計算機輔助導航技術在口腔頜面外科的應用進展

王哲琨

摘? ?要：相較于傳統(tǒng)的手術方式，在手術的過程中采用計算機導航技術，能夠使手術的精度得到較大提升，完成手術所需要的時間也能夠被大大縮短?？谇活M面部是一個具有極為復雜的解剖關系的區(qū)域，并且在這個部位當中的神經(jīng)都非常重要，另外還有非常豐富的血管，所以，完成這一區(qū)域的手術是非常困難的。對計算機輔助導航技術進行應用以后，通過手術之前的規(guī)劃以及手術進行過程中的實時導航等，能夠有效避免手術中損傷一些重要組織等情況，進而使手術的準確度和精確度得到較大幅度的提升，所以，普遍應用于口腔頜面外科手術當中。首先簡述了計算機輔助導航技術的應用，然后通過和各種技術的結合，闡述其應用進展。

關鍵詞：計算機;導航;口腔頜面

在科學技術不斷發(fā)展的情況下，現(xiàn)代醫(yī)學中已經(jīng)非常普遍地采用了數(shù)字化技術，在這樣的基礎上，數(shù)字醫(yī)學這一創(chuàng)新性非常強的醫(yī)學分支學科就此衍生出來。也就是說，所謂數(shù)字醫(yī)學，就是對先進的計算機技術和數(shù)字化手段進行利用，來不斷地創(chuàng)新和探索臨床醫(yī)學。其主要內容就是在輔助原有的醫(yī)療技術的基礎上，讓醫(yī)生的診斷能夠更加準確，同時，治療方案能夠更加有效。其中，計算機輔助外科和外科領域有著非常緊密的聯(lián)系。

1? ? 計算機導航技術的應用

計算機導航技術自研發(fā)出來開始，在各個醫(yī)學領域當中都得到了非常廣泛的應用。在20多年以前，我國就開始將計算機輔助導航技術應用到治療口腔頜面外科疾病的過程中，但是，由于頜面部具有非常復雜的結構，即使到了今天，對于臨床醫(yī)生來說，要想順利完成一臺口腔頜面外科手術，依然是非常大的挑戰(zhàn)。主要有以下幾種體現(xiàn)：首先，多個小塊的諸骨組成了頜面部，并且有非常多的骨縫，這些諸骨的骨質并不十分堅固。其次，有非常豐富的神經(jīng)血管位于頜面部區(qū)域，如果在手術的過程中損壞了這些神經(jīng)，會對面部肌肉的支配造成非常直接的影響，如果損壞了血管，那么供區(qū)可能會由于缺血而面臨壞死。再次，頜面部這一區(qū)域是直接暴露在表面的，一旦發(fā)生損傷會使這一區(qū)域極易出現(xiàn)外傷。最后，可以說，在人的整體形象當中，頜面部起到了非常關鍵的作用，所以，對于醫(yī)生來說，面臨的另外一個難題就是保證術后的美觀。

通過計算機輔助導航技術的應用，手術過程中的風險能夠被大幅度降低，手術的準確性也能夠得到有效的提升。相較于傳統(tǒng)的手術方式，其具有的優(yōu)勢是非常突出的。第一，手術過程中觀察圖像是通過三維的形式呈現(xiàn)出來的;第二，在采用傳統(tǒng)方式進行頜面外科手術的過程中，主要根據(jù)醫(yī)生過往的經(jīng)驗來完成手術，但是對此技術進行利用之后，對于手術醫(yī)生的要求大大放寬。特別是在圖像引導技術不斷發(fā)展的過程中，外科醫(yī)生在進行手術時，能夠對術前的設計方案進行實時的跟蹤，大大降低了手術過程中出現(xiàn)事故的可能性。同時，通過對計算機輔助導航技術的利用，醫(yī)生能夠實時跟蹤整個手術的過程，手術的準確性大大提高，手術的時間也被極大地壓縮，進而手術的整體效率得到較大提高。另外，利用可視化操作軟件，在手術之前將不同的手術方案設計出來，從中選擇一個最為適合的手術方案，這樣手術的效果能夠更加理想。

