3D 測(cè)量輔助個(gè)性化全鼻再造

王蘋蘋 鄭萬(wàn)玲 殷雅婷 王浩 魏韓笑 沈才齊 金培生

1徐州醫(yī)科大學(xué)研究生學(xué)院（江蘇徐州221004）；2徐州醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院整形外科（江蘇徐州221000）

外鼻呈三棱錐狀位于面部中心，既是美學(xué)結(jié)構(gòu)又是功能器官［1］。外傷、腫瘤切除術(shù)后、先天性畸形等原因造成鼻缺損患者日漸增多，且鼻為面部單一器官，缺損修復(fù)無(wú)對(duì)側(cè)健康形態(tài)做參考，因此全鼻再造術(shù)格外受到臨床醫(yī)生的重視［2-3］。傳統(tǒng)手術(shù)主要以術(shù)者主觀判斷和評(píng)估為主，缺乏有參考價(jià)值的可靠測(cè)量數(shù)據(jù)，存在個(gè)體解剖形態(tài)差異性及個(gè)人喜好等原因，術(shù)后效果可能與術(shù)前溝通有差異，導(dǎo)致術(shù)后可能達(dá)不到令人滿意的效果［4］。3D 掃描測(cè)量可以立體、快速、直觀、精確地獲取人體鼻面部數(shù)據(jù)，極大地豐富了人體測(cè)量學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)［5］。研究［6］表明鼻面部數(shù)據(jù)存在性別、地區(qū)、民族及種族差異，本研究通過(guò)3D 掃描測(cè)量正常成年男女鼻面部，建立淮海地區(qū)鼻面部數(shù)據(jù)庫(kù)，術(shù)者參考外鼻數(shù)據(jù)庫(kù)及缺損前資料等為患者定制個(gè)性化外鼻，輔助其進(jìn)行全鼻再造手術(shù)［7］。

1 材料與方法

1.1 材料 掃描儀：Artec Eva 3D 掃描儀（藍(lán)蛙科技有限公司，南京）；Artec 掃描儀分辨率為0.5 mm，數(shù)據(jù)精度0.1 mm，掃描時(shí)間平均15 s，工作距離范圍0.4 ～1 m。3D 測(cè)量軟件：Unigraphics 8.5（Siemens PLM Software 公司）。

1.2 標(biāo)記點(diǎn)［8］選擇 鼻根點(diǎn)（n）：鼻根部在正中矢狀面上的最凹；鼻尖點(diǎn)（prn）：正中矢狀面鼻尖向前最突出點(diǎn)；鼻下點(diǎn)（sn）：正中矢狀面上鼻小柱下緣與上唇皮膚部組成角的頂點(diǎn)；鼻翼基底點(diǎn)（acl、acr）：兩側(cè)鼻翼外角最低點(diǎn)；鼻翼點(diǎn)（all、alr）：正面觀兩側(cè)鼻翼最外側(cè)點(diǎn)；垂直鼻翼交點(diǎn)（vwl、vwr）：鼻尖點(diǎn)向兩側(cè)鼻翼基底點(diǎn)做輔助線，做一條垂直平分輔助線的直線，此直線與兩側(cè)鼻翼的交點(diǎn)；上唇垂直點(diǎn)（lvl、lvr）：垂直鼻翼交點(diǎn)垂直于鼻基底部的交點(diǎn)；顴點(diǎn)（zyl、zyr）：顴弓上最向外側(cè)突出的點(diǎn)；口角點(diǎn)（chl、chr）：在口裂兩側(cè)外角上，上下唇移行部在外側(cè)端相接之點(diǎn)；內(nèi)眥點(diǎn)（enl、enr）：內(nèi)眼角上下瞼緣相接點(diǎn)；發(fā)緣心點(diǎn)（tr）：前額發(fā)緣與正中矢狀面的交點(diǎn)；軟組織頦下點(diǎn)（mes）：頭部固定于法蘭克福平面時(shí)，頦部在正中矢狀面上的最低點(diǎn)（圖1、2）。

圖1 鼻部底面觀標(biāo)志點(diǎn)示意圖Fig.1 Nasal bottom view mark point diagram

1.3 研究對(duì)象 獲得本院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，選取于徐州醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院整形科門診與病房就診的患者及其家屬，男女各200 例。納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）年齡18 ～30 歲，漢族，淮海經(jīng)濟(jì)區(qū)；（2）自愿參加本試驗(yàn)并知情同意；（3）面部協(xié)調(diào)對(duì)稱，無(wú)口腔頜面外科正畸史及手術(shù)史；（4）鼻部各亞單位發(fā)育良好；（5）正面觀鼻孔外露，側(cè)面觀鼻尖向頭端旋轉(zhuǎn)。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）鼻部有感染性或過(guò)敏性疾??；（2）外界因素如長(zhǎng)期配戴眼鏡導(dǎo)致眼、鼻有明顯變形者；（3）眼、耳、口、鼻、唇明顯不對(duì)稱者。

