【解析】3D打印技術(shù)在提高80例應(yīng)用修復(fù)下頜骨缺失的臨床探討

3D打印機的出現(xiàn)開啟了增材制造的新時代,。除了工藝制造,、工業(yè)設(shè)備和航空航天等領(lǐng)域，近年來,，3D打印技術(shù)也逐漸進入了醫(yī)療領(lǐng)域,，其中3D打印人工骨的研發(fā)應(yīng)用亦較為常見。下頜骨缺損的修復(fù)重建一直是國內(nèi)外口腔頜面外科醫(yī)師研究的熱點問題之一,。下頜骨缺損修復(fù)重建的方法有很多種,，血管化腓骨移植是目前臨床應(yīng)用較多且效果較好的一種。１９８９年ＨＩＤＡＧＯ首次報道帶血管蒂的腓骨組織瓣游離移植修復(fù)下頜骨缺損,，此后該方法在下頜骨缺損的修復(fù)重建中得到 廣泛應(yīng)用,。 腓骨組織瓣具有以下優(yōu)點：

①可攜帶皮島和肌肉，可同時修復(fù)軟硬組織缺損,；
②腓骨瓣骨量充足,，可提供２０～２６ｃｍ的長度；
③供區(qū)并發(fā)癥較少,，對肢體功能影響小等,。但在實際手術(shù)時仍存在腓骨塑形難度大、手術(shù)耗時長等問題,。２０世紀８０年代,，３Ｄ打印技術(shù)的出現(xiàn)很好地解決了這些問題，特別是設(shè)計制造出的數(shù)字化導(dǎo)板的應(yīng)用,，國內(nèi)外已有多篇關(guān)于３Ｄ打印技術(shù)應(yīng)用于血管化腓骨移植修復(fù)下頜骨缺損臨床報道,。但對于３Ｄ打印技術(shù)應(yīng)用于血管化腓骨修復(fù)下頜骨缺損的精確度研究卻很少報道，本文將對其術(shù)前設(shè)計和術(shù)后修復(fù)效果的精確度進行初步研究,。

１資料與方法
１．１一般資料
選�,。玻埃保茨辏埃痹拢�２０１５年１０月就診于沈陽 軍區(qū)總醫(yī)院口腔頜面外科，因下頜骨良惡性病變行下頜骨切除后,，應(yīng)用血管化腓骨移植修復(fù)患者８０例,。其中，男性４３例,，女性３７例,。年齡２３～６８歲，平均４５歲,。所選患者的病變切除范圍均未超過下頜骨中線,。

１．２手術(shù)方法
１．２．１虛擬手術(shù)與模型外科
通過ＰｈｉｌｉｐｓＬｉｇｈｔ Ｓｐｅｅｄ２５６排螺旋ＣＴ掃描儀（層厚０．６２５ｍｍ，螺距為１．５ｍｍ）掃描，將患者的下頜骨及小腿平掃,，再對小腿進行動脈造影,。用超聲多普勒血流儀檢測一側(cè)脛前、脛后及腓動,、靜脈的血管直徑和血流情況,，并在體表標記出腓動脈穿支。將患者的ＣＴ掃數(shù)據(jù)以ＤＩＣＯＭ格式導(dǎo)入Ｍｉｍｉｃｓ１０．０軟件,，通過圖像分割,、模擬切割腫瘤（切割平面的厚度設(shè)置與手術(shù)截骨的擺鋸厚度一致）、鏡像,、設(shè)計截骨導(dǎo)板等程序后,，將一側(cè)腓骨數(shù)據(jù)以ＳＴＬ格式導(dǎo) 入下頜骨重建窗口，截骨位置均設(shè)計在外髁８ｃｍ以上,，調(diào)試塑形并通過Ｇｅｏｍａｇｉｃｓｔｕｄｉｏ２０１３軟件設(shè)計腓骨取骨塑形導(dǎo)板,。再將數(shù)據(jù)以ＳＴＬ格式導(dǎo)入快速成型機，通過激光快速成型ＦＤＭ（熔融沉積技術(shù)）制造出模擬手術(shù)重建的下頜骨模型及數(shù)字化導(dǎo)板,。根據(jù)實體模型進行模型外科,，明確重建板預(yù)留在下頜骨殘端上孔釘?shù)臄?shù)量（通常為３孔３釘）及位置，完成重建板的預(yù)彎制,。最后將重建板和數(shù)字化導(dǎo)板進行消毒,，待術(shù)中使用。

