數(shù)字化導(dǎo)板和三維模型在兒童髁狀突骨折重建中的應(yīng)用

陳春艷，張力，鮑海宏，董志偉

（1.沈陽軍區(qū)總醫(yī)院口腔頜面外科，沈陽 110016；2.遼寧醫(yī)學(xué)院沈陽軍區(qū)總醫(yī)院研究生培養(yǎng)基地，沈陽 110016）

·短篇論著·

數(shù)字化導(dǎo)板和三維模型在兒童髁狀突骨折重建中的應(yīng)用

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

陳春艷1，2，張力1，鮑海宏1，董志偉1

（1.沈陽軍區(qū)總醫(yī)院口腔頜面外科，沈陽 110016；2.遼寧醫(yī)學(xué)院沈陽軍區(qū)總醫(yī)院研究生培養(yǎng)基地，沈陽 110016）

探討和總結(jié)數(shù)字化導(dǎo)板和三維模型在兒童髁狀突骨折重建中的應(yīng)用價(jià)值及療效。在兒童髁狀突骨折重建中應(yīng)用數(shù)字化導(dǎo)板和三維模型，可以使骨折復(fù)位精確，顯著縮短手術(shù)操作時(shí)間，減少傳統(tǒng)手術(shù)創(chuàng)傷，具有較高的臨床應(yīng)用價(jià)值。

數(shù)字化導(dǎo)板；三維模型；兒童髁狀突骨折；重建

兒童頜面骨折常發(fā)生于下頜骨，髁狀突骨折比較常見，占下頜骨骨折的28%～62%。兒童髁狀突是下頜骨發(fā)育的中心之一，所以兒童髁狀突骨折的治療一直受到國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。有的學(xué)者主張保守治療，但有文獻(xiàn)報(bào)道兒童髁狀突骨折保守治療出現(xiàn)較多并發(fā)癥，考慮可以擴(kuò)大兒童患者手術(shù)適應(yīng)證［1］。隨著數(shù)字化技術(shù)在醫(yī)學(xué)中的廣泛應(yīng)用，筆者將其用于兒童髁狀突骨折復(fù)位固定中，通過3D打印技術(shù)打印出三維模型及實(shí)體導(dǎo)板，進(jìn)行術(shù)前模擬和術(shù)中引導(dǎo)髁狀突骨折復(fù)位固定，獲得了較好的臨床效果。

1 材料與方法

1.1 臨床材料

收集在沈陽軍區(qū)總醫(yī)院口腔頜面外科應(yīng)用數(shù)字化導(dǎo)板和三維模型重建的兒童單側(cè)髁狀突骨折4例。其中男3例，女1例，年齡9～11歲，平均10.4歲，均為單側(cè)髁狀突骨折，出現(xiàn)張口受限和咬合錯(cuò)亂等癥狀。受傷原因：摔傷，運(yùn)動(dòng)時(shí)受傷。

1.2 術(shù)前導(dǎo)板和三維模型的制備

對(duì)所有病例行CT掃描（64層寶石能譜Discovery750HD，美國GE公司），層厚0.625 mm，獲取DICOM數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入軟件，進(jìn)行三維重建。分離、移動(dòng)骨折斷端，模擬骨折復(fù)位，再將STL格式的文件導(dǎo)入Geomagic軟件進(jìn)行處理，獲得鏡像前后的圖像數(shù)據(jù)，通過3D打印機(jī)分別打出鏡像前后的下頜骨模型。根據(jù)手術(shù)設(shè)計(jì)，通過計(jì)算機(jī)在3D虛擬頭顱模型上設(shè)計(jì)定位導(dǎo)板（圖1），并通過3D打印機(jī)打印出實(shí)體導(dǎo)板。

1.3 術(shù)前在實(shí)體模型上進(jìn)行手術(shù)模擬

將打印出的定位導(dǎo)板按預(yù)先位置放于鏡像后的下頜骨模型上，將克氏針沿著導(dǎo)板預(yù)留孔道釘入（圖2），預(yù)估術(shù)中可能出現(xiàn)的問題。

1.4 手術(shù)方法

鼻腔插管全麻成功后，在下頜角處設(shè)計(jì)弧形切口，切開皮膚、皮下組織及頸闊肌，保護(hù)面神經(jīng)的下頜緣支，于下頜角處切開骨膜至骨面，骨膜剝離子沿升支向上分離，顯露髁狀突頸部骨折線，將髁狀突斷端復(fù)位后，調(diào)整咬合關(guān)系，于下頜角處放置術(shù)前預(yù)制的數(shù)字化定位導(dǎo)板，將克氏針沿導(dǎo)板預(yù)留就位道與下頜骨下緣處將下頜升支與髁狀突固定（圖2）。