圖2 鼻部正面觀標(biāo)志點(diǎn)示意圖Fig.2 Sign point map of nasal frontal view

1.4 方法

1.4.1 面部掃描 患者保持靜止坐位，素顏、去除眼鏡耳環(huán)等飾品、頭發(fā)置于耳后露出全面部、眶耳平面平行于地面，眼睛自然閉合，唇微閉，面部表情放松。啟動(dòng)掃描程序，激光束照射在患者面部，掃描儀通過(guò)掃描患者正面、左右斜面45°角獲取面部數(shù)據(jù)。掃描完成程序自動(dòng)合成完整面部三維圖像，以stl 格式存檔［9］。

1.4.2 測(cè)量項(xiàng)目 右根翼距（n-alr）：鼻根點(diǎn)至右側(cè)鼻翼點(diǎn)之間的直線距離；左根翼距（n-all）：鼻根點(diǎn)至左側(cè)鼻翼點(diǎn)之間的直線距離；鼻長(zhǎng)（n-prn）：鼻根點(diǎn)至鼻尖點(diǎn)的直線距離；鼻基底寬（acl-acr）：兩側(cè)鼻翼基底點(diǎn)之間的直線距離；鼻寬（all-alr）：左右側(cè)鼻翼點(diǎn)之間的直線距離；鼻深（prn-sn）：鼻尖點(diǎn)至鼻小柱與上唇皮膚交界的距離；鼻高（n-sn）：鼻根點(diǎn)至鼻下點(diǎn)的直線距離；內(nèi)眥間距（enl-enr）：兩側(cè)內(nèi)眥點(diǎn)之間的直線距離；面高（tr-mes）：從發(fā)緣心點(diǎn)到軟組織頦下點(diǎn)的直線距離；面寬（zylzyr）：左右側(cè)顴點(diǎn)之間的直線距離；口裂寬（chlchr）：左右側(cè)口角之間的直線距離。為增加外鼻底面觀弧度流暢行，故拱形圖上增加了垂直鼻翼交點(diǎn)。為保證外鼻結(jié)構(gòu)的精確性，故加測(cè)線性距離左側(cè)垂直平分鼻唇線（vertically split the nasolabial line on the left side）：左側(cè)垂直鼻翼交點(diǎn)與左側(cè)上唇垂直點(diǎn)的直線距離；右側(cè)垂直平分鼻唇線（vertically split the nasolabial line on the right side）：右側(cè)垂直鼻翼交點(diǎn)至右側(cè)上唇垂直點(diǎn)的直線距離。

1.4.3 鼻面部比例指數(shù) 鼻面寬指數(shù)：鼻寬×100∕面寬；鼻口寬指數(shù)：鼻寬× 100∕口裂寬；眶間鼻寬指數(shù)：內(nèi)眥間距× 100∕鼻寬；鼻面高指數(shù)：鼻高×100∕面高。

1.4.4 建立數(shù)據(jù)庫(kù) 有文獻(xiàn)［10-11］已證實(shí)3D 測(cè)量和直接測(cè)量誤差＜1.2 mm，可以滿足測(cè)量需求。為避免誤差所有激光掃描、標(biāo)記點(diǎn)識(shí)別及參數(shù)測(cè)量均由同一人完成，該操作者需經(jīng)嚴(yán)格標(biāo)記點(diǎn)定位及測(cè)量培訓(xùn)。對(duì)每位正常人的三維圖像需間隔兩天重新定點(diǎn)，計(jì)算每次各標(biāo)記點(diǎn)與原標(biāo)記點(diǎn)之間的距離，若同一標(biāo)記點(diǎn)兩次測(cè)量距離＞0.5 mm 需間隔2 d 重新定位標(biāo)記點(diǎn)，直至連續(xù)3 次同一標(biāo)記點(diǎn)距離＜0.5 mm 為止，取最近一次標(biāo)記點(diǎn)為測(cè)量標(biāo)記點(diǎn)，以確保標(biāo)記點(diǎn)準(zhǔn)確性與一致性［12］。將3D 測(cè)量的400 人（男200 人，女200 人）采用SPSS 19.0 分析計(jì)算出外鼻各項(xiàng)指標(biāo)的，建立數(shù)據(jù)庫(kù)（表1）。

