本文關(guān)鍵詞：唇裂唇鼻肌肉系統(tǒng)三維解剖學(xué)研究與唇裂功能性修復(fù)的有限元生物力學(xué)模似

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【摘要】：研究背景關(guān)于正常人口輪匝肌的大體解剖、精細(xì)解剖等研究已有許多相關(guān)研究報道。口輪匝肌及周圍相關(guān)肌肉在正常人唇鼻部形態(tài)中的作用逐漸明確。但是由于缺乏標(biāo)本、標(biāo)本不易觀察等客觀原因,對唇裂口輪匝肌和周圍相關(guān)肌肉的解剖結(jié)構(gòu)的研究仍然存在很多爭議。唇裂功能性修復(fù)與唇裂唇鼻部肌肉解剖結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。想要達(dá)到功能性修復(fù)的效果,就需要明確唇裂唇鼻部肌肉的解剖結(jié)構(gòu),還要深入理解肌肉的作用方式,并在術(shù)中重新建立起肌肉生物力學(xué)的平衡狀態(tài)。大部分常見術(shù)式對唇鼻部肌肉的處理過于簡單,術(shù)后效果仍有許多可以通過肌肉功能性修復(fù)來改進之處。目的運用Micro-CT掃描技術(shù),掃描4個唇裂胎兒(2個雙側(cè)完全性唇裂胎兒和2個單側(cè)完全性唇裂胎兒)的唇鼻部碘染色標(biāo)本。再將掃描斷層圖像轉(zhuǎn)換為DICOM格式導(dǎo)入三維軟件,以重建出唇裂胎兒的唇鼻部肌肉解剖結(jié)構(gòu)的三維模型。根據(jù)前一步驟所得三維模型,結(jié)合以往資料,用計算機輔助設(shè)計軟件,建立唇裂唇鼻部皮膚-肌肉-軟骨的有限元模型。通過計算機輔助工程軟件對模型進行加載,模擬肌肉力量作用下唇鼻部產(chǎn)生的形變,驗證唇裂畸形的發(fā)展趨勢。以相同技術(shù),建立單側(cè)完全性唇裂和雙側(cè)完全性唇裂修復(fù)術(shù)后的模型,并仿照術(shù)中處理肌肉的方式建立力學(xué)模型。進行加載,觀察模型在肌肉張力下產(chǎn)生的變化,對比直接對合口輪匝肌的術(shù)式與唇鼻肌肉三維定向重建術(shù)的效果區(qū)別與達(dá)到效果的機制。根據(jù)采用唇鼻肌肉三維定向重建術(shù)進行修復(fù)的雙側(cè)唇裂患兒病歷資料,評價術(shù)后即刻與隨訪的效果,證明唇鼻肌肉三維定向重建術(shù)對唇裂功能性修復(fù)的意義。材料與方法(1)唇裂胎兒唇鼻部肌肉三維模型重建：從4例唇裂流產(chǎn)胎兒切取唇鼻部標(biāo)本,4%甲醛溶液進行固定后,浸泡在3.75%碘碘化鉀溶液中染色7天。使用Micro-CT對標(biāo)本進行掃描,觀察掃描圖像中的肌纖維。將掃描所得二維斷層圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為通用的DICOM格式,導(dǎo)入Mimics軟件進行編輯,描繪肌纖維,并重建得到唇裂唇鼻部肌肉解剖結(jié)構(gòu)的三維模型。(2)唇裂唇鼻部有限元生物力學(xué)模型的建立：參考Micro-CT所得三維模型,結(jié)合相關(guān)資料,在Catia軟件中建立唇裂唇鼻部皮膚-肌肉-軟骨的實體模型,并進行一定程度的簡化。實體模型導(dǎo)入Hypermesh軟件中進行網(wǎng)格劃分,軟組織劃分為C3D4H四面體單元,肌纖維以B31H梁單元進行模擬。