经缝牵引成骨术后患儿颧骨、环颧骨周缝及颧弓的变化

经缝牵引成骨术后患儿颧骨、环颧骨周缝及颧弓的变化

金梦颖毕洪森薛红宇赵振民

本文来源：《中华整形外科杂志》2023年7月第39卷第7期

DOI:10. 3760 / cma.j.cn114453-20230510-00101

作者单位：北京大学第三医院成形科，北京100191

通信作者：赵振民，Email: zzmbysy@sina.com

引用本文

金梦颖,毕洪森,薛红宇,等. 经缝牵引成骨术后患儿颧骨、环颧骨周缝及颧弓的变化[J]. 中华整形外科杂志,2023,39(07)：737-749.DOI:10.3760/cma.j.cn114453-20230510-00101.

【摘要】

目的探讨经缝牵引成骨术(TSDO)后患儿颧骨、环颧骨周缝及颧弓的变化。

方法回顾性分析2005至2019年北京大学第三医院成形科收治的使用TSDO矫正面中部发育不全的唇腭裂患儿临床资料。利用软件Mimics 20.0对其头颅CT资料进行三维重建，观察TSDO术后牵引周期结束时颧骨、环颧骨周缝及颧弓的形态学改变，测量并分析颧突点至三维参考平面距离、颧骨高度、颧骨宽度1、颧骨宽度2、颧骨厚度、颧骨体积、坏颧骨周缝(颧上颌缝宽度、颧颞缝宽度、颧额缝宽度)、颧弓长度、颧弓各标志点(颞颧根点、颧点、颧骨点)至三维参考平面距离，所有数据分为唇腭裂侧及非唇腭裂侧。采用GraphPad Prism 9.4.1软件统计分析术后较术前的变化情况，正态分布计量资料以x±s表示，手术前后比较通过配对样本t检验进行分析，非正态分布计量资料以M(IQR)表示，手术前后比较通过配对样本Wilcoxon秩和检验进行分析，P <0.05为差异有统计学意义。

结果共纳入27例患儿，男23例，女4例，年龄(11.19±2.35)岁(5~15岁)，双侧唇腭裂患儿10例，单侧唇腭裂患儿17例(左侧9例，右侧8例)，患儿牵引周期为(40.26±11.43) d。TSDO术后牵引周期结束时患儿面中部凹陷情况得到矫正，颧骨向前下及横向生长，颧上颌缝、颧颞缝及颧额缝位置前移，颧弓向前下方生长。颧骨测量结果显示，TSDO术后颧突点在唇腭裂侧比术前前移(7.82±3.95) mm，差异有统计学意义(P<0.05)，在非唇腭裂侧比术前前移4.26(5.72) mm，差异有统计学意义(P<0.05)；颧突点在垂直方向和横向上，相比术前分别出现少量下移和少量外移，差异均有统计学意义(P均<0.05)。TSDO术后颧骨高度、宽度、体积较术前均增加，差异均有统计学意义(P均<0.05),其中下段的颧骨宽度2变化明显，在唇腭裂侧增加了4.33(5.17) mm，差异有统计学意义(P<0.05),在非唇腭裂侧增加了(3.42±2.67) mm，差异有统计学意义(P<0.05)。颧骨厚度术后与术前比较，差异无统计学意义(P>0.05)。TSDO术后的环颧骨周缝均较术前增宽，差异均具有统计学意义(P均<0.05)。颧弓长度术后较术前在唇腭裂侧增加了(4.78±2.71) mm，差异有统计学意义(P<0.05)，在非唇腭裂侧增加了(2.03±1.48) mm，差异有统计学意义(P<0.05)。颞颧根点位置术后较术前未出现显著变化，差异无统计学意义(P>0.05)；颧点及颧骨点位置术后较术前明显向前、下移动，差异均有统计学意义(P均<0.05)，横向上，颧点及颧骨点位置术后与术前比较，差异无统计学意义(P均>0.05)。

结论 TSDO术后颧骨呈三维方向生长，其高度、宽度、体积均显著增加，颧骨位置向前下及外侧移动；环颧骨周缝组织在牵引力作用下增宽；颧弓向前下方生长、长度增加。

【关键词】颌面畸形；颧骨；颅面骨发育不全；颧弓；牵引术；环颧骨周缝

Changes in the zygoma, circumzygomatic sutures, and zygomatic arch in children after trans-sutural distraction osteogenesis

Jin Mengying, Bi Hongsen, Xue Hongyu, Zhao Zhenmin

Department of Plastic Surgery, Peking University Third Hospital, Beijing 100191,China

Corresponding author: Zhao Zhenmin, Email: zzmbysy@sina.com

【Abstract】

Objective To investigate the changes of the zygoma, circumzygomatic sutures, and zygomatic arch in children after trans-sutural distraction osteogenesis (TSDO).

