數(shù)字化技術(shù)在頜骨良性腫瘤類疾病中的應(yīng)用

夏燕云， 樸松林， 呂少華， 王 巍， 李吉辰

（哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院口腔頜面外科一科，黑龍江 哈爾濱 150001）

頜骨成釉細(xì)胞瘤、頜骨角化囊性瘤等頜骨良性腫瘤是常見(jiàn)的口腔頜面部疾病，臨床上常選擇的治療方式是截骨手術(shù)。 由于口腔頜面部功能重要且解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使得截骨手術(shù)范圍的確定及解剖結(jié)構(gòu)的重建變得尤為困難[1]。 傳統(tǒng)的頜骨良性腫瘤手術(shù)方法主要基于二維圖像、 石膏模型等進(jìn)行手術(shù)設(shè)計(jì)，過(guò)多依賴外科醫(yī)生的臨床經(jīng)驗(yàn)[2]，術(shù)前難以做到精確設(shè)計(jì)，手術(shù)預(yù)見(jiàn)性及精準(zhǔn)性較差，易導(dǎo)致術(shù)后較大的咬合誤差，影響患者預(yù)后[3]。 近年來(lái)，伴隨著醫(yī)學(xué)影像技術(shù)、3D 打印技術(shù)、 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、制造技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字化技術(shù)日臻成熟，且越來(lái)越多地應(yīng)用于口腔頜面外科手術(shù)領(lǐng)域[4-5]。 通過(guò)數(shù)字化設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)術(shù)前模擬、術(shù)中導(dǎo)航輔助完成手術(shù)，從而提高手術(shù)精準(zhǔn)性。 本文主要探討數(shù)字化技術(shù)在頜骨良性腫瘤類疾病中的應(yīng)用，報(bào)告如下。

1 資料和方法

1.1 研究對(duì)象

選取2016 年1 月—2019 年10 月于哈爾濱醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院就診的頜骨良性腫瘤患者共24 例，其中，頜骨成釉細(xì)胞瘤18 例，頜骨角化囊性瘤6 例。依據(jù)手術(shù)方法分為傳統(tǒng)手術(shù)治療組（傳統(tǒng)組）和數(shù)字化設(shè)計(jì)手術(shù)治療組（數(shù)字化組），每組各12 例。所有患者均經(jīng)“頜骨部分截骨術(shù)+游離血管化腓骨移植術(shù)”治療，并完善術(shù)前、術(shù)后頜面骨三維重建CT。

1.1.1 納入標(biāo)準(zhǔn) 頜骨成釉細(xì)胞瘤：①影像學(xué)資料（曲面體層片、CBCT 等） 表現(xiàn)為典型的成釉細(xì)胞瘤改變；②術(shù)前病理結(jié)果為成釉細(xì)胞瘤；③曾行頜骨腫物刮除術(shù)并復(fù)發(fā)者。 頜骨角化囊性瘤：①影像學(xué)資料（曲面體層片、CBCT 等）表現(xiàn)為典型的多囊角化囊性瘤改變，且病變區(qū)域較大，骨質(zhì)破壞嚴(yán)重；②曾行多次頜骨腫物刮除術(shù)并復(fù)發(fā)者； ③骨質(zhì)破壞嚴(yán)重，已出現(xiàn)病理性骨折者。

1.1.2 排除標(biāo)準(zhǔn) 病變區(qū)域較小、 骨質(zhì)破壞不嚴(yán)重，且采取頜骨腫物刮除術(shù)治療后可獲得良好預(yù)后的患者。