表1 3D 測(cè)量鼻部數(shù)據(jù)庫(kù)Tab.1 3D measurement of nose database ±s

表1 3D 測(cè)量鼻部數(shù)據(jù)庫(kù)Tab.1 3D measurement of nose database ±s

右根翼距（mm）左根翼距（mm）鼻長(zhǎng)（mm）鼻基底寬（mm）鼻寬（mm）鼻深（mm）右垂直平分鼻唇線（mm）左垂直平分鼻唇線（mm）鼻高（mm）內(nèi)眥間距（mm）面寬（mm）口裂寬（mm）面高（mm）鼻面寬指數(shù)鼻口寬指數(shù)眶間鼻寬指數(shù)鼻面高指數(shù)男49.471±3.418 48.946±3.420 42.637±4.059 33.963±2.770 34.803±3.248 17.856±2.113 15.879±1.258 15.833±1.189 49.714±3.413 32.407±3.074 102.946±5.843 48.773±3.746 178.420±10.284 0.339±0.034 0.716±0.069 0.938±0.114 0.278±0.021女47.837±3.100 47.279±3.053 41.046±3.334 31.325±2.167 33.170±2.573 16.563±1.972 15.123±1.946 15.193±1.082 48.052±3.185 32.754±2.923 100.516±5.390 47.247±3.593 173.731±10.173 0.331±0.029 0.706±0.071 0.992±0.106 0.278±0.022

1.4.5 個(gè)性化定制 全鼻再造時(shí)需參考鼻部數(shù)據(jù)庫(kù)、缺損前資料、顏面部美學(xué)標(biāo)準(zhǔn)及患者本人意愿等多種因素，恢復(fù)患者鼻部形態(tài)及呼吸屏障功能提高患者生存質(zhì)量［13］。先天性鼻缺損或后天缺損但缺損前照片資料不全等原因使得參考鼻部數(shù)據(jù)庫(kù)測(cè)量計(jì)算數(shù)據(jù)更有意義。2017-2018年共有20例（男17 例，女3 例）鼻缺損患者于我科就診，由于女性鼻缺損患者樣本量少，代表性差，故此次主要對(duì)男性患者展開(kāi)討論，所有患者及其家屬均知情同意并得到本院倫理委員會(huì)的批準(zhǔn)，3D 掃描鼻缺損患者面部，清楚鼻部殘留及缺損部分與周圍組織情況［14］，測(cè)量殘存鼻可測(cè)指標(biāo)數(shù)據(jù)，缺失指標(biāo)數(shù)據(jù)參考正常人外鼻數(shù)據(jù)庫(kù)按比例關(guān)系計(jì)算得出，兼顧顏面部美學(xué)標(biāo)準(zhǔn)、缺損前資料及患者本人意愿進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整［15］。將數(shù)字化的鼻部數(shù)據(jù)按照1∶1 的比例轉(zhuǎn)化為鼻部模型，為患者進(jìn)行各種角度演示，增進(jìn)醫(yī)患溝通［16］。

1.4.6 輔助手術(shù)及術(shù)后評(píng)估 術(shù)者參考外鼻模型各項(xiàng)指標(biāo)測(cè)量數(shù)據(jù)，將三維模型轉(zhuǎn)化為二維平面，修剪合適的鋁箔紙覆蓋于擴(kuò)張皮瓣上，用美藍(lán)標(biāo)記切取皮瓣輪廓［2，17］?；颊咝g(shù)后病情平穩(wěn)，只有輕微腫脹，術(shù)后皮瓣回縮半年鼻部各數(shù)據(jù)趨于穩(wěn)定［18］。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 運(yùn)用SPSS 19.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，計(jì)數(shù)資料用表示，術(shù)前、術(shù)后差異采用配對(duì)t檢驗(yàn)，P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

術(shù)后6 個(gè)月重新掃描患者全面部，術(shù)前、術(shù)后結(jié)果見(jiàn)圖3和表2。右根翼距、左根翼距、鼻長(zhǎng)、鼻基底寬、鼻寬、右垂直平分鼻唇線、左垂直平分鼻唇線、鼻高、內(nèi)眥間距、面寬、口裂寬、面高、鼻面寬指數(shù)、鼻口寬指數(shù)、眶間鼻寬指數(shù)、鼻面高指數(shù)術(shù)后與術(shù)前對(duì)比差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），鼻深術(shù)后與術(shù)前對(duì)比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），患者及其家屬對(duì)手術(shù)效果非常滿意。