Methods A retrospective analysis was performed on skull CT data of cleft lip and palate patients who underwent TSDO to correct midfacial hypoplasia between 2005 and 2019 in Peking University Third Hospital. The Mimics 20.0 software was used for three-dimensional(3D) model reconstruction to observe the morphological changes of the zygoma, circumzygomatic sutures, and zygomatic arch at the end of the traction period after TSDO. Measurements were taken and analyzed for the distances from mp point to 3D reference planes, zygoma height, zygoma width 1, zygoma width 2, zygoma thickness, zygoma volume, zygomaticomaxillary suture width, zygomaticotemporal suture width, zygomaticofrontal suture width, zygomatic arch length, and distances from zygomatic arch landmarks (tp point, zy point, and ju point) to the 3D reference planes. All data were divided into cleft and non-cleft sides. GraphPad Prism 9.4.1 software was used to analyze the changes before and after TSDO. Measurement data of normal distribution was expressed by x±s and the comparison between groups before and after traction was analyzed by paired t-test. Measurement data of non-normal distribution was expressed by M(IQR) and the comparison between groups before and after traction was analyzed by paired Wilcoxon test. If P<0.05, the difference was statistically significant.

Results A total of 27 patients were included in the study, including 23 males and 4 females, with a mean age of (11.19±2.35) years (5-15 years). Of these patients, 10 had bilateral cleft lip and palate, and 17 had unilateral cleft lip and palate (9 on the left side and 8 on the right side). The average traction period was (40.26±11.43) days. The midfacial depression of the patients was corrected after TSDO, and the zygoma grew forward, downward, and horizontally. The circumzygomatic sutures shifted forward. The zygomatic arch showed forward and downward growth. The measurements of zygoma showed that the mp point moved forward by (7.82±3.95) mm on the cleft side and 4.26(5.72) mm on the non-cleft side with statistical differences (P<0.05). The mp point moved slightly downward, and outward after TSDO compared to before surgery, and these differences were statistically significant (P<0.05). After TSDO, the zygoma height, width, and volume were all increased compared to preoperative levels, and these differences were statistically significant (P<0.05). The width of the lower part of the zygomatic bone showed the most significant change, increasing by 4.33(5.17) mm on the cleft side and (3.42±2.67) mm on the non-cleft side and these differences were statistically significant (P<0.05). There was no statistically significant difference in the thickness of the zygoma after TSDO compared to before surgery (P>0.05). The widths of circumzygomatic sutures were all increased after TSDO compared to before surgery, and these differences were statistically significant (P<0.05). The width of zygomaticofrontal suture showed the greatest increase and the width of zygomaticomaxillary suture showed the smallest increase. The length of the zygomatic arch increased after TSDO compared to before surgery, with an increase of (4.78±2.71) mm on the cleft side and (2.03±1.48) mm on the non-cleft side, and these differences were statistically significant (P<0.05). There was no statistically significant difference in the position of the tp point after TSDO compared to before surgery (P>0.05), while the position of the zy point and the ju point moved significantly forward and downward, and these differences were statistically significant (P<0.05). In the horizontal direction, there was no statistically significant difference in the position of the zy point and ju point after TSDO compared to before surgery (P>0.05).

Conclusion After TSDO, the zygoma shows three-dimensional growth with significant increases in height, width, and volume. The position of zygoma moves forward, downward, and outward. The circumzygomatic sutures widen due to the distraction force, and the zygomatic arch grows forward and downward, with an increase in length.

【Key words】Maxillofacial abnormalities; Zygoma; Craniofacial dysostosis; Zygomatic arch; Traction; Circumzygomatic sutures

Disclosure of Conflicts of Interest: The authors have no financial interest to declare in relation to the content of this article.

Ethical Approval: Ethical approval was given by the Medical Ethics Committee of Peking University Third Hospital (M2021645).