1.2 方法

1.2.1 傳統(tǒng)組 患者于術(shù)前完善頜面骨、腓骨三維重建CT 以明確頜骨病灶范圍， 以及腓骨供骨區(qū)的骨質(zhì)條件。 依據(jù)病灶范圍和供區(qū)條件設(shè)計(jì)初步的截骨范圍。 由于部分下頜骨升支完全截骨者，術(shù)中需對(duì)腓骨移植瓣進(jìn)行塑形，術(shù)中應(yīng)根據(jù)實(shí)際頜骨截骨范圍確定最終腓骨的截骨范圍。 腓骨移植瓣就位后，根據(jù)原有下頜骨形態(tài)及移植腓骨瓣形態(tài)對(duì)重建的鈦板進(jìn)行塑形，并完成植入。

1.2.2 數(shù)字化組 患者于術(shù)前完善頜面部骨、 腓骨三維重建CT，牙列及咬合三維掃描數(shù)據(jù)，術(shù)前面部照片。 將所有影像數(shù)據(jù)導(dǎo)入三維圖像設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行分析，以明確頜骨病變范圍并確定截骨范圍（圖1），以及腓骨截骨范圍（部分下頜骨升支完全截骨者，需同時(shí)設(shè)計(jì)腓骨截骨后的塑形方案）（圖2）。 根據(jù)截骨范圍及健側(cè)下頜骨體鏡像模擬出術(shù)后重建效果（圖3）。依據(jù)預(yù)設(shè)的手術(shù)方案，應(yīng)用快速成形技術(shù)，設(shè)計(jì)并打印出術(shù)中截骨導(dǎo)板、術(shù)中咬合板、術(shù)中引導(dǎo)板及重建后的下頜骨模型， 并依據(jù)模型塑形下頜骨重建鈦板（圖4）。 術(shù)中在預(yù)設(shè)部位安放截骨導(dǎo)板，完成病變頜骨及供區(qū)腓骨的截骨。更換引導(dǎo)板，確定游離血管化腓骨瓣的就位位置， 安放術(shù)中咬合板以維持患者咬合關(guān)系，并植入預(yù)塑形的鈦板（圖5）。

圖1 術(shù)前設(shè)計(jì)的頜骨截骨范圍Figure 1 Preoperative design of osteotomy of jaw

圖3 鏡像健側(cè)骨質(zhì)模擬術(shù)后重建效果Figure 3 Reconstruction effect of mirror image contralateral bone simulation after operation

圖2 術(shù)前確定的腓骨截骨范圍及塑形設(shè)計(jì)Figure 2 Preoperative design of fibular osteotomy site and shaping

圖4 導(dǎo)板Figure 4 The guide plates

1.2.3 咬合誤差分析 全部病例均在術(shù)后1～2 周內(nèi)完善頜面骨三維重建CT，將術(shù)前、術(shù)后CT 數(shù)據(jù)導(dǎo)入Geomagic Control 三維圖像處理軟件。 建立立體坐標(biāo)系，坐標(biāo)軸正向?yàn)檎?，?fù)向?yàn)樨?fù)值。 將術(shù)前及術(shù)后CT 圖像數(shù)據(jù)重疊對(duì)比，未重合者視為差異，測(cè)量術(shù)前、術(shù)后咬合誤差，以正方向和負(fù)方向最大誤差間的距離表示（圖6），并計(jì)算咬合誤差的平均值及標(biāo)準(zhǔn)差。

圖6 術(shù)后咬合誤差分析圖Figure 6 Analysis chart of postoperative occlusal error

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

本研究所得全部數(shù)據(jù)均采用SPSS 23.0 進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。 正態(tài)分布計(jì)量資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行描述， 組間比較采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。 以P＜0.05認(rèn)為有差異統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 一般資料

本研究共納入24 例患者， 其中男性16 例，女性8 例；有吸煙史者12 例，飲酒史者10 例；傳統(tǒng)組患者平均年齡為（41.67±11.09）歲，數(shù)字化組平均年齡為（39.92±11.94）歲。 對(duì)2 組患者年齡、性別、吸煙史及飲酒史進(jìn)行均衡性比較，結(jié)果顯示差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05，表1），具有可比性。

表1 兩組患者臨床資料分析（n/%）Table 1 Analysis of clinical data of two groups of patients（n/%）

