综合征性颅缝早闭中面中部发育不全与颅底形态学：基于预测回归模型的比较分析研究

摘要

本研究提出了一种基于中面部和颅底形态的年龄校正回归模型，可作为综合征性颅缝早闭（SC）患儿术前评估和个体化手术规划的潜在工具。

摘要

中面部发育不全是在患有颅面畸形（如腭裂和综合征性颅缝早闭）的儿童中常见的异常。与此状况相关的主要功能问题是鼻咽气道变窄，从而导致呼吸系统障碍。一项涉及30组计算机断层扫描（CT）数据集的初步研究在三个不同群体（正常组、手术治疗的综合征性颅缝早闭组以及未手术治疗的综合征性颅缝早闭组）中开展，旨在评估已发表的中面部计算公式，即“Hariri-Ros-Nor回归模型”，用于预测综合征性颅缝早闭患者的颅底测量值。研究结果表明，尽管颅底（NBa）的预测值相对一致，但中面部宽度（ZMR-ZML）与预测值存在显著偏差，尤其在经过手术治疗的综合征性颅缝早闭患者中更为明显。年龄被发现显著影响测量准确性和预测可靠性。综上所述，本研究表明，采用年龄校正的建模方法可能提高颅面评估中的预测准确性，为综合征性颅缝早闭的术前评估和个体化手术规划提供一种潜在工具。

引言

综合征性颅缝早闭（SC）是一种复杂的先天性疾病，由颅缝过早融合所致，导致颅骨生长受限、颅底畸形以及中面部发育不全，常引发功能性和美学方面的并发症^1,2。这些异常可能影响气道通畅性、视觉完整性以及神经发育结局，凸显了早期识别与精准干预的重要性^1,3。SC的外科治疗具有极强的时间敏感性，因为矫正手术延迟会增加颅内压升高、阻塞性睡眠呼吸暂停（OSA）以及眼球突出和角膜暴露等眼科并发症的风险^1,3,4。因此，确定颅骨和中面部前移手术的最佳时机，仍是临床管理中最关键且最具挑战性的问题之一¹。

综合征性颅缝早闭的传统评估方法通常依赖于描述性生长分析和功能阈值来指导手术干预^5,6。尽管这些方法提供了通用的参考依据，但缺乏针对患者的预测准确性，且易受临床主观性影响⁷....

方案

本研究经马来西亚吉隆坡马来亚大学牙科学院医学伦理委员会批准（DF OS1921/0082(P)）。由于本研究涉及回顾性且匿名的计算机断层扫描（CT）数据，未使用任何生物组织或体液，因此无需患者知情同意。本研究的方法学遵循 Hariri 等人⁹所述的步骤，并进行了若干修改。所用仪器和软件列于材料表中。

1. 受试者选择与CT扫描数据获取

从马来亚大学医学中心（UMMC）颅面诊所的数字影像档案中，调取了2015年11月至2022年12月期间确诊为综合征性颅缝早闭（SC）的儿科患者的历史性头颅CT扫描资料。此外，还纳入了2023年5月至2024年1月期间获取的前瞻性CT扫描数据。

根据颅颌面诊所的病历记录，由研究人员按照预设的纳入标准手动筛选出潜在受试者。纳入标准包括：（1）由颅颌面外科医生确诊为综合征性颅缝早闭；（2）具有完整的医疗记录；（3）年龄<12岁。对照组受试者年龄也需小于12岁，并需具备完整的颅骨和面部CT扫描图像，且无任何颅颌面异常病史。所有研究队列的排除标准包括：年龄≥12岁、非综合征性或孤立性颅缝早闭、临床或影像资料不完整、有颅颌面手术史，或与其他综合征相关的中面部发育不全。筛选完成后，将最终确定的合格受试者名单提交至医学影像研究单位，以获取非....

结果

根据表1，所有组别中测得的NBa值均持续高于其预测值，其中以手术治疗的综合征性颅缝早闭（SCO）队列的偏差最为显著。相比之下，ZMR-ZML（上颌宽度）值在所有类别中均显著低于预测值，表现出较大的变异性。

在正常队列中进行皮尔逊相关性分析（表2）和矩阵散点图分布（图1）后，发现NBa与ZMR-ZML之间存在极强的正相关关系（r = 0.992，p < 0.001），表明在生理生长过程中颅底长度与中面部宽度之间具有高度同步且成比例的关系。这种近乎完美的关联性凸显了标志点识别的内在一致性，并支持Hariri-Ros-Nor回归模型在正常发育条件下的稳健性。

此外，Pearson 相关性分析（表3）显示，年龄与 NBa（r = 0.917）以及 ZMR-ZML（r = 0.728）之间均存在强相关性，进一步验证了该模型在正常颅面生长轨迹中的适用性。相反，在未手术的综合.......

讨论

本初步研究展示了一种结构化且可重复的成像方案，该方案将基于解剖标志点的分析与预测建模相结合，用于定量评估颅面结构。该方案强调若干关键方法学步骤，如标准化的图像分割、精确的标志点定位以及一致的测量流程，以确保结果的准确性与可重复性。图像分割及三维重建在三维医学图像处理软件中完成，采用一致的阈值参数以分离骨组织并生成体积分割模型。通过使用放大、旋转及多平面视图工具优化标志点定位的准确性，可在进行测量前于轴状面、矢状面和冠状面交叉验证每个解剖点的位置。利用“点间距离”功能获取预定义颅骨与中面部标志点之间的线性距离，结果自动保存并以 .xls 格式导出，用于统计分析。通过采用相同的参数设置、单一校准的工作站以及标准化的数据导出流程，确保了整个过程的可重复性。

为减少测量变异并提高分割的可靠性，实施了相应的修改与故障排除措施。当出现骨轮廓勾画不一致或图像噪声时，应用骨组织（CT）阈值预设，并通过“编辑掩膜”功能优化分割掩膜，以排除伪影并恢复表面连续性。对于轻微的三维重建误差，在手动校正后重新应用“计算3D”功能。为降低解剖标志点的变异，特别是在复杂的骨缝区域，需在最终确定前于多个平面确认其位.......

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
紧凑型光盘（CD）
Materialise Mimics 医学软件	Materialise NV	版本 21	三维医学图像处理软件
Microsoft Excel	Microsoft 公司		电子表格软件
配备 CD 读取器的个人计算机
社会科学统计软件包（SPSS）	IBM	G06TFML	统计分析软件