術(shù)前虛擬設(shè)計(jì)在股前外側(cè)皮瓣修復(fù)口腔頜面部缺損中的應(yīng)用

王順吉，章文博，于 堯，謝曉艷，楊宏宇，彭 歆△

(1.北京大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院·口腔醫(yī)院，口腔頜面外科 國家口腔疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心 口腔數(shù)字化醫(yī)療技術(shù)和材料國家工程實(shí)驗(yàn)室 口腔數(shù)字醫(yī)學(xué)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100081； 2. 北京大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院·口腔醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科，北京 100081； 3. 北京大學(xué)深圳醫(yī)院口腔醫(yī)學(xué)中心，廣東深圳 518036)

軟組織皮瓣移植是修復(fù)口腔頜面部缺損的重要方法，股前外側(cè)皮瓣因其具有組織量豐富、血管蒂長、供區(qū)隱秘、供區(qū)并發(fā)癥少等優(yōu)點(diǎn)，已成為目前臨床應(yīng)用最多的軟組織皮瓣[1-8]。采用軟組織皮瓣修復(fù)口腔頜面部缺損實(shí)際上是對缺損容積重建的過程，皮瓣體積與缺損容積相匹配對術(shù)后修復(fù)重建的效果至關(guān)重要[9]。皮瓣體積過小，不能完全覆蓋創(chuàng)面、有效充填死腔；皮瓣體積過大，則局部組織冗余，影響功能和外形，且增加了供區(qū)創(chuàng)傷。目前，數(shù)字化技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于腓骨瓣、髂骨瓣等骨組織皮瓣的設(shè)計(jì)中，其精確性已得到大量證實(shí)[10-15],然而，軟組織皮瓣的設(shè)計(jì)主要依賴于術(shù)者的經(jīng)驗(yàn)，精確性較差，因?yàn)閮H依靠術(shù)者經(jīng)驗(yàn)，難以準(zhǔn)確預(yù)測制備的軟組織皮瓣體積。目前，國內(nèi)外尚未見關(guān)于術(shù)前應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)精確設(shè)計(jì)軟組織皮瓣的相關(guān)報(bào)道。本研究旨在提出一種應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)術(shù)前精確設(shè)計(jì)軟組織皮瓣的方法，通過比較術(shù)中實(shí)際制備的皮瓣體積和術(shù)前設(shè)計(jì)的皮瓣體積差異，驗(yàn)證這種設(shè)計(jì)方法的可行性和精確性,為臨床上進(jìn)一步開展數(shù)字化技術(shù)在軟組織皮瓣精確修復(fù)頜面部缺損中的應(yīng)用提供技術(shù)支持和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

1 資料與方法

1.1 研究對象

本研究納入2019年6—10月由北京大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院口腔頜面外科同一手術(shù)小組收治的10例口腔頜面部病變切除術(shù)后采用股前外側(cè)皮瓣修復(fù)缺損的患者。本研究開始前已經(jīng)北京大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院生物醫(yī)學(xué)倫理委員會審查批準(zhǔn)(PKUSSIRB-201945068)， 所有參與研究的患者均簽署知情同意書。

1.2 研究方法

1.2.1術(shù)前股前外側(cè)皮瓣穿支定位 穿支探測及定位由同一位放射科的高年資醫(yī)師完成。患者取仰臥位，伸直下肢，墊高需要探測穿支的一側(cè)臀部，標(biāo)記髂前上棘至髕骨外上緣的連線，并以該連線的中點(diǎn)為中心，內(nèi)外3 cm、上下10 cm范圍內(nèi)探測穿支位置。將Mindray Resona 7 s彩色多普勒超聲儀(邁瑞公司，中國)調(diào)節(jié)至最為敏感且不產(chǎn)生噪音狀態(tài)，固定其參數(shù)值，探測旋股外側(cè)動(dòng)脈降支走行情況，記錄穿支的管徑及穿出闊筋膜的位置，并進(jìn)行體表標(biāo)記。選取血管管徑較粗、血流流速較快的穿支作為目標(biāo)穿支(圖1A)。

