目的1基于三维数字化技术,探索对颅缝早闭症患者的骨组织、软组织以及大脑容积的客观测量方法,客观定量化评价额眶前移的手术术式和疗效。2基于三维数字化设计和制造技术,根据术前手术模拟设计及导航导板,以期达到个性化精准颅颌面整复手术治疗的目的。3建立颅缝早闭畸形三维有限元分析模型,分析畸形形成及颅眶截骨术后及模拟牵引的生物力学特征及变化,为内置式牵引器的临床应用奠定理论基础。方法1选取2010年1月至2017年3月就医手术的颅缝早闭症患者12例,根据术前、术后、及随访时头颅CT的DICOM数据重建头颅的骨性、软组织、脑组织结构,并进行定量化分析。2选取2014年8月至2016年12月就治于颌面整形外科中心的颅缝早闭症患者3例,利用CT数据进行术前设计手术截骨方案,确定骨瓣复位位置,预制术中使用的复位导板并用于引导术中骨瓣的复位,比较各颅骨标志点术前术后的移动距离差,以及各标志点术前模拟情况及术后实际情况。3利用三维数字化技术,进行颅缝早闭症患儿的头颅有限元建模,对颅缝早闭骨化畸形病理发生过程进行机制探讨;对额眶前移术后的解剖结构进行三维有限元生物力学分析,并在额眶前移截骨基础上进行了牵引力模拟加载。结果1、颅底结构患侧与健侧具有统计学差异:术前患侧的前颅窝测量指标(CSX∧、CX、SX)以及中颅窝测量指标(XSM∧、S-Pt、XM、SM)随访时与术前有统计学差异。前颅对称指数,前颅窝偏斜角,额角,额面角,患侧颞角,颞面角。术前大脑容积与对照组具有统计学差异指标;术后及随访时大脑容积与对照组无统计学差异;骨瓣前移变化测量:双侧额眶前移较单侧额眶前移可以更好的使颞部向前外侧方向扩展;单侧额眶前移在纠正颞部畸形上效果不及双侧额骨瓣。2、利用三维打印的复位导板辅助术中骨瓣复位,缩短了手术时间,复位时间约为0.5小时至1小时;术中即刻直视下,额眶两侧对称性形态相近;手术区域各标志点的术后与手术模拟之间的位移差效果类似。3、建立了 4节点一阶四面体单元的头颅三维有限元模型(静态应力分析模型)、单侧及双侧额眶前移截骨模拟有限元模型(荷载动态应力分析模型),通过应力分析结果显示:在患侧额部、左侧颞部及左侧顶部可见多个应力集中区域,提示患侧额眶塌陷后缩的阻力来源于早闭骨化的冠状缝;前颅窝及中颅窝的应力分布比较集中,提示骨化的冠状缝及其向颅底延伸缝的早闭骨化所形成的阻力,导致前颅凹后缩浅小。而额眶前移模拟截骨有限元模型提示:我们所采用的手术术式可以解除阻力、降低颅底的应力,有利于颅底、颌面部在大脑、眼球生长推动力作用下,在三维空间上生长发育。在额部及颞部施加牵引力后,眼眶可出现向前向下的移位,得出最佳的牵引力大小及牵引距离。结论1、颅缝早闭症患儿颅底、颅骨及颞部的骨组织及软组织存在畸形,大脑容积低于正常,经额眶前移术后畸形得到改善;双侧额眶前移较单侧额眶前移更好改善颞部畸形。2、数字化技术辅助颅缝早闭症的术前手术模拟,复位导板制作应用,可以提高手术精确性及安全性。3、建立了颅缝早闭症的头颅有限元模型及额眶前移模拟截骨有限元模型,可以了解畸形的病理发生机制;进行更加精细的手术模拟及安全的手术;明确额眶前移对颅面和颅底形态及发育的影响,在额眶前移截骨基础上进行牵引力模拟加载,优化牵引方向及牵引力大小,为后期牵引器的设计奠定理论基础。