數(shù)字化技術(shù)輔助下下頜角截骨輪廓整形手術(shù)的效果

史雨林 白石柱 田磊 商洪濤 劉彥普 楊勇 蘇忠平 陸金標(biāo) 宗春琳 甘宗學(xué) 林小臻

(1 軍事口腔醫(yī)學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，國家口腔疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心，陜西省口腔疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心，空軍軍醫(yī)大學(xué)第三附屬醫(yī)院口腔頜面外科，陜西 西安 710032； 2 軍事口腔醫(yī)學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，國家口腔疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心，陜西省口腔疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心，空軍軍醫(yī)大學(xué)第三附屬醫(yī)院口腔修復(fù)科；3 解放軍總醫(yī)院海南醫(yī)院口腔科； 4 陸軍第77集團(tuán)軍醫(yī)院口腔科)

下頜角截骨輪廓整形手術(shù)是由“一次性直線截骨術(shù)”發(fā)展演變而來[1-3]，但后來的實(shí)踐證明一次性直線截骨術(shù)容易導(dǎo)致患者出現(xiàn)第二下頜角和下頜輪廓曲線不流暢等的問題。隨后有學(xué)者分別于1989年和1995年提出下頜角弧形二次截骨術(shù)、下頜角弧形三次或四次截骨術(shù)的概念[4-6]，但手術(shù)術(shù)式又太過于復(fù)雜。1999年，歸來等[7]又提出了一次性下頜角長曲線截骨術(shù)的概念，該術(shù)式既有效避免出現(xiàn)第二下頜角又簡化了術(shù)式，使下頜骨的輪廓形態(tài)更符合東方人的主流審美觀念，開始被臨床廣泛應(yīng)用。后來有學(xué)者在下頜角長曲線截骨基礎(chǔ)上提出了通過“下頜V-line截骨成形術(shù)+下頜骨升支外板劈除術(shù)”進(jìn)行下頜骨輪廓整體重塑[8]，該術(shù)式對于下頜低角方頜的患者具有明顯的效果。

由于下頜角截骨成形手術(shù)歷史并不長，臨床醫(yī)師術(shù)前只能通過全口曲面斷層片進(jìn)行下頜角大小的測量及截骨線的設(shè)計(jì)，而且術(shù)中要在避免下牙槽神經(jīng)血管束損傷的前提下，使術(shù)后下頜角的面部輪廓曲線既柔和流暢又兩側(cè)大小協(xié)調(diào)對稱，因此去骨量的把握是手術(shù)中一個(gè)難點(diǎn)。另外該手術(shù)采用口內(nèi)切口，術(shù)區(qū)深在視野狹小，加之術(shù)中出血等因素的影響，客觀上增加了手術(shù)的難度。

隨著數(shù)字化技術(shù)在顱頜面外科領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展，以及先進(jìn)制造技術(shù)的進(jìn)步，基于顱腦CT數(shù)據(jù)的顱頜面軟硬組織三維重建及面部形態(tài)的數(shù)據(jù)測量，可以使臨床有條件實(shí)現(xiàn)對于下頜角肥大患者，根據(jù)東亞女性審美標(biāo)準(zhǔn)及顏面各結(jié)構(gòu)代償關(guān)系，進(jìn)行個(gè)性化的面部輪廓設(shè)計(jì)。利用逆向生成軟件設(shè)計(jì)及3D打印的快速成型技術(shù)，還可以設(shè)計(jì)出個(gè)性化的下頜角截骨導(dǎo)板，來保證手術(shù)設(shè)計(jì)方案在術(shù)中的精準(zhǔn)實(shí)施。本研究選取空軍軍醫(yī)大學(xué)第三附屬醫(yī)院行下頜角截骨輪廓整形的20例患者，術(shù)前均行顱腦CT掃描并三維重建，參考面部協(xié)調(diào)性及美觀的需求設(shè)計(jì)個(gè)性化截骨手術(shù)方案，根據(jù)截骨線設(shè)計(jì)改良個(gè)性化手術(shù)截骨導(dǎo)板，并于截骨導(dǎo)板引導(dǎo)下完成下頜角截骨手術(shù)。術(shù)后2周患者行顱腦CT掃描，并與虛擬手術(shù)設(shè)計(jì)對比，評估手術(shù)精度。

