陳 紅 應 張 富 貴 ＊

（1.口腔頜面外科教研室<重慶醫(yī)科大學口腔醫(yī)學院>，重慶 400017；2.口腔疾病與生物醫(yī)學重慶市重點實驗室，重慶 400017；3.重慶市高校市級口腔生物醫(yī)學工程重點實驗室，重慶 400017）

計算機輔助導航技術(shù)作為空間定向技術(shù)、現(xiàn)代化電子計算技術(shù)和智能化影像技術(shù)相結(jié)合的時代產(chǎn)物，在現(xiàn)代醫(yī)學領(lǐng)域中得到了快速發(fā)展。 由于口腔頜面部解剖結(jié)構(gòu)極具復雜特殊，同時狹小的操作空間無法清楚暴露術(shù)區(qū)的重要神經(jīng)和血管，如果口腔頜面外科醫(yī)生缺乏臨床操作經(jīng)驗，并且未經(jīng)過長時間的臨床技能訓練，那只能長期進行簡易的手術(shù)操作，而無法突破因解剖特殊性形成的障礙成為一名優(yōu)秀的頜面外科醫(yī)師。 縱觀口腔頜面外科學的發(fā)展，一名口腔頜面外科規(guī)范化住院醫(yī)師在畢業(yè)后只有通過漫長的臨床實踐才能成為一名技術(shù)嫻熟的合格口腔頜面外科醫(yī)師。本文提出了將計算機輔助導航技術(shù)和臨床病例結(jié)合后建立的口腔頜面外科手術(shù)虛擬平臺，讓頜面外科規(guī)范化住院醫(yī)師在數(shù)字化虛擬世界里完成手術(shù)整個過程，該全新的教學模式可以使頜面外科規(guī)范化住院醫(yī)師更好地理解和掌握手術(shù)操作，使其更快成長為熟練的口腔頜面外科?？漆t(yī)師。

1 計算機輔助導航技術(shù)的概念

近年來，快速發(fā)展的醫(yī)學影像技術(shù)、圖像處理技術(shù)及機器人技術(shù)已經(jīng)廣泛用于醫(yī)學各領(lǐng)域，它們通過有機地整合形成了臨床研究應用的熱點之一即為數(shù)字化輔助外科技術(shù)。 在數(shù)字化輔助外科技術(shù)中，計算機輔助導航技術(shù)是不可或缺的重要組成部分。 它延伸了口腔頜面外科醫(yī)生有限的視覺空間，突破了傳統(tǒng)外科手術(shù)的限定，對外科手術(shù)和外科手術(shù)器械有了重新的定義[1-2]。 對于提高手術(shù)定位精度、減少手術(shù)損傷、最優(yōu)化手術(shù)路徑的選擇以及手術(shù)成功率具有十分重要的意義。

計算機輔助導航技術(shù)是連接虛擬設計和實際手術(shù)操作的橋梁，它可以將術(shù)前設計的優(yōu)化方案在術(shù)中進行精準的實施。 導航技術(shù)是基于數(shù)字化影像學數(shù)據(jù)，比如 CT、MRI、DSA 等，進行計算機編程處理，然后利用三位空間立體定位技術(shù)，可以為術(shù)者直觀展示肉眼無法達到的解剖結(jié)構(gòu)，從而提高手術(shù)的安全性及精準性[3-5]（見圖 1）。

圖1 Brainlab iplan 3.0 操作系統(tǒng)界面

計算機輔助導航技術(shù)在20 世紀80 年代后期最先應用于神經(jīng)外科領(lǐng)域。 隨著數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展，在20 世紀90 年代中期逐漸在口腔頜面外科領(lǐng)域應用。計算機輔助導航技術(shù)在口腔頜面部創(chuàng)傷、發(fā)育畸形及頭頸部腫瘤等疾病方面發(fā)揮著重要的作用，并且已經(jīng)發(fā)展成為口腔頜面部治療領(lǐng)域的主要技術(shù)手段[6-7]。

