数字化导板和三维模型在儿童髁状突骨折重建中的应用

陈春艳，张力，鲍海宏，董志伟

（1.沈阳军区总医院口腔颌面外科，沈阳 110016；2.辽宁医学院沈阳军区总医院研究生培养基地，沈阳 110016）

·短篇论著·

数字化导板和三维模型在儿童髁状突骨折重建中的应用

Application of Digital Platesand Three-dimensional Modelling in Condylar Fracture Reconstruction in Children

陈春艳1，2，张力1，鲍海宏1，董志伟1

（1.沈阳军区总医院口腔颌面外科，沈阳 110016；2.辽宁医学院沈阳军区总医院研究生培养基地，沈阳 110016）

探讨和总结数字化导板和三维模型在儿童髁状突骨折重建中的应用价值及疗效。在儿童髁状突骨折重建中应用数字化导板和三维模型，可以使骨折复位精确，显著缩短手术操作时间，减少传统手术创伤，具有较高的临床应用价值。

数字化导板；三维模型；儿童髁状突骨折；重建

儿童颌面骨折常发生于下颌骨，髁状突骨折比较常见，占下颌骨骨折的28%～62%。儿童髁状突是下颌骨发育的中心之一，所以儿童髁状突骨折的治疗一直受到国内外学者的广泛关注。有的学者主张保守治疗，但有文献报道儿童髁状突骨折保守治疗出现较多并发症，考虑可以扩大儿童患者手术适应证［1］。随着数字化技术在医学中的广泛应用，笔者将其用于儿童髁状突骨折复位固定中，通过3D打印技术打印出三维模型及实体导板，进行术前模拟和术中引导髁状突骨折复位固定，获得了较好的临床效果。

1 材料与方法

1.1 临床材料

收集在沈阳军区总医院口腔颌面外科应用数字化导板和三维模型重建的儿童单侧髁状突骨折4例。其中男3例，女1例，年龄9～11岁，平均10.4岁，均为单侧髁状突骨折，出现张口受限和咬合错乱等症状。受伤原因：摔伤，运动时受伤。

1.2 术前导板和三维模型的制备

对所有病例行CT扫描（64层宝石能谱Discovery750HD，美国GE公司），层厚0.625 mm，获取DICOM数据，将数据导入软件，进行三维重建。分离、移动骨折断端，模拟骨折复位，再将STL格式的文件导入Geomagic软件进行处理，获得镜像前后的图像数据，通过3D打印机分别打出镜像前后的下颌骨模型。根据手术设计，通过计算机在3D虚拟头颅模型上设计定位导板（图1），并通过3D打印机打印出实体导板。

1.3 术前在实体模型上进行手术模拟

将打印出的定位导板按预先位置放于镜像后的下颌骨模型上，将克氏针沿着导板预留孔道钉入（图2），预估术中可能出现的问题。

1.4 手术方法

鼻腔插管全麻成功后，在下颌角处设计弧形切口，切开皮肤、皮下组织及颈阔肌，保护面神经的下颌缘支，于下颌角处切开骨膜至骨面，骨膜剥离子沿升支向上分离，显露髁状突颈部骨折线，将髁状突断端复位后，调整咬合关系，于下颌角处放置术前预制的数字化定位导板，将克氏针沿导板预留就位道与下颌骨下缘处将下颌升支与髁状突固定（图2）。

1.5 评价方法

记录术中克氏针准确植入下颌骨髁状突的时间（min），术后6个月最大开口度（cm），比较术后6个月健、患侧髁状突的最大前后径（mm）和最大内外径（mm），观察患儿的面部外形、咬合关系、张口偏斜程度。