1 對象與方法

1.1 研究對象

選取2018年8月—2020年7月空軍軍醫(yī)大學(xué)第三附屬醫(yī)院口腔頜面外科收治的雙側(cè)下頜角肥大患者20例，其中男4例，女16例；年齡18～35歲，平均年齡24.5歲。

1.2 虛擬手術(shù)及導(dǎo)板設(shè)計(jì)

所有患者于術(shù)前均行全顱腦CT(Philips Brilliance 64排螺旋CT，Philips公司，荷蘭)掃描，掃描層厚1.25 mm；將術(shù)前全顱腦CT掃描原始數(shù)據(jù)以DICOM格式導(dǎo)入mimics 19.0軟件(Materialise公司，比利時(shí))，進(jìn)行顱頜面軟硬組織三維重建，獲得三維顱腦模型數(shù)據(jù)，并進(jìn)行下頜神經(jīng)管走形標(biāo)記，重建下頜神經(jīng)管位置形態(tài)，避免截骨線損傷下牙槽神經(jīng)(圖1)。為了進(jìn)行顱腦模型的數(shù)據(jù)分析，分別測量兩側(cè)顴弓根點(diǎn)間距、兩側(cè)下頜角點(diǎn)間距，以便于恢復(fù)和諧美觀的面部輪廓比例。

A：下頜神經(jīng)管走形標(biāo)記；B：設(shè)計(jì)手術(shù)截除下頜角；C：側(cè)面觀：重建下頜神經(jīng)管位置形態(tài)，避免截骨線損傷下牙槽神經(jīng)；D：正面觀：重建下頜神經(jīng)管位置形態(tài)，避免截骨線損傷下牙槽神經(jīng)

同時(shí)根據(jù)患者下牙槽神經(jīng)管走形位置，參考相關(guān)文獻(xiàn)[9-12]，設(shè)計(jì)下頜角截骨線：下頜牙齦緣連線與升支前緣連線交點(diǎn)做角平分線，根據(jù)患者氣質(zhì)特征在平分線上不小于25 mm位置處確定新的下頜角中心點(diǎn)。

在3-matic軟件中根據(jù)下頜角截骨線，逆向設(shè)計(jì)生成下頜角截骨導(dǎo)板，厚約2.5 mm，并以STL格式導(dǎo)出后保存?zhèn)溆谩Ｗ詈髮?dǎo)板數(shù)據(jù)輸入3-matic打印機(jī)(Stratasys公司，美國)，打印聚丙烯樹脂導(dǎo)板模型。

1.3 手術(shù)過程

患者于全麻狀態(tài)下，從上頜磨牙平面對應(yīng)的下頜升支前緣稍外側(cè)的黏膜開始，沿升支前緣和外斜線向前下至尖牙區(qū)域，逐層切開黏膜、黏膜下組織與肌肉。在骨膜下剝離咬肌附著，顯露下頜支中下份外側(cè)骨板及升支后緣，同時(shí)暴露下頜角及前方的下頜骨下緣，小心保護(hù)頦神經(jīng)。如需再行頦成形術(shù)等其他手術(shù)者，則應(yīng)將兩側(cè)切口拉通。完成下頜前庭溝黏骨膜瓣的切開與分離后，壓舌板鉤拉住口角，暴露下頜角將導(dǎo)板就位，以鈦釘固定導(dǎo)板確保截骨手術(shù)時(shí)導(dǎo)板位置精準(zhǔn)無移位。在使用來復(fù)鋸沿導(dǎo)板上緣完成長曲線截骨線標(biāo)記后，撤出導(dǎo)板，沿標(biāo)記截骨線截?cái)嘣O(shè)計(jì)好的下頜角，最后骨刀分離，取出骨塊，用電動(dòng)磨頭進(jìn)行下頜升支部分皮質(zhì)骨磨削，及下頜骨下緣輪廓修整塑形。沖洗、縫合傷口，置負(fù)壓引流管引流，完成手術(shù)。

1.4 術(shù)后評估

術(shù)后2周，所有患者再次行全顱腦CT掃描和顱頜面硬組織三維重建后，獲得術(shù)后三維顱腦模型數(shù)據(jù)。在mimics 19.0軟件中將術(shù)前術(shù)后顱腦數(shù)據(jù)進(jìn)行重疊配準(zhǔn)(圖2)，計(jì)算下頜角實(shí)際截除量與術(shù)前設(shè)計(jì)截除量的誤差。

