計算機輔助的模型外科在治療面中部骨折中的臨床應用

孫 明，律 娜，后 軍，薛浩偉，胡玉坤，楊文宇，李承靖，張令達

面中部骨折在頜面部骨折中發(fā)生率為5%～42%，平均為22%［1］。由于面中部骨框架結(jié)構(gòu)復雜，發(fā)生骨折的類型復雜多樣，涉及到面部外形和功能的破壞，會造成面部塌陷、咬合關系紊亂，張口受限等嚴重后果。在目前常規(guī)的面中部骨折治療過程中，患者缺乏對骨折的直觀認識，術者往往依據(jù)個人經(jīng)驗決定術中骨折的復位和鈦板的預制，恢復面中部立體結(jié)構(gòu)的位置、角度等存在爭議，造成面中部骨折術后有12% ～22%的畸形率［2］。筆者科室近年將計算機輔助的模型外科應用于面中部骨折治療中，實體模型可直觀地看到骨折部位和特征，并且可以在模型上模擬手術并預制個體化的鈦板，使面中部骨折的治療效果有了顯著提高。現(xiàn)將臨床應用報告如下。

1 材料與方法

1.1 臨床資料 收集安徽醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院口腔科和第二附屬醫(yī)院口腔科2010年3月～2012年10月收治的面中部骨折患者17例，其中男13例，女4例，年齡16～48歲，平均28.7歲。交通意外傷15例，高空墜落傷1例，鈍器擊打傷1例。合并顱腦損傷3例，合并四肢損傷2例。骨折類型:顴上頜骨復合體骨折8例，眶－顴－上頜骨骨折5例，LefortⅢ型骨折2例，LefortⅡ型骨折1例，LefortⅠ型骨折1例。急診患者12例，陳舊性骨折5例。臨床表現(xiàn):17例患者均出現(xiàn)不同程度面部塌陷或增寬畸形，15例患者出現(xiàn)不同程度的咬合關系紊亂，13例患者張口受限，2例患者有復視伴眶下區(qū)麻木。

1.2 三維重建及實體模型建立 17例患者均在排除手術禁忌后術前作三維CT掃描。掃描設備為美國GE公司的LightSpeed VCT(64層螺旋CT)，層厚0.6 mm，像素512×512，進行橫斷面、矢狀面、冠狀面等平面的圖像重建，完成三維立體重建。將患者的三維CT掃描數(shù)據(jù)從工作站經(jīng)Majics軟件處理后傳輸至計算機上，標準格式(Dicom格式)刻錄存儲，送往上海交通大學生物醫(yī)學制造研究所。計算機輔助技術將三維CT數(shù)據(jù)利用Mimics軟件生成三維實體模型，再分層，生成快速成型加工的文件格式并存儲。將此文件傳輸給精技公司生產(chǎn)的快速成型機，以光敏樹脂為原料制造出三維實體模型。

1.3 治療方法 根據(jù)實體模型可進一步掌握面中部骨折部位及骨折塊移位情況，在實體模型設計手術入路和合理擬定手術方案，并將手術方案在術前與患者充分溝通。沿骨折線截開模型，復位骨折斷端，同時注意恢復面中部的外形弧度、突度和寬度，按照骨折復位后模型外形選擇及彎制個體化的鈦板，消毒后帶入術中。患者全麻后根據(jù)骨折部位選擇冠狀切口或半冠切口聯(lián)合口內(nèi)上頜前庭溝切口、瞼緣下小切口及原外傷開放性傷口等手術進路，在直視下暴露骨折線，按照先復位上頜骨骨折并恢復咬合關系，再復位顴骨、顴弓骨折，再復位鼻部骨折順序，參照術前模擬手術的復位標準進行復位，并使骨折斷端達到術前設計位置或解剖復位。使用術前預制完成的德國馬丁小型及微型鈦板行面中部骨折處的內(nèi)固定。在術中進行鈦板固定時應與實體模型進行反復比較，并視具體情況加以微量調(diào)整，重建面中部支架，恢復面部的寬度、突度以及面中部的垂直高度。

2 結(jié)果

2.1 臨床治療效果 患者的三維實體模型真實展現(xiàn)了面中部骨折錯位、塌陷移位變形，骨折錯位愈合，骨質(zhì)缺損等情況。患者直觀了解自己術前病情及預期的術后恢復情況。術者可以在實體模型上進行模型外科手術并預制鈦板，提前預制塑形的鈦板可以在術中起到參比對照作用。患者術后恢復大多達到術前設計，總體治療效果較為滿意。對患者面部外形、咬合關系、開口度、復視等臨床癥狀進行術前術后對比，17例患者術后有15例面形恢復情況滿意，2例陳舊性骨折患者仍有輕度面部畸形，主要表現(xiàn)為雙側(cè)面形不對稱、面中部輕度塌陷。咬合關系紊亂患者術后均恢復正常咬合關系。張口受限患者經(jīng)術后指導鍛煉后均恢復三橫指以上。2例復視及眶下區(qū)麻木患者術后視力均恢復正常，麻木癥狀減輕。

