劉 炯，禹政鈺，楊 光，富建明，王 京

0 引言

復(fù)合性眼眶骨折是指不僅眼眶眶壁發(fā)生骨折，而且眼眶眶緣也出現(xiàn)骨折[1]，常表現(xiàn)為額-眶骨折、鼻-眶-篩骨折、顴-眶-上頜骨骨折及全眶復(fù)合性骨折(同時發(fā)生前面描述兩型以上的骨折)等，是顱頜面骨折的一部分。骨折不僅累及眼眶四壁，產(chǎn)生眼球內(nèi)陷和嚴(yán)重的視功能障礙，而且造成眼眶周圍臨近骨的塌陷及錯位，導(dǎo)致嚴(yán)重的面中部畸形。復(fù)合性眼眶骨折手術(shù)難度大、時間長，常涉及頜面外科、口腔科、耳鼻喉科、腦外科等相關(guān)學(xué)科，其畸形整復(fù)是臨床上的難點(diǎn)[2-3]。近年來，計算機(jī)導(dǎo)航輔助手術(shù)技術(shù)(computer navigation assisted surgery)迅速發(fā)展，廣泛應(yīng)用于脊柱外科、關(guān)節(jié)置換、腫瘤治療、神經(jīng)外科、頜面外科、耳鼻喉科等領(lǐng)域，使手術(shù)安全性及精確性得以大幅提高，我們也嘗試將其引入輔助復(fù)合性眼眶骨折整復(fù)手術(shù)中，獲得了一些經(jīng)驗。

1 對象和方法

1.1對象回顧性分析我院2014-01/2018-03收治的復(fù)合性眼眶骨折患者19例19眼，其中顴-眶-上頜骨復(fù)合骨折9眼，鼻-眶-篩骨折6眼，額-眶骨折2眼，全眶骨折2眼；男14例14眼，女5例5眼；年齡17～49(平均29.73±4.51)歲。所有患者均在計算機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)輔助下行眼眶骨折整復(fù)及眶內(nèi)填充物植入術(shù)。

術(shù)前所有患者均有眼球內(nèi)陷，其中患眼眼球突出度較健眼低2～3mm者9眼，低4～5mm者8眼，低6mm及以上者2眼。術(shù)前10眼存在眼球運(yùn)動障礙，其中Ⅰ級6眼，Ⅱ級3眼；Ⅲ級1眼(判別標(biāo)準(zhǔn)[4]：0級：眼球運(yùn)動完全不受限；Ⅰ級：眼球向一個或多個方向極限運(yùn)動時受限；Ⅱ級：眼球不固定，向一個或多個方向移動時明顯受限；Ⅲ級：眼球固定)。術(shù)前有13眼存在不同程度復(fù)視，其中Ⅰ級5眼，Ⅱ級6眼；Ⅲ級2眼[判別標(biāo)準(zhǔn)[4]：0級：無復(fù)視；Ⅰ級：周邊視野復(fù)視(>15°)；Ⅱ級：正前方及閱讀位(<15°)無復(fù)視，其余方向復(fù)視；Ⅲ級：正前方及閱讀位(<15°)復(fù)視]。術(shù)前4眼存在眶下神經(jīng)支配區(qū)感覺障礙，表現(xiàn)為傷側(cè)下瞼、面頰、上唇皮膚及牙齦黏膜感覺遲鈍或減退。所有患者均簽署知情同意書,經(jīng)醫(yī)院倫理委員會審批通過。

1.2方法本研究中采用紅外線被動誘導(dǎo)計算機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)(Vector Vision Cranial/ENT 系統(tǒng))及iPlan Cranial/ENT導(dǎo)航軟件進(jìn)行輔助手術(shù)設(shè)計及輔助導(dǎo)航手術(shù)操作。

術(shù)前1d采集患者眼眶CT影像資料(水平位及冠狀位)，層厚2mm，輸入導(dǎo)航系統(tǒng)，以健眼為標(biāo)志，利用鏡面原理對患眼進(jìn)行三維重建，構(gòu)建患者眼眶及周邊頜面結(jié)構(gòu)的三維立體重建模型，在此模型上進(jìn)行術(shù)前設(shè)計，熟悉骨折形態(tài)及相鄰組織解剖關(guān)系，標(biāo)注重要解剖結(jié)構(gòu)位置及深度，確定手術(shù)入路、預(yù)定骨折塊移動復(fù)位的方向及固定位置，預(yù)設(shè)眶內(nèi)填充物植入位置及深度，避免傷及重要神經(jīng)血管，預(yù)計恢復(fù)眼球突出度程度，進(jìn)行手術(shù)演練，最終確定手術(shù)方案，并將上述設(shè)計及圖像保存于導(dǎo)航系統(tǒng)內(nèi)(圖1)。

