CAD/CAM技術(shù)在眼眶重建中的應(yīng)用研究

彭昌福，李　嬋

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·臨床報(bào)告·

CAD/CAM技術(shù)在眼眶重建中的應(yīng)用研究

彭昌福，李嬋

Citation:Peng CF, Li C. Clinical observation on application of CAD/CAM technique in orbital reconstruction.GuojiYankeZazhi(IntEyeSci) 2016;16(5):993-995

摘要

目的：研究CAD/CAM技術(shù)在眼眶整復(fù)中的應(yīng)用及臨床療效評(píng)價(jià)。

方法：選取2011-06/2015-10在我院住院并行眼眶整復(fù)的患者33例33眼，術(shù)前常規(guī)行眼眶三維CT檢查，根據(jù)患者CT三維數(shù)字信息，通過(guò)CAD/CAM技術(shù)制作三維實(shí)體頭模，術(shù)中利用三維實(shí)體頭模將修復(fù)材料塑形，修復(fù)眼眶畸形。術(shù)后隨訪3～12mo，觀察療效。

結(jié)果：通過(guò)利用CAD/CAM技術(shù)修復(fù)眼眶畸形患者33例33眼的臨床觀察，除1眼術(shù)后過(guò)矯患者要求取出植入物，其余患者術(shù)后眼眶形態(tài)良好，眶區(qū)畸形及凹陷得到矯正，有效率97%，19眼術(shù)前伴復(fù)視及眼球運(yùn)動(dòng)障礙的患者16眼術(shù)后癥狀消失或改善，有效率84%，所有患者無(wú)手術(shù)并發(fā)癥產(chǎn)生，手術(shù)效果滿意。

結(jié)論：在眼眶畸形整復(fù)中，CAD/CAM技術(shù)能夠縮短手術(shù)時(shí)間、提高手術(shù)效率、改善手術(shù)預(yù)后、降低手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。但是，實(shí)體頭模的制作需要一定的費(fèi)用，對(duì)于相對(duì)貧困的患者會(huì)產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)壓力。

關(guān)鍵詞：CAD/CAM； 眼眶重建；頭模

引用：彭昌福，李嬋.CAD/CAM技術(shù)在眼眶重建中的應(yīng)用研究.國(guó)際眼科雜志2016;16(5):993-995

0引言

眼眶畸形是指由于各種原因?qū)е碌墓切匝劭舻拇笮』蛐螒B(tài)的異常，最常見(jiàn)的原因包括外傷、腫瘤、先天畸形、后天發(fā)育及放化療等因素。眼眶畸形不僅直接導(dǎo)致面部的畸形、影響外觀，還可能導(dǎo)致相關(guān)的功能障礙，如視力下降、復(fù)視、流淚、局部感覺(jué)障礙等。由于眶內(nèi)及眼眶周圍結(jié)構(gòu)復(fù)雜，準(zhǔn)確精細(xì)的眼眶畸形的修復(fù)重建會(huì)極大改善手術(shù)的預(yù)后。

CAD/CAM(computer-aided design/computer-aided manufacturing)是指計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/計(jì)算機(jī)輔助制造[1]，它產(chǎn)生于1950年代后期發(fā)達(dá)國(guó)家的航空和軍事工業(yè)中，隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)的發(fā)展而迅速成長(zhǎng)起來(lái)。CAD/CAM技術(shù)在眼眶骨折和眼眶畸形中的應(yīng)用是指利用計(jì)算機(jī)將眼眶CT三維數(shù)字信息通過(guò)模具制造加工轉(zhuǎn)化為三維實(shí)體模型，從而個(gè)體化真實(shí)再現(xiàn)眼眶周圍骨質(zhì)的情況，再利用個(gè)體化的三維實(shí)體模型將填充材料塑形，形成高度吻合的眼眶修復(fù)體，達(dá)到最大程度的解剖復(fù)位和改善外觀及生理功能的目的，從而最大程度恢復(fù)患者的眼眶形態(tài)，改善生理功能[2]。我院于2011年開(kāi)始，將CAD/CAM技術(shù)用于眼眶重建，共實(shí)施手術(shù)33例33眼，報(bào)告如下。

