中国辐射卫生  2011, Vol. 20 Issue (2): 249-251  DOI: 10.13491/j.cnki.issn.1004-714x.2011.02.067

引用本文 

王振, 狄幸波, 吴华, 吴溯帆, 石杭燕, 严晟, 徐舒畅, 廖盛辉. 低剂量CT三维重建在隆鼻整形中的应用价值[J]. 中国辐射卫生, 2011, 20(2): 249-251. DOI: 10.13491/j.cnki.issn.1004-714x.2011.02.067.

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浙江省科技厅重大科技项目(编号:2008C01048-2)

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收稿日期:2011-01-17
低剂量CT三维重建在隆鼻整形中的应用价值
王振 1, 狄幸波 1, 吴华 2, 吴溯帆 2, 石杭燕 2, 严晟 2, 徐舒畅 3, 廖盛辉 3     
1. 浙江省人民医院放射科, 浙江 杭州;
2. 浙江省人民医院整形外科;
3. 浙江大学计算机科学与技术学院
摘要目的 比较低剂量与标准剂量CT三维重建图像在测量隆鼻术后鼻背抬高程度的差异, 并分析其与植入体厚度的相关性, 为临床医生对假体的设计和雕刻提供理论依据。方法 将20例单纯隆鼻的求美者分为1组和2组进行手术前后的CT扫描, 其中第1组采用标准剂量(200mAs) CT扫描, 第2组采用低剂量(35mAs) CT扫描, 使用自行研发的软件对CT扫描数据进行处理, 重构患者面部三维立体模型, 并在三维模型上精确测量鼻根点、鼻骨下点及鼻尖点的在手术前后的高度变化, 比较两组患者手术前后高度的增加值与相应部位的植入体厚度, 并对相关数据进行分析。结果 低剂量与标准剂量两组患者鼻根点、鼻骨下点及鼻尖点的高度变化无统计学差异。隆鼻术后鼻背抬高的平均值为鼻根点(4.085 ±0.79) mm、鼻骨下点(3.85 ±0.78) mm、鼻尖点(2.29 ±0.42) mm, 鼻根点与鼻骨下点术后抬高值与相应位置植入体的厚度相近, 而在鼻尖点抬高值仅为该部位假体厚度的62%。低剂量组CT辐射剂量有非常显著的降低, 低剂量组仅为标准剂量组的六分之一左右。结论 低剂量与标准剂量CT扫描均能准确地评价隆鼻术在鼻子的不同部位, 植入体的厚度对鼻背高度的补充效率, 临床上在假体雕刻时应充分考虑到这一特点, 以期达到最佳的隆鼻效果。
关键词隆鼻术    辐射剂量    测量    三维重建    计算机    

隆鼻术是我国整形外科临床工作中最常见的手术之一, 其主要方法是利用植入体从整体上抬高鼻背, 以求改善其低平的状况[1], 因此, 植入体的形态在很大程度上决定了手术的效果。目前临床上对于假体的设计与雕刻主要依赖于术者的经验, 但术后鼻背抬高的程度是否能完全体现出植入假体的厚度至今尚无数据可查。在术前和术后行头颅CT扫描, 在三维模型上测量手术前后的变化是一个切实可行的办法, 但CT的高辐射将导致一系列的危险因素增加。本课题对20例单纯行隆鼻术的求美者分组进行低剂量与标准剂量CT扫描, 并分析两组鼻根点、鼻骨下点、鼻尖点鼻高, 及其与相应部位植入体的厚度的关系。

1 资料和方法 1.1 数据获取及手术方式

随机选择20例因鼻背低平要求行隆鼻术的求美者随机分为1组与2组, 每组10例, 其中第1组采用标准剂量CT扫描, 第2组采用低剂量CT扫描。20例均为女性且初次手术, 平均年龄24.6(18~31)岁, 无鼻部外伤或手术史, 使用相同品牌的L型硅胶假体。采用单侧鼻翼内侧缘切口入路的手工雕刻假体植入隆鼻术。研究对象在术前及术后1个月接受鼻部的CT扫描, 使用16排螺旋CT进行全头颅平扫, 将CT扫描数据提取后备用。其中标准剂量CT扫描采用200mAs, 低剂量CT扫描采用35mAs, 两组其余扫描条件相同为120kV, 层厚3mm, 层距3mm, 重建层厚1mm, 重建间隔0.5 mm, 0.75s/360°, 16 × 0.75mm探测器, 矩阵512 × 512, FOV 300mm, 床速24mm/sec, 螺距0.9, 标准分辨率算法。

