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【专家笔谈】中国式功能性唇裂修复术:从解剖性复位到生物力学仿真

作者: 尹宁北
日期: 2018-11-02
浏览次数: 17

本文发表于:中华口腔医学杂志,2017,52(4):212-217 

DOI:10.3760/cma.j.issn.1002‑0098.2017.04.004

 

自从“功能性唇裂修复”的概念提出以来,出现过多种关于口轮匝肌修复方法的报道,然而技术和疗效始终未取得突破性进展,近年来逐渐式微。其根本原因在于它所追求的“口轮匝肌解剖性复位”这一技术目标方向本身值得商榷。笔者近年的研究表明,试图通过外科手段修复唇鼻肌肉至“解剖结构正常”,这基本上是一个不可完成的任务。近年来笔者团队尝试改变肌肉重建的模式,将手术目标从肌肉的解剖性复位调整为追求肌肉纤维力线的生物力学仿真,逐步建立了相应的理论,并发展出一套唇鼻肌肉三维重建手术的技术体系。为帮助读者理解该理论技术与传统功能性修复技术的本质区别,本文依逻辑链条介绍这一理论和技术的原理,并与“传统功能性修复”的原理进行对比。

 

一、功能性唇裂修复概念的发展历史


1、唇鼻肌肉解剖

近100年来,Lightoller对于正常口轮匝肌解剖结构方面的研究结果仍被广泛引用。他认为人类口轮匝肌起源于口角的蜗轴,并呈扇形展开,可分为上下唇两组纤维,各自又分别由左侧和右侧的口周部口轮匝肌和口缘部口轮匝肌组成,这样就形成8个独立的部分。而Nicolau研究认为,正常上唇口轮匝肌分为深、浅两层。深层肌肉外形狭窄,是颊肌的延续。浅层肌由上、下两组肌纤维束组成,上束(亦称鼻束)肌纤维主要来自大小颧肌、上唇提肌、上唇鼻翼提肌和鼻横肌,由上而下汇集成为口轮匝肌的浅层;下束(亦称鼻唇束)肌纤维主要来自降口角肌,肌纤维自下而上汇集于口角,再从口角以长短两种纤维分布到上唇皮肤。

 

Zide将鼻肌分为降鼻中隔部(depressor septi)、翼部(nasalis alar part)和横部(nasalistransversus)3部分。

 

1968年Fára指出,单侧唇裂中肌纤维沿裂缘走行,转向上,患侧至鼻翼基部,健侧至鼻小柱基部。1975年Fara指出,唇裂口轮匝肌异位的附着点分别为鼻小柱基底前鼻嵴、鼻翼基底下方的上颌骨,患侧鼻底桥结的软组织仅含有薄而稀少的肌纤维组织。尽管这一观念一度为多数人所接受,然而Schendel等依据电刺激裂缘并不产生裂缘上提,对裂缘肌束提出不同看法,他用三维重建法进一步研究单侧唇裂口轮匝肌,发现裂缘内没有明显的与之平行的肌束,患侧肌束紊乱,没有抵止鼻翼的证据,部分肌纤维止于裂缘附近的真皮内。


2、功能性唇裂修复观念的产生

在口轮匝肌的正常解剖形态以及对单侧唇裂患者口轮匝肌错位的研究基础上,功能性唇裂修复的概念应运而生,也有学者称之为“口轮匝肌重建术”。

 

1980 年Nicolau在解剖学理论的基础上提出,在唇裂修复手术中应对口轮匝肌进行重建。Kernahan等于1983年运用该技术完成125例单侧唇裂的修复,并将这种手术方法命名为“功能性唇裂修复术”。此后的一段时期,各种口轮匝肌重建修复术方法不断被提出。

 

Nicolau在分离患侧鼻束肌纤维后将其与深层口轮匝肌肌纤维合为一个整体与对侧缝合向内固定于前鼻棘,效果较好,但鼻束肌肉由于裂隙较大导致张力过大,往往最终因纤维化而失去功能。

 