面中部发育不全(midfacial hypoplasia，MH)是一种临床常见的颌面部骨骼畸形，通常表现为面中部凹陷、上颌牙弓变窄及Ⅲ类咬合畸形[ 1 , 2 ]。MH的治疗方式包括传统正颌外科手术、截骨牵引成骨术及经缝牵引成骨术(trans-sutural distraction osteogenesis, TSDO)[ 3 , 4 , 5 ]。其中，TSDO是将牵引力作用于生长发育期的面部骨缝，刺激缝组织生长、分化成骨，促进面中部骨骼的三维生长，达到矫正面中部凹陷的目的。与传统外科手术及截骨成骨术相比，TSDO具备创伤微小、不截骨、并发症少等优势[ 5 , 6 ]，对MH的患儿是更好选择。由于经缝牵引成骨机制尚不清楚，目前临床上仍存在着牵引疗程长、需配戴外固定牵引架、适用年龄范围较有限等问题，因此需要进一步探索。既往研究主要关注于TSDO术后患儿上颌部位的骨形态变化[ 6 ]。在临床研究中观察到TSDO术后颧骨及颧弓亦出现明显生长，颧骨周围骨缝形态结构发生改变，但目前尚未见有详细报道。因此，本研究回顾性分析了TSDO术后患儿颧骨、环颧骨周缝及颧弓的变化，对经缝牵引成骨机制进行进一步探究。

资料与方法

一、资料选择

回顾性分析2005至2019年北京大学第三医院成形科接受TSDO治疗以矫正MH的患儿临床资料。纳入标准：(1)唇腭裂继发MH；(2)年龄≤18岁；(3)牵引过程记录完整，并具有术前及术后头颅CT影像数据；(4)TSDO均由同一术者完成。排除标准：(1)牵引过程出现严重并发症，包括颅外固定支架松脱、固定部位感染、牵引钩脱出等；(2)因故未完成治疗周期，提前拆除牵引装置；(3)牵引前后CT数据记录不完整或质量差。

本研究经北京大学第三医院伦理委员会批准(M2021645)，所有采集数据的患儿其父母或法定监护人均知情并同意将其资料用于本研究。

二、方法

(一)手术方法及过程管理

牵引装置系统主要由3部分组成，包括颅外支架式坚硬外固定牵引器(浙江省慈溪市慈北口腔器械有限公司)、镍钛记忆合金牵引弹簧(北京记忆合金公司)、记忆合金骨承力牵引钩(北京记忆合金公司)( 图1A )。该牵引装置中的记忆合金牵引弹簧长度较初始长度每增加1 mm可产生约250 g牵引力。

TSDO手术于经口气管插管全身麻醉下进行。在手术前使用碘伏常规消毒面部区域，医生使用0.5%利多卡因(含1∶200 000肾上腺素)进行术区浸润麻醉。手术切口位于两侧骨性梨状孔边缘、上颌尖牙上方的口腔内黏膜处，长约2 cm。切开口腔黏膜并剥离骨膜，于一侧梨状孔外侧缘1 cm且上颌尖牙根部上方5 mm处打孔，孔直径约1.5 mm。接着，将牵引钩从孔中穿入，并从相应鼻孔中穿出，对侧操作相同。将患儿耳轮上点以上4~5 cm处标记为颅外支架式坚硬外固定牵引器头圈最中央钛钉固定位置，后调整外固定架方向并固定其余钛钉。依次组装垂直杆、水平杆及调节螺杆，并将牵引钩尾端与调节螺杆通过镍钛记忆合金牵引弹簧相连。调整初始牵引力指向咬合面前下方20°~30°( 图1B ，图1C )。

完成TSDO装置安装后即进入快速牵引期，待上颌骨前徙至超覆盖5~10 mm时进入维持期，逐渐减小牵引力至上颌骨不再前移或后退，持续时间通常为1~3个月。待维持期完成后于局部麻醉或全身麻醉下拆除牵引装置并取出牵引钩，可于夜间采用面弓牵引方式辅助维持以免出现上颌骨回缩。

(二)数据采集及测量

分别于TSDO术前(T0)和术后牵引周期结束时(牵引装置拆除后1周内，T1)采集患儿头颅CT影像学数据。扫描体位：患儿仰卧，头置于头架中，闭口并维持上下颌自然咬合状态，头颅正中矢状面与扫描床面中线重合。扫描范围：从颅顶至下颏进行横断面连续扫描，包含完整头颅。扫描机型：Aquilion 64(Toshiba Medical Systems, Tokyo, Japan)。扫描参数：120 kV球管电压，240 mA球管电流，像素矩阵512×512，像素大小0.35 mm，层厚及间距0.5 mm。CT数据以DICOM文件格式存储。

数据处理及测量方法：

1．将DICOM数据导入软件Mimics 20.0(Materialise, Leuven, Belgium)，以骨窗阈值构建头颅骨骼三维(three-dimensional，3D)模型。