1.6 统计学分析

使用SPSS 17.0统计软件，对健、患侧髁状突最大内外径和最大前后径采用配对t检验进行比较，P＜0.05为差异有统计学意义。

图1 导板的设计

图2 术前模拟及术中操作

2 结果

术中克氏针准确植入下颌骨髁状突的时间仅为（1.20±0.10）min，与传统手术相比，明显缩短了手术时间，而且较精确。术前患儿的张口度为（1.59± 0.24）cm，术后6个月对4例患儿复查，4个患儿面型均基本对称，咬合关系良好，张口度为（3.43±0.18） cm，患儿张口受限得到改善（图3、4）。CT复查，骨折愈合良好，将CT数据导入Mimics15.0软件进行多层次测量健、患侧髁状突最大内外径和前后径。健侧最大内外径值为（13.24±0.28）mm，患侧最大内外径值为（13.78±0.36）mm；健侧最大前后径平均值为9.31 mm，患侧最大前后径平均值为9.76 mm；健、患侧髁状突最大内外径和最大前后径比较差异均无统计学意义（P＞0.01）。说明健、患侧髁状突无明显差异，患侧髁状突术后恢复较好。

图3 术前影像及张口度

图4 术后影像及张口度

3 讨论

儿童颌面部骨折中，髁状突骨折占有较高的比例。儿童髁状突骨折可以简单分为3类：髁状突骨折（亦称囊内骨折）、髁状突颈骨折、髁状突下骨折，后两者又称为囊外骨折。儿童髁状突是下颌骨发育的中心之一，对于儿童的髁状突骨折，多数学者主张采取保守治疗可获得较满意的远期疗效［2～4］，但上述结论为仅对骨折移位不明显的病例进行研究得出来的结论。Deleyiannis等［5］对6例儿童髁状突颈和髁状突下脱位手术治疗后进行平均5年以上的随访，发现下颌骨并未出现生长障碍，并认为手术复位能够恢复髁状突的位置和下颌升支的高度，重建下颌骨的连续性，有利于骨折早期愈合。还有研究表明，髁状突骨折非手术治疗后，移位的髁状突并不能得到真正的复位，其错位仍然存在，手术治疗可以恢复正确的解剖关系。有研究［6］表明，手术治疗后髁状突重建情况优于保守治疗。对于髁状突颈及髁状突颈以下明显移位及脱位的骨折，张益等［7］建议采取手术治疗，恢复髁状突的解剖位置。

目前儿童髁状突骨折手术治疗的方法主要有微型钛板钛钉固定法、拉力螺钉固定法、克氏针复位骨折块、髁状突摘除及关节成形术。用微型钛板钛钉固定儿童髁状突骨折，术中容易造成关节囊的损伤，术后易出现髁状突骨吸收，影响儿童下颌骨发育。另外，儿童髁状突皮质骨较薄，微型钛钉通常很难得到稳定的固定，易发生钛钉脱落的现象。儿童髁状突骨质较为疏松，如果术中力量控制不当，髁状突头甚至可被器械夹持粉碎，使用拉力螺钉如果方向和力量不当，容易造成髁状突粉碎现象。上述2种手术方法均需采用耳屏前手术切口，术中容易损伤面神经，造成面部畸形，面部留有疤痕，影响儿童身心发育。髁状突摘除及关节成形术破坏髁状突的正常解剖结构。相比于上述的手术方法，克氏针复位固定儿童髁状突骨折块具有明显的优势：创伤小，简便，术后容易取出。

但是传统克氏针复位固定法也有不足之处：在传统手术中，克氏针复位固定髁状突骨折的关键点在于进针时要掌握好方向，防止中途穿透皮质骨而达不到固定的目的，自下颌角向上垂直进针，进针长度较大，方向角度把握较困难，容易出现侧穿，损伤邻近血管。与成人相比，儿童髁状突颈较细，髁状突皮质骨比较薄弱，髓腔较小［8］，克氏针更容易出现侧穿，不能达到准确的固定。本研究设计并应用数字化定位导板术中引导克氏针复位固定髁状突骨折断端，成功解决了上述问题，确保了克氏针复位固定的精确性。

