徐 波,冉紅兵,林 川,楊麗俊,李 文,陳 堯

下頜骨缺損在口腔頜面外科中極為常見，可造成不同程度的面部畸形，同時伴有咀嚼、語言、吞咽、呼吸等功能障礙及全身癥狀。下頜骨缺損修復的主要目標在于其功能的恢復，而決定下頜功能重建效果的關鍵在于將髁狀突維持在關節(jié)窩內(nèi)的正常解剖位置[1-2]。目前，在下頜骨缺損修復術(shù)中對髁狀突進行定位的方法很少有報道，因此，我們提出了一種新的下頜骨修復技術(shù)——下頜骨定位及連接導板。本次研究中，我們通過3D打印技術(shù)設計和制作下頜骨定位及連接導板，用于術(shù)中指導下頜骨缺損的修復重建，術(shù)后通過三維CT影像數(shù)據(jù)建立個體化三維坐標系，測量三維坐標數(shù)據(jù)與術(shù)前進行比較，結(jié)合臨床隨訪，從而探討和評價其臨床應用價值。

1 資料與方法

1.1 病例選擇

本次研究病例為2017年1月至2018年9月我科收治的因下頜骨病變需要做病灶切除同期缺損修復的患者，排除惡性腫瘤及髁狀突缺損的患者，男3例，女3例，年齡19～51歲，平均年齡37.7歲，1例骨缺損小于5 cm采用游離髂骨塊修復，5例骨缺損大于5 cm采用血管化腓骨瓣修復(表1)。下頜骨缺損參照Boyd的HCL分類法[3]。

表1 納入病例一般資料

Boyd下頜骨缺損分類法：HC 包括髁狀突的半側(cè)下頜骨缺損，不穿過中線；L不包括髁狀突的半側(cè)下頜骨缺損，不穿過中線；LC包含四顆切牙和兩顆尖牙的整個下頜骨中央部分缺損；LCL為L+LC范圍的下頜骨缺損。

1.2 導板設計與制作

術(shù)前使用螺旋CT掃描儀(SOMATOM Definition，西門子公司，德國)將患者的頜骨及供區(qū)部位進行掃描，如需要血管化骨移植，則需要用超聲多普勒血流儀檢測供區(qū)動、靜脈直徑和血流情況，并在體表標記出動脈穿支。將患者CT掃描數(shù)據(jù)以DICOM格式導入mimics 17.0及3matic 13.0軟件，進行虛擬下頜骨切除及修復，并設計下頜骨定位及連接導板，再采用具有良好生物相容性的光敏樹脂(ABS-M30iTM, Stratasys公司，美國)通過3D打印機(3D Hope 6000H，鴻普公司，中國)完成制作。

下頜骨定位及連接導板分為定位導板和連接導板兩部分，定位導板用于在病灶兩側(cè)的健康骨質(zhì)上制備定位孔，記錄下頜骨的正確空間位置(圖1A、B)，連接導板用于橋接留存的下頜骨兩斷端，恢復下頜骨的正確空間位置，此外，連接導板的中間部分形態(tài)為凹槽狀的平臺，其與完成塑形后的移植骨下緣形態(tài)吻合，為移植骨的就位提供了參照標志，可以引導移植骨按照術(shù)前設計的位置準確就位(圖1C、D)。定位導板和連接導板在下頜骨上的安置部位相同，其組織面與安置部位的下頜骨表面形態(tài)完全吻合，兩者的預留孔位完全一致。

A: 下頜骨定位導板；B: 下頜骨定位導板在3D打印下頜骨病灶模型上就位；C: 下頜骨連接導板；D: 下頜骨連接導板在3D打印下頜骨重建效果模型上就位

1.3 導板使用方法

術(shù)中暴露下頜骨，在病灶兩側(cè)的健康骨表面按照術(shù)前設計位置安置下頜骨定位導板(圖2A)，依照導板上的預留孔位在下頜骨上制備定位孔(圖2B)。拆除定位導板，按術(shù)前計算機虛擬手術(shù)計劃精確切除病灶，在下頜骨相同位置安置連接導板，通過預留孔位直接固定于定位孔上，橋接下頜骨兩側(cè)斷端，恢復其自然解剖位置(圖2C)。最后，將在腓骨截骨塑形導板指導下截取并完成塑形的腓骨瓣放置于連接導板中間的凹槽狀平臺上，按照術(shù)前設計的位置準確就位，恢復下頜骨下緣的正常輪廓形態(tài)(圖2D)，再以微型鈦板進行固定連接后拆除連接導板。

