李慧 趙曉英等

[摘要]目的：探討應(yīng)用激光選區(qū)燒結(jié)技術(shù)提高復(fù)雜頜面骨骨折的手術(shù)效果。方法：患者進(jìn)行螺旋cT掃描，并進(jìn)行容積三維重建，利用MINICS8.1軟年進(jìn)行濾波，二值化，輪廓提取，矢量重建，轉(zhuǎn)化為STL文件，再進(jìn)行實(shí)體分層，輸入HLP-450型快速成型機(jī)，制作骨折頭顱骨三維實(shí)體模型，模擬手術(shù)，制作個體化鈦板，作為實(shí)施手術(shù)過程的參照。結(jié)果：患者術(shù)后咬合關(guān)系恢復(fù)良好，手術(shù)時間明顯減少，效果滿意。結(jié)論：應(yīng)用激光選區(qū)燒結(jié)技術(shù)可以提高手術(shù)精度，縮短手術(shù)時間，明顯降低手術(shù)難度。

[關(guān)鍵詞]選區(qū)激光燒結(jié)技術(shù)；頜面骨骨折；個體化鈦板

[中圖分類號]R782

[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A

[文章編號]1008-6455(2012)07-1153-03

口腔頜面部位于人體暴露部位，易受到創(chuàng)傷，造成面部外形改變及功能障礙。頜面部骨性架構(gòu)組成骨數(shù)目多，解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，骨折及手術(shù)類型多變，因此，復(fù)雜頜面骨骨折的手術(shù)治療一直是頜面創(chuàng)傷治療的重點(diǎn)和難點(diǎn)。目前，手術(shù)多采用鈦板行頜面骨的堅固內(nèi)固定，但骨折的復(fù)位仍主要依靠術(shù)者的經(jīng)驗(yàn)。本研究應(yīng)用激光選區(qū)燒結(jié)法(selected lasersintering，SLS)，制作個體化鈦板，為術(shù)中骨折的復(fù)位提供重要的參考依據(jù)，取得了較好的臨床效果。

1資料和方法

1.1臨床資料：2008年5月～2011年8月，于我院口腔頜面外科行復(fù)雜頜面骨骨折手術(shù)治療患者24例，年齡24～65歲，平均38歲，所有患者均在傷后15天內(nèi)進(jìn)行手術(shù)。其中，單側(cè)顴骨復(fù)合體骨折并同側(cè)面部嚴(yán)重塌陷2例，雙側(cè)上頜骨骨折并下頜骨正中骨折2例，雙側(cè)上頜骨骨折并下頜骨頦孔區(qū)骨折4例，雙側(cè)上頜骨骨折并下頜骨下頜角骨折4例，雙側(cè)上頜骨骨折并單側(cè)顴骨復(fù)合全骨折4例，雙側(cè)上頜骨骨折伴縱裂并下頜骨正中及頦孔骨折4例，單側(cè)顴骨復(fù)合體并上頜骨骨折4例，入選病例均診斷明確，無全身其它重要器官既往病史。手術(shù)方式采用堅固內(nèi)固定，切口選擇有口內(nèi)切口，眶周切口，頭皮冠狀切口，頜下切口。相同診斷、相同手術(shù)方式及相同手術(shù)切口的病例隨機(jī)進(jìn)入對照組及實(shí)驗(yàn)組。手術(shù)在同一組手術(shù)者下完成。研究組患者術(shù)前告知新手術(shù)方法的優(yōu)缺點(diǎn)，并簽訂新方法的知情同意書。

1.2材料與器械：內(nèi)固定材料采用顱頜面重建系統(tǒng)鈦板(OSTMED，美國)，厚度0.6mm，1.0mm，螺釘長度為5mm、6mm、8mm 320排螺旋CT(東芝，日本)，PACS診斷工作站(西門子公司，德國)，MIMICS8.1軟件(Materialise，比利時)，MagicsRP5.41軟件(Materialise，比利時)，快速成形機(jī)(HLP-450型，北方恒利有限公司)。

1.3方法

1.3.1 CT數(shù)據(jù)采集與CT三維重建：采用320排螺旋CT(東芝，日本)掃描機(jī)，掃描條件電壓130KV，電流110mA，曝光時間2.0s，層厚0.5mm，螺距1.0，窗寬280，窗位40?；颊呷⊙雠P位，掃描范圍從眶上平面至舌骨平面，CT水平掃描。采用SGI重建系統(tǒng)，對頭顱骨標(biāo)本進(jìn)行cT三維重建，矩陣1024*768。掃描完成后，進(jìn)入PACS診斷工作站(西門子公司，德國)。登陸工作站，利用CDViewer軟件對CT圖像進(jìn)行灰度、對比參數(shù)的調(diào)整，設(shè)定窗寬939，窗位140，達(dá)到對骨邊界的最佳識別和獲取骨的原始邊界，數(shù)據(jù)以DICOM格式存儲，光碟保存。