1對(duì)象和方法

1.1對(duì)象選取2011-06/2015-10在我院眼科住院并利用CAD/CAM技術(shù)實(shí)施眼眶重建手術(shù)的患者33例33眼，其中男29例29眼 ，女4例4眼，年齡6～67(平均38.8)歲。眼眶畸形的原因:外傷導(dǎo)致的眼眶骨折25例25眼，19例19眼伴有復(fù)視或眼球運(yùn)動(dòng)障礙；視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤眼球摘除手術(shù)后眼眶發(fā)育畸形3例3眼；神經(jīng)纖維瘤病2例2眼；骨纖維異常增殖癥1例1眼；半側(cè)顏面萎縮1例1眼；放療后眼眶發(fā)育畸形1例1眼。對(duì)有視功能存在的患者術(shù)前詳細(xì)檢查裸眼視力、矯正視力、裂隙燈檢查及眼底檢查，眼球突出度檢查，同視機(jī)檢查。所有患者術(shù)前行眼眶螺旋CT薄層掃描及三維影像重建。

1.2方法

1.2.1手術(shù)材料及設(shè)備三維實(shí)體頭模、鈦釘、鈦板和鈦網(wǎng)(STRYKER，規(guī)格為1.7mm)，MEDPOR材料,PHILIPS 256排螺旋CT，HEINE手術(shù)放大鏡，STROZ鼻內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，NOUVAG微動(dòng)力系統(tǒng)。

1.2.2手術(shù)方法所有患者術(shù)前常規(guī)行眼眶螺旋CT薄層掃描和三維影像重建，將掃描的數(shù)字信息以DICTOM格式保存并刻盤(pán)，根據(jù)眼眶重建數(shù)字信息，利用CAD技術(shù)及鏡面反轉(zhuǎn)技術(shù)建模，再利用CAM技術(shù)鑄造實(shí)體模型。術(shù)前將實(shí)體模型消毒備用。

根據(jù)患者具體情況選擇適當(dāng)?shù)氖中g(shù)切口：眼眶發(fā)育畸形、眶下壁骨折及合并內(nèi)側(cè)壁骨折者可采用眼袋手術(shù)切口，距下瞼緣2mm切開(kāi)皮膚、眼輪匝肌，暴露瞼板，在瞼板前將眼輪匝肌與眶隔分離，向下分離至眶下緣下5～6mm，暴露骨膜，眶緣下2mm橫行切開(kāi)骨膜，沿骨膜下分離，暴露眶底，同時(shí)將嵌頓組織分離、回納至眶內(nèi)，注意保護(hù)眶下神經(jīng)血管束。處理眶內(nèi)側(cè)壁骨折時(shí)注意勿傷及下斜肌及淚囊；單純外側(cè)壁骨折可采取眉弓下緣切口；合并有顴弓骨折時(shí)可采用眉弓下弧形切口并沿外眥側(cè)水平延長(zhǎng)，同時(shí)暴露并固定顴弓，注意勿傷及面神經(jīng)：?jiǎn)渭兛魞?nèi)側(cè)壁骨折可采用淚阜結(jié)膜切口或鼻內(nèi)鏡下經(jīng)篩竇入路。剝離范圍注意勿超過(guò)篩后動(dòng)脈。充分暴露骨折范圍或畸形缺損區(qū)域，徹底止血后，選擇適當(dāng)大小的填充材料，利用術(shù)前消毒備用的實(shí)體頭模(圖1)將植入材料塑形后植入相應(yīng)區(qū)域并固定(鈦釘或耳腦膠)。術(shù)中采用良好的輔助照明(手術(shù)放大頭燈或內(nèi)窺鏡)。術(shù)后行三維CT復(fù)查，觀察眼眶重建形態(tài)及對(duì)位、對(duì)線情況(圖2，3)。術(shù)后定期隨訪3～12mo，觀察視力、眼位、眼球運(yùn)動(dòng)情況以判定手術(shù)效果。

療效判定標(biāo)準(zhǔn)：治愈：眼眶形態(tài)良好，眶區(qū)飽滿，眼球運(yùn)動(dòng)正常，復(fù)視消失；改善：眶區(qū)凹陷、眼球運(yùn)動(dòng)改善，復(fù)視減輕；無(wú)效：雙側(cè)眼球凹陷>2mm 眼球運(yùn)動(dòng)、復(fù)視無(wú)改善。

