数字化外科技术辅助下颌骨陈旧性骨折复位重建的临床应用
明华伟 何芸 周翊飞 袁宗毅 张兴安 王华东 韩新生 谭小尧
[摘要]目的：探討数字化外科技术在下颌骨陈旧性骨折复位重建手术中的临床效果。方法：选取2016年3月-2019年3月于笔者科室诊治的下颌骨陈旧性骨折并发咬合关系紊乱、面部畸形患者24例，将颌面部CT扫描获得的影像学数据以DICOM格式导入计算机软件进行分析处理，设计手术方案，再结合3D打印技术制作截骨导板、咬合关系导板及颌骨模型来指导手术操作。对骨折固定可靠效果、面部外形及咬合关系进行临床评价。结果：本组患者术后骨折断端固定可靠，咬合关系恢复理想，面容基本对称。术后随访6～12个月，患者面部畸形显著改善，咬合关系完全矫正，咀嚼效率明显提高，效果满意。结论：数字化外科技术辅助下颌骨陈旧性骨折复位重建手术实现了可视化、精准化的操作流程，是一种精确、高效、可预测的辅助方式。
[关键词]外科导板;下颌骨骨折;咬合紊乱;面部畸形;3D打印
[中图分类号]R782.2 ? ?[文献标志码]A ? ?[文章编号]1008-6455（2020）01-0075-04
The Clinical Application in the Reconstruction of Old Mandible Fracture with Digital Surgical Technique
MING Hua-wei1， HE Yun1， ZHOU Yi-fei2，YUAN Zong-yi1，ZHANG Xing-an1，
WANG Hua-dong1， HAN Xin-sheng1，TAN Xiao-yao1
（1.Department of Oral and Maxillofacial Surgery， the Second Clinical Medical College of North Sichuan Medical College，Central Hospital of Nanchong， Nanchong 637000，Sichuan，China;2.Department of Stomatology，Langzhong Peoples Hospital，Langzhong 637400，Sichuan，China）
Abstract： Objective The aim of the study was to assess the clinical effects of digital surgical technique in reconstruction of old mandible fracture. Methods ?24 patients who suffered from old mandible fracture with facial deformity and occlusion disorder were selected from March 2016 to March 2019，The preoperative maxillofacial CT scan were performed to obtain the imaging data， which were imported into the computer software with DICOM fomats for analyzing and processing， and the surgical program was designed. Then the bone cutting guide plate， Occlusal guide plate and jaw model were made by combining the 3D printing technology to guide the operation .Evaluated fixation effects， facial appearance and occlusion. Results ?The facial features of 24 patients were basically symmetrical after the reconstruction of old mandible fracture by surgical guide plate. All patients obtained good results on both postoperative occlusion and restoration of fractures. The patients were followed up from 6 to 12 months，facial deformities were significantly improved， occlusions were completely corrected and the mastication rates were obviously improved. Conclusion ?With the assistance of digital surgical technology，the reconstruction of old mandible fracture has realized the visualization and precision of operational process， which is an accurate， efficient and predictable auxiliary method.