目前，在口腔頜面外科手術當中，已經(jīng)普遍應用了計算機輔助導航技術。總而言之，在口腔頜面部區(qū)域進行手術存在非常大的難度，并且有著極高的風險，通過對計算機導航輔助技術的利用，能夠對手術操作的位置和方向進行正確的引導，對手術過程中可能出現(xiàn)的損傷周圍血管神經(jīng)等組織的情況進行有效的預防，有效規(guī)避風險，大大提升手術的成功率。

在計算機導航輔助技術不斷發(fā)展的情況下，口腔頜面外科手術的術前設計已經(jīng)越來越完善，并且術中導航的經(jīng)驗也越來越豐富。但是，由于一些軟組織有機構性漂移的情況出現(xiàn)，在一定程度上制約了導航系統(tǒng)在軟組織當中的應用。另外，相比較于上頜骨來說，下頜骨是具有可移動性的，這就造成導航在下頜骨區(qū)域應用時也會出現(xiàn)一定的阻礙。所以，更多的學者們?yōu)榱俗尶谇活M面外科中計算機導航輔助技術的應用價值得到進一步的提升，并且在臨床過程中能夠更加便利地對其進行應用，計算機導航輔助技術的研究有了一些新的進展[1]。

2? ? 與超聲結合的技術

目前，計算機導航輔助技術主要是在術前計算機體層攝影術的基礎上采集數(shù)據(jù)，并且在導航軟件中導入數(shù)據(jù)，同時，在手術之前完成手術設計的環(huán)節(jié)，這樣在手術的過程中就能夠遵循設計好的內容，通過這種方式，手術中的風險會被大大降低，手術的精確性也會因此得到提升。但是對于頜面部的軟組織來說，在手術的過程中非常容易出現(xiàn)形變的情況，以致產生影像漂移的現(xiàn)象，進而導致在手術的過程中無法對病灶和軟組織的形變進行實時的測量，在這樣的情況下，就容易出現(xiàn)較大的導航定位誤差，在軟組織手術當中對計算機導航輔助技術的應用形成了極大的制約。在多模態(tài)融合定位系統(tǒng)不斷發(fā)展的情況下，能夠在一個屏幕中將多種模態(tài)的圖像顯示出來，從理論的角度出發(fā)，診斷的準確性得到極大提升，但是要想完成這項工作，對于定位、更新等多個技術對應設備的精確配合操作會產生非常大的依賴性，但是設備本身會有一定的不完善之處，那么在實際操作過程中就可能會出現(xiàn)一些誤差。針對上述提到的問題，學者們對圖像融合算法不斷進行深入的探究，實現(xiàn)了在光學定位的基礎上建立顱頜面超聲和電子計算機斷層掃描（Computed Tomography，CT）圖像融合的技術方法，并且已經(jīng)在臨床當中得到了初步的應用。這對頜面部軟組織手術的導航起到了極大的推動作用，將更加準確的定位信息提供給軟組織外傷和腫瘤等疾病的治療，但是需要將以下問題有效解決之后才能夠更好地進行應用，例如，如何在最短的時間將超聲圖像轉化為三維圖像等。

3? ? 與頜板結合的技術

大多數(shù)計算機導航輔助系統(tǒng)在設計之初都是服務于神經(jīng)外科的，但是神經(jīng)外科的手術和口腔頜面外科手術之間的區(qū)別非常巨大，所以，需要非常小心地在口腔頜面外科手術中應用導航輔助系統(tǒng)。相較于神經(jīng)系統(tǒng)和上頜骨，下頜骨周圍的關節(jié)以及神經(jīng)等都連接著上頜骨，其活動是不被限制的。因此，在手術的過程中，下頜骨發(fā)生移動的情況下可能會改變手術的定位，對這個區(qū)域手術的準確性會造成一定的影響。為了使手術的準確性得到更好的保障，在完成術前檢查之后，下頜骨需要一直維持在同一個狀態(tài)當中。但是，由于下頜骨本身的特點和手術過程中進行的一些操作，很難讓下頜骨一直維持在同一狀態(tài)。針對這一問題，有學者提出可以采用下頜骨參考架來解決，使用這種方法之后，就能夠隨意地移動下頜骨，大多會對醫(yī)生的手術視野和操作造成一定的影響。如果利用光導航技術，手術過程中流出的血液以及唾液等會污染參考架上的熒光小球，導航的準確性和實時性都會受到極大的影響。這樣一來，就可以對計算機導航輔助技術進行利用，在手術的過程中采用頜間導板，能夠有效避免下頜骨參考架對于手術區(qū)域產生的干擾，并且也能夠讓下頜骨維持在術前檢查時的狀態(tài)不變，手術的準確性和安全性都能夠提到較大提升。

