外科導(dǎo)航技術(shù)在顴骨顴弓骨折治療中的應(yīng)用

葉蘭峰 李?lèi)鸬?劉磊

口腔疾病研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 華西口腔醫(yī)院創(chuàng)傷整形外科（四川大學(xué)），成都 610041

顴骨顴弓骨折是最常見(jiàn)的面中部骨折之一，在頜面部骨折高居第二位[1]。顴骨顴弓骨折常引起患者張口、咀嚼等功能障礙，并伴有嚴(yán)重的顴面部畸形，進(jìn)而造成患者心理和生理的雙重問(wèn)題。隨著堅(jiān)固內(nèi)固定技術(shù)的發(fā)展，手術(shù)已經(jīng)成為顴骨顴弓骨折的理想治療方法[2]。外科導(dǎo)航技術(shù)（surgical navigation technology）的出現(xiàn)為顴骨顴弓骨折提供了一種新的輔助治療方法。本文就外科導(dǎo)航技術(shù)在顴骨顴弓骨折治療方面的應(yīng)用作一綜述。

1 顴骨顴弓骨折及其傳統(tǒng)治療

1.1 顴骨顴弓骨折

顴骨顴弓是面?zhèn)炔孔钔怀龅牟糠?，易受外力撞擊而發(fā)生骨折。顴骨與上頜骨、顳骨、額骨及蝶骨相連接，其中與上頜骨的連接面積最大。顴骨骨體堅(jiān)硬，本身不易發(fā)生骨折，骨折主要發(fā)生于相鄰骨連接處，并常伴有鄰近骨的損傷[3]。臨床上常表現(xiàn)為顴面部塌陷畸形、張口受限、復(fù)視、神經(jīng)癥狀等。一般可根據(jù)病史、臨床特點(diǎn)及影像學(xué)檢查而明確診斷。

1.2 顴骨顴弓骨折的手術(shù)治療及其難點(diǎn)

顴骨顴弓所處的位置極其顯要，因而常引起面部容貌的嚴(yán)重破壞。顴骨顴弓骨折的復(fù)位對(duì)面容恢復(fù)具有重要意義。隨著堅(jiān)固內(nèi)固定技術(shù)的發(fā)展，手術(shù)已經(jīng)成為顴骨顴弓骨折的首選治療方式。在手術(shù)中，術(shù)者需認(rèn)真檢查骨塊位置，實(shí)施精確復(fù)位，方可獲得理想的治療效果。為實(shí)現(xiàn)精確復(fù)位，在臨床實(shí)踐中提出了顴骨顴弓骨折的原則，如：保證眶外緣、顴牙槽嵴、顴弓和眶下緣4點(diǎn)中至少3點(diǎn)獲得解剖復(fù)位；復(fù)雜骨折可考慮實(shí)施蝶骨大翼區(qū)復(fù)位固定等[4]。臨床實(shí)踐表明，遵循上述原則，對(duì)簡(jiǎn)單的新鮮顴骨顴弓骨折多可獲得理想的復(fù)位效果。然而，對(duì)于嚴(yán)重的粉碎性骨折或陳舊性骨折，由于復(fù)位參考點(diǎn)多已喪失，難以獲得復(fù)位依據(jù)，復(fù)位過(guò)程又缺乏咬合引導(dǎo)，骨折斷端的精確復(fù)位難度極大，此時(shí)只能依靠術(shù)者的臨床經(jīng)驗(yàn)實(shí)施手術(shù)，治療效果常不理想，術(shù)后常出現(xiàn)顴面部不對(duì)稱(chēng)畸形，進(jìn)而帶來(lái)心理障礙等一系列問(wèn)題。這已成為顴骨顴弓骨折的臨床難題之一，也是國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究熱點(diǎn)。