A: 安置下頜骨定位導板；B: 依照預留孔位制備定位孔；C: 切除病灶后安置下頜骨連接導板；D: 完成塑形的腓骨瓣在連接導板上就位

1.4 術(shù)后評估

1.4.1 術(shù)后臨床隨訪 術(shù)后1、3、6個月定期復診，復查CT，檢查患者面部外形是否對稱，張口度、張口型及余留牙咬合關系是否正常，有無顳下頜關節(jié)疾病，做好追蹤隨訪記錄。

1.4.2 CT數(shù)據(jù)測量分析 術(shù)后再次對患者進行頜面部CT掃描，將術(shù)前、術(shù)后CT的DICOM格式數(shù)據(jù)導入Mimics 19.0軟件完成三維重建，建立個體化三維坐標系，具體方法為：以左眶下孔上緣點(left-suborbital foramina, LSF)、右眶下孔上緣點(right-suborbital foramina, RSF)、前鼻嵴點(anterior nasal spine, ANS)三點確定平面RSF-LSF-ANS，ANS向RSF-LSF連線做垂線，垂點足為A，過A-ANS做與平面RSF-LSF-ANS垂直的平面A-ANS-ANS′-A′，建立三維坐標系，RSF-LSF為X軸，A-A′為Y軸，A-ANS為Z軸。選取下頜骨相關解剖標志點：左側(cè)下頜骨髁狀突中心點(left-condylar process of mandible, LCo)、右側(cè)下頜骨髁狀突中心點(right-condylar process of mandible, RCo)、左側(cè)下頜骨喙突頂點(left-coronoid process of mandible, LCor)、右側(cè)下頜骨喙突頂點(right-coronoid process of mandible, RCor)(圖3)。測量上述解剖標志點的三維坐標數(shù)值，術(shù)前測量值與術(shù)后測量值相比較，得到解剖標志點在各三維方向上的位移值，綜合分析髁突位移情況。

A:個體化三維坐標系示意圖；B:計算機三維重建模型上的個體化三維坐標系及下頜骨相關解剖標志點

1.5 統(tǒng)計分析

采用SPSS 16.0軟件進行描述性分析，術(shù)后下頜骨相關解剖標志點的三維方向位移使用絕對值均值、標準差、標準誤、95%置信區(qū)間表示。

2 結(jié) 果

所有病例均按照術(shù)前設計完成手術(shù)，術(shù)后1、3、6個月定期復診，所有患者均面部外觀對稱，外形恢復滿意，張口度、張口型及余留牙咬合關系正常，無顳下頜關節(jié)癥狀，術(shù)區(qū)無感染，固定鈦板無松動及斷裂，病灶無復發(fā)。納入患者術(shù)后下頜骨相關解剖標志點的三維方向位移絕對值見表2。術(shù)后各相關解剖標志點在各個三維方向上的位移絕對值均值最大為1.08 mm，是右側(cè)下頜骨喙突在左右方向的位移，標準差最大為0.82，標準誤最大為0.33。

表2 術(shù)后下頜骨相關解剖標志點的三維方向位移絕對值

上述結(jié)果說明，術(shù)后髁狀突的位移被控制在了臨床可接受的范圍內(nèi)，其三維空間位置與術(shù)前相比變動輕微。

3 典型病例

患者女，19歲，因發(fā)現(xiàn)左下頜牙齦腫物伴下唇麻木11個月余入院(表1，病例4)。查體：頜面部外觀不對稱，左側(cè)下頜骨區(qū)面部膨隆， 口內(nèi)左下頜D4的遠中至下頜升支頰側(cè)前庭溝隆起， D4D5向遠中傾斜，松動Ⅱ度，D6D7缺失，表面黏膜粗糙?；顧z診斷為左下頜骨造釉細胞瘤。CT檢查顯示：左側(cè)下頜體至左側(cè)下頜升支髁突頸部骨質(zhì)破壞，伴軟組織團塊影，病變區(qū)呈多房性(圖4A)。術(shù)前將患者CT掃描數(shù)據(jù)導入計算機軟件，完成下頜骨定位導板(圖4E)及連接導板的設計(圖4F)及打印。術(shù)中暴露左側(cè)下頜骨病灶，安置定位導板，制備定位孔(圖4G)，切除病灶骨后在下頜骨相同位置通過預留孔位將連接導板固定于定位孔上，橋接兩側(cè)骨斷端，恢復下頜骨正確空間位置(圖4H)，在連接導板的引導下完成塑形后腓骨瓣的就位，以微型鈦板固定(圖4I)，拆除連接導板，將腓骨瓣穿支血管與左側(cè)面動、靜脈端端吻合(圖4J)。術(shù)后復查CT，重建下頜骨左右對稱(圖4B)，將術(shù)前術(shù)后CT影像數(shù)據(jù)導入計算機軟件，進行三維模型配準，建立三維坐標系，確定相關解剖標志點(圖4K～L)，測量分析后顯示術(shù)后髁狀突在各個三維方向上的位移絕對值均小于1 mm(表3)。術(shù)后3個月復診，患者面部外形對稱，外觀恢復正常，余留牙咬合關系良好(圖4M～O)，張口度約為36 mm，張閉、前伸和側(cè)向運動自如，無關節(jié)絞鎖癥狀，雙側(cè)髁狀突動度一致，顳下頜關節(jié)區(qū)無疼痛、彈響，下肢行走正常?；颊邔γ娌客庑渭跋轮δ芑謴途浅M意。術(shù)后3個月及10個月復查CT，腫瘤無復發(fā)，腓骨瓣愈合良好，無吸收破壞(圖4C～D)。

