CAD/CAM技術在眼眶重建中的應用研究

彭昌福，李　嬋

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·臨床報告·

CAD/CAM技術在眼眶重建中的應用研究

彭昌福，李嬋

Citation:Peng CF, Li C. Clinical observation on application of CAD/CAM technique in orbital reconstruction.GuojiYankeZazhi(IntEyeSci) 2016;16(5):993-995

摘要

目的：研究CAD/CAM技術在眼眶整復中的應用及臨床療效評價。

方法：選取2011-06/2015-10在我院住院并行眼眶整復的患者33例33眼，術前常規行眼眶三維CT檢查，根據患者CT三維數字信息，通過CAD/CAM技術制作三維實體頭模，術中利用三維實體頭模將修復材料塑形，修復眼眶畸形。術后隨訪3～12mo，觀察療效。

結果：通過利用CAD/CAM技術修復眼眶畸形患者33例33眼的臨床觀察，除1眼術后過矯患者要求取出植入物，其余患者術后眼眶形態良好，眶區畸形及凹陷得到矯正，有效率97%，19眼術前伴復視及眼球運動障礙的患者16眼術后癥狀消失或改善，有效率84%，所有患者無手術并發癥產生，手術效果滿意。

結論：在眼眶畸形整復中，CAD/CAM技術能夠縮短手術時間、提高手術效率、改善手術預后、降低手術風險。但是，實體頭模的制作需要一定的費用，對于相對貧困的患者會產生一定的經濟壓力。

關鍵詞：CAD/CAM； 眼眶重建；頭模

引用：彭昌福，李嬋.CAD/CAM技術在眼眶重建中的應用研究.國際眼科雜志2016;16(5):993-995

0引言

眼眶畸形是指由于各種原因導致的骨性眼眶的大小或形態的異常，最常見的原因包括外傷、腫瘤、先天畸形、后天發育及放化療等因素。眼眶畸形不僅直接導致面部的畸形、影響外觀，還可能導致相關的功能障礙，如視力下降、復視、流淚、局部感覺障礙等。由于眶內及眼眶周圍結構復雜，準確精細的眼眶畸形的修復重建會極大改善手術的預后。

CAD/CAM(computer-aided design/computer-aided manufacturing)是指計算機輔助設計/計算機輔助制造[1]，它產生于1950年代后期發達國家的航空和軍事工業中，隨著計算機軟硬件技術和計算機圖形學技術的發展而迅速成長起來。CAD/CAM技術在眼眶骨折和眼眶畸形中的應用是指利用計算機將眼眶CT三維數字信息通過模具制造加工轉化為三維實體模型，從而個體化真實再現眼眶周圍骨質的情況，再利用個體化的三維實體模型將填充材料塑形，形成高度吻合的眼眶修復體，達到最大程度的解剖復位和改善外觀及生理功能的目的，從而最大程度恢復患者的眼眶形態，改善生理功能[2]。我院于2011年開始，將CAD/CAM技術用于眼眶重建，共實施手術33例33眼，報告如下。

1對象和方法

1.1對象選取2011-06/2015-10在我院眼科住院并利用CAD/CAM技術實施眼眶重建手術的患者33例33眼，其中男29例29眼 ，女4例4眼，年齡6～67(平均38.8)歲。眼眶畸形的原因:外傷導致的眼眶骨折25例25眼，19例19眼伴有復視或眼球運動障礙；視網膜母細胞瘤眼球摘除手術后眼眶發育畸形3例3眼；神經纖維瘤病2例2眼；骨纖維異常增殖癥1例1眼；半側顏面萎縮1例1眼；放療后眼眶發育畸形1例1眼。對有視功能存在的患者術前詳細檢查裸眼視力、矯正視力、裂隙燈檢查及眼底檢查，眼球突出度檢查，同視機檢查。所有患者術前行眼眶螺旋CT薄層掃描及三維影像重建。

1.2方法

1.2.1手術材料及設備三維實體頭模、鈦釘、鈦板和鈦網(STRYKER，規格為1.7mm)，MEDPOR材料,PHILIPS 256排螺旋CT，HEINE手術放大鏡，STROZ鼻內窺鏡系統，NOUVAG微動力系統。

1.2.2手術方法所有患者術前常規行眼眶螺旋CT薄層掃描和三維影像重建，將掃描的數字信息以DICTOM格式保存并刻盤，根據眼眶重建數字信息，利用CAD技術及鏡面反轉技術建模，再利用CAM技術鑄造實體模型。術前將實體模型消毒備用。