1.2.2術(shù)前股前外側(cè)皮瓣虛擬設(shè)計(jì) 術(shù)前采用螺旋CT對患者的下肢進(jìn)行薄層掃描(層厚 1.25 mm)， 掃描范圍為髂前上棘上5 cm至髕骨下緣下5 cm。獲取DICOM格式的CT數(shù)據(jù)，將之導(dǎo)入Proplan CMF 3.0軟件，進(jìn)行下肢三維重建。參考術(shù)前彩色多普勒超聲定位的穿支位置，以穿支位置為中心，完全模擬術(shù)中的實(shí)際過程虛擬設(shè)計(jì)股前外側(cè)皮瓣，并對皮瓣體積進(jìn)行測量(圖1B、1C)。

1.2.3股前外側(cè)皮瓣制備及實(shí)際體積測量 患者取仰臥位，墊高術(shù)側(cè)臀部，嚴(yán)格按照術(shù)前設(shè)計(jì)的皮瓣長度和寬度進(jìn)行皮瓣制備。逐層切開皮瓣內(nèi)側(cè)緣皮膚、皮下組織、深筋膜，于闊筋膜與股外側(cè)肌之間分離，尋找穿支位置，并進(jìn)行體表標(biāo)記。鈍性解剖股直肌與股外側(cè)肌之間間隙，尋找旋股外側(cè)動(dòng)脈降支，向內(nèi)牽開股直肌，沿降支分離至起始部。逆行解剖穿支至起始處。切開皮瓣四周，于闊筋膜下分離皮瓣，游離血管束。術(shù)中為保護(hù)穿支，可在穿支周圍攜帶少許肌肉組織(圖1D)。測量術(shù)中穿支實(shí)際穿出位置與術(shù)前彩色多普勒超聲所定位的穿支位置的距離，以距離小于0.5 cm視為符合。股前外側(cè)皮瓣制備完成后，先于量杯中倒入一定量生理鹽水，記錄此時(shí)的刻度值V1。然后將皮瓣置入量杯中，要求生理鹽水完全淹沒除血管蒂之外的皮瓣組織，記錄此時(shí)生理鹽水所對應(yīng)刻度V2，計(jì)算股前外側(cè)皮瓣的實(shí)際體積(V2-V1)， 并記錄數(shù)值(圖1E、1F)。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

計(jì)算術(shù)前彩色多普勒超聲所定位的穿支位置與術(shù)中穿支實(shí)際穿出位置的符合率。采用SPSS 22.0軟件對術(shù)前Proplan所測得的皮瓣體積與術(shù)中采用排水法所測得的實(shí)際體積進(jìn)行配對樣本t檢驗(yàn)，P<0.05(雙側(cè))認(rèn)為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

本研究共納入10例患者，其中男性7例，女性3例，平均年齡47.1歲(9～76歲)。8例為上頜骨病變，2例為舌癌。術(shù)前均進(jìn)行活體組織檢查明確病理診斷，其中，肉瘤3例，鱗狀細(xì)胞癌3例，頜骨骨髓炎2例，腺樣囊性癌1例，成釉細(xì)胞瘤1例(表1)。

表1 10例患者的基本信息Table 1 Discription of the 10 patients

術(shù)前采用彩色多普勒超聲探測到股前外側(cè)皮瓣的穿支共15支，每例患者1-3支(平均1.5支/例)；術(shù)中實(shí)際發(fā)現(xiàn)穿支共16支，每例患者1～4支(平均1.6支/例)。其中1例患者術(shù)前探測到3支穿支，術(shù)中實(shí)際發(fā)現(xiàn)4支穿支，而另1例患者術(shù)前探測的穿支位置與術(shù)中實(shí)際穿出位置距離大于0.5 cm，總體符合率為87.5%。

