三維CT重建和牽引成骨技術個性化治療半側顏面短小畸形

石蕾 尹琳 尹宏宇 劉偉 唐曉軍 楊仁凱 楊斌 張智勇

三維CT重建和牽引成骨技術個性化治療半側顏面短小畸形

石蕾 尹琳 尹宏宇 劉偉 唐曉軍 楊仁凱 楊斌 張智勇

目的利用三維CT重建技術和牽引成骨技術，尋找精確治療半側顏面短小畸形患者的個性化治療方案。方法通過測量分析8例半側顏面短小畸形X線影像和三維CT重建模型，制定精確的個性化手術方案，應用內置式下頜骨牽引器，通過頜下入路延長下頜骨，以矯正半側顏面短小畸形患者的面部不對稱畸形。結果所有患者按預期完成骨牽引，最小牽引距離18 mm，最大牽引距離30 mm，牽引完成后面部不對稱畸形得到明顯改善，患者滿意。結論三維CT重建結合牽引成骨技術，對以半側顏面短小畸形為代表的復雜顱頜面不對稱畸形的精確治療有重要的臨床價值。

三維CT重建骨牽引延長術半側顏面短小畸形

半側顏面短小畸形（Hemifacial microsomia，HMF），又稱半面短小癥、半側小面畸形、半側顏面發育不全和第一二鰓弓綜合征等，是以面部不對稱、單側面部發育不良為主要表現的先天性畸形。發病率大約為1/5 600[1]，是僅次于唇腭裂的先天性顱頜面畸形[2]。HMF臨床表現復雜，受累部位包括外耳和中耳、下頜骨、上頜骨、顳骨、顴骨及相應部位的肌肉、軟組織和面神經等，其中以下頜升支發育不良和外耳畸形為最主要的表現。Pruzansky[3]按照下頜骨畸形程度將HMF分為3型：Ⅰ型為下頜骨升支較健側略短；Ⅱ型為下頜骨升支和髁狀突短小而扁平，關節窩缺如或喙突缺失；Ⅲ型為下頜骨升支很小甚至缺如，顳下頜關節缺如。自1992年McCarthy等[4]成功利用牽引成骨術（Distraction osteogenesis,DO）治療HMF患者的下頜骨畸形以來，DO技術已經逐漸成為矯治HMF的主要方法。我中心自2009年至2010年，共收治HMF患者8例，利用三維CT重建技術和牽引成骨技術進行個性化治療，效果良好。

1 臨床資料與方法

1.1 臨床資料

本組患者8例，男4例，女4例，年齡5～24歲；左側4例，右側4例；合并同側小耳畸形者6例，合并面癱者1例。所有患者均無頜面部感染、外傷史及相關疾病家族史。

1.2 術前測量及手術設計

數字化X線頭顱定位正側位片、下頜曲面全景片。CT掃描及三維重建：0.75 mm層厚CT薄層掃描，以Mimics 10.0軟件進行三維重建。上述所有影像數據以Efilm 2.0、Mimics 10.0和Geomagic qualify 11.0軟件進行術前相關數據測量，分析HMF患者的頜骨畸形特點和嚴重程度，模擬截骨手術及骨牽引，確定精確的截骨線和頜骨牽引器固定位置，尋找最適合的手術方案。部分患者術前設計手術導板，使截骨線避開下齒槽神經血管束及牙胚。

1.3 手術方法

患者全麻下行頜下切口，沿下頜骨下緣下方約1.5 cm處平行切開皮膚、皮下組織、頸闊肌，翻瓣向上，注意保護面神經下頜緣支，沿下頜下緣剝離骨膜，暴露下頜升支外側骨板。按術前設計好的截骨方向和牽引器放置位置，標記截骨線后，預固定內置式下頜骨牽引器，觀察位置良好，取出牽引器，按設計好的截骨線行下頜升支截骨手術。小心操作，避免損傷下齒槽血管神經束和牙胚。在骨折線兩端安置下頜骨牽引器，鈦釘固定，將牽引器末端延長桿順延長方向伸出皮膚切口，逐層關閉切口，不放置引流，無菌敷料加壓包扎。術后5～7 d復查X線片，確認牽引器固定良好后開始行下頜牽引治療。輔導患者家屬自行牽引，根據各人具體情況，2～4次/天，每天延長距離1 mm，密切觀察面型及咬牙合狀態，若患者有疼痛或下唇麻木則適當放緩延長速度，待下頜牽引達到術前設計位置或稍過矯正時結束牽引。

2 結果

牽引器穩定3～6個月，拍攝X線頭顱定位正側位片及下頜曲面全景片，確認成骨良好后，全麻手術沿原入路拆除牽引器。復查頭顱CT，并進行三維重建，8例患者截骨處均成骨良好。本組中2例患者同時對上頜骨進行了手術調整，重建了良好的咬牙合關系，沒有明顯錯頜畸形；3例年齡不足10歲的替牙期患者牽引過程中上頜下降快于下頜，有自發恢復正常咬牙合關系的表現，暫緩正畸治療，臨床密切隨訪；其余3名患者行正畸治療。本組患者術后面部輪廓基本對稱，咬牙合關系良好，線狀瘢痕隱蔽，效果滿意。