2 外科導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展及系統(tǒng)組成

2.1 外科導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展

手術(shù)導(dǎo)航的概念最早起源于“立體定向神經(jīng)外科技術(shù)”（stereotactic neurosurgery），后者是利用解剖影像和定向儀將手術(shù)工具導(dǎo)入腦內(nèi)特定靶點(diǎn)提取組織標(biāo)本，損毀病灶和去除病灶的技術(shù)[5]。第一臺(tái)真正意義上的手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)在1986年由美國(guó)Robesrt提出，將CT圖像和手術(shù)顯微鏡結(jié)合起來(lái)運(yùn)用超聲定位來(lái)引導(dǎo)手術(shù)，并在臨床上獲得成功。1992年，使用紅外線跟蹤技術(shù)的影像導(dǎo)航系統(tǒng)在美國(guó)開(kāi)始應(yīng)用于臨床。迄今為止，導(dǎo)航系統(tǒng)已發(fā)展為主動(dòng)或被動(dòng)的光學(xué)、超聲或電磁定位三維動(dòng)態(tài)導(dǎo)航[6]，并在臨床上獲得廣泛應(yīng)用。在口腔頜面外科，外科導(dǎo)航技術(shù)也被廣泛地用于創(chuàng)傷、腫瘤、整形等多個(gè)領(lǐng)域，并取得了較好的治療效果。Ewers等[7]將外科導(dǎo)航技術(shù)用于顱頜面部創(chuàng)傷后的修復(fù)等方面，獲得了良好的預(yù)后。Sch?n等[8]報(bào)道了2例患者在外科導(dǎo)航技術(shù)指導(dǎo)下施行顳下頜關(guān)節(jié)成形術(shù)，發(fā)現(xiàn)手術(shù)可精確按照預(yù)先設(shè)計(jì)好的安全切口路線進(jìn)行，治療效果良好。Juergens等[9]應(yīng)用外科導(dǎo)航技術(shù)對(duì)12例頜面部先天畸形的患者輔助進(jìn)行正頜手術(shù)，發(fā)現(xiàn)可以明顯提高矯正的效率和準(zhǔn)確性。

2.2 外科導(dǎo)航技術(shù)的原理及系統(tǒng)組成

手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)是在獲取CT、MRI、PET等醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)后，運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，借助光學(xué)定位儀跟蹤，在計(jì)算機(jī)中創(chuàng)建一個(gè)虛擬環(huán)境，顯示手術(shù)器械相對(duì)于病變組織的位置關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)手術(shù)全過(guò)程的實(shí)時(shí)引導(dǎo)，輔助醫(yī)生高質(zhì)量地完成手術(shù)規(guī)劃及整個(gè)操作過(guò)程的醫(yī)療系統(tǒng)。在實(shí)際手術(shù)過(guò)程中，紅外線定位技術(shù)動(dòng)態(tài)追蹤手術(shù)器械，并將手術(shù)器械的位置在三維虛擬影像上以虛擬探針的形式顯示出來(lái)進(jìn)行實(shí)時(shí)導(dǎo)航。醫(yī)生通過(guò)導(dǎo)航顯示屏，從三維各個(gè)角度觀察術(shù)區(qū)情況，準(zhǔn)確地判斷出手術(shù)器械與病變組織、正常解剖結(jié)構(gòu)之間的動(dòng)態(tài)三維空間位置關(guān)系，以及手術(shù)過(guò)程和結(jié)果與術(shù)前模擬是否一致，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)術(shù)中導(dǎo)航[10]。

導(dǎo)航系統(tǒng)一般由主機(jī)（導(dǎo)航以及三維處理軟件）、患者示蹤器、位置傳感器及手術(shù)工具組成。患者示蹤器用于建立計(jì)算機(jī)虛擬三維圖像和患者實(shí)際位置兩個(gè)參考系統(tǒng)之間的聯(lián)系；而位置傳感器則是接受示蹤器及手術(shù)工具反射的紅外線信號(hào)；手術(shù)工具主要是反射位置傳感器發(fā)射出的紅外線，經(jīng)注冊(cè)后可以被導(dǎo)航系統(tǒng)識(shí)別并顯示在虛擬圖像上，將虛擬圖像與真實(shí)圖像通過(guò)計(jì)算匹配，從而進(jìn)行實(shí)時(shí)導(dǎo)航[11]。

3 外科導(dǎo)航技術(shù)在顴骨顴弓骨折治療中的應(yīng)用

3.1 應(yīng)用范圍

針對(duì)顴骨顴弓骨折的患者，導(dǎo)航手術(shù)的應(yīng)用與否目前尚無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，Lübbers等[12]認(rèn)為復(fù)雜的單側(cè)面中部骨折時(shí)具有明顯的導(dǎo)航手術(shù)適應(yīng)證。對(duì)于單側(cè)顴骨顴弓骨折的患者，首先要考慮到患者的病情需要，對(duì)其病情進(jìn)行評(píng)估，制定個(gè)性化的治療方案。根據(jù)筆者的臨床經(jīng)驗(yàn)，在顴骨顴弓骨折治療過(guò)程中，導(dǎo)航技術(shù)主要用于以下3種情況：1）對(duì)顴骨顴弓骨折塊復(fù)位效果進(jìn)行實(shí)時(shí)驗(yàn)證，指導(dǎo)進(jìn)行必要的調(diào)整；2）眶壁及眶緣重建時(shí)，可用于明確手術(shù)器械所到的具體位置，避免損傷視神經(jīng)等重要解剖結(jié)構(gòu)，并對(duì)重建的位置進(jìn)行精確指導(dǎo)；3）有異物存在時(shí)，用于對(duì)異物進(jìn)行精確定位，指導(dǎo)異物取出。

