3D耳模在自体肋软骨移植耳廓再造术中的应用效果探讨

姜魏云，马 蕾

（南京医科大学附属儿童医院烧伤整形科 江苏 南京 210008）

小耳畸形是一种较严重的面部先天性畸形生理缺陷性疾病，多与胚胎时期发育异常有关，主要表现有中耳畸形、耳廓畸形、外耳道闭锁或狭窄等[1]。据调查显示，我国该病发病率为1.4～5.18/万新生儿，在颜面不对称常见疾病中仅低于唇腭裂，不仅严重影响患儿外貌，更给患儿及其家属造成沉重的心理负担[2]。目前，自体肋软骨移植因具有很好的组织相容性、吸收少、弹性佳、外露后易于修复塑形等特点成为耳廓重建的主流修复方式[3]。而耳廓本身具有复杂、精细的三维立体结构和特殊的血液供应，使得耳廓再造术中肋软骨细节性雕刻和耳支架的精确定位一直是整形外科体表器官再造中的难点。随着计算机图形处理的高速发展，3D打印技术已日趋成熟，在骨科、口腔科、心血管外科、颌面外科等领域均有良好的应用前景，但有关耳廓重建术的研究则甚少[4-5]。基于此，本研究主要探讨3D耳模在自体肋软骨移植耳廓再造术中的应用效果，具体报道如下。

1 资料和方法

1.1 一般资料：选取2018年12月-2020年12月于笔者医院整形外科收治的68例耳廓再造患儿为研究对象。患儿根据耳模制作方法不同分为3D耳模组和标准耳模组，各34例。3D耳模组中男24例，女10例；平均年龄（10.15±2.31）岁；根据Nagata分型法，耳垂型25例，耳甲腔型6例，小耳甲腔型3例。标准耳模组中男25例，女9例；平均年龄（10.04±2.47）岁；根据Nagata分型法，耳垂型27例，耳甲腔型5例，小耳甲腔型2例。两组一般资料比较差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。

1.2 纳入和排除标准

1.2.1 纳入标准：①均为单侧小耳畸形；②均为Ⅱ～Ⅲ度耳缺损；③胸围＞60 cm或年龄＞6岁；④均同意采用自体肋软骨作为再造耳廓支架；⑤均顺利完成手术并接受术后半年以上随访者；⑥本研究符合《赫尔辛基宣言》原则，患儿及家属同意参与并签署知情同意书者。

1.2.2 排除标准：①经听力学检查有明显听力异常，需做听力重建者；②不能耐受手术者；③凝血功能障碍者；④有精神疾患或认知障碍者；⑤术后依从性较差无法配合完成术后护理者。

1.3 手术方法：两组均进行术前检查，以评估患儿耐受手术情况，患耳、健侧耳、肋骨生长发育情况，肋软骨是否满足耳支架雕刻需要及大致切取范围等。

1.3.1 3D耳模组：行3D打印技术辅助耳廓再造术。首先是3D耳模制作，患儿取仰卧位保持头部不动，采用64排螺旋CT机（西门子公司，德国）对患儿头部进行连续断层扫描，之后将以DICOM格式存储的断层影像数导入计算机中，使用Mimics 17.0软件重建出双侧颞区三维数字模型，并调整至三维可视模式，在此模式下可通过图像分割、调整阈值等操作分割出耳廓结构中的三维解剖结构，进而生成耳廓软骨二维的轮廓，再对其进行剪裁生成一个混杂的二维轮廓，包括健侧耳廓完整形态和能完整显示颅耳角角度的颅骨颞区其他结构。一期三维重建出健侧耳耳廓图像并以STL格式存储，然后以健侧耳耳廓作为模板，通过镜像技术和图形修补等生成患侧耳廓重建模型，再将以STL格式保存的健侧耳和患侧耳导入3-matic 10.0软件中，调整参数设计出两个耳廓模型的印模的三维图像。二期在三维可视模式下，将一期手术重建的耳廓模型截取出来置于镜像耳廓模型之上，通过布尔加减运算，去除两者重叠与打孔通道的体积，剩余的即为3D耳模印模部分，也是耳廓需要抬升的高度。最后将STL格式的镜像耳耳廓模型印模的三维图像和3D耳模印模导入医疗3D打印机中，进行模型打印和硅胶复模，铸造完成后对硅胶耳和耳廓模型进行消毒、灭菌处理。本研究主要选取对侧肋软骨用于雕刻耳支架，在耳廓重建术前，采用64排螺旋CT机对患儿胸部进行平扫重建出第6、7、8、9、10肋软骨的三维数字模型，方式与重建耳廓形态一致，均采用Mimics和3-matic软件及3D打印机设计出肋软骨的印模三维图像并制作出硅胶肋软骨，然后依据患儿实际情况设计最适宜用于雕刻的肋软骨截取部位及数量。