2 計算機輔助導航技術(shù)的主要優(yōu)點

計算機輔助導航技術(shù)自研發(fā)以來，在各個醫(yī)學專業(yè)領(lǐng)域當中得到了極為廣泛的運用。 由于口腔頜面部是由大量的骨塊組成，因此口腔頜面部支架存在大量的骨縫，術(shù)者一旦操作不正確，將會導致骨塊之間連接不穩(wěn)定，發(fā)生病理性骨折及移位。 其次，口腔頜面部含有非常豐富的神經(jīng)血管，若果手術(shù)過程中損傷了重要的神經(jīng)，患者術(shù)后會出現(xiàn)嚴重的并發(fā)癥。 如果是損傷到重要的血管，對于供區(qū)可能會引起缺血而導致組織感染壞死。 因此，利用計算機輔助導航技術(shù)，可以很好地避開口腔頜面部重要的解剖結(jié)構(gòu)，讓手術(shù)過程中的風險被大幅度降低，從而手術(shù)準確性也能夠得到明顯的改善。 相較于傳統(tǒng)的手術(shù)方式，計算機輔助導航技術(shù)具有的優(yōu)勢是非常突出的，利用計算機輔助導航技術(shù)，是頜面外科手術(shù)治療精準化、微創(chuàng)化發(fā)展，有利于患者術(shù)后的康復[8]。

通過術(shù)前的影像檢查資料，利用數(shù)字化技術(shù)進行術(shù)前設計和模擬，計算機輔助導航技術(shù)可以避開口腔頜面部病變區(qū)域重要的血管和神經(jīng)，從而制訂周密的手術(shù)方案。 同時計算機輔助導航技術(shù)也為位于特殊位置的腫瘤提供安全、準確的入路，尤其對深部腫瘤穿刺活檢可以通過計算機輔助導航技術(shù)提高診斷的準確率。 最后，通過計算機輔助導航技術(shù)結(jié)合虛擬及現(xiàn)實，可以幫助口腔頜面外科規(guī)范化住院醫(yī)師進行教學及遠程醫(yī)療等。

3 在規(guī)范化住院醫(yī)師臨床操作技能教學中的應用

到目前為止，口腔頜面外科臨床教育仍然是以口述講解、頜面部模具、大體標本以及實驗動物教學為主。 通過調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的口腔頜面外科臨床教學方法存在較多的缺點，比如重復使用率過低、實驗動物費用較高、大體標本數(shù)量無法滿足日益增長的學生數(shù)量、教學模具和多媒體圖片過于抽閑導致理解困難等嚴重問題。 為了解決以上由傳統(tǒng)教學所帶來的弊端，現(xiàn)代教育模式——計算機輔助導航技術(shù)可以解決相關(guān)弊端。 計算機導航技術(shù)可以循環(huán)播放并進行暫?；胤诺认嚓P(guān)操作，住院醫(yī)師在其中也會更具有學習的興趣以及主動性，對于原本抽象的器官模具可以通過多角度、多切面以及部分與整體相結(jié)合的方式進行學習和理解。 住院醫(yī)師可以通過計算機導航技術(shù)平臺復習病史采集、體格檢查、閱讀影像資料，與患者交流溝通手術(shù)治療方法等。

隨著高科技發(fā)展日新月異， 計算機輔助導航技術(shù)作為一種新興產(chǎn)物，因為其精準的數(shù)字化導航特點，被廣泛運用于臨床各個?？祁I(lǐng)域。眾所周知，口腔頜面外科是強調(diào)實踐操作的一門學科， 而對于規(guī)范化住院醫(yī)師所接觸到的教科書卻不能實時更新學科知識， 因此僅依靠傳統(tǒng)的講授臨床教學模式讓規(guī)范化住院醫(yī)師理解、掌握和應用數(shù)字化導航技術(shù)是有困難的。為了提高口腔頜面外科臨床教學成果， 能最大限度調(diào)動規(guī)范化住院醫(yī)師的學習積極性和主動性， 在傳統(tǒng)的教學模式中增添新鮮的數(shù)字化教學訓練模式是必要的。

