陳瑩 牛峰 歸來 俞冰 付茜 喬嘉

三維數(shù)字化在頦部水平截骨術(shù)中的應(yīng)用

陳瑩 牛峰 歸來 俞冰 付茜 喬嘉

目的 探討三維數(shù)字化在頦部水平截骨術(shù)中的應(yīng)用效果。方法 通過對(duì)頦部畸形患者的術(shù)前三維影像學(xué)測(cè)量，精確判斷三維方向上畸形的程度，利用頦部水平截骨的手術(shù)方法，并將術(shù)前設(shè)計(jì)和手術(shù)導(dǎo)板進(jìn)行統(tǒng)一，對(duì)截骨塊進(jìn)行移動(dòng)，改善頦部畸形。結(jié)果 本組20例患者均一期愈合，外形滿意，術(shù)后均有不同程度的下唇麻木，術(shù)后1～6個(gè)月均恢復(fù)正常。結(jié)論 精確的手術(shù)設(shè)計(jì)可以更加有效地改善頦部各類畸形。

頦部水平截骨；三維數(shù)字化；三維測(cè)量；手術(shù)導(dǎo)航

臨床上常遇見頦部畸形患者包括頦部過度發(fā)育畸形、發(fā)育不足和偏斜畸形，而頦部在人體面部和諧中發(fā)揮的美學(xué)作用不容小覷，一個(gè)大小合適、突度適中、不偏斜的頦部會(huì)給人以美感。自2014年10月至2016年10月，中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院整形外科醫(yī)院整形六科將三維數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用于頦部水平截骨術(shù)，使手術(shù)更精準(zhǔn)，從而提高了手術(shù)效果和患者滿意度?，F(xiàn)報(bào)道如下。

1 臨床資料

本組共20例患者。男性8例，女性12例；年齡18～32歲。均主訴對(duì)頦部外形不滿意。

2 手術(shù)方法

2.1 術(shù)前設(shè)計(jì) 術(shù)前拍頭顱三維CT，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入電腦，通過Mimics 16.0軟件進(jìn)行上下頜骨分體重建，在工作站上進(jìn)行坐標(biāo)系調(diào)整，使得x、y、z軸分別與患者的水平中線、冠狀位中線、矢狀位中線重合。在二維圖像中選取頦前點(diǎn)（Pg）、軟組織頦前點(diǎn)（Pg′），鼻根點(diǎn)（N）、骨性鼻前嵴（ANS）、軟組織鼻尖點(diǎn)（Prn）、上唇點(diǎn)（Ls）、下唇點(diǎn)（Li），見圖 1。并在三維圖像上測(cè)量。參照表1綜合評(píng)估頦部需要在三維方向上偏移的距離和角度。并根據(jù)測(cè)量結(jié)果設(shè)計(jì)截骨線，將此數(shù)據(jù)導(dǎo)入3D打印機(jī)，以聚乳酸為材料打印截骨導(dǎo)板；并根據(jù)骨斷端移動(dòng)位置確定定位導(dǎo)板。

2.2 手術(shù)過程 經(jīng)鼻氣管插管，沿患側(cè)下頜前庭溝偏頰雙側(cè)第一雙尖牙間切開黏膜骨膜至骨面，切口長(zhǎng)約6.00 cm，利用“脫套”技術(shù)行骨膜下分離，顯露頦部，注意保護(hù)頦神經(jīng)，剝離頦部肌肉，然后根據(jù)術(shù)前設(shè)計(jì)進(jìn)行截骨手術(shù)。使用定位導(dǎo)板引導(dǎo)頦部骨塊準(zhǔn)確移動(dòng)至術(shù)前規(guī)劃位置，給予小鈦板堅(jiān)強(qiáng)內(nèi)固定。分層縫合頦部切口，加壓包扎。術(shù)后常規(guī)給予抗感染治療及流食，切口7～10 d拆線。

圖1 二維圖像選點(diǎn)

表1 三維測(cè)量指標(biāo)及參考值

3 結(jié)果

本組20例患者均一期愈合，患者對(duì)外形滿意。術(shù)后均有不同程度下唇麻木，隨訪1～6個(gè)月，均恢復(fù)正常。

4 典型病例

例1，患者女性，20歲，因下頜角肥大、小頦畸形入院。術(shù)前拍攝三維CT，通過Mimics 16.0軟件進(jìn)行三維重建，在斷層上進(jìn)行定點(diǎn)并測(cè)量，根據(jù)軟組織頦前點(diǎn)至鼻尖上唇平面的距離判斷頦部需向前移動(dòng)8.19 mm（圖2a）；根據(jù)上下唇比例計(jì)算頦前點(diǎn)需向下延長(zhǎng)6.10 mm（圖2b）；雙側(cè)頦前點(diǎn)至正中矢狀面的距離無明顯區(qū)別，水平方向不予移動(dòng)（圖2c）。將設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)導(dǎo)入計(jì)算機(jī)進(jìn)行手術(shù)模擬，并利用3D技術(shù)制作截骨導(dǎo)板和定位導(dǎo)板（圖2d，e），按照截骨導(dǎo)板截骨后使用定位導(dǎo)板固定（圖 2f，g），術(shù)后 1 個(gè)月隨訪時(shí)效果滿意（圖 2h，i）。