2.2 典型病例 患者，男，34歲，車禍致頜面部外傷2 h急診入院。入院檢查:生命體征平穩(wěn)，頜面部腫脹明顯，兩側(cè)不對稱，雙側(cè)上頜骨前壁，顴骨顴弓處壓痛明顯，雙側(cè)顳下頜關節(jié)無壓痛，張口度2 cm，口內(nèi)多牙缺失，咬合關系紊亂。入院診斷:面中部多發(fā)性骨折。積極抗感染并排除手術禁忌后，予以三維CT重建，見圖1A。計算機輔助三維實體模型制作，在模型上可以清晰的顯示雙側(cè)鼻骨、眶外側(cè)緣、眶下緣、上頜骨、顴骨顴弓等多處骨折，骨折塊移位明顯，存在多處骨碎片，面中部寬度增加、雙側(cè)眶弧度、顴骨弧度斷裂，咬合關系紊亂，見圖1B。經(jīng)于患者交代病情及治療方案后，在頭顱模型模擬骨折斷段復位，在恢復咬合關系同時，注意恢復眶下緣、顴骨顴弓弧度及面中部的寬度，按模型模擬復位后的頜骨外形預彎制鈦板，見圖1C，將預制鈦板消毒備用。外傷兩周后行全麻手術，術中做全冠狀切口、瞼下緣及口內(nèi)前庭溝切口，依照模型上設計分離并復位骨折斷端，用預制鈦板予以內(nèi)固定，見圖1D。患者術后面部外形及咬合關系恢復良好，復查影像學見骨折復位固定良好，見圖1E，患者對臨床治療效果滿意。

3 討論

在頜骨骨折中，面中部骨折是治療的難點和重點。面中部骨折手術治療應在明確術前診斷的基礎上開展，選擇合理的治療方法對治療效果具有很大影響。目前對面中部骨折治療主要存在以下幾個問題:①患者術前缺乏對自己骨折程度及部位的了解，并且由于無法直視骨折復位的預期效果，患者及術者均無法在術前達成對患者面型恢復的共識;②復位后鈦板固定數(shù)目與位置的選擇存在較大的爭議，術者往往是憑借個人經(jīng)驗選擇需要固定的部位并進行鈦板塑形，手術操作時間長，難度大;③ 由于缺乏對比參照和復位預期效果，面中部骨折復位固定后往往難以達到手術效果，常常出現(xiàn)顴骨突度、顴弓弧度或面中部寬度異常而造成面部外形恢復欠佳等后遺癥［3－4］。

隨著計算機輔助技術的日趨完善，模型外科為面中部骨折的個體化精確治療提供了一種有效的手段。但此前由于CT掃描參數(shù)等限制，制成的模型與實體骨骼尺寸有較大偏差，限制了模型外科的臨床應用。64排螺旋CT掃描最薄層可達0.64 mm，為目前世界上能達到的最薄層厚，極大的提高了圖像的分辨率。利用64排CT薄層掃描所得的數(shù)據(jù)經(jīng)計算機輔助制成的模型近似實體模型［5］。

圖1 典型病例診療過程

本研究介紹的是將患者三維重建數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化并采用計算機輔助技術制作成三維實體模型。實體模型能夠清楚顯示面中部骨折程度與骨折移位真實情況，不需要在頭腦中進行三維構(gòu)建和三維立體想象，使診斷變得更加準確、簡便、直視化，并且使術后恢復效果大體可預見，方便了醫(yī)師間的交流、醫(yī)患間的術前對話。模型能夠為醫(yī)師提供了一個熟悉而真實的模擬空間，模型上進行手術模擬，對移動錯位骨段的復位方向、距離和固定的方法都可以直接進行預操作。特別是針對影響患者面型的眶下緣、眶外側(cè)壁、顴骨顴弓、顴上頜縫等位置的骨折斷端，在模型上可予以分離骨塊，參照正常頜骨解剖弧度，在考慮到手術切口限制及視野暴露等情況下，客觀評估模型上骨折斷端復位的可行性。在模型上可以明確細小骨折塊的取舍和鈦板的彎制弧度及內(nèi)固定位點，并將預先彎制的鈦板直接消毒帶入術中，使骨折復位達到個體化設計要求，迎合了現(xiàn)代“個體化診療”發(fā)展的需要［6］。計算機輔助的模型外科縮短了手術時間，提高了手術效果，手術時目的性強，降低了手術時的風險。

本研究中有2例陳舊性骨折患者術后面形恢復欠佳，這是由于陳舊性骨折處已有致密的纖維甚至骨性愈合，術中難以準確重新切開骨折斷端并解剖復位。對于骨折后較長時間才手術、骨折斷端錯位愈合后骨折線不明顯、骨折處骨碎片較多或有骨質(zhì)缺損的患者，可以利用計算機輔助的實體模型進行正頜外科或牽張成骨等進一步治療［7－8］。

計算機輔助的模型外科改進了外科手術模式，能完成復雜骨折的個體化復位和解剖重建，對面中部骨折的治療具有非常實用的臨床價值。但三維實體模型只是骨組織的再現(xiàn)，無法清晰再現(xiàn)軟組織，同時模型外科畢竟只是一種輔助方法，手術中要具體情況具體分析，不可一味強調(diào)一致［9］。另外，模型制作費用較高和模型制作精度等問題也需進一步改善。

［1］俞建英，付洪海，鄒多宏，等.面中部骨折的治療進展［J］.現(xiàn)代口腔醫(yī)學雜志，2011，25(5):371 －4.

［2］高麗榮，孫庚林，吳 煒，等.面中部骨折堅強內(nèi)固定術后并發(fā)癥的臨床分析［J］.口腔頜面外科雜志，2009，15(2):273 －5.

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［9］劉筱菁，歸 來，張智勇，等.基于CT三維頭顱重建技術的模型在顱頜面畸形治療中的應用［J］.中華整形外科雜志，2006，22(3):169－71.