１．２．２手術(shù)過程
①下頜骨原發(fā)病灶切除：一組醫(yī)生按照術(shù)前設(shè)用２枚螺釘固定截骨導(dǎo)板,，進行下頜骨病變的切除,。常規(guī)預(yù)備１根動脈和２根靜脈供吻合。
②腓骨瓣制�,。毫硪唤M醫(yī)生同時行腓骨瓣的制備,。根據(jù)術(shù)前設(shè)計切口線進行切開,，尋找適合的穿支血管,，沿穿支血管尋找腓動脈及伴行靜脈。根據(jù)移植骨段長短用１～２枚螺釘固定取骨塑形導(dǎo)板,，進行截骨,、塑形后備用。
③下頜骨重建：將已完成塑形的腓骨瓣斷蒂并轉(zhuǎn)移至受區(qū)進行顯微血管吻合術(shù),，重建血循環(huán),。根據(jù)術(shù)前預(yù)彎制重建板預(yù)留的孔釘數(shù)量初步定位重建板于下頜殘端上，然后根據(jù)重建板預(yù)彎的形狀精細調(diào)整重建板與下頜骨殘端的關(guān)系,，與下頜骨緊密貼合后,，鈦釘固定，完成下頜骨缺損重建。

１．３統(tǒng)計學(xué)方法
每個患者術(shù)后７ｄ復(fù)查ＣＴ,，數(shù)據(jù)以ＳＴＬ格式與術(shù)前ＣＴ同時導(dǎo)入Ｍｉｍｉｃｓ１０．０１,，使術(shù)前術(shù)后下頜骨自動重疊，顯示出術(shù)前設(shè)計的截骨導(dǎo)板,，將移植的腓骨與下頜骨的左側(cè)和右側(cè)分離后,，依次測量下頜骨頰側(cè)和舌側(cè)誤差最大值；腓骨的內(nèi)側(cè)面和外側(cè)面截骨誤差最大值,。采用ＳＰＳＳ１９．０統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析,，對下頜骨頰側(cè)和舌側(cè)截骨誤差、腓骨內(nèi)側(cè)面和外側(cè)面截骨誤差分別用配對ｔ檢驗進行比較,，Ｐ＜０．０５為差異有統(tǒng)計學(xué)意義,。

２結(jié)果
所有手術(shù)按照模擬手術(shù)設(shè)計成功完成，腓骨瓣 均成活,。 患者顏面部左右對稱,，全部患者供區(qū)切口恢復(fù)良好，均未出現(xiàn)局部麻木,、踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)定等并發(fā)癥,。使術(shù)前術(shù)后下頜骨自動重疊（見圖１）。

實際手術(shù)截 除頰側(cè)下頜骨與模擬手術(shù)截除頰側(cè)下頜骨誤差 （ＭＢ）為（０．９９±１．０６ ）ｍｍ,，實際手術(shù)截除下頜骨舌側(cè)與模擬手術(shù)截除下頜骨舌側(cè)誤差（ＭＬ）為（１．４７±１．３０）ｍｍ,；實際手術(shù)截除腓骨內(nèi)側(cè)與模擬手術(shù)截除腓骨內(nèi)側(cè)誤差（ＦＭ）為（１．４１±０．９７）ｍｍ，實際手術(shù)截除腓骨外側(cè)與模擬手術(shù)截除腓骨外側(cè)誤差（ＦＬ）為 （１．６２±１．４６ ）ｍｍ,。各個部位的截骨見圖２

Ａ：術(shù)前設(shè)計截骨導(dǎo)板后測得ＭＢ最大值是１．１０,，ＭＬ最大值是０．０８ｍｍ；
Ｂ：術(shù)前設(shè)計截骨導(dǎo)板后測得ＦＭ最大值是２．４３ｍｍ,，ＦＬ最大值是１．２１ｍｍ,；
Ｃ：術(shù)前設(shè)計截骨導(dǎo)板后測得ＦＭ最大值是０．９１ｍｍ，ＦＬ最大值是０．８５ｍｍ,；
Ｄ：術(shù)前設(shè)計截骨導(dǎo)板后測得ＦＭ最大值是１．１４ｍｍ,，ＦＬ最大值是１．８３ｍｍ；
Ｅ：術(shù)前設(shè)計截骨導(dǎo)板后測得ＦＭ最大值是０．５５ｍｍ,，ＦＬ最大值是０．３２ｍｍ,；
Ｆ：術(shù)前設(shè)計截骨導(dǎo)板后測得ＭＢ最大值是１．２９ｍｍ，ＭＬ最大值是１．９７ｍｍ,；
Ｇ：術(shù)前設(shè)計截骨導(dǎo)板后測得ＭＢ最大值是０．５８ｍｍ,，ＭＬ最大值是１．１４ｍｍ