制備的股前外側(cè)皮瓣的范圍為5 cm×7 cm～8 cm×15 cm。術(shù)后10例股前外側(cè)皮瓣全部成活，其中1例患者皮瓣移植術(shù)后出現(xiàn)受區(qū)手術(shù)區(qū)域積液，沖洗換藥1周后愈合，其余9例患者受區(qū)傷口均Ⅰ期愈合。全部患者的供區(qū)均直接拉攏縫合，均為Ⅰ期愈合，未見手術(shù)并發(fā)癥。術(shù)前虛擬設(shè)計(jì)的股前外側(cè)皮瓣體積與術(shù)中排水法所測的皮瓣實(shí)際體積兩者差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=0.318，P=0.758，表2)。

表2 患者術(shù)前及術(shù)中的穿支和皮瓣體積Table 2 Discription of the preoperative and intraoperative perforator and flap volume

3 討論

自1993年Koshima等[7]首次報(bào)道了應(yīng)用股前外側(cè)皮瓣修復(fù)口腔頜面部缺損以來，因其具有很多優(yōu)點(diǎn)，股前外側(cè)皮瓣已成為修復(fù)口腔頜面缺損的主要皮瓣之一，是目前臨床應(yīng)用最多的軟組織皮瓣。采用軟組織皮瓣修復(fù)口腔頜面部缺損時(shí)，皮瓣體積與缺損容積相匹配對術(shù)后修復(fù)重建的效果至關(guān)重要。皮瓣體積過大或過小，可能會導(dǎo)致術(shù)后面部外形不對稱及影響發(fā)音、吞咽等功能，從而嚴(yán)重影響患者術(shù)后的生活質(zhì)量[9; 16-18]，制備的皮瓣體積過小，不能完全覆蓋創(chuàng)面及有效充填死腔，影響術(shù)后愈合；皮瓣體積過大，則增加了供區(qū)創(chuàng)傷，甚至需要二期手術(shù)進(jìn)行修整等。

數(shù)字化技術(shù)在口腔頜面部缺損修復(fù)重建中已得到大量臨床應(yīng)用，被廣泛應(yīng)用于腓骨瓣、髂骨瓣等骨組織游離皮瓣的術(shù)前設(shè)計(jì)中，其精確性已得到證實(shí)[10-15]。Zhang等[19]對27例因上頜骨腫瘤行上頜骨切除術(shù)后同期游離腓骨瓣修復(fù)上頜骨缺損的患者進(jìn)行了研究，將其分為數(shù)字化設(shè)計(jì)組(9例)和傳統(tǒng)手術(shù)組(18例)， 數(shù)字化設(shè)計(jì)組采用數(shù)字化外科技術(shù)輔助手術(shù)，發(fā)現(xiàn)術(shù)前虛擬設(shè)計(jì)等數(shù)字化技術(shù)可以顯著提高游離腓骨瓣修復(fù)上頜骨缺損的精度，該方法具有良好的可行性和實(shí)用性，可顯著提高游離腓骨瓣功能性重建上頜骨缺損的臨床治療效果。

傳統(tǒng)方法設(shè)計(jì)軟組織皮瓣主要依賴于術(shù)者經(jīng)驗(yàn)，精確性較差。近年來，隨著數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展，術(shù)前應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)設(shè)計(jì)軟組織皮瓣也成為可能。數(shù)字化技術(shù)在術(shù)前軟組織皮瓣設(shè)計(jì)中的應(yīng)用主要包括定位皮瓣穿支位置和模擬皮瓣制備兩個(gè)方面。

研究表明[20]，術(shù)前利用數(shù)字化技術(shù)重建皮瓣供區(qū)三維圖像模型，可更加立體、直觀地顯示皮瓣穿支的走行，并可對穿支位置、管徑等進(jìn)行測量，以指導(dǎo)手術(shù)，從而減少手術(shù)盲目性，縮短手術(shù)時(shí)間，提高手術(shù)成功率等。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)[21]，術(shù)前采用CT血管造影探測股前外側(cè)皮瓣穿支位置，并制作定位導(dǎo)板，用于術(shù)中穿支定位，術(shù)前定位的穿支位置與術(shù)中實(shí)際的穿支位置差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