Kernahan等将肌肉与皮肤黏膜分离,并形成明显的肌肉瓣,使其能较好地与对侧肌肉缝合。手术效果得到改善,但肌肉仍未能明确区分,仍无法精确地重建口轮匝肌结构。

 

Joos认为唇裂修复术需分离异常附着于鼻部的肌肉并使其尽量向中线部位固定矫正,在手术中皮肤层采用Millard手术切口,肌肉层应用显微外科技术予以精确矫正。也有学者认为术中需明确分离包括口轮匝肌浅层的鼻唇束及深层提肌束在内的肌肉,并重新给予解剖复位。

 

Talman在Millard手术切口的基础上进行口轮匝肌的功能重建手术,于上颌骨表面剥离异常附着的口轮匝肌,并将肌肉层由浅至深逐层复位,以尽量减少瘢痕挛缩引起的畸形。

 

1994年,Park和Ha将口轮匝肌浅深两层分离后重新缝合,旨在更好地重建口轮匝肌深层肌肉。2000年,Suzuki等对76例唇裂术后继发畸形患者行口轮匝肌功能性修复,其将上唇提肌及上唇鼻翼提肌解剖游离,将其固定于前鼻棘以修复鼻畸形的鼻底及鼻翼基底。

 

 

二、功能性唇裂修复的现状与困惑


“功能性唇裂修复”的概念一经提出,立即得到国内外医师的广泛认同。各种旨在进行口轮匝肌解剖复位的手术方式大量报道。理论上功能性唇裂修复术可以对错位的口轮匝肌进行分离复位,重建唇部的正常生理功能,应该是唇裂修复观念的一个里程碑式的进步。但遗憾的是该技术始终未取得突破性进展,手术效果亦未得到公认的提高,甚至至今未出现被多数人认可的手术方法。究其原因,笔者认为真正意义上的解剖性复位在临床上是不可能实现的,“口轮匝肌重建”的概念本身存在很大问题,其缺陷主要在于以下几个方面:


1、不应孤立看待唇部肌肉

“功能性唇裂修复术”提出了“解剖性重建口轮匝肌”的理念,但却孤立看待唇部肌肉,未能将唇部肌肉与鼻部肌肉视为一个整体来对待。而事实上唇裂的病理形态是唇部与鼻部多组肌肉共同影响的结果,唇、鼻区域各个肌群的交织关系是不可割裂的。


2、大体解剖结构无法体现肌肉纤维之间的力学关系

唇鼻肌肉均为表情肌,属于细小的肌群结构。由于肌肉之间无明确的肌束膜作为分隔,并且肌肉之间存在彼此的纤维交织,因此哪怕是通过精细的解剖技术也很难获得肌纤维空间走行的完整分离。解剖结果仅仅是描述了交织之外的部分肌肉纤维的方向,反映的结构是肤浅和片面的,更没有体现生理状态下的力学关系,而后者恰是决定唇鼻部形态的决定因素。


3、肌肉纤维之间的交织关系无法通过外科技术精确重建

传统“功能性唇裂修复术”希望通过“解剖性修复肌肉结构”解决畸形问题,但唇鼻部肌肉纤维之间存在交织关系,因此通过外科技术重建“完全正常”的肌肉结构是不可能的。

 

在这种机械性的“唯解剖论”理论指导下,尽管术者小心精细地操作,但无论怎样也不可能达到真正意义上的“肌肉关系正常”。由于无法得到符合肌肉生物力学规律的肌肉结构,手术后效果不佳。提示传统“功能性唇裂修复”的技术方向存在偏差。

 

 

三、“唇鼻肌肉生物力学仿真”的理论和技术体系


近10年来,笔者研究小组另辟蹊径,不再纠缠于口轮匝肌的解剖复位这个难题,而是致力于唇鼻肌肉纤维张力线的构成及其与唇鼻体表形态的关系研究。最终发现,唇鼻外在形态是由内在肌肉(主要参与肌肉为口轮匝肌、鼻肌翼部、鼻中隔降肌和上唇鼻翼提肌,这些肌肉作为表情肌与皮肤发生广泛联系)的力学关系决定。唇裂修复的重点不在于重建肌肉大体结构,关键在于重建肌肉纤维的生物力学关系,即“生物力学仿真”,其研究体系见图1。

