計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)聯(lián)合3D打印技術(shù)一期個(gè)體化修復(fù)重建腫瘤性下頜骨硬軟組織復(fù)合式缺損2例*

李騰，李超，蔡永聰，周雨秋，姜健，寧玉東，稅春燕，孫榮昊，汪旭，何天琪，陳孝磊，劉薇，張玉瑤

610041 成都, 四川省腫瘤醫(yī)院·研究所，四川省癌癥防治中心，電子科技大學(xué)醫(yī)學(xué)院 頭頸腫瘤外科(李騰、李超、蔡永聰、周雨秋、姜健、寧玉東、稅春燕、孫榮昊、汪旭、何天琪、陳孝磊、劉薇、張玉瑤)；563000 貴州 遵義, 遵義醫(yī)科大學(xué) 口腔醫(yī)學(xué)院(李騰)；610041 成都，成都醫(yī)學(xué)院 臨床醫(yī)學(xué)系(汪旭、何天琪、劉薇、張玉瑤)；646000 四川 瀘州，西南醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院 耳鼻咽喉頭頸外科(陳孝磊)

下頜骨位于面部下三分之一，是頜面部骨中唯一能活動(dòng)的骨及顏面部外形的主要支撐結(jié)構(gòu)。下頜骨髁突與顳骨關(guān)節(jié)窩及關(guān)節(jié)結(jié)節(jié)共同參與構(gòu)成的顳下頜關(guān)節(jié)支持咀嚼、吞咽、言語(yǔ)等功能活動(dòng)。手術(shù)切除累及下頜骨的病變必定會(huì)對(duì)患者的口腔功能及容貌產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因此，實(shí)現(xiàn)下頜骨缺損精準(zhǔn)個(gè)體化修復(fù)重建成為頭頸外科醫(yī)生所熱衷的課題。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(computer-aided design,CAD)/計(jì)算機(jī)輔助制作(computer-aided manufacture，CAM)及3D打印技術(shù)憑借其虛擬手術(shù)及模型外科等為精準(zhǔn)個(gè)體化的修復(fù)重建提供了有力保障，本團(tuán)隊(duì)近年來利用CAD/CAM及3D打印技術(shù)在頭頸外科缺損修復(fù)重建工作中做了大量的臨床探討[1]，并成功報(bào)道了利用該技術(shù)結(jié)合雙游離組織成功修復(fù)不同空間方位下頜骨及口頰硬軟組織復(fù)合式缺損的案例[2]?，F(xiàn)報(bào)道近期兩例經(jīng)典的將CAD/CAM及3D打印技術(shù)技術(shù)結(jié)合游離皮瓣應(yīng)用于口腔惡性腫瘤手術(shù)導(dǎo)致的下頜骨及鄰近軟組織硬軟組織缺損的個(gè)體化修復(fù)重建。通過術(shù)前的精準(zhǔn)個(gè)體化計(jì)算機(jī)虛擬外科及3D打印模型外科，患者均獲得了滿意的修復(fù)效果，現(xiàn)將診療及設(shè)計(jì)流程及手術(shù)經(jīng)過報(bào)道如下。