髁状突骨折一般位置隐蔽，周围结构较多，术前必须明确骨折线类型，走形，骨折段移位的方向、重叠、成角等［9］。笔者将患者术前CT数据导入Materialise3-matic，该软件可以在三维方向上真实再现髁状突及骨折段的解剖形态，精确显示骨折类型及骨折段与髁状突的位置关系。在该软件中可以将髁状突骨折段进行分离、移位，模拟断端复位，在模拟复位完成的图像上测量术中克氏针钉入的长度以及进针方向，并在此基础上设计定位导板，为手术过程提供准确依据，确保了手术的精准性，具有一定的临床应用前景。

本研究中，术前通过3D打印技术［10］打印出三维下颌骨模型和实体导板，进行术前实体模拟。通过术前实体模拟，可以预估手术中可能出现的问题，事先采取预防措施。另外，术前的实体模拟进一步验证了软件设计的精确性。三维模型的模拟展示还可以形象地向患者及家属解释该方法的优越性，减轻他们的心理负担，提高他们的信心。

在手术过程中骨折复位后，笔者将数字化定位导板放置于下颌角处，将克氏针沿定位导板预留孔道，按照术前模拟，直接、快速、准确钉入下颌骨髁状突部，使骨折断端固定，该过程平均用时1.20 min，与传统手术相比，大大缩短了手术时间，降低了手术风险，减小了手术创伤。

笔者认为数字化导板和三维模型在儿童髁状突骨折手术治疗中的应用，可以使手术复位固定更加精准、简便、可靠，大大缩短了手术时间，进一步减小手术创伤，取得了良好的效果。随着数字化外科技术在口腔颌面外科中的发展应用，这种方法不仅可以应用于儿童，还适用于成人髁状突骨折，具有较好的临床应用前景，值得在临床上推广和应用。

［1］杨林春，田欢.120例髁状突骨折临床回顾性分析［J］.吉林医学，2012，4（33）：2508-2509.

［2］Lekven N，Neppelberg E，Tomes K.Long-term follow-up of mandibular condylar fractures in children［J］.J Oral Maxillofac Surg，2011，69（11）：2853-2859.

［3］Wu Y，Long X，Fang W，et al.Management of paediatric mandibular condylar fractures with screw-based semi-rigid intermaxillary fixation［J］.Int J Oral Maxillofac Surg，2012，41（1）：55-60.

［4］Li Z，Zhang W，Li ZB，et al.Mechanism in favorable prognosis of pediatric condylar fractures managed by closed procedures：an experimental study in growing rats［J］.Dent Traumatol，2010，26（3）：228-235.

［5］Deleyiannis FW，Vecchione L，Martin B，et al.Open reduction and internal fixation of dislocated condylar fractures in children：longterm clinical and radiologic outcomes［J］.Ann Plast Surg，2006，57（5）：495-501.

［6］韩晶，李智，周海华，等.儿童髁状突骨折治疗方法的临床评价与分析［J］.中华口腔医学杂志，2014，8（49）：486-490.

［7］张益，张兴文.髁状突骨折解剖复位及小型接骨板坚固内固定［J］.中华口腔医学杂志，2001，36（2）：99.

［8］冯志强，何冬梅，杨驰.儿童髁状突骨折诊断和治疗的现状与展望［J］.口腔颌面外科杂志，2008，12（18）：439-442.

［9］Bagaria V，Deshpande S，Rasalkar DD，et al.Use of rapid prototyping and three-dimensional reconstruction modeling in the management of complex fractures［J］.Eur J Radiol，2011，80（3）：814-820.

［10］胡敏，谭新颖，鄢荣曾，等.3D打印技术在口腔颌面外科领域中的应用进展［J］.中国实用口腔科杂志，2014，6（7）：335-339.

（编辑 陈 姜）

R782.05

B

0258-4646（2016）02-0171-04

10.12007/j.issn.0258-4646.2016.02.019

辽宁省科技攻关项目（2012225019）

陈春艳（1987-），女，医师，硕士研究生.

张力，E-mail：zhangli_024@163.com

2015-07-22

网络出版时间：