圖２各個部位的截骨誤差

３討論
下頜骨對于人類咀嚼、吞咽和呼吸等功能起著重要作用,。下頜骨缺損對患者的生存質(zhì)量有嚴重的影響,，對于下頜骨的缺損進行修復(fù)重建一直是研究的熱點問題之一。下頜骨缺損修復(fù)重建的方法有很多種，包括自體骨移植,、異體（種）骨移植和生物材料等,。異體（種）骨移植容易發(fā)生慢性免疫排斥反應(yīng)。生物材料因臨床操作困難,、效果不穩(wěn)定等原因,，不被臨床廣泛使用。隨著顯微外科在口腔頜面外科的應(yīng)用與發(fā)展,，自體血管化腓骨移植技術(shù)日趨成熟,，其顯示出諸多優(yōu)點。但腓骨的塑形難度大,、手術(shù)耗時長,、并且要求臨床醫(yī)生有高超的臨床技術(shù)與良好的審美。

近年來,，３Ｄ打印技術(shù)在下頜骨重建,、正頜外科、頜面部創(chuàng)傷和顳下頜關(guān)節(jié)重建等諸多領(lǐng)域得到廣 泛應(yīng)用,。在下頜骨重建方面特別是數(shù)字化導(dǎo)板的應(yīng)用,，很好地解決了截骨和取骨塑形等問題，并使血 管化腓骨移植修復(fù)下頜骨缺損的手術(shù)日臻簡便化,、精確化,。但實際手術(shù)操作中如何才能精確地按照模擬手術(shù)進行，主要取決于下頜骨截骨的精確性,、腓骨截骨的精確性,、正確的設(shè)計和應(yīng)用數(shù)字化導(dǎo)板以及精確的預(yù)彎制重建板等。

３．１下頜骨截骨的精確性
準確設(shè)計截骨線是保證精確截骨的第一步,。截骨線的設(shè)計首先要結(jié)合頭顱實體模型,、ＣＴ及ＣＢＣＴ等影像學(xué)資料以及腫瘤的性質(zhì)、臨床檢查等多方面因素,。頭顱實體模型在計算機輔助外科中發(fā)揮著不可替代的作用,，為截骨線的設(shè)計提供了實體依據(jù)，據(jù)ＡＲＩＶＥＲ等報道,，頭顱模型的準確性與ＣＴ掃描參數(shù)有關(guān),，掃描像素越小,，準確性越高,，圖像及模型不會失真。何冬梅等也報道,，ＣＴ螺旋掃描層厚２ｍｍ,，螺距為１．５ｍｍ和１．０ｍｍ，重建頭顱模型誤差為０．５４％（０．０５ｍｍ）。本研究中螺旋ＣＴ掃描厚度為０．６２５ｍｍ,，螺距為１．５ｍｍ和１．０ｍｍ,，充分保證了頭顱模型的精確度。其次也要將影像學(xué)等資料為數(shù)據(jù)源導(dǎo)入計算機輔助設(shè)計軟件,，逐層觀察病變范圍,，并測量與截骨線之間的距離，避免切破腫瘤,，保證有足夠的腫瘤安全邊界,，又要保證保留最多的健康組織。對下頜骨頰側(cè)和舌側(cè)截骨誤差用配對ｔ檢驗,，結(jié)果發(fā)現(xiàn),，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（Ｐ＜０．０５），下頜骨舌側(cè)的截骨誤差大于頰側(cè)誤差,。這是由于下頜骨舌側(cè)不容易直視觀察,，造成實際的截骨方向與模擬手術(shù)設(shè)計的截骨方向不一致，形成截骨角度造成誤差,。為了避免形成截骨角度誤差,，術(shù)前術(shù)者應(yīng)根據(jù)模型及三維重建圖像仔細觀察測量下頜骨舌側(cè)的截骨位置及截骨角度。在導(dǎo)板設(shè)計方面,，可以根據(jù)手術(shù)方式和手術(shù)部位暴露等情況將引導(dǎo)擺鋸入位的槽邊緣盡可能地設(shè)計制作得高一些,，充分引導(dǎo)擺鋸以正確的角度入位。