根據患者具體情況選擇適當的手術切口：眼眶發育畸形、眶下壁骨折及合并內側壁骨折者可采用眼袋手術切口，距下瞼緣2mm切開皮膚、眼輪匝肌，暴露瞼板，在瞼板前將眼輪匝肌與眶隔分離，向下分離至眶下緣下5～6mm，暴露骨膜，眶緣下2mm橫行切開骨膜，沿骨膜下分離，暴露眶底，同時將嵌頓組織分離、回納至眶內，注意保護眶下神經血管束。處理眶內側壁骨折時注意勿傷及下斜肌及淚囊；單純外側壁骨折可采取眉弓下緣切口；合并有顴弓骨折時可采用眉弓下弧形切口并沿外眥側水平延長，同時暴露并固定顴弓，注意勿傷及面神經：單純眶內側壁骨折可采用淚阜結膜切口或鼻內鏡下經篩竇入路。剝離范圍注意勿超過篩后動脈。充分暴露骨折范圍或畸形缺損區域，徹底止血后，選擇適當大小的填充材料，利用術前消毒備用的實體頭模(圖1)將植入材料塑形后植入相應區域并固定(鈦釘或耳腦膠)。術中采用良好的輔助照明(手術放大頭燈或內窺鏡)。術后行三維CT復查，觀察眼眶重建形態及對位、對線情況(圖2，3)。術后定期隨訪3～12mo，觀察視力、眼位、眼球運動情況以判定手術效果。

療效判定標準：治愈：眼眶形態良好，眶區飽滿，眼球運動正常，復視消失；改善：眶區凹陷、眼球運動改善，復視減輕；無效：雙側眼球凹陷>2mm 眼球運動、復視無改善。

圖1實體頭模。

圖2患者1 三維CTA:術前;術后。

圖3患者2三維CTA:術前;B:術后。

2結果

通過術后眼眶三維CT復查，患者術后眼眶形態良好，符合解剖復位。通過術后3～12mo的觀察隨訪，無植入物排斥、感染、暴露、移位等不良反應發生。所有患者，除1例術后過矯要求取出植入物，其余患者術后眼眶形態良好，眶區畸形及凹陷得到矯正，有效率97%。19眼術前伴復視或眼球運動障礙的患者16眼術后癥狀消失或改善，2眼無明顯改善，1眼過矯患者要求取出植入物，有效率84%。

3討論

顱頜面外傷、眼部惡性腫瘤摘除術后、先天性畸形等均可造成眶緣及眶周骨折、缺損、發育障礙或畸形，伴有眼球內陷或復視、眼球運動障礙，嚴重影響視功能及顱面外形，給患者的學習、工作和生活帶來極大的痛苦和困難。眼眶重建手術是對眼眶外傷、骨折、惡性腫瘤摘除術后、眼眶發育障礙等所致眼眶畸形以及先天性眼眶畸形進行眼眶修復重建手術，恢復眼眶的正常結構和顱面外形，改善和恢復部分患者的視功能。

術前眼眶三維CT(水平+冠狀+矢狀+三維重建)是一項很重要的檢查，水平掃描可很清晰地顯示眶內、外側壁，冠狀掃描有助于眶底和眶頂骨折的診斷，矢狀和斜面矢狀掃描是有用的補充；三維重建能夠立體顯示眼眶的解剖結構，直觀立體顯示骨折和畸形缺損的形狀和大小，并測定眶容積的變化，既能定性又能定量診斷分析，為眶內植入物的數量和體積提供重要的依據。

利用CAD/CAM技術實施眼眶重建是根據患者術前三維眼眶CT數字信息制作實體頭模。利用實體頭模，不但能夠讓手術醫生對患者眼眶畸形情況進行直觀而準確的觀察，同時能夠為手術醫生提供骨塊移動的具體方向和量，從而很好地達到解剖復位的效果。同時，根據缺損的范圍，利用實體頭模塑形填充材料，可以避免直接在患者眶內塑形而需反復多次進出眶內的情形，也減少了填充材料在空氣中的暴露時間，不但縮短了手術時間、提高了手術效率，也降低了術后感染的可能性。