【专家笔谈】中国式功能性唇裂修复术:从解剖性复位到生物力学仿真

图1 唇裂的唇鼻肌肉生物力学仿真技术研究体系

 

1、获得唇鼻肌在不同断面的高清影像

通过对肌纤维进行3.75%卢戈氏液的染色,采用微型CT技术成功获得唇鼻肌肉纤维在不同断面的高清影像(图2,3),可以清晰观察细小肌肉在复杂交织状态下的肌纤维分布和走向。

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图2 上唇鼻翼提肌在上唇内的纤维方向(箭头示)

图3 口周部口轮匝肌的肌纤维方向(箭头示)

 

2、澄清唇鼻肌肉纤维的走行细节

应用上述已经摸清的技术条件,笔者团队对健康人和唇裂患者的唇鼻肌肉纤维方向进行细致观察,基本澄清了唇鼻肌肉纤维的走行细节(图4)。研究发现在肌肉纤维层面,唇部肌肉具有较以往认识更加复杂的构成,且唇鼻肌肉之间存在广泛联系。


3、构建唇鼻肌肉纤维组态三维模型

在这一技术的支持下,笔者初步构建了唇鼻肌肉纤维组态三维模型(图5)。模型提示唇鼻部各组肌肉相互交织,共同构成一个三维空间上的肌肉复合体。

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图4:唇鼻肌肉纤维的三维重建影像1:鼻翼软骨;2:鼻中隔软骨及部分上外侧软骨;3:口缘部口轮匝肌;4:口周部口轮匝肌;5:上唇鼻翼提肌;6:鼻肌小柱部及鼻肌基底部;7:鼻肌横部;8:鼻肌翼部 

图5:唇鼻肌肉结构三维模型

 

4、三维模型的仿真度验证

见图6。为验证三维模型的可靠性,将一个扫描后标本包埋于石蜡块,以10 μm的间隔连续切片,经马松染色后用光学显微镜观察并扫描;同时将重建得到的模型在软件内重新切片并与组织学连续切片匹配对比,发现模型断面上每组肌肉的截面均有组织切片上相应肌肉截面与之对应,证明本模型所模拟的唇鼻肌肉纤维组态具有较高的的仿真度。

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图6:矢状位和轴位切片显示所建立的肌肉三维模型断面与组织切片之间具有良好的吻合度 A:矢状位组织切片口轮匝肌及上唇鼻翼提肌;B:矢状位三维模型断面口轮匝肌及上唇鼻翼提肌;C:轴位组织切片口轮匝肌及上唇鼻翼提肌;D:轴位三维模型断面口轮匝肌和上唇鼻翼提肌


5、唇鼻肌肉纤维张力线组与解剖细节间的关系

见图7。笔者初步将唇鼻肌肉在不同方向上的各组肌纤维分别进行分组,各组肌肉纤维各自相互关联,形成彼此间不同方向上的力学关系,称之为张力线组(张力带)。初步研究表明,唇鼻肌肉纤维的3个张力线组与唇鼻解剖形态细节之间存在关联。

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图7:各张力线组在唇鼻部的位置示意图 A:主张力带相关形态,鼻翼宽度、鼻尖凸度、人中宽度、上唇长度;B:第一副张力带相关形态,鼻翼凸度、鼻底丰满度、鼻小柱位置、鼻孔形态、鼻坎形态、红唇厚度;C:第二副张力带相关形态,人中深度、宽度及长度1


6、建立唇鼻肌肉生物力学结构模型

见图8。测定唇部软组织的生物力学参数之后,笔者根据这些张力线组建立唇鼻肌肉生物力学结构模型(Catia V5R19 SP0,Dassault System,法国),并对模型进行结构简化,使之可以在技术上实现形变运算(Hypermesh11.0,Altair,美国)

