個性化義眼片與結膜囊關系的3D測量分析

王雪，王凡濤，宋巖，孫雪麗，胥欣，趙鵬

（1.濰坊醫學院口腔醫學院，山東 濰坊 261053；2.濰坊醫學院附屬醫院口腔科，山東 濰坊 261031）

個性化義眼片與結膜囊關系的3D測量分析

王雪1，王凡濤2，宋巖2，孫雪麗2，胥欣2，趙鵬1

（1.濰坊醫學院口腔醫學院，山東 濰坊 261053；2.濰坊醫學院附屬醫院口腔科，山東 濰坊 261031）

目的探究個性化義眼片與結膜囊的關系對義眼片活動度的影響。方法選取60例2014年7月至2015年2月在我院眼科行眼球摘除后羥基磷灰石義眼臺植入術的患者，對結膜囊進行硅橡膠取模，采用3D掃描儀記錄結膜囊模型的周邊徑、凸度、面積和體積，然后行常規制備個性化義眼片，患者一周后復診，記錄各義眼片活動度，采用3D掃描記錄義眼片的周邊徑、凸度、面積和體積，與結膜囊模型數據進行統計學分析。結果60例患者中53例(88%)取得了良好的活動度和穩定性。結膜囊內外眥剩余值、內眥上穹窿剩余值、外眥上穹窿剩余值均與義眼片水平活動度呈正相關(r=0.82，P＜0.05；r=0.70，P＜0.05；r=0.63，P＜0.05)；結膜囊內外眥剩余值、內眥上穹隆剩余值、外眥上穹隆剩余值與義眼片垂直活動度也呈正相關(r=0.51，P＜0.05；r=0.63，P＜0.05；r=0.62，P＜0.05)；結膜囊剩余面積與義眼片水平活動度和垂直活動度均為正相關（r=0.53，P＜0.05；r=0.50，P＜0.05）；結膜囊剩余容積與義眼片水平活動度和垂直活動度具有明顯正相關性(r=0.73，P＜0.05；r=0.70，P＜0.05)；結膜囊剩余凸度則與義眼片水平活動度和垂直活動度無明顯相關性(r=0.19，P＜0.05；r=0.22，P＜0.05)；結膜囊上下穹窿剩余值與義眼片水平活動度無明顯相關性(r=0.23，P＜0.05)，而與義眼片垂直活動度具有相關性(r=0.71，P＜0.05)。結論個性化義眼片的活動度與結膜囊周邊剩余值密切相關，與結膜囊剩余面積和剩余容積在一定范圍內呈正相關性，但是與剩余凸度無相關性。

義眼片；活動度；結膜囊；剩余周邊徑；剩余面積；剩余容積；剩余凸度

臨床上多種眼病需要摘除眼球或剜除眼內容物，為了修復眼球缺失造成的缺損畸形，羥基磷灰石(hydroxy apatite，HA)義眼臺為缺損畸形取得了良好的術腔充填效果[1-2]。聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate，PMMA)義眼片是佩戴于羥基磷灰石義眼臺植入術后的患者結膜囊內，修復較美觀，并得到了臨床上的大力推廣。佩戴于結膜囊內的義眼片成為研究的熱點之一。義眼片各參數的研究是在把義眼片安裝到HA義眼臺植入術后結膜囊內的基礎上進行[3-4]。隨著計算機技術的發展，3D掃描測量技術逐漸趨于成熟。我院對60例要求PMMA義眼片修復的患者進行采樣分析，在研究義眼片和結膜囊的關系對義眼片活動度的影響的基礎上，提出了基于3D掃描的測量技術，實現了測量手段的數字化和自動化，克服了傳統測量技術存在的耗時長、操作誤差大和存在操作者個人影響因素等不足[5-6]，對羥基磷灰石義眼臺植入術后結膜囊與具有良好穩定性及活動度的義眼片對應參數間的關系進行研究。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2014年7月至2015年2月于濰坊醫學院附屬醫院眼科收治的要求行義眼片修復的患者60例，其中男性48例，女性12例，平均48周歲。選擇標準：患者已行HA義眼臺植入4周以上，頜面部發育正常，無明顯其他缺陷；健眼發育正常，術區愈合良好；對標本采集知情同意，納入取樣標本范圍；常規取模制作義眼片戴入，患者義眼片戴入后有良好的穩定性、活動度者納入分析樣本范圍。排除標準：外傷導致結膜囊攣縮變形、瞼球粘連、失去正常形態者。