圖1 術(shù)前導(dǎo)航設(shè)計，以健眼為標(biāo)志，利用鏡面原理對患眼進(jìn)行圖像的三維重建，醫(yī)生在導(dǎo)航系統(tǒng)上進(jìn)行術(shù)前設(shè)計，確定手術(shù)入路，預(yù)計植入填充物位置及深度，確定手術(shù)方案。

術(shù)中先進(jìn)行患者示蹤器、手術(shù)工具、眼眶及眶周解剖標(biāo)志參考點(diǎn)注冊及配準(zhǔn)(指將患者的實際解剖結(jié)構(gòu)與虛擬三維影像融合的過程)?；颊哳^面部消毒鋪單，將導(dǎo)航用顱頂參考架(患者示蹤器)以顱骨釘牢固固定于顱頂，導(dǎo)航系統(tǒng)捕獲并識別其發(fā)射的信號，將其作為基準(zhǔn)參考點(diǎn)，進(jìn)行注冊及配準(zhǔn)，建立計算機(jī)虛擬圖像和患者實際解剖結(jié)構(gòu)兩個系統(tǒng)之間的聯(lián)系。隨后，注冊手術(shù)工具及手術(shù)探針(注冊后可被導(dǎo)航系統(tǒng)識別并顯示在虛擬圖像上，從而進(jìn)行實時導(dǎo)航手術(shù)操作)。使用導(dǎo)航探針在患者顏面、眼眶周圍進(jìn)行多個解剖參考點(diǎn)注冊，導(dǎo)航儀接收到各參考點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)并與術(shù)前患者的影像數(shù)據(jù)融合對照，進(jìn)行點(diǎn)匹配和面匹配，將患者的實時眼眶解剖結(jié)構(gòu)與術(shù)前的三維模型疊加整合。導(dǎo)航系統(tǒng)自動測算誤差范圍，若誤差可接受，則患者解剖結(jié)構(gòu)與虛擬模型融合匹配成功，二者的實時關(guān)聯(lián)得以建立，可開始進(jìn)行導(dǎo)航手術(shù)操作(圖2)。

圖2 A:安裝導(dǎo)航用顱頂參考架(患者示蹤器)，顱骨釘固定，進(jìn)行患者注冊及配準(zhǔn)；B:患者注冊及配準(zhǔn)，導(dǎo)航系統(tǒng)自動匹配并計算誤差。

所有手術(shù)均與我院口腔科合作完成，按術(shù)前導(dǎo)航設(shè)計，先修復(fù)頜面骨折，復(fù)位眶緣。術(shù)中充分暴露骨折部位，復(fù)位疝出的眶內(nèi)軟組織，暴露骨折斷端，在導(dǎo)航系統(tǒng)引導(dǎo)下，移動骨折塊至術(shù)前設(shè)計的預(yù)定位置，以鈦釘鈦板牢固固定；對眶緣破碎缺損過大者，使用羥基磷灰石復(fù)合多孔聚乙烯人造骨板修復(fù)眶緣。頜面骨折復(fù)位、固定完成后，若患者骨折塊位置移動較大，則于手術(shù)臺上重新攝片，獲取患者當(dāng)前影像資料，輸入導(dǎo)航系統(tǒng)，修正手術(shù)設(shè)計，再在導(dǎo)航系統(tǒng)引導(dǎo)下植入羥基磷灰石骨板，使用導(dǎo)航系統(tǒng)實時監(jiān)測填充物植入的位置及深度，避免壓迫損傷視神經(jīng)及重要血管，并使用導(dǎo)航系統(tǒng)監(jiān)測術(shù)眼眼球突出度，使其較健眼突出2mm左右[5]。復(fù)位滿意后，拆除導(dǎo)航用顱頂參考架，分層關(guān)閉手術(shù)切口，加壓包扎。術(shù)后靜脈滴注抗生素和糖皮質(zhì)激素3～5d(圖3)。

圖3 A,B:術(shù)中在導(dǎo)航系統(tǒng)引導(dǎo)下，實時監(jiān)測植入填充物的位置及深度;C:術(shù)中使用導(dǎo)航系統(tǒng)監(jiān)測術(shù)眼眼球突出度，使其高度高于健側(cè)眼2mm左右。