采用自体肋软骨移植耳廓再造术，且不同阶段术前均与患儿及其家属进行有效沟通，如参考3D耳廓模型、硅胶模型及肋骨模型，简要介绍耳廓再造术的过程、再造术后效果、不同阶段的手术方法等。手术操作主要分两个阶段完成，第一阶段取残耳上1/3处切口，保留皮下蒂切开皮肤及软骨松解组织，切取下部耳软骨，按3D耳廓模型大小分离组织形成腔隙，以便放置耳软骨支架。将下端残耳横向转位形成耳垂。沿对侧胸部皮肤做梭形切口，依次切开皮肤、皮下、肌层，将第7～9肋软骨显露出来，参照3D耳廓模型结构精确定位再造耳廓的亚解剖结构，切削、雕刻肋软骨为耳廓各组件形态，通过拼接、组合形成软骨支架，创面检查无活动性出血、无漏气，残余软骨成形基座包埋皮下，后分层关闭创口。之后用旋转置入的方式将雕刻好的耳廓支架置入耳皮下腔隙，与对侧正常耳结构、位置对称，留置耳后负压引流管，缝合皮肤。第二阶段取耳后弧形切口，将一期耳软骨立起形成颅耳角与健侧对称，取出预置于胸部的耳软骨基座垫于耳后，局部切取筋膜瓣，后缘及耳轮由筋膜皮瓣覆盖，移植中厚皮瓣植于乳突区创面和筋膜瓣表面，完成立耳步骤。

1.3.2 标准耳模组：行二维标准耳模辅助耳廓再造术。首先是标准耳模制作，主要根据亚洲正常人耳廓的平均大小和覆盖耳软骨的皮肤厚度先确定耳软骨支架的平均大小，然后据此画出相对标准的耳模图形，再以此为模板进行等比例缩放确定各组成部分的平均大小，并制成大小不同的耳模，最后用A4纸将耳模打印出来。手术操作过程基本同3D耳模组，但存在以下差别：①耳廓重建术中耳模仅通过患儿健耳实际大小的图像和以往病例进行选择；②术中仅在解剖标志的引导下完成肋软骨的切取；③术中主要在二维标准耳模的指导下进行软骨支架切削、雕刻。

1.3.3 术后护理：两组均给予针对性护理。根据患儿各阶段手术的具体情况，如告知患儿需做好相应的皮肤准备，防止皮肤破溃；适当给予镇痛、抗生素类预防感染、止血、消肿、促进静脉回流等相关药物；保持引流管通畅，及时抽吸和更换头部与胸部的引流管，注意观察伤口生长情况和皮瓣的血运情况；依据引流液性状拔除引流管；于术后10 d将植皮区包扎打开，观察移植皮瓣成活情况并做相应处理；胸部伤口按普通外科伤口护理，可使用胸带稍加制动减轻疼痛，嘱患儿不可擅自拆除耳模敷料；指导患儿术后饮食及体位护理，避免用力咀嚼和侧卧影响再造耳廓成活；给予出院指导，说明再造耳廓的成活过程、可能出现的并发症及再造耳的防护措施等，若出现缝线、耳支架外露等情况要及时来医院诊治。

1.4 观察指标：①再造耳廓整体形态：术后6个月由3名整形外科医生（对患儿采用哪种耳模并不知晓）参照健侧耳廓对再造耳廓整体形态进行评分，包括再造耳廓的三维轮廓、对称性、大小、位置、颅耳角及亚解剖结构还原度，分为非常相似、相似、不相似、完全不相似四个等级，分别记为9分、6分、3分、0分。分数越高表明再造耳廓整体形态越佳；②心理状态：分别于术前和术后6个月采用症状自评量表（Symptom checklist-90，SCL-90）进行评估，本研究主要涉及焦虑、抑郁、偏执、恐惧、自卑等异常心理状态，采用5级评分法，分数越高反映心理健康水平越低；③并发症发生情况：记录术后两组患儿并发症发生情况；④美学效果满意度：术后6个月采用自制的耳廓再造满意度调查问卷对患儿及家属进行美学效果满意度调查，问卷主要包括再造耳廓的三维轮廓、对称性、大小、位置、颅耳角、功能及稳定性等方面，分为非常满意、满意、不满意、非常不满意四个等级，分别记为9分、6分、3分、0分。分数越高表明患儿及家属对再造耳廓的美学效果满意度越高；⑤模型应用效果：采用自制的模型应用效果调查问卷对参加耳廓再造术的临床医生进行模型应用效果问卷调查，问卷主要从手术设计、术前沟通、肋软骨切取、软骨支架雕刻练习及制作方面进行，分为非常有帮助、有帮助、基本没帮助、根本没帮助四个等级，分别记为9分、6分、3分、0分。分数越高表明模型的使用效果越好。