A：術(shù)前的頜面部三維CT影像；B： 術(shù)后2周的頜面部三維CT影像；C: 術(shù)后3個月的頜面部三維CT影像；D: 術(shù)后10個月的頜面部三維CT影像；E: 計算機軟件設計下頜骨定位導板；F: 計算機軟件設計下頜骨連接導板；G: 安置定位導板并制備定位孔；H: 切除病灶后安置下頜骨連接導板；I: 塑形后腓骨瓣的就位固定；J: 拆除連接導板并完成血管吻合；K: 在術(shù)前的計算機三維重建模型上建立三維坐標；L: 在術(shù)后的計算機三維重建模型上建立三維坐標； M、N: 術(shù)后3個月口內(nèi)像；O: 術(shù)后3個月面像

表3 典型病例術(shù)前術(shù)后下頜骨相關解剖標志點的三維坐標測量值對比分析

4 討 論

下頜骨是人體面下1/3的主要構(gòu)成骨，形態(tài)極不規(guī)則，在咀嚼、吞咽、發(fā)音功能和面部美觀性方面起著關鍵作用，且毗鄰的組織解剖結(jié)構(gòu)精細而復雜。病理性損害、創(chuàng)傷和感染是導致下頜骨缺損的主要病因[4]。下頜骨缺損的修復一直是口腔頜面外科領域的研究熱點，已有很多學者對其進行了研究報道[5-7]，面部外形的對稱，患者可接受的術(shù)后容貌外觀和口腔頜面部正常功能的維持是下頜骨修復重建的主要目標，但目前仍然難以取得令人滿意的修復效果[8]。3D打印技術(shù)作為一種新興技術(shù)在口腔頜面外科領域的應用正在不斷擴大，已廣泛應用于下頜骨的重建修復[9]。該技術(shù)的應用實現(xiàn)了解剖結(jié)構(gòu)可視化，術(shù)前預彎和塑形重建鈦板，打印截骨導板以精確切除病灶骨和切取移植骨，可以有效縮短手術(shù)和麻醉時間，減少手術(shù)創(chuàng)傷和手術(shù)失血量，優(yōu)勢顯著[10-11]。

下頜骨形態(tài)復雜，截斷后剩余附著肌肉牽拉力量的失衡會導致髁狀突移位，對下頜骨重建術(shù)后形態(tài)和功能的恢復是一大挑戰(zhàn)[12]。傳統(tǒng)方法是根據(jù)術(shù)前CT影像確定病灶骨切除范圍， 預估移植骨長度，誤差較大[13]，加上下頜骨截斷后移位，難以準確還原髁狀突在關節(jié)窩內(nèi)的正確解剖位置，改變了髁狀突的正常運動軌跡，常常導致術(shù)后患者面部外形對稱性欠佳，出現(xiàn)張口受限、咬合關系紊亂、顳下頜關節(jié)彈響、疼痛等癥狀[14]。Sawh-Martinez[15]的研究證明，術(shù)前使用計算機軟件制定虛擬手術(shù)計劃可以提高下頜骨重建術(shù)的精度，減少術(shù)后髁狀突的移位，保持正常的解剖關系。