圖1實(shí)體頭模。

圖2患者1 三維CTA:術(shù)前;術(shù)后。

圖3患者2三維CTA:術(shù)前;B:術(shù)后。

2結(jié)果

通過(guò)術(shù)后眼眶三維CT復(fù)查，患者術(shù)后眼眶形態(tài)良好，符合解剖復(fù)位。通過(guò)術(shù)后3～12mo的觀察隨訪，無(wú)植入物排斥、感染、暴露、移位等不良反應(yīng)發(fā)生。所有患者，除1例術(shù)后過(guò)矯要求取出植入物，其余患者術(shù)后眼眶形態(tài)良好，眶區(qū)畸形及凹陷得到矯正，有效率97%。19眼術(shù)前伴復(fù)視或眼球運(yùn)動(dòng)障礙的患者16眼術(shù)后癥狀消失或改善，2眼無(wú)明顯改善，1眼過(guò)矯患者要求取出植入物，有效率84%。

3討論

顱頜面外傷、眼部惡性腫瘤摘除術(shù)后、先天性畸形等均可造成眶緣及眶周骨折、缺損、發(fā)育障礙或畸形，伴有眼球內(nèi)陷或復(fù)視、眼球運(yùn)動(dòng)障礙，嚴(yán)重影響視功能及顱面外形，給患者的學(xué)習(xí)、工作和生活帶來(lái)極大的痛苦和困難。眼眶重建手術(shù)是對(duì)眼眶外傷、骨折、惡性腫瘤摘除術(shù)后、眼眶發(fā)育障礙等所致眼眶畸形以及先天性眼眶畸形進(jìn)行眼眶修復(fù)重建手術(shù)，恢復(fù)眼眶的正常結(jié)構(gòu)和顱面外形，改善和恢復(fù)部分患者的視功能。

術(shù)前眼眶三維CT(水平+冠狀+矢狀+三維重建)是一項(xiàng)很重要的檢查，水平掃描可很清晰地顯示眶內(nèi)、外側(cè)壁，冠狀掃描有助于眶底和眶頂骨折的診斷，矢狀和斜面矢狀掃描是有用的補(bǔ)充；三維重建能夠立體顯示眼眶的解剖結(jié)構(gòu)，直觀立體顯示骨折和畸形缺損的形狀和大小，并測(cè)定眶容積的變化，既能定性又能定量診斷分析，為眶內(nèi)植入物的數(shù)量和體積提供重要的依據(jù)。

利用CAD/CAM技術(shù)實(shí)施眼眶重建是根據(jù)患者術(shù)前三維眼眶CT數(shù)字信息制作實(shí)體頭模。利用實(shí)體頭模，不但能夠讓手術(shù)醫(yī)生對(duì)患者眼眶畸形情況進(jìn)行直觀而準(zhǔn)確的觀察，同時(shí)能夠?yàn)槭中g(shù)醫(yī)生提供骨塊移動(dòng)的具體方向和量，從而很好地達(dá)到解剖復(fù)位的效果。同時(shí)，根據(jù)缺損的范圍，利用實(shí)體頭模塑形填充材料，可以避免直接在患者眶內(nèi)塑形而需反復(fù)多次進(jìn)出眶內(nèi)的情形，也減少了填充材料在空氣中的暴露時(shí)間，不但縮短了手術(shù)時(shí)間、提高了手術(shù)效率，也降低了術(shù)后感染的可能性。

臨床上眼眶重建涉及的材料眾多，包括自體材料[3]和異體材料。填充材料的選擇要根據(jù)患者受傷的嚴(yán)重程度、眶周受損情況、患者經(jīng)濟(jì)能力結(jié)合醫(yī)院實(shí)際來(lái)綜合考慮。本組資料主要涉及Medpor[4]和鈦金屬[5]兩種異體材料。Medpor用線形高密度聚乙烯制成，平均孔徑100μm以上，孔隙率50%，血管組織能長(zhǎng)入，易于彎曲塑形，不易造成感染，不吸收，無(wú)毒性，且易于用鈦板、鈦釘固定，甚至是直接縫合，是一種較好的修復(fù)材料，但價(jià)格較高是其主要缺點(diǎn)；鈦金屬性能穩(wěn)定，可以塑性，但價(jià)格昂貴。異體材料的植入理論上均有排斥、移位、感染、暴露等并發(fā)癥的可能性，本組資料均不同程度使用異體植入材料，部分病例甚至同時(shí)植入了義眼座[6]、Medpor、鈦釘、鈦板、鈦網(wǎng)，但通過(guò)嚴(yán)密的消毒和正確細(xì)致的手術(shù)操作，利用CAD/CAM技術(shù)，縮短了手術(shù)時(shí)間，術(shù)中術(shù)后均無(wú)并發(fā)癥產(chǎn)生。