Key words： surgical guide palate; mandible fracture; occlusion disorder; facial deformity; 3D printing
下颌骨属于颌面部暴露部位，外伤累及其薄弱环节后极易发生创伤性骨折。对于道路交通事故或其他外伤等因素所致的颅颌面外伤合并全身多脏器损伤的患者，临床处理非常棘手，外伤后由于颅脑损伤或多脏器伤的救治往往需要较长时间，这一因素使得頜骨骨折的治疗未能及时完成。待患者全身情况允许行颌骨骨折手术时，其骨折断端已发生错位愈合，导致面部畸形及咬合关系紊乱，极大地影响患者口腔生理功能。由于颌面部骨骼精细、复杂的立体解剖学外形及患者渴望恢复面型的美学要求，传统的手术方式复位重建下颌骨陈旧性骨折很难达到预期的手术效果。近年来，数字化外科技术已应用于口腔颌面外科的不同领域[1-4]，很大程度上提高了手术操作的精确性、安全性及临床医生的自信心。笔者采用数字化外科技术对24例下颌骨陈旧性骨折患者进行术前分析、设计，利用3D打印技术制作截骨导板、咬合导板及颌骨模型来指导手术操作，最终完成了下颌骨陈旧性骨折的复位重建，取得了较为满意的临床效果，现报道如下。
1 ?资料和方法
1.1 临床资料：选取2016年3月-2019年3月于笔者医院诊治的下颌骨陈旧性骨折并发咬合关系紊乱、面部畸形患者24例，伤后至手术时间最长92d，最短30d，平均伤后至手术时间间隔45d。所有患者骨折断端间已有纤维连接或骨痂形成，需切开复位内固定手术治疗。其中男17例，女7例，年龄19～59岁，平均年龄42.6岁，所有患者术前均行颌面部CT（西门子双源CT）扫描（矩阵大小：512×512;层厚：0.5mm，层厚等于间距）及颌骨全景片检查。
1.2 方法
1.2.1 手术设计：将患者扫描获得的CT影像学数据以DICOM格式导入专业图像处理软件（Mimics）进行骨骼重建，生成数字化三维图像。利用软件将各骨折段CT重建图像进行分割、拼接，重建出正常颌骨外形轮廓，恢复患者原有咬合关系，模拟术后效果（见图1，带咬合导板的重建图像）。根据软件处理后获得的数据制作截骨导板、咬合导板及颌骨模型。术前根据重建后的颌骨模型预制个性化重建板[5]，经截骨导板辅助下颌骨暂时离断，借助咬合导板复位下颌骨并恢复患者咬合关系，利用个性化重建板对下颌骨进行坚固内固定。
1.2.2 术中处理：按计划经颌下切口入路暴露骨折部位，将截骨导板准确定位后借助往复锯暂时离断下颌骨，边离断边喷水冷却锯片，以免往复锯温度过高导致局部骨灼伤、坏死。待下颌骨完全离断后适当松解断端，解除周围软组织牵拉。上下颌安置颌间牵引钉，利用咬合导板复位骨折段。再将术前预制好的个性化重建板摆放至预计部位并与下颌骨贴合，锁定钉固定重建板，最终完成下颌骨的复位重建。
2 ?结果
24例下颌骨陈旧性骨折患者通过CT扫描数据进行术前设计，结合3D打印制作颌骨模型、截骨导板及咬合导板，方便术前医患沟通。经截骨导板、咬合导板辅助离断、复位骨折段，大大缩短了手术时间，减轻了患者创伤，有助于患者术后快速康复。下颌骨离断后断端固定可靠，咬合关系恢复理想，面容基本对称。术后随访6～12个月，患者面部畸形显著改善，咬合关系完全矫正，咀嚼效率明显提高，效果满意。
3 ?典型病例
患者，男，46岁，因“车祸伤致颅脑外伤伴全身多处骨折2h”入院，经颅脑损伤和全身多处骨折救治病情平稳，于伤后45d转入笔者科室，全麻下行“下颌骨陈旧性骨折切开、离断、再复位内固定术”，因患者术前颏部有皮肤创口，术中采用颏部原创口入路暴露术区。术中，经截骨导板辅助下颌骨暂时离断，借助咬合导板复位下颌骨并恢复咬合关系，重建板联合锁定钉进行下颌骨坚固内固定。术后6个月随访，咬合关系恢复理想，面容基本对称，颌面部三维CT及颌骨全景片见骨折断端固定可靠，下颌骨连续性完好。见图2。
4 ?讨论