A：左側(cè)下頜手術(shù)設(shè)計(jì)與術(shù)后實(shí)際截除下頜角后對比；B：右側(cè)下頜手術(shù)設(shè)計(jì)與術(shù)后實(shí)際截除下頜角后對比

2 結(jié) 果

所有患者均由同一位醫(yī)師主刀順利完成下頜角截骨輪廓整形手術(shù)，其中9例患者同期接受了下頜骨升支外板磨術(shù)、頦成形術(shù)及顴骨截骨內(nèi)推術(shù)等其他面部輪廓整形手術(shù)。術(shù)后面部輪廓曲線柔和流暢，兩側(cè)基本對稱，患者均對自己術(shù)后面型滿意。所有患者手術(shù)口內(nèi)創(chuàng)口均一期愈合，術(shù)中未明確損傷下頜神經(jīng)管，無感染、血腫、張口困難等并發(fā)癥。下頜角實(shí)際截除量與術(shù)前設(shè)計(jì)截除量平均誤差為0.06 mm，平均標(biāo)準(zhǔn)差誤差0.74 mm，平均誤差最小值-2.62 mm，平均誤差最大值3.60 mm。

3 討 論

3.1 目前的審美判斷標(biāo)準(zhǔn)

顏面容貌美是一個(gè)復(fù)雜的課題?？傮w上來說，滿足美學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的臉型離不開三個(gè)基本的條件——平均、對稱、和諧[13-16]。研究表明，人群中平均臉至少可獲得中等程度以上的吸引力。1879 年，實(shí)驗(yàn)心理學(xué)家GALTON[17]在研究特定人群的特有面部特征時(shí)，把多人肖像采用光學(xué)的方法投影到同一張膠片上，得出合成的人臉圖像。結(jié)果發(fā)現(xiàn)合成臉要比個(gè)體臉更美觀，由此誕生了面部美觀的“平均假說”概念。中國東方人群的面部審美同樣認(rèn)為主流的大眾臉型是復(fù)合美學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的，偏離平均臉型的面部容貌，均不具有吸引力。極具大眾審美認(rèn)同的“明星臉”正是符合這一基本的審美標(biāo)準(zhǔn)。但“平均”并不是標(biāo)準(zhǔn)，無法用數(shù)據(jù)衡量。因此“對稱”在面部容貌美學(xué)上占據(jù)絕對地位。容貌的對稱美是以中線為軸，以鼻為中心，左右對稱，如雙耳、雙眉、雙眼、左右顴骨、左右面頰等，都是對稱協(xié)調(diào)的，給人一種平衡、均勻的美感。在面部輪廓整形上，達(dá)到面型對稱也是手術(shù)的基本要求，但面部中線兩側(cè)的結(jié)構(gòu)常會(huì)有輕微不對稱，這種細(xì)微差異并不影響對美貌及魅力的評價(jià)。其實(shí)美貌人群的面部經(jīng)常存在著不對稱[18-21]。研究結(jié)果顯示，左右兩半邊臉完全對稱會(huì)使人臉看起來死板，缺乏感情，而適度的不對稱則會(huì)顯得更有吸引力[22-24]；和諧面容存在面部的不對稱性，且面中軸線偏向右側(cè)，因此面部周邊輪廓會(huì)對此作出相應(yīng)代償，結(jié)果是右側(cè)面龐體積偏大[25-27]。

面部容貌整體美絕不意味著是單個(gè)美貌的面部結(jié)構(gòu)特征的結(jié)合體。鼻子、顴骨-面中部區(qū)域和下頜骨-下頜線等結(jié)構(gòu)決定了面部的基本構(gòu)成比和形狀。這些結(jié)構(gòu)的平衡加上軟組織的分布決定了臉型的美觀與和諧。中國傳統(tǒng)審美認(rèn)為，和諧的面部美學(xué)特征包括：三停五眼、四高三低、豐字準(zhǔn)則等要素[28]。美貌人群顏面和諧還表現(xiàn)在寬度是否協(xié)調(diào)，即面中寬(雙髁狀突間距)約等于面下寬(雙側(cè)下頜角間距)的1.3倍為宜。若面下寬等于或大于面中寬均為寬度不調(diào)。

