應用三維攝影測量系統對單側完全性唇裂手術前后特征變化分析

羅薇　宋慶高　馬沙沙

[摘 要] 目的：利用iwitness攝影測量系統檢測分析單側完全性唇裂術前、術后的鼻唇部特征及術后鼻唇部生長發育變化，為唇裂修復手術精確的定點設計提供參考意見。方法：拍攝患兒術前、術畢及術后3個月三個時期面部二維圖像，利用iwitness軟件對圖像進行3D重建，獲取受測者鼻唇部的8個線性距離、上唇健患側面積。采用配對樣本t檢驗，分析其前后差異及變化情況。結果：1）術前健患側唇峰口角距、內外側唇高、上唇面積、鼻底寬度差異具有統計學意義（P<0.05）；2）手術前后健側內外側唇高、唇峰口角距、上唇面積及患側內外側唇高、唇峰口角距、鼻底寬度、上唇面積差異具有統計學意義（P<0.05）；3）術后健患側內側唇高、鼻底寬度、上唇面積對比結果有統計學差異（P<0.05），4）術后健患側外側唇高、唇峰口角距及手術前后健側鼻底寬度差異具有統計學意義（P>0.05）；5）術后及術后3月測量數值差異具有統計學意義（P>0.05）。結論：初步了解單側完全性唇裂鼻唇部健患側組織在術前、術畢的差異情況以及術后遠期外形變化規律。定點的確定和手術方式的選擇，需根據患者唇部組織量來決定。

[關鍵詞] iwitness軟件；三維測量；單側完全性唇裂

中圖分類號：R782.05 文獻標識碼：A 文章編號：2095-5200（2017）05-093-03

DOI：10.11876/mimt201705038

唇裂是頜面部最常見的先天性畸形，其治療效果不僅受限于鼻唇部組織的先天條件，更與手術操作者對術式的掌握程度及術后的生長發育變化規律相關。隨著三維技術的發展成熟 [1-3]， 可通過數碼攝影結合iwitness 3D重建軟件，分析單側完全性唇裂手術前、后鼻唇部外形特點，并精確觀察術后鼻唇部組織的生長發育變化[4-5]。本研究采用上述技術進行單側完全性唇裂的修復并探索唇裂術后局部組織短期內生長發育變化規律。

1 材料與方法

1.1 主要工具

相機（canon IXUS 230HS，1210萬像素）；iwitness三維重建測量軟件（Photometrix澳大利亞，測量精確度<0.001mm）；游標卡尺（測量范圍0-150mm，精確度0.02mm）；不銹鋼刻度尺（測量范圍0-20cm，精確度0.5mm）；分規、彈簧分規（上海英雄有限公司，H4009）。

1.2 研究對象及手術方式

30名單側完全性唇裂患兒年齡3個月～2歲，均在其監護人同意下加入研究，術后3個月回訪資料完整者共11例。所有手術均由同一名具有多年臨床經驗的口腔頜面外科醫師承擔，采用改良Millard法進行唇裂修復[6-9]。

1.3 測量項目和圖像的收集

1.3.1 面部標志點的選取及測量項目 基于Farkas直接測量法[10]選取鼻唇部標志點13個（圖1），左右對稱點4對；線性距離測量項目8個（圖2），健患側上唇面積測量項目2個（圖3）。

1.3.2 圖像的收集 術前、術后7天及術后3個月，均在患兒熟睡狀態下按上述待測點于鼻唇部用標記點提前進行標記，于面部相近水平位置放置刻度尺，采用自然光源及日光燈照射下，由兩名工作者采用相同型號相機在不使用閃光燈、不同角度、不同體位盡量靠近患者面部情況下，同時拍攝兩張以上圖像。過程中不與患者身體接觸避免軟組織壓迫或者因體位改變引起的面部肌肉位移引起測量誤差[11-14]，將圖像導入計算機病案數據庫。

1.4 iwitness軟件三維建模及數據測量

圖像導入計算機后，iwitness軟件識別圖像，在圖像上進行對應點的點對點標記并通過測量圖像內刻度尺的最小刻度完成自動校正、自動生成引導線，完成患者面部影像的三維重建。進行準確度的確認后逐一測量圖像內各待測點間的距離及上唇面積，每個指標行三次測量后取其平均值。SPSS17.0軟件包完成統計學分析。

