计算机辅助的模型外科在治疗面中部骨折中的临床应用

孙 明，律 娜，后 军，薛浩伟，胡玉坤，杨文宇，李承靖，张令达

面中部骨折在颌面部骨折中发生率为5%～42%，平均为22%［1］。由于面中部骨框架结构复杂，发生骨折的类型复杂多样，涉及到面部外形和功能的破坏，会造成面部塌陷、咬合关系紊乱，张口受限等严重后果。在目前常规的面中部骨折治疗过程中，患者缺乏对骨折的直观认识，术者往往依据个人经验决定术中骨折的复位和钛板的预制，恢复面中部立体结构的位置、角度等存在争议，造成面中部骨折术后有12% ～22%的畸形率［2］。笔者科室近年将计算机辅助的模型外科应用于面中部骨折治疗中，实体模型可直观地看到骨折部位和特征，并且可以在模型上模拟手术并预制个体化的钛板，使面中部骨折的治疗效果有了显著提高。现将临床应用报告如下。

1 材料与方法

1.1 临床资料 收集安徽医科大学第一附属医院口腔科和第二附属医院口腔科2010年3月～2012年10月收治的面中部骨折患者17例，其中男13例，女4例，年龄16～48岁，平均28.7岁。交通意外伤15例，高空坠落伤1例，钝器击打伤1例。合并颅脑损伤3例，合并四肢损伤2例。骨折类型:颧上颌骨复合体骨折8例，眶－颧－上颌骨骨折5例，LefortⅢ型骨折2例，LefortⅡ型骨折1例，LefortⅠ型骨折1例。急诊患者12例，陈旧性骨折5例。临床表现:17例患者均出现不同程度面部塌陷或增宽畸形，15例患者出现不同程度的咬合关系紊乱，13例患者张口受限，2例患者有复视伴眶下区麻木。

1.2 三维重建及实体模型建立 17例患者均在排除手术禁忌后术前作三维CT扫描。扫描设备为美国GE公司的LightSpeed VCT(64层螺旋CT)，层厚0.6 mm，像素512×512，进行横断面、矢状面、冠状面等平面的图像重建，完成三维立体重建。将患者的三维CT扫描数据从工作站经Majics软件处理后传输至计算机上，标准格式(Dicom格式)刻录存储，送往上海交通大学生物医学制造研究所。计算机辅助技术将三维CT数据利用Mimics软件生成三维实体模型，再分层，生成快速成型加工的文件格式并存储。将此文件传输给精技公司生产的快速成型机，以光敏树脂为原料制造出三维实体模型。

1.3 治疗方法 根据实体模型可进一步掌握面中部骨折部位及骨折块移位情况，在实体模型设计手术入路和合理拟定手术方案，并将手术方案在术前与患者充分沟通。沿骨折线截开模型，复位骨折断端，同时注意恢复面中部的外形弧度、突度和宽度，按照骨折复位后模型外形选择及弯制个体化的钛板，消毒后带入术中。患者全麻后根据骨折部位选择冠状切口或半冠切口联合口内上颌前庭沟切口、睑缘下小切口及原外伤开放性伤口等手术进路，在直视下暴露骨折线，按照先复位上颌骨骨折并恢复咬合关系，再复位颧骨、颧弓骨折，再复位鼻部骨折顺序，参照术前模拟手术的复位标准进行复位，并使骨折断端达到术前设计位置或解剖复位。使用术前预制完成的德国马丁小型及微型钛板行面中部骨折处的内固定。在术中进行钛板固定时应与实体模型进行反复比较，并视具体情况加以微量调整，重建面中部支架，恢复面部的宽度、突度以及面中部的垂直高度。

2 结果

2.1 临床治疗效果 患者的三维实体模型真实展现了面中部骨折错位、塌陷移位变形，骨折错位愈合，骨质缺损等情况。患者直观了解自己术前病情及预期的术后恢复情况。术者可以在实体模型上进行模型外科手术并预制钛板，提前预制塑形的钛板可以在术中起到参比对照作用。患者术后恢复大多达到术前设计，总体治疗效果较为满意。对患者面部外形、咬合关系、开口度、复视等临床症状进行术前术后对比，17例患者术后有15例面形恢复情况满意，2例陈旧性骨折患者仍有轻度面部畸形，主要表现为双侧面形不对称、面中部轻度塌陷。咬合关系紊乱患者术后均恢复正常咬合关系。张口受限患者经术后指导锻炼后均恢复三横指以上。2例复视及眶下区麻木患者术后视力均恢复正常，麻木症状减轻。