3.2 基本流程

3.2.1 術(shù)前輔助影像資料的獲取 術(shù)前采集患者近期頜面部影像數(shù)據(jù)，包括CT、MRI等。根據(jù)具體情況選擇不同層厚的影像學(xué)數(shù)據(jù)，一般認(rèn)為，層厚越薄，所獲得的數(shù)據(jù)越有利于導(dǎo)航指導(dǎo)效果的精確性。

3.2.2 數(shù)據(jù)的分析、手術(shù)的設(shè)計(jì)和模擬 將準(zhǔn)備用于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備的患者數(shù)據(jù)，用圖形工作站進(jìn)行可視化處理，在患者虛擬可視化三維顱頜骨CT模型上進(jìn)行模擬手術(shù)設(shè)計(jì)。對(duì)于單側(cè)的顴骨顴弓骨折和眼眶重建的患者，多采用鏡像（mirroring）技術(shù)[13]，將健側(cè)組織結(jié)構(gòu)及形態(tài)對(duì)稱(chēng)到患側(cè)，可明確患側(cè)正常的解剖結(jié)構(gòu)及輪廓，并以此為模板進(jìn)行骨折段的模擬復(fù)位，增加真實(shí)手術(shù)時(shí)的安全性和可預(yù)測(cè)性[14]。

3.2.3 術(shù)中導(dǎo)航 術(shù)中首先進(jìn)行示蹤器、手術(shù)工具、顴骨顴弓及周?chē)馄蕵?biāo)志參考點(diǎn)注冊(cè)。安裝患者示蹤器后，采用注冊(cè)手術(shù)探針在患者顏面、眶周顴骨顴弓等處進(jìn)行多點(diǎn)注冊(cè)，導(dǎo)航儀接收到位置數(shù)據(jù)并與患者影像數(shù)據(jù)融合，生成三維立體虛擬影像，導(dǎo)航系統(tǒng)自動(dòng)測(cè)算誤差范圍，若誤差可接受，則可在導(dǎo)航系統(tǒng)引導(dǎo)下進(jìn)行導(dǎo)航手術(shù)操作。

術(shù)中將顴骨顴弓骨折塊復(fù)位后，即可采用導(dǎo)航探針對(duì)骨折復(fù)位效果進(jìn)行多點(diǎn)檢測(cè)，術(shù)者可實(shí)時(shí)檢測(cè)骨折塊是否精確復(fù)位，如復(fù)位不理想，可根據(jù)導(dǎo)航結(jié)果對(duì)骨塊位置進(jìn)行調(diào)整，待精確復(fù)位后再行固定。如需重建眶壁及眶緣，術(shù)中將手術(shù)工具注冊(cè)后，即可實(shí)時(shí)觀察手術(shù)工具所在位置，避免損傷視神經(jīng)等重要解剖結(jié)構(gòu)，眶壁重建后，也可采用探針實(shí)時(shí)檢測(cè)復(fù)位效果，并予以調(diào)整。如伴有異物，可將手術(shù)工具注冊(cè)后，探查異物位置并予以取出。

3.3 操作要點(diǎn)

3.3.1 對(duì)稱(chēng)平面的確立 對(duì)顴骨顴弓骨折來(lái)說(shuō)，常需采用鏡像技術(shù)將健側(cè)鏡像至患側(cè)。在這一過(guò)程中，對(duì)稱(chēng)平面的建立是其關(guān)鍵環(huán)節(jié)，如果對(duì)稱(chēng)平面不準(zhǔn)確，治療效果則無(wú)從談起。然而，對(duì)稱(chēng)平面的確立目前尚無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。沈國(guó)芳等[15]以通過(guò)雞冠的矢狀面作為對(duì)稱(chēng)平面，但是該法對(duì)部分患者并不適用，如伴發(fā)顱腦外傷時(shí)，會(huì)導(dǎo)致雞冠解剖位置移位，或是雞冠解剖形態(tài)受損。Feng等[16]先行確定選擇雙側(cè)髁突中心點(diǎn)（A、B點(diǎn)）以及鼻尖點(diǎn)（C點(diǎn)），進(jìn)而將過(guò)A、B連線中點(diǎn)（D點(diǎn)）與線段AB垂直的平面確定為矢狀面。但是此種方法存在一定的局限性，當(dāng)患者合并有下頜骨髁突骨折，或伴有關(guān)節(jié)移位、下頜骨骨折斷端移位明顯時(shí)則不能使用。另外，臨床實(shí)踐證實(shí)雙側(cè)顴骨顴弓并非絕對(duì)的鏡像對(duì)稱(chēng)，如機(jī)械地照搬鏡像結(jié)果，治療效果并不理想。因此，筆者主張，可根據(jù)上述方法初步建立對(duì)稱(chēng)平面，在此基礎(chǔ)上，對(duì)鏡像后解剖結(jié)構(gòu)與鄰近解剖結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)據(jù)配準(zhǔn)，參考患側(cè)骨折斷端解剖標(biāo)志點(diǎn)與健側(cè)相應(yīng)的解剖標(biāo)志點(diǎn)進(jìn)行三維空間的微調(diào)，以輔助對(duì)稱(chēng)平面的最終確立，方可獲得理想的治療效果。