2 結果

采用配對t檢驗，對手術前后指標進行分析。得出如下單側完全性唇裂數據變化規律。

1）術前健患側唇峰口角距、內外側唇高、上唇面積、鼻底寬度對比值差異具有統計學意義（P<0.05），健患側鼻底寬度比較，健側測量值較小，而其余項目則均大于患側。

2）術前、術后健側內外側唇高、唇峰口角距、上唇面積及患側內外側唇高、唇峰口角距、鼻底寬度、上唇面積對比值差異具有統計學差異（P<0.05），其中大部分術后結果測量值均有不同程度增加，但只有患側鼻底寬度測量值較術前降低。

3）術后健患側內側唇高、鼻底寬度、上唇面積對比值差異具有統計學意義（P<0.05），術后健患側測量值對比顯示健側相對患側的較大。術后健患側外側唇高、唇峰口角距及手術前后健側鼻底寬度對比值差異無統計學意義（P>0.05），術后健患側外側唇高、唇峰口角距對稱性恢復良好，健側鼻底寬度在手術前后變化不明顯。

術后3月復診資料完整的11例患兒頜面部外形圖像數據比較如圖4，術后健患側測量項目與術后遠期（術后3月）復診時對比，差異無統計學意義（P>0.05）。

3 討論

目前，三維表面成像技術采用的立體攝影測量逐漸代替了傳統的直接測量方式 [15]，并逐漸運用于頭部發育過程及與治療前后體積變化的定量研究[16]。現比較知名的3D測量系統如：Genex、Canfield、3dMD、Di3D等設備復雜、價格昂貴，限制了其在臨床中的推廣。蔣程程等[5]證明了iwitness 3D軟件對頜面部標志點定位與點距的測量具有較高的精確度及準確性，可以用于面部形態的評估及記錄。iWitness系統可以簡化設備，性價比較高。本實驗繼續利用iwitness 3D重建軟件，分析研究單側完全性唇裂患者的鼻唇部健患側組織在術前、術后、術后3月測量值的變化。endprint

Catherine JF等[17]學者，測量單側唇裂患者健患側上唇橫截面積及上唇高度比，顯示健側少于患側。本研究中單側完全性唇裂術前鼻唇部健患側對應組織測量值顯示除患側鼻底寬度大于健側外，其余患側組織測量值均明顯小于健側。分析其與口輪匝肌連續性完全中斷及肌肉的異常附著有關。術后由于恢復了患者上唇口輪匝肌的連續性，關閉了鼻底及上唇裂隙，使得患側異位生長的肌肉得以復位，從而使得患側鼻底寬度變小。術后健患側組織測量值均較術前增加，患側組織測量值增加尤為明顯的情況可能是由于重建斷裂的口輪匝肌，導致術區張力增大，上唇組織均有不同程度的拉伸和延長導致。本組患兒術中患側上唇唇峰點選取在患側唇紅最厚處與皮膚交點的內側，術后延長了患側唇紅長度，盡可能保留患側上唇組織參與修復，術后健患側唇峰口角距、外側唇高及鼻底寬度對稱效果恢復良好，達到了預期的手術效果。但健患側組織量對比可見患側組織量較少，尤其是患側上唇面積明顯小于健側，健患側組織術后對稱效果恢復欠佳。所以作者認為單側完全性唇裂患側上唇既有組織的明顯移位，還有組織量的不足。

單側完全性唇裂患者的鼻唇部健患側對應組織在術后的比值有較大偏差，其術后即時測量值顯示術后鼻唇部對稱效果恢復不佳，而在術后3月復診患者的鼻唇部所對應測量值則相近，可能是由于術后重建了口輪匝肌的連續，復位了異常附著的唇部肌肉及移位的鼻翼基角，使得異常的上唇組織按照正常的方向發育生長。而研究中發現少部分患者，在術后即刻鼻唇部呈現對稱效果，術后3個月，出現患側唇峰過高或唇紅過短等現象，這可能是由于個體發育速度的差異及瘢痕攣縮等因素導致[18]。所以單側完全性唇裂手術修復需要結合患者遠期鼻唇部生長發育的規律，進行健患側組織的保留以及對稱性的把握，而不是一味追究術后即刻對稱效果。作者認為要達到良好的手術效果，不僅需要正確的定點設計、手術方式，盡量恢復患者鼻唇部組織的生理解剖結構更為重要。

