基于三維CT重建遼寧地區(qū)骨性Ⅰ類女性下頜骨的不對稱性研究*

盧俊偉,于晗驍,吳 桐,張 秀,于曉童△

(1.沈陽醫(yī)學院研究生院,遼寧 沈陽 110000;2.中國醫(yī)科大學附屬口腔醫(yī)院口腔頜面外科,遼寧 沈陽 110000;3.錦州醫(yī)科大學基礎(chǔ)醫(yī)學院,遼寧 錦州 121000)

影像技術(shù)不僅在臨床中應(yīng)用廣泛,在基礎(chǔ)研究和法醫(yī)學領(lǐng)域也起著關(guān)鍵作用。三維CT重建技術(shù)(3DCT)是多層螺旋CT掃描和3D圖像后處理技術(shù),該技術(shù)具有掃描速度快,時空分辨率高,可以實時更新和共享等優(yōu)勢,成為法醫(yī)人類學領(lǐng)域中的常用手段[1]。歐幾里得距離矩陣分析(EDMA)是一種常見的幾何形態(tài)測量技術(shù),也是形態(tài)學、人類學研究中常用的方法。有學者將這2項技術(shù)進行結(jié)合,開展了相關(guān)研究,得出了一些成果[2]。 如季璐等[3]選擇遼寧漢族的100名成年人,采集其頭面部數(shù)據(jù),對其CT數(shù)據(jù)進行三維重建,在VG Studio 3.2 MAX軟件中進行坐標點的幾何形態(tài)學測量,用歐式距離矩陣分析法,對遼寧漢族成人頭面部指數(shù)進行了研究,得出了遼寧漢族人口常有的頭面部特點:有超狹面型、狹鼻型或中鼻型,男性面部總體輪廓大于女性。

下頜骨是人體中重要的骨骼,是顱骨中最大的且唯一可以活動的骨骼,也是頜面部最具有生物學特征的骨骼之一,下頜骨對人的面部輪廓和形態(tài)有著很重要的影響,在口腔正畸、整形、法醫(yī)等領(lǐng)域有著重要的意義[4-5]。本研究將3DCT與EDMA相結(jié)合,對遼寧地區(qū)女性骨性Ⅰ類成人下頜骨進行不對稱性分析,為口腔正畸方案設(shè)計、法醫(yī)等領(lǐng)域提供重要形態(tài)學基礎(chǔ),為醫(yī)學影像學與其他學科結(jié)合提供新的案例及思路。

1 材料與方法

1.1一般資料 選取2020年7月至2021年7月沈陽市表型組學研究重點實驗室影像數(shù)據(jù)庫中50名籍貫為遼寧地區(qū)骨性Ⅰ類女性頭部3DCT,數(shù)據(jù)格式為DICOM格式進行回顧性分析。入選標準:(1)ANB角度在0～4°。(2)年齡20～60歲。(3)頜面部無任何外傷史、無手術(shù)史、FH-MP二面角在22°～32°。(4)受試對象無任何CT禁忌證。(5)所有受試對象之間無血緣關(guān)系。(6)受試對象同意。本研究經(jīng)過錦州醫(yī)科大學醫(yī)學倫理委員會批準(批號:JZRL0005)。排除標準:(1)高角骨面型(FH-MP>32°)。(2)體重指數(shù)(BMI)<18 kg/m2或>24 kg/m2。(3)不能耐受CBCT者。

1.2方法

1.2.1操作方法 使用飛利浦公司128排CT掃描設(shè)備,對實驗對象進行顱骨三維形態(tài)數(shù)據(jù)的采集,數(shù)據(jù)存儲格式為DICOM。將所有受試者的DICOM原始數(shù)據(jù)導入至VG Studio 3.2 MAX,重建三維面部,建立三維圖像的空間直角坐標系,測定并提取標志點的三維坐標[6]。后將標志點三維坐標導入winEDMA Version 1.0.1軟件,采用EDMA法對下頜骨進行不對稱性分析,形成形狀差異矩陣(FDM)[7]。FDM比值大小代表不同的意義,當比值不為1時,表示2組樣本在形態(tài)和發(fā)育模式等方面不同。