1.5 評(píng)價(jià)方法

記錄術(shù)中克氏針準(zhǔn)確植入下頜骨髁狀突的時(shí)間（min），術(shù)后6個(gè)月最大開口度（cm），比較術(shù)后6個(gè)月健、患側(cè)髁狀突的最大前后徑（mm）和最大內(nèi)外徑（mm），觀察患兒的面部外形、咬合關(guān)系、張口偏斜程度。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

使用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件，對(duì)健、患側(cè)髁狀突最大內(nèi)外徑和最大前后徑采用配對(duì)t檢驗(yàn)進(jìn)行比較，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

圖1 導(dǎo)板的設(shè)計(jì)

圖2 術(shù)前模擬及術(shù)中操作

2 結(jié)果

術(shù)中克氏針準(zhǔn)確植入下頜骨髁狀突的時(shí)間僅為（1.20±0.10）min，與傳統(tǒng)手術(shù)相比，明顯縮短了手術(shù)時(shí)間，而且較精確。術(shù)前患兒的張口度為（1.59± 0.24）cm，術(shù)后6個(gè)月對(duì)4例患兒復(fù)查，4個(gè)患兒面型均基本對(duì)稱，咬合關(guān)系良好，張口度為（3.43±0.18） cm，患兒張口受限得到改善（圖3、4）。CT復(fù)查，骨折愈合良好，將CT數(shù)據(jù)導(dǎo)入Mimics15.0軟件進(jìn)行多層次測(cè)量健、患側(cè)髁狀突最大內(nèi)外徑和前后徑。健側(cè)最大內(nèi)外徑值為（13.24±0.28）mm，患側(cè)最大內(nèi)外徑值為（13.78±0.36）mm；健側(cè)最大前后徑平均值為9.31 mm，患側(cè)最大前后徑平均值為9.76 mm；健、患側(cè)髁狀突最大內(nèi)外徑和最大前后徑比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.01）。說明健、患側(cè)髁狀突無明顯差異，患側(cè)髁狀突術(shù)后恢復(fù)較好。

圖3 術(shù)前影像及張口度

圖4 術(shù)后影像及張口度

3 討論

兒童頜面部骨折中，髁狀突骨折占有較高的比例。兒童髁狀突骨折可以簡單分為3類：髁狀突骨折（亦稱囊內(nèi)骨折）、髁狀突頸骨折、髁狀突下骨折，后兩者又稱為囊外骨折。兒童髁狀突是下頜骨發(fā)育的中心之一，對(duì)于兒童的髁狀突骨折，多數(shù)學(xué)者主張采取保守治療可獲得較滿意的遠(yuǎn)期療效［2～4］，但上述結(jié)論為僅對(duì)骨折移位不明顯的病例進(jìn)行研究得出來的結(jié)論。Deleyiannis等［5］對(duì)6例兒童髁狀突頸和髁狀突下脫位手術(shù)治療后進(jìn)行平均5年以上的隨訪，發(fā)現(xiàn)下頜骨并未出現(xiàn)生長障礙，并認(rèn)為手術(shù)復(fù)位能夠恢復(fù)髁狀突的位置和下頜升支的高度，重建下頜骨的連續(xù)性，有利于骨折早期愈合。還有研究表明，髁狀突骨折非手術(shù)治療后，移位的髁狀突并不能得到真正的復(fù)位，其錯(cuò)位仍然存在，手術(shù)治療可以恢復(fù)正確的解剖關(guān)系。有研究［6］表明，手術(shù)治療后髁狀突重建情況優(yōu)于保守治療。對(duì)于髁狀突頸及髁狀突頸以下明顯移位及脫位的骨折，張益等［7］建議采取手術(shù)治療，恢復(fù)髁狀突的解剖位置。

目前兒童髁狀突骨折手術(shù)治療的方法主要有微型鈦板鈦釘固定法、拉力螺釘固定法、克氏針復(fù)位骨折塊、髁狀突摘除及關(guān)節(jié)成形術(shù)。用微型鈦板鈦釘固定兒童髁狀突骨折，術(shù)中容易造成關(guān)節(jié)囊的損傷，術(shù)后易出現(xiàn)髁狀突骨吸收，影響兒童下頜骨發(fā)育。另外，兒童髁狀突皮質(zhì)骨較薄，微型鈦釘通常很難得到穩(wěn)定的固定，易發(fā)生鈦釘脫落的現(xiàn)象。兒童髁狀突骨質(zhì)較為疏松，如果術(shù)中力量控制不當(dāng)，髁狀突頭甚至可被器械夾持粉碎，使用拉力螺釘如果方向和力量不當(dāng)，容易造成髁狀突粉碎現(xiàn)象。上述2種手術(shù)方法均需采用耳屏前手術(shù)切口，術(shù)中容易損傷面神經(jīng)，造成面部畸形，面部留有疤痕，影響兒童身心發(fā)育。髁狀突摘除及關(guān)節(jié)成形術(shù)破壞髁狀突的正常解剖結(jié)構(gòu)。相比于上述的手術(shù)方法，克氏針復(fù)位固定兒童髁狀突骨折塊具有明顯的優(yōu)勢(shì)：創(chuàng)傷小，簡便，術(shù)后容易取出。