作者認為單側唇裂定點的確定和手術方式的選擇，需根據患者唇部組織量來決定。為了更好地開展唇腭裂手術，需要了解唇裂鼻唇部的生長發育特點及唇裂修補術后患者的遠期生長發育規律。

參 考 文 獻

[1] Deacon AT，Anthony AG，Bhatia SN，et al.Evaluation of a CCD-based facial measurement system.[J].Med Inform，1991，16（2）：213-241.

[2] BHATIA G，VANNIER MW，SMITH KE，et al. Quantification of facial surface change using a structured light scanne[J]. Plast Reconstr Surg，1994， 94（6）： 768-774.

[3] DUFFY S，NOAR JH，EVANS RD，et al. Three-dimensional analysis of the child cleft face[J]. Cleft Palate Craniofac J，2000，37（2）：137-144.

[4] 周衛兵，許彪，吳榮忠.頜面部軟組織測量[J].中華醫學美容雜志.1999，5（3）：56-58.

[5] 蔣程程，宋慶高，何葦，等.iWitness攝影測量系統在頜面部應用的可信度研究[J].華西口腔 醫學雜志.2015，33（3）：296-300.

[6] 丁常春，陳傳俊，陳曉陽，等. 改良Millard法修復單側不完全性唇裂[J]. 中國臨床保健雜志，2009，12（1）：28-29，后插1.

[7] 林夢媛. 改良Millard術式矯正單側完全性唇裂畸形23例臨床分析[J]. 瀘州醫學院學報，2012，35（4）：427-428.

[8] Lo L J. Primary correction of the unilateral cleft lip nasal deformity： achieving the excellence.[J]. Biomedical Journal， 2006， 29（3）：262.

[9] ZALECKAS L，LINKEVI?IEN? L，OLEKAS J，et al. The comparison of different surgical techniques used for repair of complete unilateral cleft lip[J]. Medicina （Kaunas），2011，47（2）：85-90.

[10] Farkas L G. Anthropometry of the head and face[J]. Annals of Occupational Hygiene， 1994， 52（4）：773-782.

[11] FERRARIO VF，SFORZA C，POGGIO CE，et al. Distance from symmetry：a three-dimensional evaluation of facial asymmetry[J]. J Oral Maxillofac Surg，1994，52（11）：1126-1132.

[12] TROTMAN CA，GROSS MM，MOFFATT K. Reliability of a three-dimensional method for measuring facial animation：a case report[J]. Angle Orthod，1996，66（3）：195-198.

[13] BAJAJ-LUTHRA A，VANSWEARINGEN J，THORNTON RH，et al. Quantitation of patterns of facial movement in patients with ocular to oral synkinesis[J]. Plast Reconstr Surg，1998，101（6）：1473-1480.

[14] FREY M，JENNY A，GIOVANOLI P，et al. Development of a new documentation system for facial movements as a basis for the international registry for neuromuscular reconstruction in the face[J]. Plast Reconstr Surg，1994，93（7）：1334-1349.

[15] Lane C， Jr H W. Completing the 3-dimensional picture.[J]. Am J Orthod Dentofacial Orthop， 2008， 133（4）：612-620.

[16] HERMANS DJ，MAAL TJ，BERG? SJ，et al. Three-dimensional stereophotogrammetry：a novel method in volumetric measurement of infantile hemangioma [J]. Pediatr Dermatol， 2014， 31（1）：118-122.

[17] BOORER CJ，CHO DC，VIJAYASEKARAN VS，et al. Presurgical unilateral cleft lip anthropometrics：implications for the choice of repair technique[J]. Plast Reconstr Surg，2011，127（2）：774-780.

[18] 石冰. 唇腭裂修復外科學[M]. 成都：四川大學出版社，2004.endprint