1.2 標本采集及處理方法

1.2.1 結膜囊形態大小標本的獲取 不采用任何取模器械，用注射器將硅橡膠輕體注入患眼結膜囊，囑患者閉眼并做閉眼狀態下眼球的上下左右功能性轉動以保證印膜材達到結膜囊組織邊緣[7]，待硅橡膠輕體凝固后再次注射至與健眼凸度相等。獲取患眼結膜囊硅橡膠模型，簡單修整模型，3D掃描記錄結膜囊模型的內外眥距、上下穹窿距、內眥上穹窿距、外眥上穹窿距、凸度、面積和體積[8]。

1.2.2 個性化義眼片的制備 將結膜囊硅橡膠模型用藻酸鹽包埋，翻制結膜囊蠟模，確定虹膜的顏色和位置，選用同一種聚甲基丙烯酸甲酯，按照臨床現有提高義眼片仿真性的技術常規定制PMMA個性化義眼片[9]。一周后復診，3D掃描記錄具有良好穩定性的義眼片的活動度及內外眥距、上下穹窿距、內眥上穹窿距、外眥上穹窿距、凸度、面積和體積。

1.2.3 3D數據的獲取 應用CreamForm hand scan300掃描儀采集結膜囊模型標本的內外眥距、上下穹窿距、內眥上穹隆距、外眥上穹隆距、凸度值、面積和體積值；一周后復診患者中，對穩定性、活動度均理想者采用同樣的方法采集義眼片內外眥距、上下穹窿距、內眥上穹隆距、外眥上穹隆距、凸度值、面積和體積值[10]。用Geomagic Studio和Zbrush軟件對采集的圖片進行處理，以減小模型表面不光滑造成的誤差；用Rhinoceros 5和Magics進行數據測量(見圖1)。采用結膜囊剩余值表示義眼片與結膜囊的關系。其中剩余周邊徑(mm)=結膜囊模型周邊徑-義眼片周邊徑；周邊徑剩余值(%)=剩余周邊徑/結膜囊模型周邊徑×100%；剩余凸度值(%)=(結膜囊模型厚度-義眼片厚度)/結膜囊模型厚度× 100%；剩余面積值(%)=(結膜囊模型面積-義眼片面積)/結膜囊面積×100%；剩余容積值(%)=(結膜囊模型體積-義眼片體積)/結膜囊體積×100%。

圖1 3D掃描測量示意圖

1.3 統計學方法 應用SPSS19.0統計軟件包進行數據分析。結膜囊各剩余值經K-S檢驗均為非正態分布，因此用中位數(M)和四分位數間距(Q)進行描述。將結膜囊各剩余值與義眼片活動度進行Spearman相關分析。以P＜0.05表示差異具有統計學意義。

2 結 果

2.1 義眼片活動度的影響因素 60例復診患者中53例達到了良好的活動度和穩定性，成功率達88%。采用剩余值表示結膜囊與義眼片的關系，得出了在良好活動度和穩定性狀態下，與義眼片活動度相關的各因素的剩余值的數值(見表1)。