但是傳統(tǒng)克氏針復(fù)位固定法也有不足之處：在傳統(tǒng)手術(shù)中，克氏針復(fù)位固定髁狀突骨折的關(guān)鍵點(diǎn)在于進(jìn)針時(shí)要掌握好方向，防止中途穿透皮質(zhì)骨而達(dá)不到固定的目的，自下頜角向上垂直進(jìn)針，進(jìn)針長度較大，方向角度把握較困難，容易出現(xiàn)側(cè)穿，損傷鄰近血管。與成人相比，兒童髁狀突頸較細(xì)，髁狀突皮質(zhì)骨比較薄弱，髓腔較?。?］，克氏針更容易出現(xiàn)側(cè)穿，不能達(dá)到準(zhǔn)確的固定。本研究設(shè)計(jì)并應(yīng)用數(shù)字化定位導(dǎo)板術(shù)中引導(dǎo)克氏針復(fù)位固定髁狀突骨折斷端，成功解決了上述問題，確保了克氏針復(fù)位固定的精確性。

髁狀突骨折一般位置隱蔽，周圍結(jié)構(gòu)較多，術(shù)前必須明確骨折線類型，走形，骨折段移位的方向、重疊、成角等［9］。筆者將患者術(shù)前CT數(shù)據(jù)導(dǎo)入Materialise3-matic，該軟件可以在三維方向上真實(shí)再現(xiàn)髁狀突及骨折段的解剖形態(tài)，精確顯示骨折類型及骨折段與髁狀突的位置關(guān)系。在該軟件中可以將髁狀突骨折段進(jìn)行分離、移位，模擬斷端復(fù)位，在模擬復(fù)位完成的圖像上測(cè)量術(shù)中克氏針釘入的長度以及進(jìn)針方向，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)定位導(dǎo)板，為手術(shù)過程提供準(zhǔn)確依據(jù)，確保了手術(shù)的精準(zhǔn)性，具有一定的臨床應(yīng)用前景。

本研究中，術(shù)前通過3D打印技術(shù)［10］打印出三維下頜骨模型和實(shí)體導(dǎo)板，進(jìn)行術(shù)前實(shí)體模擬。通過術(shù)前實(shí)體模擬，可以預(yù)估手術(shù)中可能出現(xiàn)的問題，事先采取預(yù)防措施。另外，術(shù)前的實(shí)體模擬進(jìn)一步驗(yàn)證了軟件設(shè)計(jì)的精確性。三維模型的模擬展示還可以形象地向患者及家屬解釋該方法的優(yōu)越性，減輕他們的心理負(fù)擔(dān)，提高他們的信心。

在手術(shù)過程中骨折復(fù)位后，筆者將數(shù)字化定位導(dǎo)板放置于下頜角處，將克氏針沿定位導(dǎo)板預(yù)留孔道，按照術(shù)前模擬，直接、快速、準(zhǔn)確釘入下頜骨髁狀突部，使骨折斷端固定，該過程平均用時(shí)1.20 min，與傳統(tǒng)手術(shù)相比，大大縮短了手術(shù)時(shí)間，降低了手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，減小了手術(shù)創(chuàng)傷。

筆者認(rèn)為數(shù)字化導(dǎo)板和三維模型在兒童髁狀突骨折手術(shù)治療中的應(yīng)用，可以使手術(shù)復(fù)位固定更加精準(zhǔn)、簡便、可靠，大大縮短了手術(shù)時(shí)間，進(jìn)一步減小手術(shù)創(chuàng)傷，取得了良好的效果。隨著數(shù)字化外科技術(shù)在口腔頜面外科中的發(fā)展應(yīng)用，這種方法不僅可以應(yīng)用于兒童，還適用于成人髁狀突骨折，具有較好的臨床應(yīng)用前景，值得在臨床上推廣和應(yīng)用。

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（編輯 陳 姜）

R782.05

B

0258-4646（2016）02-0171-04

10.12007/j.issn.0258-4646.2016.02.019

遼寧省科技攻關(guān)項(xiàng)目（2012225019）

陳春艷（1987-），女，醫(yī)師，碩士研究生.

張力，E-mail：zhangli_024@163.com

2015-07-22

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