1.3.2接口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與矢量化建模：將存儲的DICOM格式數(shù)據(jù)導(dǎo)入MIMICS8.1軟件(Materialise Software，比利時)，并對存貯的DICOM圖像進(jìn)行濾波，二值化，輪廓提取，分割等處理，得到顱骨骨組織圖像，對輪廓曲線進(jìn)行矢量疊加，得到頭顱骨的三維模型，進(jìn)行表面的光滑處理，STL格式存儲。

1.3.3快速成型制作患者骨折后顱骨模型：將STL格式存儲數(shù)據(jù)導(dǎo)入Magics RP5.41軟件(Materialise，比利時)，對STL模型進(jìn)行查錯和修補(bǔ)，根據(jù)病例選擇，可行健側(cè)鏡像重建。生成快速成型機(jī)所需的斷層STL文件。將STL文件輸入快速成形機(jī)(HLP-450型，北方恒利有限公司)，采用選區(qū)激光燒結(jié)技術(shù)加工成型，得到患者三維顱骨模型

1.3.4模擬手術(shù)過程：于骨折頭顱骨模型上模擬手術(shù)過程，預(yù)先行鈦板塑形，固定，標(biāo)記堅固內(nèi)固定位置，對內(nèi)固定材料消毒，術(shù)中備用。

1.3.5對患者實(shí)施手術(shù)：手術(shù)均在氣管內(nèi)插管全麻下進(jìn)行。首先行上、下頜骨牙弓夾板結(jié)扎，按術(shù)前設(shè)計切口入路，翻瓣尋找骨折斷端，充分松解骨折斷端，根據(jù)塑形好的鈦板及三維模型標(biāo)記點(diǎn)，復(fù)位各骨折斷端，并行骨折鈦板堅固內(nèi)固定。堅固內(nèi)固定順序：先固定下頜骨，再固定顴骨，行頜間固定，最后固定上頜骨。模擬咬合，咬合良好后，沖洗創(chuàng)面，逐層關(guān)閉傷口。術(shù)后常規(guī)應(yīng)用抗生素預(yù)防感染，局部輕壓包扎，口內(nèi)輔助以頜間固定1周，術(shù)后1周拆除縫線。

2結(jié)果

2.1咬合關(guān)系：測量上頜第一磨牙近中舌尖偏離下頜第一磨牙中央窩的距離為咬合偏差。研究組：平均咬合偏差(0.07±0.05)mm，對照組：平均咬合偏差(0.24±0.08)mm，配對研究平均咬合偏差(0.17±0.07)mm，t=7.89(n=11)，P<0.05，研究組咬合關(guān)系恢復(fù)明顯好于對照組。

2.2手術(shù)內(nèi)固定時間：計算自暴露骨折斷端至內(nèi)固定結(jié)束時的時間：研究組行內(nèi)固定平均時間(52±10)min，對照組內(nèi)固定平均時間(99±13)min，配對研究時間平均縮短為(48±14)min，t=11.42(n=11)，P<0.05，研究組手術(shù)時間較對照組明顯縮短。

2.3應(yīng)用費(fèi)用：手術(shù)費(fèi)用(手術(shù)當(dāng)日)，研究組平均費(fèi)用(30449±1610)元，對照組平均費(fèi)用(23892±1802)元。人均增高費(fèi)用(6557±575)元。

2.4患者主觀評價：患者主觀評價：采用雙盲法，對進(jìn)入研究對象的手術(shù)患者進(jìn)行調(diào)查，根據(jù)手術(shù)的效果分：研究組滿意個數(shù)為10例，不滿意2例，對照組：滿意例數(shù)為8例，不滿意為4例。X²=1.25，P>0.10，研究組與對照組滿意度無明顯差別。