表1 結膜囊活動度的影響因素

2.2 結膜囊剩余周邊徑與義眼片活動度間的關系 義眼片水平活動度與結膜囊內外眥剩余值呈顯著正相關(r=0.82，P＜0.05)，與結膜囊上下穹窿剩余值無明顯相關性(r=0.23，P＜0.05)，與內眥上穹窿剩余值及外眥上穹窿剩余值均呈明顯正相關(r=0.70，P＜0.05；r=0.63，P＜0.05)。義眼片垂直活動度與結膜囊內外眥剩余值有中度相關性(r=0.51，P＜0.05)，與結膜囊上下穹窿剩余值具有明顯相關性(r=0.71，P＜0.05)，且與內眥上穹窿剩余值和外眥上穹窿剩余值均具有正相關性(r=0.63，P＜0.05；r=0.62，P＜0.05)。

2.3 結膜囊剩余面積和剩余容積與義眼片活動度間的關系 結膜囊剩余凸度值與義眼片水平活動度和垂直活動度均無明顯相關性(r=0.19，P＜0.05；r= 0.22，P＜0.05)，而義眼片水平活動度與剩余面積值和剩余容積值均成正相關(r=0.53，P＜0.05；r=0.73，P＜0.05)，義眼片垂直活動度與剩余面積值和剩余容積呈正相關(r=0.50，P＜0.05；r=0.70，P＜0.05)。

3 討 論

眼球缺失給患者帶來生理和心理上的打擊，影響患者正常的生活和社交活動。義眼片的穩定性成為了制備完善的義眼片的基本要求[11-13]，良好活動度的恢復則是臨床研究的熱點和難點[14]。義眼片穩定性和活動度指的是義眼片就位后在結膜囊的運動下保持不移位不轉位且又具有水平和垂直方向的動度的性質。其影響因素主要為眼外肌對結膜囊的牽拉作用，以及義眼片的周邊合適度。結膜囊是容納義眼片的微環境，為了探究影響義眼片制作質量的因素，本研究對采用統一義眼臺植入術式的患者在尚未佩戴義眼片情況下的結膜囊進行采樣分析，這一研究前提排除了因不同術式結膜囊內條件不同的影響以及佩戴義眼片后結膜囊發生了組織改建而導致結膜囊原始參數的丟失[15-16]。

在模型的獲取上，采用硅橡膠輕體二次取模，使結膜囊周緣和組織面得以完全并精確地反映在硅橡膠模型上[7]，這一方法克服了傳統取模器一次取模法帶來的誤差，避免了模型獲取不完全造成下一步制作的義眼片周邊缺如；在數據的采集上，應用了激光掃描技術，與手工測量相比，減少了由測量者因素造成的測量誤差[17]；在樣本的處理上，利用計算機技術對模型進行長度和體積的測量，減少了對實驗對象的測量誤差[18-19]。樣本經掃描錄入計算機后，發現表面所呈現的組織面形態會影響結膜囊有效表面積的計算，因此實驗中利用Zbrush等軟件對結膜囊模型進行了簡單修整。研究結果中結膜囊剩余面積與義眼片活動度的正相關性，正與郭疆等[20]的研究結果一致。但由于在樣本處理的環節上，樣本表面積是經過簡單處理后收集的，因此本實驗結果中剩余面積與義眼片活動度的正相關性具有臨床指導意義，但并不提倡將最后獲得的結膜囊剩余面積值作為制作義眼片的數據指導。

結膜囊剩余面積是影響義眼片活動度的主要影響因素，但并不是唯一影響因素。實驗結果顯示，義眼片活動度與剩余周邊徑值、剩余容積值均具有正相關性，并且水平活動度和垂直活動度與各剩余值的相關性不同。這為在臨床上對義眼片進行初打磨以及對活動度的精修整提供了臨床指導。隨著制作業市場需求的擴增，現代CAD/CAM、激光技術、計算機數控等測量技術使得無模制造成為現實，計算機直接接收激光掃描的數據，對產品進行快速成型(Rapid Prototyping)，縮短了制作周期，提高了生產效率，減少患者臨床就診時間。但是3D打印技術受到打印材料的制約[21]，臨床制作義眼片的聚甲基丙烯酸甲酯[22]并不屬于3D打印材料范疇。因此尚未查閱到將3D打印引進到義眼片的生產制作的文獻。本實驗中60例復診患者中具有良好活動度和穩定性的53例研究對象得出了各剩余值的中位數和四分位間距，并將義眼片和結膜囊的關系對義眼片活動度的影響進行了數據的量化，這為3D打印出接近良好活動度和穩定性的義眼蠟模提供數據指導，對將3D打印引進到義眼制作程序具有重要的實踐意義。