目前已有研究報(bào)道了術(shù)前應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)虛擬設(shè)計(jì)所需體積軟組織皮瓣的可行性及精確性。Eder等[22]對采用腹壁下深動(dòng)脈穿支皮瓣重建胸部的54例患者進(jìn)行了研究，術(shù)前采用CT血管造影探測皮瓣的穿支位置，然后將CT數(shù)據(jù)以DICOM格式導(dǎo)入Minics14.0軟件，模擬皮瓣制備，并測量皮瓣體積，術(shù)中按照術(shù)前設(shè)計(jì)制備皮瓣并測量皮瓣的實(shí)際體積，研究結(jié)果顯示，術(shù)前所測得的皮瓣體積與術(shù)中所測得的實(shí)際體積差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.44)，術(shù)前可應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)設(shè)計(jì)所需體積的軟組織皮瓣。有研究認(rèn)為[23-25]，術(shù)前虛擬設(shè)計(jì)股前外側(cè)皮瓣可用于指導(dǎo)術(shù)中皮瓣制備，且術(shù)后可獲得良好的修復(fù)重建效果。

本研究術(shù)前高頻彩色多普勒超聲定位的股前外側(cè)皮瓣穿支位置與術(shù)中穿支實(shí)際穿出位置的符合率為87.5%，與既往研究結(jié)果基本一致[26]。與傳統(tǒng)手持式多普勒超聲相比，彩色多普勒超聲檢查更準(zhǔn)確，且可提供穿支管徑、血流流速、走行等信息，可以幫助選擇管徑粗、流速快、肌肉中走行路徑短的穿支，從而減少手術(shù)盲目性，提高手術(shù)成功率。本研究中1例病例術(shù)前僅探測到3支穿支，術(shù)中實(shí)際發(fā)現(xiàn)了4支穿支；另1例病例術(shù)前彩超定位的穿支位置與術(shù)中穿支實(shí)際穿出位置的距離大于0.5 cm，視為不符合，表明彩色多普勒超聲探測股前外側(cè)皮瓣穿支仍有一定的假陽性率和假陰性率。

本研究術(shù)前Proplan軟件測得的皮瓣體積與術(shù)中排水法所測得的實(shí)際體積的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，表明術(shù)前虛擬設(shè)計(jì)股前外側(cè)可用于指導(dǎo)術(shù)中皮瓣制備，該方法具有良好的可行性和精確性。本研究將術(shù)前穿支定位與虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)相結(jié)合，將精確設(shè)計(jì)的概念引入到軟組織皮瓣的設(shè)計(jì)與制備中，術(shù)中能達(dá)到制備精確體積的股前外側(cè)皮瓣，可避免因制備的皮瓣體積過小導(dǎo)致的皮瓣難以覆蓋受區(qū)創(chuàng)面、充填死腔，或皮瓣過大導(dǎo)致的供區(qū)創(chuàng)傷增加、組織冗余等問題，提高了軟組織皮瓣修復(fù)口腔頜面部缺損的精確性，實(shí)現(xiàn)了個(gè)性化的治療目標(biāo)，提高了患者術(shù)后的生活質(zhì)量。

綜上所述，采用數(shù)字化技術(shù)對股前外側(cè)皮瓣進(jìn)行術(shù)前虛擬設(shè)計(jì)的方法具有良好的可行性和精確性，可用于指導(dǎo)術(shù)中制備股前外側(cè)皮瓣。然而，本研究也發(fā)現(xiàn)，術(shù)前虛擬設(shè)計(jì)與術(shù)中股前外側(cè)皮瓣制備可能存在偏差，后續(xù)尚需進(jìn)行更大樣本量的前瞻性研究，進(jìn)一步分析術(shù)前應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)虛擬設(shè)計(jì)股前外側(cè)皮瓣修復(fù)口腔頜面部缺損的精確性。