3典型病例

某男，37歲，因“車禍致傷頭面部疼痛、出血2h”入院。?？茩z查：面部腫脹，面中份比例增大，雙側(cè)眶周瘀血，無復(fù)視，無眼球運(yùn)動障礙。咬合關(guān)系紊亂，張口重度受限，上、下頜肌均可觸及明顯的骨動度。診斷為雙側(cè)上頜骨骨折、下頜骨正中骨折。對患者及家屬進(jìn)行告知后，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)組。制作三維實(shí)體模型及手術(shù)前咬合情況(如圖1)，模擬手術(shù)過程并行植入鈦板塑形(如圖2)，送消毒，手術(shù)中使用(如圖3)。手術(shù)經(jīng)鼻插管全麻下進(jìn)行，先行上、下頜牙弓夾板固定術(shù)。入路選擇為：下頜前庭溝切口+上頜前庭溝切口+瞼下緣切口，暴露骨折斷端后，根據(jù)手術(shù)模擬過程，參照塑形鈦板形狀，先行下頜骨正中骨折內(nèi)固定(如圖4)，再行雙側(cè)上頜骨內(nèi)固定(如圖5)。術(shù)后，頜間牽引3天，咬合關(guān)系恢復(fù)良好(如圖6)。

4討論

快速成型技術(shù)(rapid prototyping，RP)是國外20世紀(jì)80年代末期發(fā)展起來的一門新興制造技術(shù)，于1991年在維也納被引入到醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，體現(xiàn)了計算機(jī)輔助設(shè)計、激光加工，數(shù)控和新材料開發(fā)等多學(xué)科、多技術(shù)的綜合應(yīng)用。激光選區(qū)燒結(jié)法(selected laser sintering，SLS)、是快速成型技術(shù)的一種，是有選擇地將可熔性粘結(jié)粉末燒結(jié)居型并層層疊加成實(shí)體的成型方式，以速度最快，原型復(fù)雜系數(shù)最大，應(yīng)用范圍最廣，運(yùn)行成本最低而著稱。雖然與立體平版印刷成型技術(shù)相比，精度略有降低，但仍可達(dá)0.1mm，這在醫(yī)學(xué)臨床應(yīng)用已經(jīng)足夠。因激光選區(qū)燒結(jié)法模型制作成本的降低，為臨床推廣使用奠定了基礎(chǔ)。選區(qū)激光燒結(jié)技術(shù)其精度的損失主要發(fā)現(xiàn)在CT掃描過程以及圖像處理過程，這也是目前快速成型技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中應(yīng)用研究的難點(diǎn)和熱點(diǎn)問題。

堅固內(nèi)固定(rigid internal fixation，RIF)技術(shù)現(xiàn)已成為治療頜骨骨折的常規(guī)方法，骨折治療的目的是最大限度地恢復(fù)顱頜面的形態(tài)和功能，良好的鈦板成形使其與下頜骨表面貼合，保證固定后的穩(wěn)定性是手術(shù)成功的關(guān)鍵之一。但復(fù)雜頜面骨骨折傳統(tǒng)堅固內(nèi)固定手術(shù)的難點(diǎn)在于骨折斷端的復(fù)位及鈦板的術(shù)中塑形，由于術(shù)中骨折復(fù)位的參考點(diǎn)有很大的不確定性，主要依靠術(shù)者的經(jīng)驗(yàn)，大大增加了手術(shù)難度，術(shù)中鈦板的塑形又會使手術(shù)的時間延長，增加了手術(shù)及麻醉風(fēng)險。本研究通過三維模型制作個性化鈦板，較傳統(tǒng)的手術(shù)方法相比，在術(shù)中復(fù)位骨折斷端時提供了可靠的參考依據(jù)，同時節(jié)省了鈦板的塑形時間，因此能夠降低手術(shù)難度，縮短手術(shù)時間，提高了手術(shù)效果。術(shù)后頜問間牽引，仍為治療復(fù)雜頜面骨骨折不可缺少的手段，其能夠?qū)光伆骞潭〞r產(chǎn)生的細(xì)微變形所引起的骨折斷端的輕度移位，起到穩(wěn)定及細(xì)調(diào)咬合的作用。

在研究中也發(fā)現(xiàn)，對于解剖精細(xì)區(qū)如眶區(qū)及粉碎性骨折的病例，三維模型的手術(shù)模擬及模型骨折塊的移動較困難，原因在于頜面骨與顱底骨的粘連，對于脫體骨折斷端的游離骨折片，因三維模型制作過程中缺少支持，會脫落、丟失，因此病例應(yīng)有所選擇。另外，三維模型制作設(shè)備一般醫(yī)院沒有配備，需與工科院校合作，增加了術(shù)前準(zhǔn)備時間。目前，激光燒結(jié)技術(shù)在臨床應(yīng)用的費(fèi)用仍較高，但隨著人們生活水平的提高，可望得到較好的推廣。