4 對頜面外科規(guī)范化住院醫(yī)師手術(shù)培養(yǎng)的作用

由于頭頸部解剖的復雜性，各式各樣的頜面外科輔助技術(shù)，比如內(nèi)窺鏡、顯微鏡、數(shù)字化3D 打印導板等不斷應用于口腔頜面外科手術(shù)，使口腔頜面外科手術(shù)方式變得越來越復雜，越來越微創(chuàng)。 隨著數(shù)字化輔助外科的蓬勃發(fā)展，對頜面外科醫(yī)生的要求也越來越高，獲得熟練技能的時間周期也越來越長。 計算機輔助導航技術(shù)可以降低真實手術(shù)所帶來的多種風險，還可以互補傳統(tǒng)教學資源分配不足的問題[9-10]。通過建立與頭頸部相關(guān)的頜面外科手術(shù)的數(shù)字化導航技術(shù)的平臺，口腔頜面外科規(guī)范化住院醫(yī)師可以通過導航技術(shù)打破時間和空間的限制條件，不僅可以短時暫停和循環(huán)播放反復學習， 還可以進行多角度動態(tài)觀察，提高口腔頜面外科規(guī)范化住院醫(yī)師的空間想象力及學習的積極性，并且通過在計算機輔助導航平臺上練習一些復雜的手術(shù)技能操作， 增加手術(shù)操作的熟練程度，縮短口腔頜面外科醫(yī)生的培養(yǎng)周期。

5 計算機輔助導航技術(shù)在手術(shù)訓練中需要注意的問題

通過計算機輔助導航技術(shù)對口腔頜面外科規(guī)范化住院醫(yī)師進行臨床技能教學中應需強調(diào)注意誤差。這些誤差主要來源系統(tǒng)誤差、導航注冊誤差以及操作誤差[11-12]。 操作誤差會導致患者影像資料與數(shù)據(jù)庫重建的圖形出現(xiàn)飄移，主要包括由頭架或注冊標記物引起的系統(tǒng)性影像漂移以及口腔頜面部軟硬組織結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變化的結(jié)構(gòu)性影像飄移。 考慮到計算機輔助導航技術(shù)可能出現(xiàn)誤差，因此必須要強調(diào)對于任何一臺口腔頜面外科手術(shù)，術(shù)者的經(jīng)驗和基本臨床操作技能才是手術(shù)成功的關(guān)鍵，不能對計算機輔助導航技術(shù)過度依賴而忽略理論的更新和技術(shù)的進步。 另一方面，也不能完全照搬傳統(tǒng)的手術(shù)治療方式，應該隨時學習新知識，尤其在數(shù)字化時代的大背景下，數(shù)字化醫(yī)學技術(shù)引領(lǐng)臨床事業(yè)更大的進步。

6 結(jié)語

雖然目前計算機輔助導航技術(shù)正在進行廣泛推廣，但是由于硬軟件的制約，相關(guān)人員互動關(guān)系需要進一步完善。 一個針對口腔頜面外科規(guī)范化住院醫(yī)師臨床技能訓練的計算機輔助導航數(shù)字化平臺，不僅需要有口腔頜面外科各種疾病的系統(tǒng)性數(shù)據(jù)庫，同時還需要有相關(guān)手術(shù)治療的對于分類數(shù)據(jù)庫，將兩者數(shù)據(jù)庫的完美結(jié)合構(gòu)建操作模擬平臺，充分發(fā)揮數(shù)字化技術(shù)互動性和精確性的優(yōu)勢，通過計算機輔助導航技術(shù)提高研究生的學習興趣， 加強夯實實踐操作能力，讓規(guī)范化住院醫(yī)師完全模擬頜面外科相關(guān)手術(shù)技能操作，不僅可以降低實驗經(jīng)費，縮短研究生的培養(yǎng)時間，而且很大程度上培養(yǎng)醫(yī)師對疾病的思考能力和動手能力，從而提高手術(shù)成功率，讓更多的病人能夠享受到規(guī)范安全和專業(yè)的口腔頜面外科治療。