2．定位骨骼标志点，建立标准化空间三维坐标系( 图2A ，图2B ，图2C )。蝶鞍点(S)：蝶鞍中心点。颅底点(Ba)：枕骨大孔前缘的最下点。眶下点(Or)：眶下缘的最低点。外耳道点(Po)：外耳道骨性结构的最上点。上牙槽座点(A)：前鼻棘与上牙槽间的弧形边缘最凹点。鼻根点(N)：鼻额缝最前点。弗兰克林平面(FH平面)：过Or点和双侧Po点的平面。水平参考面(HR平面)：过N点与FH平面平行的平面。正中矢状参考面(MSR平面)：过Ba点和S点与FH平面垂直的平面。冠状参考面(CR平面)：过S点与MSR、FH平面垂直的平面。以HR平面、MSR平面、CR平面建立标准化空间三维坐标系。

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3．将同一患儿T0及T1时间点头颅3D模型转存为STL格式并注册入同一空间坐标体系，通过全局拟合功能将术前、后头颅进行配准并进行重叠，直观获得TSDO术后患儿面中部骨骼及骨缝区域的形态学改变。

4．颧骨标志点及测量项目见图2C ，图2D ，图2E ，标志点包括颧突点(mp)：颧骨的外形高点；颧颞缝上点(SZTS)：颧颞缝最上端点；颧颞缝下点(IZTS)：颧颞缝最下端点；颧上颌缝上点(SZMS)：颧上颌缝最上端点；颧上颌缝下点(IZMS)：颧上颌缝最下端点；颧额缝前点(AZFS)：颧额缝最前端点；颧额缝后点(PZFS)：颧额缝最后端点。测量项目包括mp到CR平面距离(mp-CR)；mp到HR平面距离(mp-HR)；mp到MSR平面距离(mp-MSR)；颧骨高度(H-Z)：PZFS至颧上颌缝下点(IZMS)的直线长度[ 7 ]；颧骨宽度1(W1-Z)：SZTS至SZMS的直线长度[ 7 ]，代表颧骨中段宽度；颧骨宽度2(W2-Z)：IZTS至IZMS的直线长度，代表颧骨下段宽度；颧骨厚度(T-Z)：mp点处水平面CT图像上颧骨内外表面之间的距离；颧骨体积(V-Z)：结合CT平面逐层定位颧骨边界，于3D模型中进行曲面切割获得分离出的颧骨并通过软件获得体积数据。

5．骨缝宽度定义为骨质边缘之间的低密度区域的宽度( 图2F )。环颧骨周缝测量项目包括颧上颌缝宽度(W-ZMS)：于CR平面CT图像中测量SZMS及IZMS处骨缝宽度，取其平均值；颧颞缝宽度(W-ZTS):于矢状平面CT图像中测量SZTS及IZTS处骨缝宽度，取其平均值；颧额缝宽度(W-ZFS):于矢状平面CT图像中测量AZFS及PZFS处骨质边缘之间的低密度区域的宽度，取其平均值。由于颧上颌缝内部结构复杂度高[ 8 ]，在不同方向的二维平面中对其结构进行进一步观察：采用水平面观察颧上颌缝中段；采用较水平面倾斜45°的平面观察颧上颌缝下段。

6．颧弓标志点及测量项目见图2C ，标志点包括颞颧根点(tp)：颞骨颧突与颞骨体的相交点；颧骨点(ju)：颧骨额蝶突后侧垂直缘与颞突上侧水平缘交点；颧点(zy)：颧弓上最外突出的点[ 9 ]。测量项目包括颧弓长度(L-ZA)：tp至ju的直线长度；tp到CR平面距离(tp-CR)；tp到HR平面距离(tp-HR)；tp到MSR平面距离(tp-MSR)；zy到CR平面距离(zy-CR)；zy到HR平面距离(zy-HR)；zy到MSR平面距离(zy-MSR)；ju到CR平面距离(ju-CR)；ju到HR平面距离(ju-HR)；ju到MSR平面距离(ju-MSR)[ 9 , 10 , 11 ]。

7．患儿分为单侧唇腭裂和双侧唇腭裂患儿，将单侧唇腭裂患儿的2侧数据分为唇腭裂侧及非唇腭裂侧，双侧唇腭裂患儿中2侧均为唇腭裂侧，T1时间点较T0时间点的测量差值表示相关数据的变化情况。

8．由2位医师共同完成各标志点的选定及数据测量，每个测量项目重复3次，取其平均值作为最终结果。

三、统计分析

所有数据使用GraphPad Prism 9.4.1软件进行统计学分析并绘制图表。对计量资料首先进行K-S正态性检验，符合正态分布的计量资料使用x±s表示，不符合正态分布的计量资料使用M(IQR)表示。对于符合正态分布的数据，术前及术后的比较通过配对样本t检验进行分析。当数据不符合正态分布时，术前及术后的比较通过配对样本Wilcoxon秩和检验进行分析。P <0.05视为差异有统计学意义。

结果

一、一般资料

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