3.2 因人而異，制定個(gè)性化的手術(shù)方案

以美容為目的的面部輪廓整形已經(jīng)興起近三十年[29]，也是近幾年來美容外科最為關(guān)注的熱點(diǎn)之一，使得美容外科向縱深發(fā)展[30]。越來越多的要求改變臉型的患者通過下頜角截骨整形，獲得了柔和流暢清秀的面部輪廓。但是通過三維CT數(shù)據(jù)測量點(diǎn)線面角，按照面部長寬高比例及角度設(shè)計(jì)出來的下頜角截骨線進(jìn)行手術(shù)，得到的面部輪廓就是最優(yōu)的嗎？筆者認(rèn)為通過標(biāo)準(zhǔn)的比例關(guān)系設(shè)計(jì)手術(shù)，得到的只能是接近 “平均臉”的面部輪廓，而不是符合患者個(gè)體特點(diǎn)的最優(yōu)面型。所有患者均按照這一固定比例設(shè)計(jì)臉型，最終效果可能會(huì)“千人一面”。因此在設(shè)計(jì)手術(shù)時(shí)，應(yīng)根據(jù)患者面部不同結(jié)構(gòu)特征及其之間的代償關(guān)系，結(jié)合患者個(gè)人氣質(zhì)特征，在一定范圍內(nèi)調(diào)整手術(shù)截骨量，力爭達(dá)到最優(yōu)面型。

3.3 數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用

應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行下頜骨截骨輪廓整形手術(shù)關(guān)鍵在于手術(shù)設(shè)計(jì)，其中術(shù)前虛擬截骨量設(shè)計(jì)的主要依據(jù)是目前公認(rèn)的面部審美標(biāo)準(zhǔn)。下頜角截骨輪廓整形手術(shù)需要在口內(nèi)狹小的空間完成，由于手術(shù)截骨線位置較深，往往不容易精確控制截骨量，導(dǎo)致術(shù)中不易實(shí)現(xiàn)術(shù)前設(shè)計(jì)方案，出現(xiàn)多截或少截問題，甚至因截骨量不同，出現(xiàn)術(shù)后兩側(cè)面部輪廓不對稱的情況。而通過術(shù)前虛擬手術(shù)設(shè)計(jì)截骨，并按照截骨線位置制作截骨導(dǎo)板，可以保證精準(zhǔn)實(shí)施預(yù)計(jì)方案。另外截骨導(dǎo)板在術(shù)中需注意準(zhǔn)確就位，因?yàn)閷?dǎo)板面與骨面若不能貼合緊密就會(huì)出現(xiàn)滑動(dòng)，從而影響手術(shù)精度。可以通過在截骨導(dǎo)板增加固位釘?shù)?，利于?dǎo)板的就位與固定，從而保證手術(shù)的精準(zhǔn)實(shí)施。

本研究采用數(shù)字化技術(shù)，提前獲取患者頭顱CT三維數(shù)據(jù)，進(jìn)行面部軟硬組織形態(tài)的數(shù)據(jù)測量分析，結(jié)果顯示術(shù)前設(shè)計(jì)與術(shù)后實(shí)際誤差在臨床接受范圍內(nèi)，且術(shù)后患者面部左右對稱，美學(xué)效果好。提示通過虛擬截骨手術(shù)設(shè)計(jì)及3D打印手術(shù)截骨導(dǎo)板可以保證術(shù)中截骨的精確性。

綜上所述，數(shù)字化技術(shù)與3D打印技術(shù)的結(jié)合為下頜角截骨輪廓整形手術(shù)的準(zhǔn)確性、安全性及可預(yù)測性提供了可能，可在術(shù)前全面分析測量患者面部輪廓比例關(guān)系，結(jié)合患者個(gè)人氣質(zhì)特征可以更好地設(shè)計(jì)個(gè)性化手術(shù)方案。數(shù)字化技術(shù)在面部輪廓整形手術(shù)中的應(yīng)用，不僅能提高手術(shù)效果、保證手術(shù)精度，而且能夠明顯縮短手術(shù)時(shí)間、降低手術(shù)難度，建議臨床推廣應(yīng)用。