本研究發現義眼片與結膜囊之間的關系，并創新性地探索這一關系對義眼片活動度的影響，為制作具有良好穩定性和活動度的義眼片提供臨床指導的同時，也為日后將3D打印技術引入到義眼片的制作提供可行性，為進一步擴大樣本對這一關系進行更深的探討提供可能性。因此，本研究具有較高的臨床實用價值，值得進行深入探討。

[1]楊潔文,樓堯勇.改良羥基磷灰石義眼臺植入術78例臨床分析[J].浙江實用醫學,2012,17(2):128-129.

[2]張立新,劉輝焜,羅中伶,等.羥基磷灰石義眼臺植入和聚甲基丙烯酸酯義眼片的臨床研究[J].臨床醫藥實踐,2014,23(7):483-486.

[3]王登診.眼球摘除后一期眶內植入羥基磷灰石(HA)義眼臺治療的效果觀察[J].中國醫療美容,2015,5(5):36-38.

[4]宋巖,王杰,夏飛,等.球形多孔羥基磷灰石義眼臺植入術后結膜囊形態研究及義眼安裝[J].中國實用眼科雜志,2006,24(7):690-691.

[5]鐘春華.基于3D掃描的質量檢測與應用[D].南昌:南昌大學,2006.

[6]Nguyen Tien Thanh,劉修國,王紅平,等.基于激光掃描技術的三維模型重建[J].激光與光電子學進展,2011,48(8):112-117.

[7]Tripuraneni SC,Vadapalli SB,Ravikiran P,et al.An innovative impression technique for fabrication of a custom made ocular prosthesis [J].Indian Journal of Ophthalmology,2015,63(6):545-547.

[8]劉松林,許天民,林久祥.三維數字化牙頜模型的數據采集方法和測量可靠性[J].口腔正畸學,2008,15(3):137-140.

[9]丁鳳奎,許雪亮,向陽,等.個性化義眼的定制與臨床應用[J].醫學臨床研究,2005,22(9):1236-1238.

[10]吳燕,羅濤,韓非,等.PMMA成品仿真義眼片個性化加工方法及效果觀察[J].局解手術學雜志,2013,22(5):509-510.

[11]鄭國偉,宋巖,陸蘭.數碼技術測定虹膜色彩的可行性[J].中國組織工程研究與臨床康復,2011,15(13):2398-2402.

[12]Guttal SS,Patil NP,Naina V,et al.A simple method of positioning the iris disk on a custom-made ocular prosthesis.A clinical report[J]. Journal of Prosthodontics,2008,17(3):223-227.

[13]林琪玲,郭疆,司馬晶.仿真個性化義眼配置的臨床觀察及護理[J].護理研究,2009,23(20):1815-1816.

[14]Nicodemo D,Ferreira LM.Questionnaire of the psychosocial profile of the patient with anophthalmia with indication of ocular prosthesis [J].Arquivos Brasileiros De Oftalmologia,2006,69(4):463-470.

[15]潘敏敏,焦演歌,楊曉峰.鞏膜花瓣狀成形、羥基磷灰石義眼臺植入術的效果觀察[J].山東醫藥,2012,52(26):66-67.

[16]官進華,楊勇.結膜囊擴張器治療結膜囊畸形和縮窄[J].眼外傷職業眼病雜志,2007,29(7):539-540.

[17]陳俊,呂培軍,馮海蘭,等.牙頜模型三維激光掃描系統可靠性研究及與手工測量的比較[J].現代口腔醫學雜志,2000,14(4):251-25.