1.2 测量方法

本课题组自行研发了计算机三维重建及测量软件, 该软件能够读取原始CT数据, 进行三维重建, 可对图像进行矢状面、横断面、冠状面的切割, 并生成侧断层图像。可以在二维及三维图像上进行长度及角度测量, 并能依据术前的CT模型结合预设的变形程度模拟出需要植入的鼻假体形状与隆鼻术后的三维模型。利用软件生成侧断层图像, 清晰地显示了面部正中轴位切面图像及其深部组织, 并将手术前后的三维模型叠加处理, 同时显示鼻假体的位置。该软件可对预设的骨性鼻根点、鼻尖点、鼻骨下点和鼻棘点等标志点[1]自动识别定位, 植入体厚度则使用软件的测量工具在三维模型上进行测量。

1.3 数据处理

使用此软件对20例实验对象的手术前后的CT数据进行处理, 为明确鼻背的抬高的程度在手术前后的变化情况, 选取正中矢状面作为测量的截面, 将测量位置限定在鼻根点、鼻骨下点、鼻尖点这三个标志性的部位, 分别以其深部的骨性点(鼻根点、鼻骨下点和鼻棘点)作为标志点, 手术前后分别测量这些骨性标志点距皮肤表面的距离, 将手术前后的距离变化(即鼻背的抬高程度)记作H1、H2、H3, 并将其与相应部位假体的厚度h1、h2、h3进行比较, 分析两者之间的相关性。

1.4 统计处理

数据整理后, 应用SPSS13.0软件进行LSD-t检验, 分析20个患者在三个标志点的H1、h1; H2、h2; H3、h3的差异程度。同时比较低剂量组与标准剂量组的手术前后的CT剂量指数(CTDI)、剂量长度乘积(DLP)和有效剂量(ED)。

2 结果 2.1 三维重建测量软件功能

本课题组研发的三维重建测量软件实现了对所有原始CT资料的读取, 能够清晰显示鼻骨与邻近解剖结构如上颌骨、鼻底、侧鼻软骨的关系(见图 1)。重建面中部的三维模型(图 2), 并能对图像进行冠状位、矢状位、轴位切割。20例实验对象均取得了隆鼻前后的CT数据(表 1), 隆鼻术后鼻背的抬高值为鼻根点4.085 ± 0.79mm、鼻骨下点3.85 ± 0.78mm、鼻尖点2.29 ± 0.42mm, H1/h1的平均值为86.95%, H2/h2的平均数为92.73%, 而H3/h3的平均值为69.29%。

图 1 测量体系示意图 示意图说明:a1、a2、a3、分别为骨性鼻根点及其手术前后在体表的投影点,b1、b2、b3分别为骨性鼻骨下点及其手术前后在体表的投影点,c1、c2、c3则是鼻棘点和手术前后的鼻尖点。a2与a3、b2与b3、c2与c3之间的距离分别记作H1、H2、H3,黄线表示该部位假体的厚度,记作h1、h2、h3

图 2 标准剂量组(200mAs)术后正中矢状面重建(MPR)和深部组织容积重建(VR)图像

表 1 两组各标志点测量指标的比较
2.2 剂量大幅降低并满足临床要求

两组在辐射剂量指标的比较上有极显著的差异, 低剂量组仅约为标准剂量组的1/6 (表 2)。

表 2 两组辐射剂量指标的比较
3 讨论 3.1 三维CT结合计算机测量系统

对于隆鼻术后鼻背高度的变化一直没有精准的测量方法, 普通的测量器材和手段均难以精确的反映实际的情况, 尤其是由软骨和软组织构成的鼻尖部位, 更是难以测量。由于16排螺旋CT数据得到的三维模型可以高度模拟实体目标, 其精度可达0.75mm, 除了可以清晰反映骨性结构以外, 还可以准确地显示硅胶假体, 同时还能清晰地观察到鼻的内部结构。我们使用自行开发的软件, 将手术前后的三维模型进行重叠处理, 预设测量项目后, 系统自动识别并确定每一个标志点, 并在重叠模型的正中矢状面上进行测量, 反映鼻背抬高程度的H1、H2、H3三个指标的测量由计算机自动完成, 而相应部位的植入体厚度也可以利用软件的测量功能进行测算, 可以达到极高的精确度。