2 結(jié)果

導(dǎo)航系統(tǒng)使用情況：術(shù)前利用導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行手術(shù)方案設(shè)計及手術(shù)演練平均用時30min。術(shù)中安裝顱頂參考架、注冊導(dǎo)航系統(tǒng)、配準(zhǔn)及術(shù)中實時導(dǎo)航操作等用時30～45(平均35.26±6.12)min。導(dǎo)航系統(tǒng)平均注冊誤差小于1mm(系統(tǒng)自動計算)。所有手術(shù)均在導(dǎo)航系統(tǒng)輔助下順利完成，骨折塊均按術(shù)前設(shè)計復(fù)位，并牢固固定，眶內(nèi)填充物植入位置及深度符合術(shù)前設(shè)計，未出現(xiàn)壓迫視神經(jīng)及眶內(nèi)重要血管、組織等并發(fā)癥。導(dǎo)航系統(tǒng)使用順暢，沒有出現(xiàn)影響手術(shù)操作及增加手術(shù)難度的情況。

術(shù)后隨訪6～18(平均10.82±3.47)mo，所有患者術(shù)后CT均顯示骨折復(fù)位滿意，固定牢固，眶內(nèi)填充物位置及深度與術(shù)前設(shè)計相符，精確度符合術(shù)前設(shè)計。所有患者中，14眼眼球內(nèi)陷完全矯正，5眼殘存眼球內(nèi)陷(其中4眼殘存眼球內(nèi)陷1mm，1眼殘存內(nèi)陷3mm)。術(shù)前存在眼球運(yùn)動障礙的10眼中，術(shù)后7眼恢復(fù)正常，3眼好轉(zhuǎn)(其中2眼殘存Ⅰ級運(yùn)動障礙，1眼殘存Ⅱ級運(yùn)動障礙)。術(shù)前有13眼存在不同程度復(fù)視，術(shù)后10眼完全矯正，2眼改善，1眼無明顯變化。術(shù)前存在眶下神經(jīng)支配區(qū)感覺障礙的4眼，經(jīng)給以神經(jīng)營養(yǎng)藥物治療后，均于術(shù)后1～6mo內(nèi)恢復(fù)；未出現(xiàn)因手術(shù)導(dǎo)致的醫(yī)源性眶下神經(jīng)支配區(qū)感覺障礙病例。所有患者均未出現(xiàn)術(shù)后視力明顯下降或視力喪失、眶內(nèi)出血等嚴(yán)重并發(fā)癥。

3 討論

復(fù)合性眼眶骨折除眶壁發(fā)生骨折導(dǎo)致眼球內(nèi)陷和復(fù)視外，還有眶緣的骨折移位及眶周骨塊的畸形，其治療首先要復(fù)位移動的眶周骨塊，重建完整的眶緣，然后修復(fù)眶壁，恢復(fù)眼眶的解剖外形和正常容積，再還納疝出的眶內(nèi)容物，恢復(fù)眼球位置，治療的關(guān)鍵在于精確重建眶壁以及正確植入眶內(nèi)填充物。整復(fù)手術(shù)難度大、時間長，常涉及頜面外科、口腔科、耳鼻喉科、腦外科等相關(guān)學(xué)科。同時，由于成人眼眶是一個近似錐形的狹小骨腔，其內(nèi)容納眾多重要組織，包括眼球、眼外肌、密集分布的血管神經(jīng)、軟組織、筋膜等，腔隙狹小、功能重要。眼眶骨折整復(fù)術(shù)中術(shù)野暴露困難，手術(shù)器械使用空間受限，術(shù)中眼眶填充材料植入的位置及深度難于估計，容易損傷眶內(nèi)重要血管導(dǎo)致眼眶內(nèi)出血、眶壓升高，直接或間接損傷視神經(jīng)導(dǎo)致視力喪失，損傷或夾持眼外肌導(dǎo)致復(fù)視矯正不理想或術(shù)后復(fù)視加重以及眶內(nèi)填充物植入位置、容積不當(dāng)導(dǎo)致眼球內(nèi)陷、眼位矯正不理想等嚴(yán)重并發(fā)癥。