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1:大翼软骨;2:上外侧软骨;3:口缘部口轮匝肌;4:口周部口轮匝肌;5:提上唇鼻翼肌;6:鼻肌基底部和小柱部;7:鼻肌翼部

图8 应用Catia建模软件建立的唇鼻肌肉生物力学简化模型

 

7、三维有限元生物力学分析

见图9。通过简化参数的软组织三维有限元计算,初步观察结果证实某些张力线组的变化可以显著影响唇鼻的体表形态,而且这种影响呈现出明确的规律性。通过将患侧肌肉在人中嵴区域纵行完全离断,初步模拟了左侧完全性唇裂的形变过程。

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图9:三维有限元生物力学分析显示,唇裂发生时变形率最大的区域在鼻翼

 

8、唇裂发生时唇鼻肌肉的病理性分布

见图10,11。笔者团队进一步扫描单侧唇裂的唇鼻部标本,分析出唇裂发生时唇鼻的肌肉纤维病理性分布,并且依照病理性肌力加载,验证了唇裂时体表形变是由于唇鼻肌肉张力线的病理性改变所致。

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1:口缘部口轮匝肌;2:口周部口轮匝肌;3:上唇鼻翼提肌;4:鼻肌翼部;5:鼻肌小柱部

图10:单侧唇裂的病理性肌肉结构

 

【专家笔谈】中国式功能性唇裂修复术:从解剖性复位到生物力学仿真

图11:唇裂肌肉肌力加载时造成畸形的“增益性改变”


9、将重建唇鼻生物力学关系的肌肉构建方法用于临床

见图12。依据初步研究的张力线组构成要素及其与形变之间的规律,找到在唇裂的肌肉基础上重建健康人唇鼻生物力学关系的肌肉构建方法。临床上笔者并不局限于肌肉的解剖复位,而是重组了唇裂肌肉的方向,按照健康人的唇鼻肌肉张力线方向组合肌肉,成功完成了单、双侧唇裂矫正手术,取得了满意的临床效果。

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图12 第一、二副张力线组重建时的肌肉搭建

 

四、用“生物力学仿真”代替“解剖性肌肉复位”


虽然“功能性唇裂修复术”本身是一个极有价值的观点,但40年来却未能形成完整的理论,原因在于它仅仅是一个建立在大体解剖上的概念。由于唇鼻肌肌群本身相互交织,难以通过解剖进行分离,原有的解剖概念存在错误。况且缺乏关于生物力学研究的支持及完整的证据链,在临床上也效果不佳。上述缺陷使得这一本应前景广阔的理念走入困境。要解决以上问题,必须对原有理论进行创新。理论的改变主要包括:


1、将唇鼻肌肉视作一个整体作为手术对象

研究表明,口轮匝肌的肌肉构成来源于口角,也来自鼻周,同时与鼻肌之间存在广泛联系,因此笔者团队将口鼻肌肉作为“唇鼻肌肉复合体”进行研究。唯如此,才能更全面、准确地研究唇裂的病理形态。


2、以生物力学仿真代替口轮匝肌解剖性复位

摒弃原来功能性唇裂修复概念中“口轮匝肌解剖性复位”这个核心,代之以肌肉纤维张力线的“生物力学仿真”。这意味着不再纠结于细小肌肉条束的分界(唇鼻肌肉有时本身就没有明确分界),而着眼于肌肉纤维方向与体表形态之间生物力学关系的有关规律。笔者团队在肌肉大体关系上初步复位的基础上,不强求肌肉纤维层面解剖关系的“复原”(这在临床上没有可能),转而强调唇鼻肌肉内部肌纤维所组成的生物力线关系的“正常”。这样可以另辟蹊径,将形态不再看成是解剖结构的直接结果,而是肌肉生物力学平衡的结果。正常的生物力线方向将决定唇鼻形态向正常方向的转归。