為了保持髁狀突的正常解剖位置，目前國內(nèi)外的研究者大多使用在3D打印下頜骨模型上進行重建板預彎成型的方法[16-17]。但是，Marchetti等回顧了根據(jù)下頜骨頰側(cè)骨板、舌側(cè)骨板、頰舌側(cè)骨板(雙板技術(shù))外形預彎重建板或制作髁狀突定位板(Lhur method)4種保持下頜骨斷端和髁突空間位置的方法，認為這些方法都有缺點，并不適合所有的臨床情況，前兩種方法不適用于因下頜骨正常外形破壞而無法預彎重建板的情況，雙板技術(shù)的缺點是可能無法正確恢復下頜骨的外形輪廓，特別是在下頜骨頦部缺損的情況下，髁狀突定位板穩(wěn)定性較差，常常會導致髁狀突空間位置重建的錯誤[18]。而我們也在臨床研究中發(fā)現(xiàn)，由于重建板極為堅硬，而下頜骨形態(tài)為復雜的多曲度弧形，表面還有不規(guī)則的骨性隆起，加上截斷后的移位，即使在3D打印下頜骨模型上預彎的重建板術(shù)中也很難與其完全貼合，極易在骨面滑動，很難按照術(shù)前設計精確連接固定下頜骨，并不能理想地控制髁狀突移位。因此，我們設計了新的3D打印導板——下頜骨定位及連接導板，術(shù)中用來記錄和恢復下頜骨的正?？臻g位置關系，橋接兩側(cè)骨斷端，并引導移植骨就位和固定。這種方法的關鍵在于，得益于3D打印技術(shù)在顱頜面外科應用中具有極高的精確性[19]，導板的組織面三維形態(tài)與固定部位的下頜骨表面形態(tài)完全吻合，導板就位后不會發(fā)生滑動，而且下頜骨定位導板和連接導板上的預留孔位是完全一致的。我們根據(jù)定位導板的預留孔位在健康下頜骨上制備定位孔，記錄下頜骨的正確空間位置，然后使用連接導板通過預留孔位固定于定位孔上，橋接截斷的下頜骨，從而恢復下頜骨的正確空間位置，將髁狀突定位于關節(jié)窩內(nèi)的正常解剖位置，并引導移植骨按術(shù)前設計準確就位，恢復下頜骨的正常外形輪廓，最后使用微型鈦板進行連接固定。與重建板相比較，微型鈦板小巧輕薄，易于塑形，而且采用分段連接的固定方式，在術(shù)中很容易將其調(diào)整到與骨面完全貼合，此外由于完成塑形的移植骨下緣形態(tài)與連接導板中間的凹槽狀平臺吻合，移植骨按照術(shù)前設計的位置在連接導板上就位后會受到一個嵌入性的固位力，不會滑動移位，所以對微型鈦板進行塑形時移植骨不會因為受力而改變位置。當微型鈦板完成塑形并行連接固定后，再拆除連接導板，移植骨就固定在了術(shù)前設計的位置。

目前，國內(nèi)外已有很多關于3D打印技術(shù)引導下頜骨缺損修復的相關報道[20-22]，但在療效評估上多以主觀性較強的臨床觀察描述為主，缺乏客觀性，很少有報道對術(shù)后療效進行量化檢測和評估。Numajiri在12個3D打印模型上使用3D打印截骨導板進行模擬的下頜骨節(jié)段截骨和腓骨移植重建手術(shù)，以檢驗導板引導手術(shù)的準確性，結(jié)果顯示下頜骨截骨的偏差約為1.3 mm，腓骨截骨的偏差小于1 mm，而下頜骨重建的偏差則達到了3 mm以內(nèi)[23]。我們在研究中提出了一種新的量化評估方法，將術(shù)前術(shù)后的頜面部CT影像數(shù)據(jù)導入三維重建軟件，建立個體化三維坐標系，測量相關解剖標志點的三維坐標數(shù)據(jù)，對術(shù)前術(shù)后的檢測數(shù)據(jù)進行比較，評估術(shù)后髁狀突的位移變化。同時我們結(jié)合術(shù)后臨床隨訪，對下頜骨定位及連接導板在下頜骨缺損修復中的臨床應用價值進行綜合評估。

本次研究結(jié)果顯示，下頜骨定位及連接導板引導下頜骨缺損修復術(shù)后下頜骨相關解剖標志點在各個三維方向上的位移絕對值均值最大為1.08 mm，效果優(yōu)于Numajiri設計的導板，將術(shù)后髁狀突的位移控制在臨床可接受的范圍內(nèi)，有效地減少了下頜骨截斷后的位移影響，使術(shù)后髁狀突的位置恢復到自然狀態(tài)，維持下頜骨的正確空間位置，極大地改善了患者下頜骨功能重建及面部外形恢復的效果。

需要說明的是，由于我們開展3D打印技術(shù)的時間較短，本次研究納入的病例數(shù)較少，沒有對相關解剖標志點術(shù)前術(shù)后的三維坐標測量值是否具有顯著性差異進行統(tǒng)計分析，無法說明術(shù)后髁狀突的位移是由于建立三維坐標系時的定點誤差所致還是導板設計本身的不足導致。在今后的研究中我們會納入更多的病例，以進一步驗證我們的結(jié)論和完善導板的設計。