3 典型病例

女性，21歲。入院查體：一般情況好，心肺無異常。面部左右不對稱，右側明顯小于左側（圖1）。咬牙合平面左低右高，上切牙中線位于面部中線偏右側0.3 cm，頦下點右偏0.6 cm。左耳正常，右耳較左耳低0.8 cm。右耳聽力正常，耳屏缺失，耳屏處可見0.5 cm×2 cm的縱行瘢痕。雙側面神經功能正常。雙側顳下頜關節無壓痛，左側顳下頜關節有彈響。開口度2指，大張口時右側耳后區疼痛明顯。開口型偏右。牙列完整，咬牙合關系可。入院后行X線頭顱定位正側位及下頜曲面全景及螺旋CT檢查（圖2～4），顯示患側下頜Pruzansky分型為ⅡA型[5]。應用Efilm 2.0、Mimics 10.0、Geomagic qualify 11.0軟件進行X線頭影測量及三維CT重建頭顱模型測量分析，模擬單側下頜骨截骨牽引延長手術，以確定最佳截骨位置及牽引器放置位置和角度（圖5～6）。全麻下行單側下頜升支截骨及牽引器置入術。術后5 d開始延長，1 mm/d，25 d結束，共延長18 mm（圖7）。半年后于全麻下拆除牽引器，行CT復查，可見成骨充分、鈣化良好（圖8），17-12/47-42輕微開頜（圖9），不影響生活質量，患者拒絕正畸治療。因下頜升支延長，患側莖突與下頜相對位置改變，張口受限緩解，牽引器取出后開口度3指。治療結束后，面型及功能都得很好改善（圖10）。

圖1 術前Fig.1Preoperation

圖2 術前三維CT重建Fig.2Three-dimentional CT model preoperation

圖3 術前下頜X線全景片Fig.3Orthopantomogram of the right mandibular ramus preoperation

圖4 術前下頜骨三維CT重建Fig.43D CT model of mandible preoperation

圖5 模擬截骨及牽引過程，尋找牽引器最佳位置Fig.5Simulate osteotomy and DO process and search for the best position of distractor

圖6 在三維模型上設計導板Fig.6Design the operative template on 3D CT model

圖7 骨牽引結束后6個月，下頜X線全景片示右下頜升支延長18 mmFig.7Orthopantomogram shows the mandibular lengthening of 18 mm 6 months after DO

圖8 術后下頜骨三維CT模型Fig.83D CT model of mandible post-operation

圖9 牽引器取出后咬牙合像示17-12/47-42輕微開頜Fig.9Occlusion view showed jaw opening of 17-12/47-42 post-distraction

圖10 術后Fig.10Post-operation

4 討論

HMF是一個世紀前就被人們充分認識的頜面畸形[6]，臨床表現具有多樣性和復雜性，常累及以耳、下頜為中心的顱頜面骨骼、肌肉、軟組織、面神經等，并可向上累及顱底、顳骨、顴骨，其中以單側下頜骨發育不良最為突出，下頜骨發育不良中以下頜升支的發育不良最為常見。患側的上頜骨發育受限，垂直高度變短，磨牙萌出延遲。HMF的治療原則是首先矯正骨骼畸形、恢復顱頜面骨結構的協調和對稱，然后再矯正軟組織畸形。HMF的治療基本有兩種方式，第一種為單純嵌體型植骨手術或傳統的正頜手術和頦成形術，下頜升支、顳下頜關節缺如的嚴重病例，可在截骨的同時再造下頜升支和顳頜關節[7]；第二種為牽引成骨技術。

隨著我國社會經濟的迅猛發展，應用型民辦本科高校也隨之發展起來。應用型民辦本科高校只有不斷提高教學質量才能在激烈的社會競爭中繼續保持住競爭優勢。而“雙師型”教師隊伍是確保人才培養質量的重中之重，它有利于實現應用型民辦本科高校教育人才的培養目標。

1992年，McCarthy等[8]應用口外入路的牽開裝置，成功矯正了4例兒童HMF，開始了牽引成骨技術在頜面外科尤其是HMF的臨床應用。2001年，王興等[9]應用下頜骨牽引延長技術矯治HMF，效果良好。對于未成年的乳牙期和替牙期患兒早期干預，較早進行下頜骨牽引延長治療，不但可以恢復升支高度，還可以為上頜骨、顴骨的快速發育提供足夠的生長空間。上述典型病例已成年，在單純的下頜升支延長過程中，齒槽骨充分改建，牽引器拆除時僅有輕度開頜畸形。這一現象與我們以往認為成人很難自行調整的情況不同[10]。