2.2 術(shù)后咬合誤差分析

24 例病例中，傳統(tǒng)組術(shù)前、術(shù)后咬合誤差最大正距離為（13.88±2.05） mm，最大負(fù)距離為（-14.96±1.36） mm；數(shù)字化組術(shù)前、術(shù)后咬合誤差最大正距離為（7.93±1.26）mm，最大負(fù)距離為（-8.88±0.91）mm。與傳統(tǒng)組相比，數(shù)字化組術(shù)前、術(shù)后咬合誤差?。≒＜0.001，表2）。

表2 兩組術(shù)后咬合誤差（mm）Table 2 Postoperative occlusal errors of the two groups（mm）

3 討論

由于頜骨成釉細(xì)胞瘤和部分頜骨角化囊性瘤等良性頜骨病變采用單純腫物刮除術(shù)治療后，預(yù)后較差，臨床上一般采用病變區(qū)截骨手術(shù)治療[6]。 然而截骨范圍的確定、修復(fù)方式的選擇及原有咬合關(guān)系的恢復(fù)，一直是此類手術(shù)的難點(diǎn)。 傳統(tǒng)外科手術(shù)中，臨床醫(yī)師往往需要花費(fèi)大量時(shí)間確定病變區(qū)頜骨及供區(qū)腓骨的截骨方案[7]。 在修復(fù)體就位后，原有的咬合關(guān)系常難以保持，對(duì)患者預(yù)后造成較大影響。

數(shù)字化外科技術(shù)可預(yù)見(jiàn)性強(qiáng)、準(zhǔn)確度高，能顯著提高頜骨病灶切除與修復(fù)瓣固定的精確性與穩(wěn)定性, 大幅度縮短手術(shù)時(shí)間，減少術(shù)中損傷，近年來(lái)越來(lái)越多地應(yīng)用到口腔頜面外科領(lǐng)域中。 三維重建CT 及CBCT 等醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的廣泛應(yīng)用最大限度地提供了手術(shù)部位的信息，術(shù)前即可獲得患者完整的立體影像[8]，結(jié)合3D 打印技術(shù)制作出三維組織模型，手術(shù)醫(yī)生可以直觀地了解手術(shù)區(qū)域[9]，精確定位病灶所在位置及浸潤(rùn)范圍。 利用三維圖像處理軟件制訂術(shù)前模擬手術(shù)方案，確定最佳切除范圍，虛擬健側(cè)鏡像輔助設(shè)計(jì)最佳修復(fù)方案，并在此基礎(chǔ)上應(yīng)用快速成形技術(shù)制作術(shù)中引導(dǎo)模型[10]，精準(zhǔn)引導(dǎo)修復(fù)體及植入物就位。 通過(guò)術(shù)后三維影像分析，可以更加直觀地對(duì)比患者術(shù)后解剖結(jié)構(gòu)變化，評(píng)估手術(shù)效果，精準(zhǔn)追蹤患者預(yù)后。

本研究顯示，相比較采用傳統(tǒng)手術(shù)方法治療的患者，應(yīng)用數(shù)字化設(shè)計(jì)進(jìn)行術(shù)前設(shè)計(jì)及術(shù)中導(dǎo)航患者術(shù)前、術(shù)后咬合關(guān)系的變化較小，預(yù)后較好。 該結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)了將數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用到頜骨良性腫瘤類疾病的診治中，具有顯著的臨床意義，值得臨床大力推廣。 但需要注意的是，即使應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行術(shù)前設(shè)計(jì)，患者術(shù)后仍會(huì)存在較小的咬合誤差。 在接下來(lái)的研究中，本課題組將會(huì)重點(diǎn)分析影響咬合誤差的因素及規(guī)避方法，進(jìn)一步提高數(shù)字化技術(shù)在口腔頜面外科領(lǐng)域中的精準(zhǔn)程度，為口腔頜面外科醫(yī)生提供參考。