３．２腓骨截骨的精確性
精確地截取腓骨首先要保證導(dǎo)板準確的固定在模擬手術(shù)設(shè)計的部位,。腓骨長骨形態(tài)較規(guī)則,，不如下頜骨形態(tài)復(fù)雜，導(dǎo)板就位是否準確很難把握,。一方面要求臨床醫(yī)生術(shù)前準確地了解腓骨導(dǎo)板就位的位置,，另一方面術(shù)中盡可能地剝離骨表面的軟組織，讓導(dǎo)板固定在最貼合的部位,。術(shù)前行下肢動脈的血管造影是必要的  ,，排除患者下肢血管的變異和栓塞 性疾病，避免因血管變異等情況,，術(shù)中更改導(dǎo)板的位置,。此外研究還發(fā)現(xiàn)，腓骨截骨的精確性與截骨塑形次數(shù)有關(guān),，截骨塑形次數(shù)越多,，截骨段越短，骨段間所成的角度越大,，誤差就越大,，骨段的截骨塑形 的長度最好≥２ｃｍ,，這樣也可以為移植骨提供充足的血供，保證移植骨的成活,。對于腓骨內(nèi)側(cè)面和外側(cè)面截骨誤差用配對ｔ檢驗,，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（Ｐ＞０．０５），腓骨內(nèi),、外側(cè)面的截骨誤差無差異,。

３．３數(shù)字化導(dǎo)板和預(yù)彎制重建板的應(yīng)用
數(shù)字化導(dǎo)板是將復(fù)雜的手術(shù)方案精確地轉(zhuǎn)移到真實手術(shù)中的橋梁與紐帶，保證了外科手術(shù)能夠按計劃精確地進行,，同時也簡化了手術(shù),。導(dǎo)板可根據(jù)病變的不同情況，設(shè)計成不同的形狀,，如腫瘤靠近下頜骨下緣,，截骨形狀就可以設(shè)計成梯形；口底癌患者,，舌側(cè)黏膜病變范圍較頰側(cè)大,，設(shè)計的截骨方向可以向舌側(cè)多傾斜一些，盡可能多地保留頰側(cè)健康的黏 膜,。這些都充分體現(xiàn)了數(shù)字化導(dǎo)板的個性化截骨,。導(dǎo) 板設(shè)計成功的關(guān)鍵是導(dǎo)板固部位骨骼的唯一性，通常設(shè)計頦部及下頜角等三維生理曲度大的部位為導(dǎo)板的固定部位,，應(yīng)盡量避開下頜骨體部等骨骼形態(tài)規(guī)則的部位作為導(dǎo)板固定部位,。

術(shù)前預(yù)彎制重建板，根據(jù)術(shù)前預(yù)彎制重建板預(yù)留的孔釘數(shù)量初步定位重建板于下頜殘端上,，然后根據(jù)術(shù)前重建板預(yù)彎的形狀精細調(diào)整重建板與下頜骨殘端的關(guān)系,，重建板按照術(shù)前設(shè)計的位置準確就位時，與重建后的下頜骨緊密貼合,，對稱地恢復(fù)了面部外形,，保證了手術(shù)效果。本組病例未對重建板設(shè)計就位導(dǎo)板,，減少了術(shù)前模擬設(shè)計的步驟和時間,，節(jié)省了術(shù)中固定重建板就位導(dǎo)板的時間，簡化了手術(shù)步驟,，研究結(jié)果表明并未對手術(shù)修復(fù)效果和精確度造成明顯的影響,。

綜上所述，計算機輔外科在血管化腓骨移植修復(fù)下頜骨缺損方面,，通過數(shù)字化導(dǎo)板的應(yīng)用,，讓復(fù)雜的手術(shù)方案精確的轉(zhuǎn)移到真實手術(shù)中，成為計算機輔助外科技術(shù)有力的輔助工具,。但本研究病例數(shù)量不多,，未能對精確度進行更深入的探討研究。其次本組實驗沒有一期設(shè)計種植體,，因此對種植體植入精確度并未研究,。

編輯：南極熊
作者：張新鳳，李延超（遼寧醫(yī)學(xué)院中國人民解放軍沈陽軍區(qū)總醫(yī)院研究生培養(yǎng)基地）董智偉,，鮑海宏,，，張力（中國人民解放軍沈陽軍區(qū)總醫(yī)院口腔頜面外科）