3 討論

全鼻再造包括鼻襯里再造、鼻支架結(jié)構(gòu)再造及外鼻軟組織再造，手術(shù)內(nèi)容極為復(fù)雜，且對(duì)術(shù)者技術(shù)及經(jīng)驗(yàn)要求較高［19］。鼻為面部單一器官，預(yù)估外覆蓋皮瓣面積無(wú)參考數(shù)據(jù)，擴(kuò)張皮瓣面積不足則會(huì)導(dǎo)致再造鼻外覆蓋不全，擴(kuò)張皮瓣面積過(guò)大則會(huì)導(dǎo)致供區(qū)縫合張力過(guò)高增加術(shù)后瘢痕。通過(guò)術(shù)前3D 掃描患者鼻面部數(shù)據(jù)，清楚鼻部殘留及缺損部分與周圍組織情況，參考正常人鼻面部數(shù)據(jù)庫(kù)，兼顧顏面部美學(xué)標(biāo)準(zhǔn)、缺損前資料及患者本人意愿進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，打印出個(gè)性化定制模型，術(shù)中利用錫箔紙覆蓋擴(kuò)張皮瓣上描繪輪廓，達(dá)到術(shù)前設(shè)計(jì)效果，便于術(shù)者把握修復(fù)的程度，指導(dǎo)手術(shù)進(jìn)行。通過(guò)術(shù)前術(shù)后數(shù)據(jù)對(duì)比進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)可將手術(shù)效果量化［20］，將17 例鼻缺損患者術(shù)后實(shí)際數(shù)據(jù)與術(shù)前個(gè)性化定制數(shù)據(jù)對(duì)比結(jié)果顯示：鼻深數(shù)據(jù)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），其余線性距離及比例指數(shù)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），患者術(shù)后滿意。筆者考慮鼻深差異可能與患者原有鼻基底殘存組織有關(guān)，每例患者鼻基底殘存組織有限，故全鼻再造時(shí)外鼻深度增加有限，總體來(lái)說(shuō)術(shù)后鼻面部整體協(xié)調(diào)性可達(dá)到預(yù)期效果，因此以3D 測(cè)量建立正常人數(shù)據(jù)庫(kù)可有效指導(dǎo)全鼻再造手術(shù)［21］。由以上研究分析及討論可知，全鼻再造手術(shù)需要明確以下內(nèi)容：（1）術(shù)前應(yīng)參考正常人鼻面部數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)、兼顧顏面部美學(xué)標(biāo)準(zhǔn)及患者缺損前資料等為患者制定個(gè)性化外鼻，告知其自身病理解剖結(jié)構(gòu)、手術(shù)過(guò)程及可能出現(xiàn)的手術(shù)結(jié)果，并達(dá)成共識(shí)，使患者明確、直觀三維地看到術(shù)后效果［22］。（2）術(shù)中術(shù)者應(yīng)按照參考正常人鼻面部數(shù)據(jù)庫(kù)的個(gè)性化定制數(shù)據(jù)進(jìn)行切取轉(zhuǎn)移皮瓣，確保手術(shù)達(dá)到理想效果，防止外覆蓋面積不足或供區(qū)張力過(guò)大等情況。（3）在參考正常人鼻面部數(shù)據(jù)庫(kù)定制個(gè)性化外鼻基礎(chǔ)上，術(shù)前與術(shù)后進(jìn)行對(duì)比評(píng)估手術(shù)效果，這對(duì)提高患者滿意度具有重要意義。

圖3 全鼻再造術(shù)前與術(shù)后對(duì)比Fig.3 Preoperative and postoperative comparison of total nasal reconstruction

表2 男性鼻缺損患者術(shù)前與術(shù)后對(duì)比分析（n=17）Tab.2 Preoperative and postoperative analysis of male nasal defects（n=17） ±s

表2 男性鼻缺損患者術(shù)前與術(shù)后對(duì)比分析（n=17）Tab.2 Preoperative and postoperative analysis of male nasal defects（n=17） ±s

右根翼距（mm）左根翼距（mm）鼻長(zhǎng)（mm）鼻基底寬（mm）鼻寬（mm）鼻深（mm）右垂直平分鼻唇線（mm）左垂直平分鼻唇線（mm）鼻高（mm）內(nèi)眥間距（mm）面寬（mm）口裂寬（mm）面高（mm）鼻面寬指數(shù)鼻口寬指數(shù)眶間鼻寬指數(shù)鼻面高指數(shù)術(shù)前47.265±1.775 47.194±1.596 42.353±2.245 32.294±2.156 31.841±2.235 24.071±1.810 16.641±1.173 16.041±1.206 48.563±2.287 32.794±2.728 106.006±5.361 49.413±2.850 177.300±7.913 0.326±0.027 0.698±0.535 0.953±0.072 0.274±0.018術(shù)后47.053±1.5551 46.941±1.359 41.147±1.261 31.200±1.772 31.241±1.502 22.418±1.847 16.118±1.630 16.006±1.420 46.838±3.296 32.794±2.728 106.006±5.361 49.413±2.850 177.300±7.913 0.307±0.028 0.659±0.059 1.010±0.053 0.265±0.022 t 值0.370 0.497 1.931 1.616 0.919 2.635 1.075 0.718 1.722 0.000 0.000 0.000 0.000 1.912 1.952-2.214 1.242 P 值0.713 0.622 0.065 0.116 0.366 0.013 1.290 0.093 0.096 1.000 1.000 1.000 1.000 0.066 0.061 0.065 0.225