如何改進(jìn)手術(shù)方法，減少并發(fā)癥，提高手術(shù)安全性，是目前急需解決的問題。如果能在術(shù)中擴(kuò)大術(shù)者可視范圍，使手術(shù)器械能在狹小的空間中靈活應(yīng)用，引導(dǎo)指示填充物植入位置深度，避開重要組織結(jié)構(gòu)，同時提前預(yù)計填充物所增加的眶容積，并于術(shù)中實時監(jiān)測手術(shù)進(jìn)程及眼球突出度改變等，將能大幅度降低手術(shù)難度，增加手術(shù)安全有效性。而計算機(jī)導(dǎo)航輔助手術(shù)恰好可以達(dá)到此目的。計算機(jī)導(dǎo)航技術(shù)的基本原理與全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)類似：首先需要確定一個或多個位置固定的參考點(diǎn)，然后獲取觀察目標(biāo)與上述參考點(diǎn)之間的方向及距離的相對關(guān)系，通過計算整合，確定觀察目標(biāo)相對于各個參考點(diǎn)在三維空間中的實際位置及運(yùn)動軌跡，從而實時追蹤其運(yùn)動狀態(tài)，引導(dǎo)手術(shù)，達(dá)到導(dǎo)航的目的。導(dǎo)航系統(tǒng)可通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)，將患者真實解剖結(jié)構(gòu)與虛擬影像模型結(jié)合起來，術(shù)前可進(jìn)行設(shè)計演練，術(shù)中可使原本狹小的手術(shù)空間及復(fù)雜的解剖結(jié)構(gòu)清晰顯現(xiàn)，實時引導(dǎo)手術(shù)，提高手術(shù)的精確度及安全性[6-13]。近年來，計算機(jī)導(dǎo)航技術(shù)在輔助骨科手術(shù)方面發(fā)展迅速，國內(nèi)外也已逐漸開展將其應(yīng)用于眼眶骨折手術(shù)的研究，并獲得了良好的療效[6-17]。

我們的研究表明，在復(fù)合性眼眶骨折整復(fù)術(shù)中，使用計算機(jī)導(dǎo)航輔助手術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)：(1)由于眼眶是一個近似錐形的骨腔，周圍的頜面骨均為堅硬骨質(zhì)，顏面部軟組織相對較少且菲薄，可移動度小，所以眶周及眶內(nèi)組織結(jié)構(gòu)容易被CT、MRI等醫(yī)學(xué)影像設(shè)備清晰準(zhǔn)確地反映，易于三維重建；同時，眼眶及眶周骨組織有多個明確的解剖標(biāo)志可作為導(dǎo)航定位標(biāo)記引導(dǎo)導(dǎo)航操作；眼眶及眶周的骨組織結(jié)構(gòu)堅實，不會因手術(shù)操作而發(fā)生形變；術(shù)中固定骨折塊的鈦釘、鈦板以及眶內(nèi)填充物的位置、深度亦可通過眼眶骨骼標(biāo)志和醫(yī)學(xué)影像準(zhǔn)確顯現(xiàn)。這些特點(diǎn)均有利于計算機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)準(zhǔn)確顯像及精準(zhǔn)導(dǎo)航引導(dǎo)手術(shù)。(2)術(shù)前可利用導(dǎo)航系統(tǒng)建立患者顏面及眼眶三維模型，各方位立體地顯示復(fù)合性眼眶骨折的形態(tài)、骨折塊的位置及與周圍組織的相對關(guān)系，標(biāo)記重要的血管神經(jīng)。術(shù)者可在導(dǎo)航工作站上使用三維重建模型熟悉患者的創(chuàng)傷特點(diǎn)，設(shè)計手術(shù)入路，拖動骨折塊復(fù)位、確定其固定位置、計算眶內(nèi)填充物的形狀體積、預(yù)設(shè)填充物植入位置及深度、避免損傷重要神經(jīng)血管，做出手術(shù)方案，進(jìn)行手術(shù)演練。(3)手術(shù)中可通過導(dǎo)航定位跟蹤系統(tǒng)，將患者實際解剖結(jié)構(gòu)與三維模型匹配融合，在屏幕上多畫面、多角度實時顯示患者解剖結(jié)構(gòu)關(guān)系、病變部位以及重要的血管神經(jīng)，擴(kuò)大術(shù)野，使原本直視手術(shù)中難以暴露的手術(shù)部位清晰顯現(xiàn)；并實時顯示注冊后的手術(shù)器械及眶內(nèi)填充物進(jìn)入的方位、深度、移動軌跡；同時顯示術(shù)前設(shè)計方案，實時對比，引導(dǎo)手術(shù)操作，可有效避免損傷眶內(nèi)重要的血管神經(jīng)，并引導(dǎo)填充物準(zhǔn)確定位，提高手術(shù)精度，增加手術(shù)安全性。術(shù)中亦可實時監(jiān)測眼球突出度，使眼球內(nèi)陷的矯正更加理想。