例2，患者女性，25歲，因半側(cè)顏面短小入院。術(shù)前拍攝三維CT，利用Mimics 16.0行三維重建。在斷層上進(jìn)行定點(diǎn)并測(cè)量，計(jì)算出頦前點(diǎn)至正中矢狀面偏斜約6.50 mm，需水平移動(dòng)；雙側(cè)頦結(jié)節(jié)連線與水平面形成交角，需順時(shí)針旋轉(zhuǎn)5°；側(cè)面突度尚可，無需前后向移動(dòng)。通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行手術(shù)模擬，并制作手術(shù)導(dǎo)板，術(shù)后6個(gè)月隨訪時(shí)患者對(duì)術(shù)后效果滿意（圖3）。

5 討論

頦部由雙側(cè)下頜骨水平枝的連接部構(gòu)成，為面下1/3的重要組成部分，其自身形態(tài)位置以及與上、中面部的協(xié)調(diào)比例關(guān)系是構(gòu)成面部美學(xué)的重要因素之一，并且影響唇部的形態(tài)和功能。參照不同的測(cè)量平面，頦部畸形可分為前后向、垂直向及左右不對(duì)稱畸形，但從三維方向看，臨床畸形的患者往往不是單一方向的，頦部的過度發(fā)育、發(fā)育不足和偏斜畸形，往往是復(fù)雜混合的畸形，而不是單一方向或角度的過度或不足[1-2]。

螺旋CT是由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成顱頜面組織的三維重建。三維螺旋CT的掃描時(shí)間僅需幾十秒鐘，重建亦不過5 min，受檢者吸收X線量也很少。雖然也存在因重建層厚和計(jì)算機(jī)顯示效果等因素而影響重建效果的問題，但三維CT螺旋成像卻能從任意角度與方向來觀測(cè)，具有很強(qiáng)的直觀性。

因?yàn)槿S測(cè)量相對(duì)于頭影測(cè)量來講，沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行定點(diǎn)，如果在三維圖像上直接定點(diǎn)，由于觀察角度和方向的不同，誤差較大。因此，我們利用三維矩陣進(jìn)行定點(diǎn)。由于三維圖像結(jié)構(gòu)是由三維矩陣表達(dá)，圖像上任何一點(diǎn)的三維坐標(biāo)都是確定的，這樣無論影像怎樣旋轉(zhuǎn)或放大、縮小，都能如實(shí)地反映顱面結(jié)構(gòu)的客觀位置。重建后的顱面骨圖像可以隨意旋轉(zhuǎn)和切割，將三維圖像、軸位圖像、冠狀位圖像和矢狀位圖像相結(jié)合，可以精確測(cè)量。這樣，相對(duì)于一維的普通頭影測(cè)量來說無疑具有較高的準(zhǔn)確性[3-9]。

20世紀(jì)80年代初期，WH Bell提出了帶廣泛軟組織蒂的頦部截骨整形術(shù)，由于頦部骨段的血運(yùn)得到保證，術(shù)后骨吸收大大減少，并使截骨后軟組織的變化比例更為接近，是理想的矯正各種頦部畸形的方法。頦部水平截骨，可以同時(shí)解決頦部長(zhǎng)度、寬度和高度上的各種不同畸形，是頜面外科的一項(xiàng)經(jīng)典手術(shù)。但傳統(tǒng)的手術(shù)往往根據(jù)術(shù)者的經(jīng)驗(yàn)來調(diào)節(jié)術(shù)后遠(yuǎn)端骨塊的位置，并進(jìn)行堅(jiān)強(qiáng)內(nèi)固定，術(shù)后不能達(dá)到理想的效果，對(duì)于術(shù)者的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)要求較高[10]。

三維數(shù)字化研究結(jié)合了三維成像、三維測(cè)量、模型及導(dǎo)板的制作，能夠?qū)⒒颊叩幕沃苯油降诫娔X數(shù)據(jù)及模型上，然后根據(jù)測(cè)量結(jié)果設(shè)計(jì)手術(shù)方案。隨著計(jì)算機(jī)輔助外科手術(shù)模擬（computer-aided surgical simulation,CASS）技術(shù)的發(fā)展,外科醫(yī)師可在計(jì)算機(jī)上模擬并檢驗(yàn)不同手術(shù)方案,直至獲得最佳的手術(shù)效果，以確定最終的理想手術(shù)方案[11]。相對(duì)于既往的傳統(tǒng)模型外科來說，更能全面地反應(yīng)面部骨骼的變化趨勢(shì)，并可以通過術(shù)中導(dǎo)航將設(shè)計(jì)與手術(shù)本身統(tǒng)一化。但導(dǎo)航設(shè)備復(fù)雜，花費(fèi)較高。