細(xì)分后的模型,導(dǎo)入Abaqus軟件進行力加載及分析。(3)唇裂修復(fù)術(shù)的有限元生物力學(xué)模擬實驗：以臨床資料和以往文獻作為參考,并以Micro-CT掃描重建模型作為依據(jù),仿照術(shù)中修復(fù)口輪匝肌和周圍相關(guān)肌肉的方式,分別建立直接對合口輪匝肌的普通術(shù)式和唇鼻肌肉三維定向重建術(shù)對單側(cè)唇裂和雙側(cè)唇裂修復(fù)術(shù)后的有限元生物力學(xué)模型。進行加載,觀察模型產(chǎn)生的變化。以評價在不同術(shù)式重建后的肌肉作用下,所產(chǎn)生效果之間的區(qū)別和維持能力。選擇現(xiàn)實患者中表現(xiàn)較為典型者,在放松狀態(tài)時和撅嘴動作時分別進行面部激光三維掃描,通過Geomagic Wrap軟件計算兩個動作的模型偏差,生成云圖,與有限元模型加載結(jié)果進行對比,驗證模擬結(jié)果的可信性。(4)根據(jù)唇鼻肌肉張力線組理論,結(jié)合有限元模擬實驗的推論,將唇鼻肌肉三維定向重建術(shù)應(yīng)用于雙側(cè)唇裂的修復(fù)手術(shù)中。觀察并統(tǒng)計研究期間(2012年1月至2016年1月)應(yīng)用該手術(shù)方式的31例雙側(cè)唇裂患兒的病歷資料。由非手術(shù)組的整形外科醫(yī)師以三分法評價術(shù)后即刻效果與術(shù)后半年至一年隨訪效果,證實該手術(shù)方式的可行性與實用價值。結(jié)果(1) Micro-CT掃描重建部分：①單側(cè)完全性唇裂胎兒標(biāo)本觀測結(jié)果：健側(cè)上唇仍然可見口輪匝肌的4個部分(口輪匝肌口緣部、口輪匝肌口周部、上唇鼻翼提肌以及鼻肌復(fù)合體)。但在裂隙邊緣,口輪匝肌和鼻肌的肌纖維發(fā)生了變形和移位�；紓�(cè)尤為嚴(yán)重,肌纖維發(fā)育不良、方向紊亂。②雙側(cè)完全性唇裂胎兒標(biāo)本觀測結(jié)果：中線處未見明顯肌纖維。兩側(cè)裂隙外仍可找到發(fā)育不良、排列紊亂、方向規(guī)律不明確的肌纖維,口輪匝肌、上唇鼻翼提肌、鼻肌翼部界限不清。(2)唇裂有限元生物力學(xué)分析部分：①單側(cè)完全性唇裂FEA模擬結(jié)果：唇峰提高、裂隙增寬�；紓�(cè)鼻孔增寬,鼻翼腳繼續(xù)外展,鼻翼更加塌陷。鼻小柱向患側(cè)傾斜,人中則向健側(cè)偏移。②雙側(cè)側(cè)完全性唇裂FEA模擬結(jié)果：裂隙外側(cè)的上唇繼續(xù)外擴,唇峰提高。兩側(cè)鼻孔增寬,鼻翼腳繼續(xù)向外側(cè)伸展,鼻翼進一步塌陷,鼻尖有低平趨勢。(3)唇裂修復(fù)術(shù)有限元模擬部分：比較直接對合口輪匝肌的術(shù)式與唇鼻肌肉三維定向重建術(shù)的效果。①在單側(cè)唇裂,直接對合的口輪匝肌可以向中間收縮上唇,但對鼻翼縮窄的影響較小。人中形態(tài)沒有明顯變化。鼻底沒有明顯的抬高,鼻翼腳外展和鼻翼塌陷未得到明顯改善。而經(jīng)過三維定向重建的模型,收縮產(chǎn)生的作用更加明顯,鼻翼縮窄、人中立體形態(tài)增強、鼻底抬高、鼻翼腳收攏等效果明顯。②在雙側(cè)唇裂,模擬結(jié)果與單側(cè)唇裂基本相近：直接對合的口輪匝肌對唇鼻部美學(xué)亞單位產(chǎn)生的影響非常小。而經(jīng)過三維定向重建后可見,鼻翼縮窄、人中形態(tài)強化、鼻底抬高等效果十分顯著。