1.2.2觀察指標及評定標準 本研究選取測量13個下頜骨標志點,其中正中矢狀面標志點3個,左側(cè)下頜骨5個,右側(cè)下頜骨5個。每一側(cè)8個標志點去掉位于中線的3條線段后,共形成25個歐氏距離線段,形成FDM后,當差異線段比值大于1.05或小于0.95,則表明2組樣本在形態(tài)和發(fā)育模式等方面存在5%及以上的差異[8]。根據(jù)《人體測量方法》選取下頜骨的骨性標志點[9]包括:左髁突外點、右髁突外點、左乙狀切跡點、右乙狀切跡點、左下頜角點、右下頜角點、左角前切跡點、右角前切跡點、左頦孔點、右頦孔點、下牙槽前點、下齒槽座點、頦前點。

1.3統(tǒng)計學處理 本研究采用bootstrap非參數(shù)統(tǒng)計分析方法,綜合隨機模擬和似然估計數(shù)理統(tǒng)計,統(tǒng)計量為t,其大小代表樣本之間的最大變異范圍[10]。本研究使用基于1 000個bootstrap樣本的非參數(shù)自舉技術(shù)計算t的分布函數(shù),并將重抽樣產(chǎn)生的t值大于標準t值的比例表示為P值,P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié) 果

通過EDMA對女性下頜骨進行形態(tài)學分析及bootstrap非參數(shù)檢驗得t=1.164、P=0.001,結(jié)果顯示女性樣本下頜骨兩側(cè)形態(tài)差異有統(tǒng)計學意義。25個FDM比值中小于0.95的有5個(20%);>1.05的有0個。對女性下頜骨不對稱性最具影響力的點為角前切跡點。歐氏距離統(tǒng)計結(jié)果,見表1。下頜骨FDM中有差異線段的比值,見表2。

表1 歐氏距離統(tǒng)計結(jié)果

表2 FDM矩陣中左、右下頜骨差異線段比值情況

3 討 論

醫(yī)學影像技術(shù)在近年來得到快速發(fā)展,越來越多的領(lǐng)域開始使用醫(yī)學影像技術(shù),實現(xiàn)學科間的相互融合。如多層螺旋CT聯(lián)合3D打印技術(shù),在治療不穩(wěn)定骨盆骨折的應(yīng)用中,縮短了手術(shù)時間,使得手術(shù)更加完美、安全[11]。多層螺旋CT與聯(lián)合血清檢查相結(jié)合,提高了結(jié)直腸癌及是否合并肝轉(zhuǎn)移的診斷準確率[12]。本研究中,將多層螺旋CT技術(shù)與EDMA相結(jié)合,是現(xiàn)代應(yīng)用數(shù)學與影像學技術(shù)結(jié)合,有著啟示意義。2項技術(shù)的融合,在三維層面真實還原下頜骨的形狀,減少了誤差,測量數(shù)據(jù)更加準確可靠。在口腔醫(yī)學領(lǐng)域中,常使用CBCT作為主要的影像學工具,而在此次研究中使用的是CT,因為CT具有更好的清晰性、分辨率高的特征,可以更好地應(yīng)用于本次研究。本研究結(jié)果表明,遼寧地區(qū)女性的下頜骨形狀具有不對稱性,女性不對稱FDM比值的差異主要集中在下頜角前緣。女性不對稱差異小于男性的不對稱差異,且均為左下頜骨比右下頜骨小,根據(jù)以往研究推測,這種結(jié)果可能與咀嚼習慣有關(guān)[13]

骨性Ⅰ類女性下頜骨研究有重要的意義。吳盡紅等[14]對青春發(fā)育高峰期骨性Ⅰ類女性患者進行了下頜骨生長預(yù)測,發(fā)現(xiàn)下頜綜合長的增長量與生長時間與骨齡的關(guān)系,并且建立了相關(guān)方程,對下頜骨生長預(yù)測有一定的影響。通過骨性Ⅰ類下頜骨不對稱性的研究,對整形美容和基礎(chǔ)醫(yī)學方面有著重要的意義,可以使患者獲得個性化的正畸方案。

本研究也有一定的局限性,研究集中在遼寧地區(qū),未來可開展多中心的研究,擴大樣本量。同時可進行深一步的研究,如深入到基因?qū)用孢M行,探索基因與下頜骨不對稱性的關(guān)聯(lián)性及內(nèi)在聯(lián)系。