總之，通過三維打印技術(shù)制作數(shù)字化導(dǎo)板來指導(dǎo)骨斷端的移動(dòng)和固定，在臨床上取得了較好的手術(shù)效果，相對(duì)于導(dǎo)航儀器來說操作簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)快速，適合基層醫(yī)院推廣。

圖2 典型病例1，20歲女性，下頜角肥大、小頦畸形 a.軟組織頦前點(diǎn)至鼻尖上唇平面的距離 b.上下唇比例 c.雙側(cè)頦前點(diǎn)至正中矢狀面距離 d.截骨導(dǎo)板 e.定位導(dǎo)板 f,g.術(shù)中使用定位導(dǎo)板 h.術(shù)前 i.術(shù)后1個(gè)月 圖3 典型病例2，25歲女性，半側(cè)顏面短小 a.術(shù)前b.術(shù)后6個(gè)月

［1］陳瑩,歸來,牛峰.半側(cè)顏面短小中頦部不對(duì)稱畸形的手術(shù)治療[J].組織工程與重建外科雜志,2016,12(4):236-237.

［2］譚騖遠(yuǎn),牛峰,俞冰,等.半側(cè)顏面短小患者的頭影測(cè)量分析[J].中國(guó)美容醫(yī)學(xué),2010,19(2):207-209.

［3］王夢(mèng),歸來,牛峰,等.半側(cè)顏面短小畸形下頜骨的三維測(cè)量[J].中國(guó)美容醫(yī)學(xué),2010,19(12):1797-1799.

［4］趙楊,馮國(guó)棟,吳海燕,等.面部三維動(dòng)態(tài)定量分析系統(tǒng)的初步應(yīng)用及與主觀評(píng)價(jià)系統(tǒng)相關(guān)性分析[J].中華耳鼻咽喉頭頸外科雜志,2016,51(7):511-516.

［5］Alqattan M,Djordjevic J,Zhurov AI,et al.Comparison between landmark and surface-based three-dimensional analyses of facial asymmetryin adults[J].Eur J Orthod,2015,37(1):1-12.

［6］Djordjevic J,Toma AM,Zhurov AI,et al.Three-dimensional quantification of facial symmetry in adolescents using laser surface scanning[J].Eur J Orthod,2014,36(2):125-132.

［7］De Riu G,Meloni SM,Baj A,et al.Computer-assisted orthognathic surgery for correction of facial asymmetry:results of a randomised controlled clinical trial[J].Br J Oral Maxillofac Surg,2014,52(3):251-257.

［8］Chien PC,Parks ET,Eraso F,et al.Comparison of reliability in anatomical landmark identification using two-dimensional digital cephalometricsandthree-dimensionalconebeam computed tomographyinvivo[J].DentomaxillofacRadiol,2009,38(5):262-273.

［9］Katsumata A,Fujishita M,Maeda M,et a1．3D-CT evaluation of facial asymmetry[J].Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod,2005,99(2):212-220．

［10］胡靜,王大章.正頜外科[M].北京:人民衛(wèi)生出版社,2006:137-139.

［11］Xia JJ,Gateno J,Teichgraeber JF,et a1.Accuracy of the computer-aided surgical simulation (CASS)system in the treatment of patients with complex craniomaxillofacial deformity:a pilot study[J].J Oral Maxillofac Surg,2007,65(2):248-254.

The application of three-dimensional digitalization in genioplasty

CHEN Ying,NIU Feng,GUI Lai,YU Bing,FU Xi,QIAO Jia.[The 6th Department of Plastic Surgery,Plastic Surgery Hospital(Institute)of Chinese Academy of Medical Science,Beijing 100144,China]

ObjectiveTo explore the effect ofthe application ofthree-dimensional digitalization in the malformation of the chin.MethodsPreoperative three-dimensional measurements were performed byusingMimics software in order todetermine the degree ofdeformityaccurately,in three dimensions.Usingthe chin horizontalosteotomymethod,the preoperative design and operation guide were unified and the osteotomyblock was moved toimprove chin deformities.All patients underwent genioplastyafter accurate design.ResultsTwenty patients′wounds healed primarily without severe complications.Lower lip numbness was resolved after 3 to 6 months.ConclusionThe right operation method and precise operation design can effectivelyimprove all kinds ofchin deformities.

Genioplasty;Three-dimensional digital;Three-dimensional measurement;Surgical navigation

NIU Feng,Email:nfxhy@126.com

2016-12-08）

10.3969/j.issn.1673-7040.2017.01.005.

10.3969/j.issn.1673-7040.2017.01.005.

中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院整形外科醫(yī)院整形六科，北京 100144

牛峰，Email：nfxhy@126.com

本文引用格式：陳瑩,牛峰,歸來,等.三維數(shù)字化在頦部水平截骨術(shù)中的應(yīng)用[J].中國(guó)美容整形外科雜志,2017,28(1):16-18.