眼眶手術(shù)操作空間狹小，血管、神經(jīng)眾多，結(jié)構(gòu)精細(xì)，手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)大，尤其是對(duì)于視功能依然存在及陳舊性眼眶骨折的患者[7]，因此要求術(shù)者有熟練的手術(shù)操作技能和解剖知識(shí)。同時(shí)，良好的手術(shù)照明(如手術(shù)放大頭燈、內(nèi)窺鏡)也非常重要。CAD/CAM技術(shù)運(yùn)用于眼眶重建，能夠縮短手術(shù)時(shí)間、提高手術(shù)效率、改善手術(shù)預(yù)后、降低手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。但是，實(shí)體頭模的制作需要一定的費(fèi)用，對(duì)于相對(duì)貧困的患者會(huì)產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)壓力。

隨著科技的發(fā)展，眼眶外科的技術(shù)和手段也再日益更新。3D打印技術(shù)的快速發(fā)展，預(yù)成型材料在眼眶重建中也逐漸得到應(yīng)用，這對(duì)術(shù)前眼眶畸形缺損的形態(tài)、范圍、容積計(jì)算提出了更高要求[8]；計(jì)算機(jī)導(dǎo)航技術(shù)的應(yīng)用[9]更加提升了眼眶手術(shù)的精度，使很多手術(shù)的禁區(qū)成為可能。隨著這些技術(shù)的推廣，眼眶手術(shù)將變得更加精確、高效。

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Clinical observation on application of CAD/CAM technique in orbital reconstruction

Chang-Fu Peng, Chan Li

Foundation item:Science and Technology Supporting Plan of Hunan Provincial Science and Technology Department (No.2014SK3136)

Department of Ophthalmology, Hunan Provincial People’s Hospital, the First Affiliated Hospital of Hunan Normal University, Changsha 410005, Hunan Province, China

Correspondence to:Chang-Fu Peng. Department of Ophthalmology, Hunan Provincial People’s Hospital, the First Affiliated Hospital of Hunan Normal University, Changsha 410005, Hunan Province, China. oculistpeng@yahoo.com

Received：2016-01-24Accepted：2016-04-13

Abstract

?AIM:To evaluate the clinical application of CAD/CAM (computer-aided design/computer-aided manufacturing) technique in orbital reconstruction.

?METHODS:Thirty-three patients (33 eyes) were included who were admitted and accepted orbital reconstructionin operation in our hospital from June 2011 and October 2015. The three-dimensional (3D) model was made by CAD/CAM technology, according to the orbital three-dimensional CT examination for each patient preoperatively, and the repairing materials were shaped under 3D entity model in operation. The patients were followed up for 3-12mo, and the orbital shape, enophthalmos, diplopia and eye movement were observed.

?RESULTS:Among the 33 cases (33 eyes), except that 1 case required to remove the implants postoperative because of overcorrection, the patients were satisfied with the orbital shape. Enophthalmos were corrected. The effective rate was 97%. Among 19 cases (19 eyes) with diplopia and eye movement disorders, symptoms in 16 cases (16 eyes) were disappeared or improved, the efficiency rate was 84%. There were no operative complications.

?CONCLUSION:The CAD/CAM technique is effective and practical in the reconstruction of orbital deformity with shorter operation time, higher efficacy, better outcomes and lower risk, and it is worth to be popularized in clinical application. But the fabrication of 3D model costs certain money which may bring economic pressures to poor patients.

KEYWORDS:?computer-aided design/computer-aided manufacturing;orbital reconstruction;head model

DOI:10.3980/j.issn.1672-5123.2016.5.55

收稿日期：2016-01-24 修回日期： 2016-04-13

通訊作者：彭昌福.oculistpeng@yahoo.com

作者簡(jiǎn)介：彭昌福，碩士研究生，副主任醫(yī)師，碩士研究生導(dǎo)師，研究方向：眼整形、眼眶病。

基金項(xiàng)目：湖南省科學(xué)技術(shù)廳科技計(jì)劃資助項(xiàng)目(No.2014SK3136)
作者單位：(410005)中國(guó)湖南省長(zhǎng)沙市，湖南省人民醫(yī)院 湖南師范大學(xué)第一附屬醫(yī)院眼科