、連續(xù)無間隔掃描,利用Mimics12.0和Ansys12.0軟件,根據實驗設計要求進行分割、平滑、三維網格劃分,并加入材料力學參數設定和模型的邊界約束設計,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(對照組)。在此模型基礎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(實驗組),在頦聯(lián)合處下緣受力面相應節(jié)點上加載撞擊力響應曲線,應用An

13、sys12.0軟件運算得出實驗組與對照組下頜骨應力分布云圖及應力分布動態(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個節(jié)點,軟件運算得出3個節(jié)點的應力-時間載荷響應曲線,并提取各節(jié)點上應力傳導歷程巾以1ms為時間間隔單位的應力數據以及最大應力。隨后將建立的模型1和模型2分別導入Ansys12.0軟件,重復上述求解步驟,求解實驗組與對照組應力分布云圖、應力分布動態(tài)變化圖、時間-應力載荷響應曲線以及上述3個節(jié)點的應力數據。

14、>　　 結論:
　　 1.下頜骨受撞擊后,下頜骨的應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、下頜骨下緣骨質能夠引起下頜骨乙狀切跡、喙突以及牙槽脊附近應力上升。
　　 3.切除骨質越多應力上升越多,使下頜骨較前更易斷裂。
　　 第三部分下頜角截骨整形術的臨床應用研究
　　 目的:
　　 評價下頜角截骨整形術患者的臨床特點、手術方法以及術后效果；觀察MS

15、CT在下頜角截骨整形術的臨床應用價值。
　　 方法:
　　 自2007年10月至2009年11月,共計完成下頜角截骨整形術119例,所有患者均行術前大體檢查和X線檢查。本組患者119例,女性115例229側,男性4例7側,年齡19～43歲,平均28.3歲；所有患者頜面部發(fā)育正常,咬合關系正常,無咬合障礙,無顳下頜關節(jié)紊亂綜合征(TMJDS)癥狀和體征,無下頜骨相關外傷手術史。下頜角肥大以骨性肥大為主,表現為下頜角骨質增生

16、突出,下頜角間距增寬。其中25例同期行顴骨縮小整形術,6例同期行假體隆頦術。
　　 本組資料中共計進行術前三維重建及術前模擬21例,其中7例術后一周至三個月進行了術后三維重建。螺旋CT掃描方法及重建方法同第一部分。
　　 運用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、拼接、擴大等功能,依據既往文獻報道的下面部骨骼輪廓的美學標準,并參考患者提出的要求以及結合功能、形態(tài)的綜