臨床上眼眶重建涉及的材料眾多，包括自體材料[3]和異體材料。填充材料的選擇要根據患者受傷的嚴重程度、眶周受損情況、患者經濟能力結合醫院實際來綜合考慮。本組資料主要涉及Medpor[4]和鈦金屬[5]兩種異體材料。Medpor用線形高密度聚乙烯制成，平均孔徑100μm以上，孔隙率50%，血管組織能長入，易于彎曲塑形，不易造成感染，不吸收，無毒性，且易于用鈦板、鈦釘固定，甚至是直接縫合，是一種較好的修復材料，但價格較高是其主要缺點；鈦金屬性能穩定，可以塑性，但價格昂貴。異體材料的植入理論上均有排斥、移位、感染、暴露等并發癥的可能性，本組資料均不同程度使用異體植入材料，部分病例甚至同時植入了義眼座[6]、Medpor、鈦釘、鈦板、鈦網，但通過嚴密的消毒和正確細致的手術操作，利用CAD/CAM技術，縮短了手術時間，術中術后均無并發癥產生。

眼眶手術操作空間狹小，血管、神經眾多，結構精細，手術風險大，尤其是對于視功能依然存在及陳舊性眼眶骨折的患者[7]，因此要求術者有熟練的手術操作技能和解剖知識。同時，良好的手術照明(如手術放大頭燈、內窺鏡)也非常重要。CAD/CAM技術運用于眼眶重建，能夠縮短手術時間、提高手術效率、改善手術預后、降低手術風險。但是，實體頭模的制作需要一定的費用，對于相對貧困的患者會產生一定的經濟壓力。

隨著科技的發展，眼眶外科的技術和手段也再日益更新。3D打印技術的快速發展，預成型材料在眼眶重建中也逐漸得到應用，這對術前眼眶畸形缺損的形態、范圍、容積計算提出了更高要求[8]；計算機導航技術的應用[9]更加提升了眼眶手術的精度，使很多手術的禁區成為可能。隨著這些技術的推廣，眼眶手術將變得更加精確、高效。

參考文獻

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Clinical observation on application of CAD/CAM technique in orbital reconstruction

Chang-Fu Peng, Chan Li

Foundation item:Science and Technology Supporting Plan of Hunan Provincial Science and Technology Department (No.2014SK3136)

Department of Ophthalmology, Hunan Provincial People’s Hospital, the First Affiliated Hospital of Hunan Normal University, Changsha 410005, Hunan Province, China

Correspondence to:Chang-Fu Peng. Department of Ophthalmology, Hunan Provincial People’s Hospital, the First Affiliated Hospital of Hunan Normal University, Changsha 410005, Hunan Province, China. oculistpeng@yahoo.com

Received：2016-01-24Accepted：2016-04-13

Abstract

?AIM:To evaluate the clinical application of CAD/CAM (computer-aided design/computer-aided manufacturing) technique in orbital reconstruction.

?METHODS:Thirty-three patients (33 eyes) were included who were admitted and accepted orbital reconstructionin operation in our hospital from June 2011 and October 2015. The three-dimensional (3D) model was made by CAD/CAM technology, according to the orbital three-dimensional CT examination for each patient preoperatively, and the repairing materials were shaped under 3D entity model in operation. The patients were followed up for 3-12mo, and the orbital shape, enophthalmos, diplopia and eye movement were observed.

?RESULTS:Among the 33 cases (33 eyes), except that 1 case required to remove the implants postoperative because of overcorrection, the patients were satisfied with the orbital shape. Enophthalmos were corrected. The effective rate was 97%. Among 19 cases (19 eyes) with diplopia and eye movement disorders, symptoms in 16 cases (16 eyes) were disappeared or improved, the efficiency rate was 84%. There were no operative complications.

?CONCLUSION:The CAD/CAM technique is effective and practical in the reconstruction of orbital deformity with shorter operation time, higher efficacy, better outcomes and lower risk, and it is worth to be popularized in clinical application. But the fabrication of 3D model costs certain money which may bring economic pressures to poor patients.

KEYWORDS:?computer-aided design/computer-aided manufacturing;orbital reconstruction;head model

DOI:10.3980/j.issn.1672-5123.2016.5.55

收稿日期：2016-01-24 修回日期： 2016-04-13

通訊作者：彭昌福.oculistpeng@yahoo.com

作者簡介：彭昌福，碩士研究生，副主任醫師，碩士研究生導師，研究方向：眼整形、眼眶病。

基金項目：湖南省科學技術廳科技計劃資助項目(No.2014SK3136)
作者單位：(410005)中國湖南省長沙市，湖南省人民醫院 湖南師范大學第一附屬醫院眼科