研究中，我們也發(fā)現(xiàn)計算機(jī)導(dǎo)航輔助手術(shù)仍存在一些問題：(1)術(shù)中導(dǎo)航系統(tǒng)的安裝、注冊配準(zhǔn)過程需耗費(fèi)一定的時間，導(dǎo)致手術(shù)時間延長；隨著術(shù)者手術(shù)經(jīng)驗的提高，此過程可明顯縮短。(2)導(dǎo)航系統(tǒng)的準(zhǔn)確度問題[18-20]：由于導(dǎo)航技術(shù)相對不完善性，導(dǎo)航系統(tǒng)本身存在的誤差、定位的精確性、軟組織變形、可移動結(jié)構(gòu)導(dǎo)航的實時性等都是導(dǎo)航手術(shù)中需要關(guān)注的問題。其中，定位精確性可通過選擇更適當(dāng)?shù)呐錅?zhǔn)方法及配準(zhǔn)標(biāo)志點(diǎn)以及導(dǎo)航系統(tǒng)信號采集處理技術(shù)不斷提高而改善。但是，組織形變是一個必須考慮的限制導(dǎo)航手術(shù)應(yīng)用的重要問題：軟組織由于比較容易被壓縮或發(fā)生水腫或較易移動，而導(dǎo)致術(shù)前獲得的圖像信息并不總能準(zhǔn)確表現(xiàn)術(shù)中的組織形態(tài)(即結(jié)構(gòu)圖像漂移)，因此，導(dǎo)航的準(zhǔn)確性在軟組織術(shù)中有所降低。但好在眶周及眶內(nèi)軟組織相對較少，可壓縮性不大，眶腔內(nèi)空間有限，軟組織可移動度小，所以我們體會可通過手術(shù)前1d攝片，減少組織水腫變化造成的影響，并且提高影像資料的質(zhì)量，獲得更高清晰度、更準(zhǔn)確的影像，同時術(shù)中操作盡量輕柔準(zhǔn)確，減少術(shù)中軟組織損傷及移動所導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)圖像漂移。對于骨性組織，由于復(fù)合性眼眶骨折手術(shù)中頜面骨折復(fù)位及眶緣重建完成后，患者的骨性結(jié)構(gòu)位置會與術(shù)前不同，也會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)圖像漂移，這就需要在術(shù)前設(shè)計時多方位、多角度準(zhǔn)確設(shè)計骨塊移動的方向位置，標(biāo)記多個解剖標(biāo)志點(diǎn)，做好手術(shù)演練；術(shù)中隨時對比設(shè)計方案，移動復(fù)位骨塊時實時監(jiān)測解剖標(biāo)志點(diǎn)的移動情況，使之與術(shù)前設(shè)計重合，完成準(zhǔn)確復(fù)位。也可在眶緣重建完成、骨折斷端固定滿意后，行臺上攝片，再將實時影像學(xué)資料輸入導(dǎo)航系統(tǒng)，與原手術(shù)設(shè)計方案進(jìn)行對比分析，修正后再進(jìn)行實時導(dǎo)航操作。目前，國外亦有研究報道[21-23]，可于術(shù)中行實時CT，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行實時導(dǎo)航，獲得良好效果。通過上述措施，可將導(dǎo)航誤差減至最低，手術(shù)安全精確。另外MRI可良好顯示軟組織形態(tài)，在實時導(dǎo)航中甚至可能解決結(jié)構(gòu)圖像漂移的問題，近年來，有學(xué)者在現(xiàn)有手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)上發(fā)展出一種基于CT或MRI數(shù)據(jù)的三維增強(qiáng)現(xiàn)實系統(tǒng)，精確度極高，運(yùn)用裸眼立體成像技術(shù)，實現(xiàn)虛擬數(shù)據(jù)與現(xiàn)實場景的高度融合，極大地提高了手術(shù)精度與效率，有著較大的發(fā)展空間[24-25]。

總之，我們的使用經(jīng)驗表明將計算機(jī)導(dǎo)航技術(shù)應(yīng)用于復(fù)合性眼眶骨折整復(fù)術(shù)，可實現(xiàn)術(shù)前手術(shù)設(shè)計演練，術(shù)中動態(tài)跟蹤、實時導(dǎo)航，可以顯著提高手術(shù)的精確性與安全性，降低手術(shù)并發(fā)癥，術(shù)后效果滿意。