[18]劉松林,許天民,林久祥.三維點激光掃描儀的掃描可靠性研究[J].口腔正畸學,2008,15(1):39-41.

[19]鄒波,呂培軍,王勇.一種新型三維牙頜模型激光掃描儀可靠性對比研究[J].實用口腔醫學雜志,2002,18(6):546-549.

[20]郭疆,司馬晶,金暉博,等.個性化義眼片活動度相關因素分析[J].國際眼科雜志,2008,8(12):2477-2478.

[21]賀超良,湯朝暉,田華雨,等.3D打印技術制備生物醫用高分子材料的研究進展[J].高分子學報,2013,52(6):722-732.

[22]楊新,宋巖,王凡濤,等.高分子義眼材料表面的粗糙度及硬度[J].中國組織工程研究與臨床康復,2014,18(8):1257-1262.

Analysis of the relationship between ocular prosthesis and conjunctival sac by 3D scanning technology.

WANG Xue1, WANG Fan-tao2,SONG Yan2,SUN Xue-li2,XU Xin2,ZHAO Peng1.1.School of Stomatology,Weifang Medical University,Weifang 261053,Shandong,CHINA;2.The Affiliated Hospital of Weifang Medical University,Weifang 261031, Shandong,CHINA

ObjectiveTo explore the influence of the ocular prosthesis-conjunctival sac’relationship on the mobility of the ocular prosthesis.MethodsSixty patients undergoing hydroxyapatite implantation in Affiliated Hospital of Weifang Medical University during the period from July 2014 to February 2015 were selected.The conjunctival sac was analyzed by taking a silicone rubber impression,and 3D scanning technology was used to measure the residual diameter,residual convexity,residual surface area,and residual volume of the conjunctival sac model.The ocular prosthesis was made as routine.The mobility and stability of the ocular prosthesis were examined one week later.The residual diameter,residual convexity,residual surface area,and residual volume of the ocular prosthesis were measured by 3D scanning technology,and their correlations with the data of the conjunctival sac model were analyzed.ResultsThe ocular prosthesis in 53 of the 60 patients(88%)achieved good mobility and stability.The residual diameters from the inner to the outer canthal,the inner canthal to the vault,and the outer canthal to the vault of the conjunctival sac model were found to be in positive correlation with the horizontal mobility of the ocular prosthesis(r=0.82,P＜0.05;r=0.70,P＜0.05; r=0.63,P＜0.05).The residual diameters from the inner to the outer canthal,the inner canthal to the vault,the outer canthal to the vault of the conjunctival sac model were also found to be in positive correlation with the vertical mobility of the ocular prosthesis(r=0.82,P＜0.05;r=0.70,P＜0.05;r=0.63,P＜0.05).Residual surface area of the conjunctival sac model was in positive correlation both with the horizontal mobility and the vertical mobility of the ocular prosthesis(r= 0.53,P＜0.05;r=0.50,P＜0.05).Residual volume has significant positive correlation both with the horizontal mobility and the vertical mobility(r=0.73,P＜0.05;r=0.70,P＜0.05),while residual convexity showed no correlation with the horizontal mobility or the vertical mobility(r=0.19,P＜0.05;r=0.22,P＜0.05).The residual diameter from the vault to the vault had no correlation with the horizontal mobility(r=0.23,P＜0.05),whereas showed a positive correlation with the vertical mobility(r=0.71,P＜0.05).ConclusionThe mobility of the ocular prosthesis is correlated with the residual values of conjunctival sac,which is positively affected by the residual surface area and residual volume of conjunctival sac in a certain range,but not correlated to the residual convexity of conjunctival sac.

Ocular prosthesis;Mobility;Conjunctival sac;Residual diameter;Residual surface area;Residual volume;Residual convexity

R777.3

A

1003—6350（2017）01—0080—03

2016-07-28)

山東省濰坊市科技局醫學基金（編號：2016YX014）

王凡濤。E-mail:wang.fantao@163.com

10.3969/j.issn.1003-6350.2017.01.024