1.5 统计学分析：数据应用SPSS 22.0软件进行统计分析，再造耳廓整体形态评分、异常心理状态评分、患儿美学效果满意度评分和模型应用效果评分均以（±s）形式表示，采用t检验；并发症发生率以百分率表示，采用卡方检验。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组再造耳廓整体形态比较：术后6个月，3D耳模组再造耳廓的三维轮廓、对称性、颅耳角和亚解剖结构还原度评分均高于标准耳模组，差异有统计学意义（P＜0.05）；大小和位置评分与标准耳模组比较差异无统计学意义（P＞0.05）。见表1。

表1 两组再造耳廓整体形态比较 （±s，分）

表1 两组再造耳廓整体形态比较 （±s，分）

组别 三维轮廓 对称性 大小 位置 颅耳角 亚解剖结构还原度3D耳模组 7.58±0.91 7.24±0.75 7.65±0.59 7.72±1.18 8.05±1.42 8.23±1.29标准耳模组 6.71±1.16 6.33±1.09 7.37±0.64 7.45±1.03 6.68±1.17 7.42±1.35 t值 3.441 4.010 1.875 1.005 4.342 2.529 P值 0.001 ＜0.001 0.065 0.318 ＜0.001 0.014

2.2 两组手术前后心理状态比较：术后6个月，两组各项评分均较术前显著降低，且3D耳模组和标准耳模组比较差异均有统计学意义（P＜0.05）。见表2。

表2 两组手术前后心理状态比较 （±s，分）

表2 两组手术前后心理状态比较 （±s，分）

注：a表示与同组术前比较，P＜0.05；b表示与标准耳模组术后6个月后比较，P＜0.05。

组别 时间 焦虑 抑郁 偏执 恐惧 自卑3D耳模组 术前 1.54±0.38 1.59±0.43 1.56±0.37 1.38±0.34 1.61±0.41术后6个月 0.82±0.24ab 0.88±0.26ab 0.79±0.22ab 0.75±0.18ab 0.92±0.27ab标准耳模组 术前 1.51±0.41 1.56±0.45 1.53±0.34 1.41±0.36 1.63±0.43术后6个月 0.96±0.28a 1.03±0.31a 0.93±0.25a 0.91±0.23a 1.08±0.33a

2.3 两组术后并发症发生情况比较：3D耳模组术后并发症总发生率（5.88%）低于标准耳模组（11.76%），组间比较差异无统计学意义（P＞0.05）。见表3。

表3 两组术后并发症发生情况比较 [例(%)]

2.4 两组美学效果满意度比较：术后6个月，3D耳模组对再造耳廓的三维轮廓、对称性、颅耳角和功能美学效果满意度评分均高于标准耳模组，差异有统计学意义（P＜0.05）；对大小、位置和稳定性满意度评分与标准耳模组比较差异无统计学意义（P＞0.05）。见表4。

表4 两组美学效果满意度比较 （±s，分）

表4 两组美学效果满意度比较 （±s，分）

组别 三维轮廓 对称性 大小 位置 颅耳角 功能 稳定性3D耳模组 7.65±1.76 7.42±1.61 6.93±1.58 7.42±1.49 7.38±1.58 8.08±1.65 7.83±1.29标准耳模组 5.38±1.32 5.75±1.39 6.18±1.64 6.87±1.35 5.37±1.46 7.26±1.41 7.61±1.33 t值 6.016 4.578 1.920 1.595 5.448 2.203 0.692 P值 ＜0.001 ＜0.001 0.059 0.115 ＜0.001 0.031 0.491

2.5 两组模型应用效果比较：耳廓再造医生对3D耳模组模型各方面应用效果评分均高于标准耳模组，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表5。