與國(guó)內(nèi)外部分學(xué)者［19，23-24］主觀判斷與評(píng)估全鼻再造對(duì)比，本研究創(chuàng)新之處在于建立正常人鼻面部數(shù)據(jù)庫(kù)，為患者提供有參考價(jià)值的可靠測(cè)量數(shù)據(jù)。本研究參考正常人鼻面部數(shù)據(jù)庫(kù)、缺損前資料及個(gè)人意愿為患者定制個(gè)性化外鼻，術(shù)者根據(jù)個(gè)性化定制外鼻進(jìn)行切取轉(zhuǎn)移皮瓣，避免術(shù)者以主觀判斷和評(píng)估為主為患者定制個(gè)性化外鼻，導(dǎo)致術(shù)后效果可能與術(shù)前溝通有差異達(dá)不到令人滿意的效果。與手工測(cè)量及二維測(cè)量［7］對(duì)比，本研究采用3D 掃描測(cè)量正常人鼻面部數(shù)據(jù)，其原理是應(yīng)用激光發(fā)射點(diǎn)、接收點(diǎn)與被測(cè)物反射點(diǎn)這三點(diǎn)之間的三角關(guān)系以及這三點(diǎn)之間的角度構(gòu)成的幾何關(guān)系，獲得被測(cè)物體與掃描儀之間的距離，彌補(bǔ)了二維測(cè)量及手工測(cè)量的缺陷，其優(yōu)點(diǎn)是獲取數(shù)據(jù)速度快、精度高、無(wú)損傷、被測(cè)物無(wú)變形、無(wú)致病性、可重復(fù)性好、非直接接觸等。此外，在提高外鼻骨架結(jié)構(gòu)精確性方面，筆者首次提出垂直鼻翼交點(diǎn)（鼻尖點(diǎn)向兩側(cè)鼻翼基底點(diǎn)做輔助線，做一條垂直平分輔助線的直線，此直線與兩側(cè)鼻翼的交點(diǎn)）、上唇垂直點(diǎn)（垂直鼻翼交點(diǎn)垂直于鼻基底部的交點(diǎn)）與垂直平分鼻唇線（垂直鼻翼交點(diǎn)至上唇垂直點(diǎn)的直線距離），最大程度還原患者鼻部原始數(shù)據(jù)。

本研究不足之處：（1）正常人鼻面部數(shù)據(jù)需要進(jìn)一步擴(kuò)展，以增加數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的客觀合理性，故在今后研究中應(yīng)擴(kuò)大數(shù)據(jù)庫(kù)，補(bǔ)充研究?jī)?nèi)容，建立擴(kuò)充國(guó)內(nèi)各地區(qū)、各民族的鼻面部數(shù)據(jù)庫(kù)，建立外鼻數(shù)據(jù)庫(kù)有利于制定更精確的鼻部整形標(biāo)準(zhǔn)。（2）通過(guò)術(shù)前術(shù)后對(duì)比可將手術(shù)量化進(jìn)而評(píng)價(jià)手術(shù)效果，17 例患者術(shù)后達(dá)到預(yù)期效果，本研究樣本含量少，課題后期進(jìn)一步擴(kuò)大患者數(shù)量，逐漸普及該技術(shù)的臨床應(yīng)用。

綜上所述，3D 測(cè)量建立正常人鼻面部數(shù)據(jù)庫(kù)，參考正常人數(shù)據(jù)庫(kù)、缺損前資料、患者意愿及兼顧顏面部美學(xué)標(biāo)準(zhǔn)為患者定制個(gè)性化外鼻，輔助術(shù)者進(jìn)行全鼻再造手術(shù)，并進(jìn)行術(shù)后評(píng)估，比較術(shù)前與術(shù)后預(yù)期效果，術(shù)后患者非常滿意，本研究表明3D 測(cè)量建立正常人數(shù)據(jù)庫(kù)可有效指導(dǎo)全鼻再造手術(shù)。