③經(jīng)于現(xiàn)實患者面部激光三維掃描結(jié)果相對比,現(xiàn)實患者唇部用力收縮產(chǎn)生的變化,與有限元模擬結(jié)果基本一致。(4)雙側(cè)唇裂功能性修復(fù)臨床實踐：31例雙側(cè)唇裂患兒在我科接受基于唇鼻肌肉三維定向重建術(shù)的修復(fù)手術(shù),22例完成半年至一年的術(shù)后隨訪。根據(jù)三分法評判,術(shù)后即刻效果與隨訪效果基本滿意,符合術(shù)前預(yù)期。結(jié)論唇裂畸形在生長發(fā)育過程中的變化趨勢,與肌肉力量的影響有關(guān)。在異常的肌肉作用干涉下,裂隙增寬、鼻孔增寬、鼻翼塌陷、鼻翼腳外展、中線偏斜、唇峰提高等畸形會進一步發(fā)展。這是肌肉力量的長期失衡造成的結(jié)果。因此欲達(dá)到唇裂的功能性修復(fù),必須盡可能還原肌肉正常的生物力學(xué)平衡狀態(tài)。而僅僅直接對和口輪匝肌顯然做不到這一點。需要根據(jù)正常肌肉解剖結(jié)構(gòu),將唇裂口輪匝肌分割成不同的肌瓣,并按照正常唇鼻肌肉張力結(jié)構(gòu)重新搭建肌肉之間的交叉、重疊、相對拮抗等立體關(guān)系。主要創(chuàng)新點：①掃描單側(cè)完全性唇裂和雙側(cè)完全性唇裂胎兒的唇鼻部標(biāo)本,并重建出肌肉解剖結(jié)構(gòu)的三維模型,對唇裂肌肉解剖結(jié)構(gòu)研究進行了補充。②將計算機輔助工程中的有限元分析技術(shù)應(yīng)用到了唇裂和唇裂修復(fù)中,建立了單側(cè)完全性唇裂和雙側(cè)完全性唇裂的有限元生物力學(xué)模型,借助技術(shù)手段將唇裂畸形與肌肉力量的關(guān)系進行了直觀的展現(xiàn)和數(shù)據(jù)化分析,證實了唇裂畸形與異常的肌肉生物力學(xué)失衡的關(guān)聯(lián)性。③通過有限元生物力學(xué)分析技術(shù),模擬唇裂修復(fù)術(shù)的原理,凸顯了重建唇鼻肌肉力學(xué)平衡狀態(tài)在唇裂功能性修復(fù)中的重要意義。為整形外科手術(shù)中分析畸形成因、設(shè)計臨床術(shù)式等方面提供了技術(shù)手段的參考。
【關(guān)鍵詞】：唇裂解剖學(xué) Micro-CT 唇裂功能性修復(fù) 有限元生物力學(xué)分析
【學(xué)位授予單位】：北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：R782.2;R322
【目錄】：

• 中文摘要4-8
• 英文摘要8-13
• 前言13-17
• 第一部分 應(yīng)用Micro-CT掃描碘染色標(biāo)本結(jié)合三維重建技術(shù)對唇裂唇鼻肌肉解剖結(jié)構(gòu)的研究17-26
• 方法17-19
• 結(jié)果19-21
• 討論21-26
• 第二部分 唇裂唇鼻部肌肉張力系統(tǒng)的有限元生物力學(xué)分析26-36
• 材料與方法27-30
• 結(jié)果30-31
• 討論31-36
• 第三部分 唇裂功能性修復(fù)的初步力學(xué)模擬分析36-45
• 材料與方法37-40
• 結(jié)果40-42
• 討論42-45
• 第四部分 雙側(cè)唇裂的功能性修復(fù)45-50
• 患者與方法45-47
• 結(jié)果47
• 討論47-50
• 全文總結(jié)50-52
• 附錄1:S每嘉南，
  
  本文編號：1112711
  boshi