4? ? 與3D打印結合的技術

由于顱頜面部的解剖關系是非常復雜的，有很多重要組織和血管在這個區(qū)域當中穿梭而過，并且該區(qū)域位于表面，對美觀性的要求也非常嚴格。對于每一個口腔頜面的外科醫(yī)生來說，在操作每一個頜面外科手術時所面臨的挑戰(zhàn)都是非常嚴峻的。在為一些患有骨髓炎、良惡性腫瘤以及外傷而造成的階段性下頜骨切除時，在完成基礎的手術之后需要重建患者的下頜骨，這個位置上的手術難度通常都非常大。但是在影像學檢查技術不斷發(fā)展的情況下，采用CT技術，能夠對患者每一個區(qū)域的解剖結構都進行非常詳細并且十分清晰的觀察，但是，通過CT技術雖然能夠采用三維的方式來對其進行測量，不足的一點就是依然會以二維的形式來顯示圖片，真正意義上的三維觀察目前還沒有實現(xiàn)。另外，對CT拍攝技術進行利用，能夠向第三方軟件導入醫(yī)學數(shù)字成像和通信（Digital Imaging and Communications in Medicine，DICOM）數(shù)據(jù)，在虛擬的條件下模擬外科手術，還可以利用虛擬的圖像將解剖模型制作出來，這樣手術區(qū)域的三維觀察就能夠真正得以實現(xiàn)[2]。

5? ? 磁導航技術的應用

目前，計算機導航輔助技術采用的主要技術還是光學跟蹤，雖然使用了此種技術之后能夠讓手術的準確度得到較大的提升，并且將可能發(fā)生風險的概率降低，手術的時間也能夠得到壓縮，但是光線追蹤無法有效控制的問題依然存在。有學者利用頭顱模型來模仿口腔頜面的外科手術，驗證在頭顱模型中應用磁導航系統(tǒng)的精確度和準確度。后來，又在尸體模型上再次驗證了在口腔頜面外科手術中應用磁導航的準確性。

最近幾年，在臨床當中已經(jīng)慢慢開始采用磁導航系統(tǒng)。例如患者如果需要做正頜手術，特別是雙頜手術，在將患者上頜骨Le Fort Ⅰ型劈開之后完成移位，這樣一來就無法保證下頜骨移動的準確性。出現(xiàn)這種情況的原因是，在光學跟蹤導航、配準以及定位的過程中都是對上頜骨的位置進行利用，一旦移動了上頜骨的位置，那么就必須恢復上頜骨本來的位置，這樣下頜骨移動的準確性才能夠得到驗證和保證。

正頜手術是一種非常特殊的手術類型，因此，專家學者們基于磁場工作的原理，專門設計出了一種導航系統(tǒng)。相較于傳統(tǒng)的導航系統(tǒng)，這種導航系統(tǒng)稍微改變了一下軟件模塊，對上頜骨進行利用，將手術之前的配準和定位的工作完成之后，就能夠移動上頜骨，并且能夠精準地驗證其準確性。接下來，上頜骨截骨移動的配準和移動工作會同時進行。在臨床中已經(jīng)驗證了此種操作方式，正是在開發(fā)和應用了磁導航系統(tǒng)的情況下，此項功能才得以實現(xiàn)。在口腔頜面外科手術當中，正頜手術占據(jù)的地位是非常關鍵的，相較于普通患者，正頜手術的患者對于美容方面有著非常嚴格的要求，尤其重視手術的準確性。

6? ? 結語

通過將計算機導航技術和各種技術結合在一起，在口腔頜面外科應用的過程中，這些計算機導航輔助技術對手術的適應癥進行了極大的拓展，同時，手術的精確性也得到了非常大的提升，手術能夠更加方便地完成，保證了頜面外科手術的質量和效率。

[參考文獻]

[1]孫國文.計算機導航技術在臨近顱底腫瘤病變手術中的應用[J].口腔醫(yī)學研究，2018（4）：419-423.

[2]葉蘭峰.外科導航技術在顴骨顴弓骨折治療中的應用[J].華西口腔醫(yī)學雜志，2015（33）：322-325.