对于单纯下颌骨骨折或合并有轻微全身创伤的情况下，一般在伤后1～2周这个时间段内实施手术切开复位内固定。此时，患者颌面部肿胀完全消退，若合并有轻微全身创伤也已得到救治，手术创伤小、出血少，难度相对较小，可获得较为满意的临床效果[6-7]。但是，外伤后由于颌骨骨折常伴发重型颅脑损伤或多脏器伤，其救治时间较长，待患者全身情况允许行颌骨骨折手术时，其骨折断端已发生错位愈合，这使得颌骨骨折错过了其最佳治疗时机。由于颌面部骨骼精细、复杂的立体解剖学外形及患者渴望恢复面型的美学要求，再加上骨折断端已发生错位愈合，手术难度较大。传统的手术方式复位重建下颌骨陈旧性骨折，手术盲目性大、时间长，精确性不高，很难达到预期的手术效果。因此，精确的术前设计及精准的术中操作对下颌骨陈旧性骨折的治疗显得尤为重要。
数字化外科技术集影像学、图像处理、大数据、CAD/CAM及3D打印等高精尖技术于一身，可为临床医生提供精确的手术设计、减小手术操作的盲目性，同时可避免损伤颌面部重要解剖结构，真正实现可视化、精准化、安全化的现代外科操作技术[8]，目前已广泛应用于口腔颌面外科的各个领域，如：颌面部良恶性肿瘤切除与重建[9]、复杂种植[10-11]、颌骨骨折复位[12]、正颌外科手术[13-15]、颌面颈深部异物取除[16-17]、TMJ重建[18]等，临床效果显著。在颅颌面外科疾病的术前设计中，常常利用3D打印技术重建颅颌面外形来进行模拟手术，且能够更直观地与患者沟通。然而，术中没有截骨导板及咬合导板辅助的情况下，若仅凭手术医师的临床经验及3D打印模型来对比，要想达到术前预计骨断端复位及咬合关系恢复的手术效果依然困难。
本组病例在手术之前将患者的颌面部CT数据以DICOM格式导入图像处理软件，利用图像分割、拼接处理技术来重建正常颌骨外形轮廓。基于软件处理后获得的数据来制作截骨导板及咬合导板。临床医师在手术操作过程中借助截骨导板可实现精确的下颌骨再离断，特别是在下颌骨错位愈合后导致下颌骨弧形长度增加时，术中需切除部分断端骨组织，截骨导板可精准地指导手术操作，避免截骨不足后反复打磨断端，无端增加了手术时间;同时，可避免截骨过多影响骨折复位效果。咬合导板最早应用于牙颌面畸形的正颌外科矫治手术，术前通过模型外科模拟颌骨移动，再根据颌骨移动后的咬合关系制作咬合导板， 进而在术中指导颌骨在三维空间方向上的移动[19-21]。本组患者术中使用的咬合导板是借助数字化技术模拟颌骨移动，根据软件生成的数据再结合3D打印技术制作咬合导板，无需术前取模，避免了以往繁琐的模型外科步骤。同时，颌骨骨折患者大多合并有不同程度的张口受限，术前无法取口腔印模，数字化外科联合3D打印技术很好地解决了这一操作难题。术前根据颌骨模型预弯下颌骨重建板，避免术中临时预弯延长手术时间;且术前预弯的重建板能够更加紧密地与下颌骨外板贴合，避免重建板与下颌骨外板不贴合时，锁定钉固定后导致骨折断端移位[22]，影响手术效果。若重建板与下颌骨外板不贴合，术后还容易发生重建板外露或排异反应。借助数字化的咬合导板及颌间牵引钉技术，可以轻松、精确地复位下颌骨断端，与传统手术相比，大大减小了手术创伤、增加了手术的精准度及术后效果的可预测性。医患沟通时，医生可以利用3D打印头颅模型来进行手术前后对比分析，让患方能够更直观地了解骨折的严重程度、手术的必要性以及骨折术后复位重建的临床效果，让医患双方对手术方案充满信心。咬合导板可以通过减少手术时间及允许在数字化三维模型上进行术前设计来降低整体治疗成本，适用于颌面部涉及咬合关系紊乱的颌骨骨折复位。术前准备时需仔细确认重建板放置部位及是否与下颌骨外板贴合，为防止3D打印头颅模型及导板消毒时不发生形变，需使用低温等离子消毒，避免使用高温高压消毒导致模型及导板发生形变，影响手术。术中在安放截骨导板时，需仔细定位导板的三维空间位置，确定好导板位置后再仔细检查导板是否与骨面贴合。置入重建板的过程中，应随时注意咬合导板是否有撬动及移位的情况，同时应反复确认重建板与骨面贴合。
本组所有患者术后骨折断端固定可靠，咬合关系恢复理想，面容基本对称，面部畸形显著改善，咀嚼效率明显提高，效果满意。数字化外科技术辅助的下颌骨陈旧性骨折复位重建手术实现了可视化、精准化的操作流程，是一种精确、高效、可预测的辅助方式，值得临床推广应用。
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[收稿日期]2019-07-11
本文引用格式：明华伟，何芸，周翊飞，等.数字化外科技术辅助下颌骨陈旧性骨折复位重建的临床应用[J].中国美容医学，2020，29（1）：75-78.