3、建立肌肉生物力学仿真术式

在找到决定唇鼻形态构成的3个张力线组之后,笔者应用唇鼻肌肉三维有限元技术,在各种不同张力线加载状态下模拟唇鼻形变规律,总结出一系列“肌肉生物力学仿真”术式。新的术式无需专门进行鼻部手术操作,可以同样有效地解决唇裂一期术后鼻底和鼻翼畸形的问题(图13)。在二期手术中,通过这一新的系列术式可以准确重建人中嵴、人中窝、唇珠、唇峰、鼻尖以及鼻翼表面曲度和鼻坎等。尤为重要的是,由于这一技术理论的本质是重建唇鼻肌肉的生物力学平衡,肌肉力学平衡对生长发育有益无害,由于力学平衡的重建,可以减少畸形矫正后复发。以上都是唇裂修复中长期难以解决的问题,在此技术体系中均能得到解决。

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图13 左侧Ⅲ度唇裂合并右侧隐性唇裂患者术前、术后临床照片(患者左侧一期手术,右侧未手术) A:术前正面像;B:术后7 d正面像;C:术后4年正面像;D:术前仰头位像;E:术后7 d仰头位像;F:术后4年仰头位像

 

新的理论打破了单纯解剖结构的思维限制,不再单纯追求“肌肉解剖复位”,而是将肌肉的解剖结构转化为生物力学结构加以研究。在这个理论中,笔者强调的是一个新的概念:唇鼻形态不仅是解剖结构的表达结果,更是该器官生理功能的体表表达形式。临床上完全重建出唇鼻肌肉纤维的交织关系是不可能的,但如果不再追求机械的解剖复位,而是将手术目标修正为重建各组肌群之间的生物力线关系,这在临床上却是可以实现的。因此,在功能性唇裂修复时,比肌肉解剖复位更加重要的是肌肉纤维生物力学方向的仿真,这将是一种全新的功能性唇裂修复概念。

 

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唇是面部独特美好的器官,古有诗句描述红唇------“卢姬少小魏王家, 绿鬓红唇桃李花”,一位美丽的女子总是少不了红唇作为点缀的。笔者专门从事唇部整形美容十余载,发现如果单纯从厚薄,大小定义美唇未免太过狭隘。每个人心中理想的美唇不尽相同,也没必要试图通过手术打造成千篇一律的唇形,适合自己气质的才是最美的。通过多年的观察实践,发现美唇表现虽不相同,但总有规律可循。dvdf首先,谈谈唇部本身的特征。提起唇,很多人首先想到的是红唇,其实唇部包括红唇和白唇。唇部有一些独特的精细结构,包括唇珠,人中嵴,人中窝,唇峰,唇谷,弓状线等等,这些都是构成美唇的基本要素。广义的唇部上至鼻底,外至鼻唇沟,下至颏唇沟。 1 唇的对称 评价美唇最基本的要素便是唇的对称性。这看似来简单,但确实有很多因素会造成唇部的不对称,比如轻微的面瘫,一侧的外伤,血管瘤,唇腭裂等等原因都会造...
2019 - 04 - 30
唇腭裂孩子手术之后受到诸多因素的影响,反颌发生率较高,应该及时接受治疗。唇腭裂孩子的反颌正畸治疗一般在4岁之后开始。为什么唇腭裂孩子反颌发生率较高? 唇腭裂手术后软组织在上颌骨、颚骨以及蝶骨翼状突处产生瘢痕,瘢痕组织的横向收缩可导致上颌牙弓的缩窄。同时,由于存在唇裂修复后出现的异常唇肌力量以及腭裂修复时剥离骨膜后产生的纤维组织抑制上颌骨垂直向、前后向以及横向发育等因素的影响,患儿出现反颌的机率很高,其中以前牙反颌及全牙弓反颌最为常见。反颌发生后将给孩子带来什么影响? 1)使得孩子面型更趋恶化 反颌发生后将使孩子舌的活动空间减少,舌的位置降低,同时由于孩子长期口鼻相通而多用口呼吸,孩子面中份矢状向及垂直向发育受限等影响,这些都将导致下颌旋转以及上颌后缩,最终使得孩子面型更趋恶化。 2)增加胃肠的负担,不利于孩子的生长发育 前牙反颌使咀嚼功能降...
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