3D打印定位導板在頭頸部異物取出術中的應用

劉艷佼，吳 坡，羊書勇，李 浩，趙瀟黎，鄭維銀

軟組織內異物取出的關鍵在于異物的定位，頭頸部解剖結構復雜，分布著許多重要神經血管，因此，頭頸部異物定位更加困難，手術難度更高。目前臨床應用較多的頭頸部異物定位方法有頭顱正側位金屬針定位法、B超引導下異物定位[1-2]、CT引導下定位等，有條件的大型醫院甚至可以實現術中計算機實時導航定位手術取出。筆者科室立足現有條件，利用計算機輔助設計和3D打印技術，術前設計并制作3D定位導板，成功實施6例頭頸部軟組織異物的取出，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 病例資料 回顧總結分析筆者科室2015～2017年收治的頭頸部異物患者6例的臨床資料，其中男性4例，女性2例，年齡24～45歲；金屬碎片2例，火藥槍彈丸2例，碎玻璃1例，砂石1例。共計取出異物11顆：腮腺咬肌區4顆，顳肌內3顆，胸鎖乳突肌內1顆，眶下區1顆，頰部軟組織內2顆。火藥槍彈丸3顆，金屬碎片3顆，砂石2顆，碎玻璃3顆。

1.2 3D定位導板制作 術前行頜面部CT掃描，獲取DICOM數據，導入mimics17.0軟件(materialise公司，比利時）中，對頜骨、異物、皮膚分別進行三維重建。根據異物的位置，設計定位針道及皮膚蒙版，計算穿刺深度，在軟件中生成定位導板的三維立體模型，并以STL格式導出。將定位導板的STL文件導入3D打印機的切片軟件中，轉換生成打印文件，導入3D打印機中打印，根據精度要求不同使用光固化樹脂或者聚乳酸材料打印，生成定位導板的三維實體模型，修整導板邊緣及去除支架后試戴。

1.3 異物取出術 術中按照計算機軟件中設計的位置，將導板固定在患者術區，使用穿刺針按照設計的導向管的方向及深度進行穿刺，取下導板，取經皮膚穿刺點切口或者其他手術入路尋找穿刺針的針尖，即可找到異物所在處，并將異物取出。

2 結果

2.1 手術結果 通過使用3D打印定位導板，6例11顆異物均完整取出，手術過程順利，定位準確，出血量少，手術均在40 min內完成。術后術區均無感染，傷口一期愈合，無神經損傷等相關并發癥。

2.2 典型病例

2.2.1 病例資料 患者女性，40歲，20 d前在山林中被散彈槍誤傷后，在當地醫院進行清創及留存鉛彈取出，因右側腮腺咬肌區深部2枚圓形鉛彈未取出，到醫院進行后續手術，要求取出留存彈丸。

入院查體：右側頜下有一1 cm的傷口，傷口縫合良好，右側咬肌區有2個點狀傷口，已基本愈合，傷口深部軟組織質地較硬，面神經功能良好，張口度及張口型正常。恒牙列，全口衛生狀況一般。口內黏膜未見異常，舌活動無異常。頜面部CT顯示右側下頜骨升支外側皮質骨表面兩顆圓形高密度影(圖1)。

2.2.2 設計定位導板 在三維重建好的異物表面設計導向管道（圖2），長度設為固定值，內徑與穿刺針直徑一致，并設定公差；在右側面部皮膚表面設計蒙板，蒙版范圍包括面部的典型解剖標志點，包括右側鼻翼、右側口角、右側耳垂等，通過布爾運算完成蒙板與導向管的結合（圖2），生成STL文件。

2.2.3 3D打印定位導板 將生成的導板STL文件從mimics軟件中導出至3D打印機的切片軟件中，調整打印方向，設計支撐，生成切片文件，將切片文件導入3D打印機打印，獲取定位導板的3D實物模型（圖 3）。

2.2.4 異物取出術 手術麻醉后，患者體位盡量與CT檢查時體位一致，將導板覆蓋患側面部，對位各解剖標志點。完全就位后，使用穿刺針按照術前設計的深度沿導向管刺入，維持穿刺針的位置不變，取下導板，經口內翼頜韌帶外側切口順利取出兩顆留存異物（圖4）。手術時間共計約25 min。

圖1 CT顯示異物的位置

圖2 定位導板的設計

3 討論

頜面部解剖結構復雜，異物留存可能導致嚴重的感染、顱頜面畸形等不良后果[3-4]。雖然異物取出手術操作難度大，風險高，但隨著3D打印技術在臨床醫療和科研中的應用逐漸廣泛[5-7]，術前對異物的定位越來越精準，極大降低了手術難度及風險。目前條件較好的醫院配備手術導航系統[8-9]，對于異物的取出相對簡單。但手術導航系統價格昂貴，且操作需要經過系統的學習培訓，目前普及率較低。此外，部分醫院采用CT或超聲術中引導，也在一定程度簡化了手術，提高精準性，但CT、超聲引導增加了醫患放射暴露的風險，影響醫生手術操作，且需要多科室合作。

3D打印定位導板對患者費用低，對醫生無輻射，手術操作簡單，本研究結果顯示，全部11顆異物均定位準確，手術均在40 min內完成，在麻醉時間相同的條件下，使用3D模板的費用較CT引導下的費用明顯減少，減輕了患者經濟負擔。而且定位導板患者只需要做一次CT即可完成手術，而CT引導下手術，術前需要CT檢查，術中需要持續暴露在CT輻射下，對患者、對醫生均造成較大放射暴露，因此，定位導板下手術降低了輻射對患者和醫生健康的危害。另外CT引導下手術，對醫生的操作可能存在干擾，定位導板下手術與常規手術一樣，減少了對醫生操作的影響。

但該定位導板仍存在以下不足：（1）很多時候手術體位無法與CT檢查時體位完全一致，而傷員體位的改變，會導致定位導板精度的降低，且穿刺針定位后，因切口需要，可能牽拉軟組織導致少許移位；（2）CT檢查時與手術時組織腫脹程度的差異，也會導致定位誤差擴大；（3）對于部分CT檢查無法顯影的異物，無法做到術前定位設計；（4）部分被頜骨阻擋的深部異物和穿刺針無法直接探及的異物，同樣無法設計定位導板。

因此，對于頜面部異物取出的定位，應綜合各方面因素，因地制宜，根據可利用的條件，選擇手術導航、數字化導板、超聲引導等，在順利取出異物的前提下，盡可能降低患者創傷和經濟負擔。

圖3 打印制作異物定位導板

圖4 定位導板輔助下取出面部異物