3.3.2 注冊(cè)（registration）注冊(cè)是指將患者的三維影像數(shù)據(jù)和患者實(shí)際解剖位置所產(chǎn)生的三維空間位置相匹配[17]。注冊(cè)技術(shù)是外科導(dǎo)航技術(shù)中的重要環(huán)節(jié)，注冊(cè)的精確度直接關(guān)系到手術(shù)導(dǎo)航的精確度。顴骨顴弓常用注冊(cè)部位為雙側(cè)顴骨顴弓及眶周區(qū)域，眼膜的使用及全麻鼻腔插管導(dǎo)致鼻外形改變等均會(huì)影響注冊(cè)的準(zhǔn)確性。為保證注冊(cè)成功，應(yīng)注意以下環(huán)節(jié)：1）避免應(yīng)用眼膜；2）對(duì)術(shù)中不需要恢復(fù)咬合關(guān)系的患者首選口腔插管，避免鼻外形改變對(duì)注冊(cè)的影響；3）安裝示蹤器時(shí)，盡量使其朝向位置傳感器，同時(shí)保證示蹤器安裝牢固，避免移位；4）在鋪巾前進(jìn)行注冊(cè)，避免鋪巾對(duì)注冊(cè)的干擾。

3.3.3 術(shù)中導(dǎo)航 導(dǎo)航技術(shù)的缺點(diǎn)之一為在單一時(shí)間只能進(jìn)行單個(gè)點(diǎn)位置的定位。因此，術(shù)中導(dǎo)航時(shí)，術(shù)者應(yīng)針對(duì)骨折塊復(fù)位或重建要求，有目的地對(duì)多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行比較，方能明確復(fù)位或重建效果，為精確復(fù)位及重建提供參考依據(jù)。

3.4 優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

術(shù)中在導(dǎo)航系統(tǒng)的引導(dǎo)下進(jìn)行顴骨顴弓骨折手術(shù)，精確復(fù)位骨折斷端，可有效地避免損傷鄰近重要的組織，同時(shí)，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)顴骨顴弓位置、突度，特別是陳舊性或復(fù)雜的顴骨顴弓骨折，術(shù)后效果更滿(mǎn)意。對(duì)合并有同側(cè)眶周骨折、缺損的患者，在提前設(shè)計(jì)好的情況下，在導(dǎo)航系統(tǒng)引導(dǎo)下植入、填充植入材料，恢復(fù)眶底高度、眶壁位置，導(dǎo)航系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)植入材料的位置及深度，避免壓迫損傷視神經(jīng)，并使用導(dǎo)航系統(tǒng)監(jiān)測(cè)術(shù)眼的眼球突出度[11]，進(jìn)而提高手術(shù)的安全性及精確性。手術(shù)導(dǎo)航的精度主要取決于定位系統(tǒng)和醫(yī)生的技術(shù)水準(zhǔn)[18]。

外科導(dǎo)航技術(shù)也有缺點(diǎn)，術(shù)中安裝參考架、手術(shù)器械注冊(cè)配準(zhǔn)均需耗費(fèi)一定的時(shí)間，導(dǎo)致手術(shù)時(shí)間延長(zhǎng)，但隨著術(shù)者經(jīng)驗(yàn)的提高以及對(duì)導(dǎo)航系統(tǒng)的熟悉，此過(guò)程可明顯縮短。此外，導(dǎo)航技術(shù)會(huì)增加患者的治療費(fèi)用，如固定參考架鈦釘?shù)馁M(fèi)用及導(dǎo)航儀使用費(fèi)等。

4 總結(jié)和展望

對(duì)顴骨顴弓骨折患者的治療，由于精確度及美容方面的要求較高，僅靠術(shù)者臨床經(jīng)驗(yàn)難以獲得理想的治療效果，而外科導(dǎo)航技術(shù)實(shí)現(xiàn)了患者影像與人體解剖結(jié)構(gòu)的實(shí)時(shí)吻合，實(shí)現(xiàn)了術(shù)中患者三維重建圖像的交互、實(shí)時(shí)應(yīng)用[19]。臨床實(shí)踐證明，外科導(dǎo)航技術(shù)可以指導(dǎo)術(shù)中骨折塊的復(fù)位及進(jìn)行顴骨三維方向位置的校準(zhǔn)，使移位骨塊得到精確復(fù)位，為獲得理想外形提供了新的技術(shù)保障。

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