1983年，Hemmy等[11]首先將三維重建技術應用于顱頜面外科，基于CT數據的三維重建技術的應用極大推動了顱頜面外科的發展，并使復雜顱頜面畸形制定精確合理的手術方案成為可能。HMF作為一種復雜的頜面畸形，傳統的X線片只能在二維基礎上測量和分析，而三維重建技術為我們提供了立體的影像，使診斷變得更加準確和簡便，能夠模擬手術效果，設計完備的手術方案。

基于三維CT重建技術的復雜頜面不對稱畸形，目前國內外相關的研究較少[12-14]，仍有許多細節問題值得進一步探討，這也是我們今后研究的方向。

[1]Grabb WC.The first and second branchial arch syndrome[J]. Plast Reconstr Surg,1965,36(5):485-508.

[2]Converse JM,Coccaro PJ,Becker M,et al.On hemifacial microsomia: the first and second branchial arch syndrome[J].Plast Reconstr Surg,1973,51(3):268-279.

[3]Pruzansky S.Not all dwarfed mandibles are alike[J].Birth Defects, 1969,5(2):120-129.

[4]McCathy JG,Stelnicki EJ,Mehrara BJ,et al．Distraction osteogenesis of the craniofacial skeleton[J]．Plast Reconstr Surg,2001,107(7): 1812-1827.

[6]Gougoutas AJ,Singh DJ,Low DW,et al.Hemifacial microsomia: clinical features and pictographic representations of the OMENS classification system[J].Plast Reconstr Surg,2007,120(7):112-120.

[7]Murray JE,Kaban LB,Mulliken JB.Analysis and treatment of hemifaical microsomia[J].Plast Reconstr Surg,1984,74(2):186-199.

[8]McCarthy JG,Schreiber J,Karp N,et al.Lengthening the human mandible by gradual distraction[J].Plast Reconstr Surg,1992,89 (1):1-8.

[9]王興,林野,伊彪,等.頜骨牽引成骨在矯正半側顏面發育不全中的應用[J].中華醫學雜志,2001,81(5):259-262.

[10]Molina F,Ortiz Monasterio F.Mandibular elongation and remodeling by distraction:a farewell to major osteotomies[J].Plast Reconstr Surg,1995,96(4):825-840.

[11]Hemmy DC,David DJ,Herman GT.Three-dimensional reconstruction of craniofacial deformity using computed tomography[J].Neurosurgery,1983,13(5):534-541.

[12]Meehan M,Morris D,Maurer CR,et al.Virtual 3D planning and guidance of mandibular distraction osteogenesis[J].Comput Aided Surg,2006,11(2):51-62.

[13]Hwang HS,Hwang CH,Lee KH,et al.Maxillofacial 3-dimensional image analysis for the diagnosis of facial asymmetry[J].Am J Orthod Dentofacial Orthop,2006,130(6):779-785.

[14]Yeshwant K,Seldin EB,Gateno J,et al.Analysis of skeletal movements in mandibular distraction osteogenesis[J].J Oral Maxillofac Surg,2005,63(3):335-340.

Using Three-Dimensional Computer Tomography Reconstruction and Distraction Osteogenesis Techniques for Personalized Correction on Hemifacial Microsomia

ObjectiveTo explore a technique for a personalized treatment of hemifacial microsomia by using threedimensional computer tomography reconstruction and distraction osteogenesis techniques.MethodsAccording to the measurement and analysis of the preoperative X ray cephalometric radiographs and three-dimensional computer tomography reconstructive data of the 8 patients with hemifacial microsomia,personalized surgical schemes were made.Through an external oral approach,the mandible was lengthened,and the mandible deformity of the hemifacial microsomia was corrected by surgery.ResultsAll patients achieved satisfactory results of mandibular lengthening,the range of distraction distance extends from 18 mm to 25 mm.The facial asymmetry deformities were improved obviously.ConclusionThree-dimensional computer tomography reconstruction and distraction osteogenesis techniques are very suitable for the treatment of hemifacial microsomia.

Three-dimensional computer tomography reconstruction;Distraction osteogenesis;Hemifacial microsomia

R782.2+3

A

1673－0364（2011）03－0154－04

SHI Lei,YIN Lin,YIN Hongyu,LIU Wei,TANG Xiaojun,YANG Renkai,YANG Bin,ZHANG Zhiyong.
Maxillo Facial Surgery Center,Plastic Surgery Hospital of Chinese Academy of Medical Sciences,Beijing 100144,China.Corresponding author:ZHANG Zhiyong(E-mail：zhangzh1536@sina.com).

2011年3月17日，

2011年4月20日）

10.3969/j.issn.1673-0364.2011.03.009

100144北京市中國醫學科學院整形外科醫院頜面整形外科中心。

張智勇（E-mail：zhangzh1536@sina.com）。