2.2 典型病例 患者，男，34岁，车祸致颌面部外伤2 h急诊入院。入院检查:生命体征平稳，颌面部肿胀明显，两侧不对称，双侧上颌骨前壁，颧骨颧弓处压痛明显，双侧颞下颌关节无压痛，张口度2 cm，口内多牙缺失，咬合关系紊乱。入院诊断:面中部多发性骨折。积极抗感染并排除手术禁忌后，予以三维CT重建，见图1A。计算机辅助三维实体模型制作，在模型上可以清晰的显示双侧鼻骨、眶外侧缘、眶下缘、上颌骨、颧骨颧弓等多处骨折，骨折块移位明显，存在多处骨碎片，面中部宽度增加、双侧眶弧度、颧骨弧度断裂，咬合关系紊乱，见图1B。经于患者交代病情及治疗方案后，在头颅模型模拟骨折断段复位，在恢复咬合关系同时，注意恢复眶下缘、颧骨颧弓弧度及面中部的宽度，按模型模拟复位后的颌骨外形预弯制钛板，见图1C，将预制钛板消毒备用。外伤两周后行全麻手术，术中做全冠状切口、睑下缘及口内前庭沟切口，依照模型上设计分离并复位骨折断端，用预制钛板予以内固定，见图1D。患者术后面部外形及咬合关系恢复良好，复查影像学见骨折复位固定良好，见图1E，患者对临床治疗效果满意。

3 讨论

在颌骨骨折中，面中部骨折是治疗的难点和重点。面中部骨折手术治疗应在明确术前诊断的基础上开展，选择合理的治疗方法对治疗效果具有很大影响。目前对面中部骨折治疗主要存在以下几个问题:①患者术前缺乏对自己骨折程度及部位的了解，并且由于无法直视骨折复位的预期效果，患者及术者均无法在术前达成对患者面型恢复的共识;②复位后钛板固定数目与位置的选择存在较大的争议，术者往往是凭借个人经验选择需要固定的部位并进行钛板塑形，手术操作时间长，难度大;③ 由于缺乏对比参照和复位预期效果，面中部骨折复位固定后往往难以达到手术效果，常常出现颧骨突度、颧弓弧度或面中部宽度异常而造成面部外形恢复欠佳等后遗症［3－4］。

随着计算机辅助技术的日趋完善，模型外科为面中部骨折的个体化精确治疗提供了一种有效的手段。但此前由于CT扫描参数等限制，制成的模型与实体骨骼尺寸有较大偏差，限制了模型外科的临床应用。64排螺旋CT扫描最薄层可达0.64 mm，为目前世界上能达到的最薄层厚，极大的提高了图像的分辨率。利用64排CT薄层扫描所得的数据经计算机辅助制成的模型近似实体模型［5］。

图1 典型病例诊疗过程

本研究介绍的是将患者三维重建数据转化并采用计算机辅助技术制作成三维实体模型。实体模型能够清楚显示面中部骨折程度与骨折移位真实情况，不需要在头脑中进行三维构建和三维立体想象，使诊断变得更加准确、简便、直视化，并且使术后恢复效果大体可预见，方便了医师间的交流、医患间的术前对话。模型能够为医师提供了一个熟悉而真实的模拟空间，模型上进行手术模拟，对移动错位骨段的复位方向、距离和固定的方法都可以直接进行预操作。特别是针对影响患者面型的眶下缘、眶外侧壁、颧骨颧弓、颧上颌缝等位置的骨折断端，在模型上可予以分离骨块，参照正常颌骨解剖弧度，在考虑到手术切口限制及视野暴露等情况下，客观评估模型上骨折断端复位的可行性。在模型上可以明确细小骨折块的取舍和钛板的弯制弧度及内固定位点，并将预先弯制的钛板直接消毒带入术中，使骨折复位达到个体化设计要求，迎合了现代“个体化诊疗”发展的需要［6］。计算机辅助的模型外科缩短了手术时间，提高了手术效果，手术时目的性强，降低了手术时的风险。

本研究中有2例陈旧性骨折患者术后面形恢复欠佳，这是由于陈旧性骨折处已有致密的纤维甚至骨性愈合，术中难以准确重新切开骨折断端并解剖复位。对于骨折后较长时间才手术、骨折断端错位愈合后骨折线不明显、骨折处骨碎片较多或有骨质缺损的患者，可以利用计算机辅助的实体模型进行正颌外科或牵张成骨等进一步治疗［7－8］。

计算机辅助的模型外科改进了外科手术模式，能完成复杂骨折的个体化复位和解剖重建，对面中部骨折的治疗具有非常实用的临床价值。但三维实体模型只是骨组织的再现，无法清晰再现软组织，同时模型外科毕竟只是一种辅助方法，手术中要具体情况具体分析，不可一味强调一致［9］。另外，模型制作费用较高和模型制作精度等问题也需进一步改善。

［1］俞建英，付洪海，邹多宏，等.面中部骨折的治疗进展［J］.现代口腔医学杂志，2011，25(5):371 －4.

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