3.2 低剂量CT三维重建代替标准剂量CT三维重建的可行性

通常情况下, 标准剂量CT被用于断层影像诊断疾病, 因为需要较好的低密度分辨率, 所以给予一定的辐射以减少噪声对断层影像信号的影响。随着多层螺旋CT的发展, 低剂量CT也逐渐在一些具有较高天然对比的部位得到应用。颌面部的副鼻窦、颞骨等部位, 由于气体的存在, 具有较好的对比条件, 低剂量CT已经被用于断层影像的诊断[2, 3]。鼻骨因为骨质菲薄, 而且位于体表和鼻腔气体对比区之间, 非常适合低剂量CT的应用。在应用CT评价隆鼻术时, 仅需要使用容积重建以及在正中矢状面图像上观察各个骨性标志点与假体, 这就更保证了极低剂量CT (本研究用了设备的最低剂量35mAs)的可行性。图 3的低剂量组VR图像一点也不逊色于图 2的标准剂量组VR图像, 虽然在正中矢状面MPR图像上低剂量组的噪声是明显大于标准剂量组, 但是丝毫不影响对关键结构(假体)的观察。两组病例在各标志点测量指标上均没有统计差异, 低剂量CT完全能体现各个测量标志点的解剖信息。而辐射剂量却只有标准剂量CT的1/6左右, 具有明显的优势。

图 3 低剂量组(35mAs)术后正中矢状面重建(MPR)和深部组织容积重建(VR)图像
3.3 手术前后对各标志点的影响

鼻根点的增高程度(H1)普遍要小于该部位假体的厚度(h1), 通过对比CT正中矢状位片, 我们观察到该部位术后假体浅层的软组织厚度普遍小于术前, 提示"丢失"的填充量可能与术后局部皮下容积的增加使该部位皮肤软组织张力增大[4], 皮肤"紧绷"有关。鼻骨下点是鼻骨与鼻背软骨交界的部位, 该处皮肤相对较薄, 皮下软组织较少, 结构紧密[5], 不易因假体的压力而发生变形, 所以在该处假体的厚度能很好地被反映出来。鼻骨下点的增高值(H2)与该部位假体厚度(h2)非常接近。

鼻尖点的高度主要依靠正下方的鼻中隔软骨及少量鼻翼软骨支撑[6]。鼻尖点的平均增高值(H3)为2.25mm, 而鼻尖部位假体的厚度h3的平均值为3.37mm, 统计学分析显示H3与h3之间的差别有统计学意义(P < 0.05)。鼻尖由于缺乏坚强的骨性支撑, 术后该部位的假体受浅层组织压力的影响, 会部分陷入深层的组织中, 尽管如此, 术后鼻尖也能获得一定程度的抬高。

4 小结

低剂量与标准剂量CT扫描均能准确地评价隆鼻术在鼻子的不同部位, 植入体的厚度对鼻背高度的补充效率, 采用低剂量CT扫描后进行三维重建完全可以满足隆鼻整形术的临床需求。在鼻子的不同部位, 植入体的厚度对鼻背高度的补充效率是不一样的, 在鼻根点至鼻骨下点之间, 植入体的厚度对鼻背的补充效率较高, 而在鼻尖部则相对较低, 了解这一点, 对临床医生预测手术效果和对植入体进行雕刻设计有一定的指导意义。

参考文献
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王炜. 整形外科学[M]. 杭州: 浙江科学技术出版社, 1999: 882-883, 1054.
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华建明, 陈根松, 章伟敏. 低剂量颞骨多层螺旋CT扫描技术的应用研究[J]. 中华放射医学与防护杂志, 2006, 26(5): 530-531. DOI:10.3760/cma.j.issn.0254-5098.2006.05.036
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Denis T, Jacques W, Viviane DM, et al. Comparison Between Low-Dose and Standard-Dose Multidetector CT in Patients with Suspected Chronic Sinusitis[J]. AJR, 2003, 181(10): 939-944.
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李华, 虞和君. 骨性鼻背测量研究与隆鼻术并发症的分析[J]. 实用美容整形外科杂志, 1999, 10(1): 3-5.
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刘育凤, 归来. 硅胶假体隆鼻术的三维CT评估[J]. 中华整形外科杂志, 2006, 22(5): 351-353. DOI:10.3760/j.issn:1009-4598.2006.05.009