表5 两组模型应用效果比较 （±s，分）

表5 两组模型应用效果比较 （±s，分）

组别 手术设计 术前沟通 肋软骨切取 软骨支架雕刻练习 软骨支架制作3D耳模组 8.34±1.44 6.54±1.25 8.05±1.51 5.81±1.14 7.83±1.55标准耳模组 4.95±1.07 3.85±0.89 3.67±0.94 3.78±0.96 6.36±1.21 t值 11.018 10.222 14.359 7.942 4.359 P值 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001

2.6 3D耳模组典型病例：某男，10岁，右耳外形异常10年。经专科检查，右耳无正常耳廓结构、耳轮，仅为内含畸形软骨的组织团，形态异常，为腊肠样外观，无外耳道口，听力较左侧差，不影响正常生活学习，诊断为右侧小耳畸形。行3D耳模辅助自体肋软骨移植耳廓再造术，术后外耳廓立体结构清晰，形态良好，双侧基本对称。见图1。

图1 典型病例治疗前后

3 讨论

双侧耳廓形态的正常和对称为颜面部协调和美观的重要组成部分之一，其中耳廓形态虽大体相似，却有复杂的亚结构单位和具有个性化的精细形态，像三角窝的深度、外耳轮的高低、颅耳角的大小等均是千差万别[6]。因此，耳廓再造不仅要注重双侧耳廓的相似性和对称性，还需最大程度呈现细节方面[7]。但目前国内对于不同类型的小耳畸形耳廓再造术的效果评估以及术后远期效果的评估仍没有统一的评价标准，故如何选用个性化、精细化、微创伤的耳廓再造术是整形外科医生不断研宄的方向[8]。

本研究将3D耳模应用于自体肋软骨移植耳廓再造术中，结果显示，应用3D耳模可提升再造耳廓整体形态，患儿心理状态得到有效改善，对再造耳廓的美学效果满意度更高，同时更有助于医生实施耳廓再造术，提示在自体肋软骨移植耳廓再造术中应用3D耳模可有效辅助精细解剖结构的重建提升再造耳廓整体形态，能有效提高心理健康水平和对美学效果的满意度，且有助于医生更好实施耳廓再造术。分析原因，标准耳模是耳廓再造术中耳支架雕刻最常采用的模版之一，具有制作简单、价格便宜、使用方便等特点，但因它是平面且千篇一律的，不能够显示耳廓的三维轮廓、立体结构、耳颅角的角度和亚解剖结构等，故提供的信息有限，使得耳廓再造术医生只能依靠经验和术前的记忆进行耳支架的雕刻组装，而制作的支架不够精确且缺乏个性化，因此对患儿心理健康水平改善效果有限，对美学效果满意度仍有待提高[9]。同时标准耳模组中肋软骨的切取主要采用影像学手段以评估目标肋软骨，容易存在视觉上的偏差，对手术操作缺乏直接指导意义，加上目标肋软骨位置特殊，可能会出现手术切口长、对胸壁损伤大、花费时间长等问题，使得术后瘢痕明显影响患儿恢复和满意度[10]。3D打印技术区别于传统制造方法，在数字三维技术的基础上将数字模型转化为三维实体结构，可实现复杂空间的结构重建，在打印没有规则的人体组织器官的空间结构中具有极大的优势[11]。王珂等[12]研究表明，将3D打印技术应用于口腔颌面外科临床诊疗中，不仅方便术前手术设计和熟练操作，还可有效辅助诊断提高操作的准确性。王逸云等[13]在全耳廓撕脱伤患儿的耳廓再造术中应用3D建模的打印模型，可使再造耳媲美健侧耳，取得了较满意的效果。本研究的3D耳模基于CT图形的建模技术，能更加精确呈现耳廓形态，构造的三维模型逼真、精细且具有可操作性，通过3D打印能将耳廓的细微结构更完整并真实的呈现出来，实现虚物实化，一方面提高了医生术前对耳廓精细解剖结构的充分把握和直观感受以及对目标肋软骨需要量和合适区域的准确评估，对手术操作具有直接的指导作用[14-15]；另一方面便于术中对结构的位置及深度进行精确判断，利于调整颅耳角角度使削切的耳支架更贴合[16]。此外，两组患儿均给予针对性护理，能有效避免耳廓重建术后相关并发症的发生，有利于进一步促进患儿心理健康水平的提高。

综上所述，在自体肋软骨移植耳廓再造术中应用3D耳模可有效辅助精细解剖结构的重建提升再造耳廓整体形态，改善患儿心理状态，减少术后并发症发生，提高美学效果满意度，且有助于医生更好地实施耳廓再造术，值得推广应用。