1 病例資料

病例1，女，64歲，以“右下牙齦高分化鱗癌術(shù)后放化療后4年余”收治入院。入院查體：牙齦癌術(shù)后，右側(cè)頜下腺及右側(cè)下頜骨部分術(shù)后缺如，術(shù)區(qū)皮膚可見手術(shù)疤痕，口腔內(nèi)原皮瓣顏色較紅，彈性好，原來皮瓣后份磨牙后區(qū)見菜花樣新生物。余頸部未捫及明顯腫塊及淋巴結(jié)腫大(圖1A)。復(fù)查增強(qiáng)CT提示：1.牙齦癌術(shù)后，術(shù)區(qū)后份軟組織稍增厚、強(qiáng)化，較前明顯，待排腫瘤復(fù)發(fā)(圖1B)。病理活檢提示(右磨牙后區(qū)腫物)：查見異型增生鱗狀上皮，支持為鱗狀細(xì)胞癌復(fù)發(fā)。利用患者術(shù)前復(fù)查的CT數(shù)據(jù)3D打印出模型，術(shù)前通過計(jì)算機(jī)CAD/CAM技術(shù)模擬手術(shù)，并在電腦上模擬手術(shù)截骨及取瓣及修復(fù)設(shè)計(jì)，進(jìn)行虛擬外科并確定最終手術(shù)方案，設(shè)計(jì)下頜骨截骨線(圖2)；利用CAD/CAM技術(shù)獲得患側(cè)下頜骨三維重建數(shù)據(jù)，通過3D打印技術(shù)快速成型，制作出等比例三維立體模型與截骨導(dǎo)板，并在3D打印磨具上進(jìn)行模型外科，通過打印一比一磨具提前術(shù)前彎制形狀及角度適宜的個(gè)性化鈦板。經(jīng)過多學(xué)科綜合討論、評(píng)估后，排除手術(shù)禁忌于2021年 5月12日行全麻下“右下頜骨腫瘤惡性擴(kuò)大切除術(shù)+下頜骨部分切除術(shù)+左側(cè)腓骨肌皮瓣移植修復(fù)術(shù)+下頜骨重建+鈦板內(nèi)固定+氣管切開術(shù)”(圖3A)。運(yùn)用預(yù)先制備的鈦板對(duì)病變下頜骨進(jìn)行預(yù)打孔定位，保持了正常的咬合關(guān)系，同時(shí)用3D打印的個(gè)性化截骨導(dǎo)板為標(biāo)準(zhǔn)，按照術(shù)前虛擬手術(shù)設(shè)計(jì)方案精確切除受侵下頜骨。同期切取血管化的腓骨肌皮瓣并在打印的截骨導(dǎo)板上進(jìn)行按照缺損預(yù)制的個(gè)性化截骨塑形。塑形后置于下頜骨缺損處，達(dá)到精準(zhǔn)重建，將腓動(dòng)靜脈與受區(qū)動(dòng)靜脈進(jìn)行顯微血管吻合術(shù)。利用術(shù)前預(yù)先彎制的鈦板將剩余下頜骨與腓骨瓣固定修復(fù)下頜骨缺損并對(duì)位固定(圖3B,C)， 腓骨攜帶穿支皮瓣修復(fù)口腔軟組織缺損。術(shù)后患者隨訪，CT三維重建顯示受區(qū)腓骨就位良好，缺損精準(zhǔn)修復(fù)，患者咬合功能關(guān)系恢復(fù)良好(圖4)。

圖1 患者二次手術(shù)前復(fù)診情況及影像學(xué)檢查所見

圖2 CAD技術(shù)模擬下頜骨、腓骨的截骨及修復(fù)方案

圖3 CAD/CAM聯(lián)合3D打印輔助下游離腓骨肌皮瓣修復(fù)下頜骨缺損術(shù)中所見

圖4 術(shù)后復(fù)查CT掃描三維重建

病例2，女，36歲，2021年3月2日因“9個(gè)月前“潔牙”時(shí)發(fā)現(xiàn)右側(cè)下頜后牙松動(dòng)”于當(dāng)?shù)鼐驮\，行“頜骨腫塊活檢術(shù)”，術(shù)后病理示：右側(cè)下頜骨淋巴組織增生性病變。為求進(jìn)一步診治就診于我院，入院查體：右側(cè)下頜區(qū)稍腫脹，開口型正常，伸舌無偏斜。右下尖牙、第一前磨牙、第一磨牙、第二磨牙缺如，內(nèi)可見白色假體，剩余牙齒無松動(dòng)。頸部未觸及腫大淋巴結(jié)。病理免疫組化結(jié)果示：尤文肉瘤。利用CAD/CAM技術(shù)獲得患者下頜骨三維重建數(shù)據(jù)，術(shù)前模擬手術(shù)并確定最終手術(shù)方案，進(jìn)行虛擬手術(shù)，設(shè)計(jì)下頜骨截骨線(圖5)；通過3D打印技術(shù)快速成型，制作出等比例三維立體模型與截骨導(dǎo)板，術(shù)前彎制形狀及角度適宜的鈦板(圖6A)。經(jīng)過多學(xué)科綜合討論、評(píng)估后，排除手術(shù)禁忌于2021年 5月 19日行全麻下“右下頜骨腫瘤及下頜骨截?cái)嘈郧谐?左髂骨肌皮瓣制備+右側(cè)下頜骨重建”。運(yùn)用預(yù)先制備的鈦板對(duì)病變下頜骨進(jìn)行預(yù)打孔定位，保持患者咬合功能位置，同時(shí)以截骨導(dǎo)板為標(biāo)準(zhǔn)，按照模擬外科設(shè)計(jì)精確切除受侵下頜骨。根據(jù)術(shù)前打印3D截骨導(dǎo)板制備個(gè)性化的髂骨游離肌皮瓣(圖6B)，將血管化的髂骨肌皮瓣置于下頜骨缺損處，利用術(shù)前預(yù)先制備的鈦板將剩余下頜骨與髂骨瓣固定修復(fù)下頜骨缺損并對(duì)位固定(圖6C、D)。術(shù)后病理示：尤文肉瘤。術(shù)后患者一般情況可，皮瓣、骨瓣均存活，開口不受限，咬合關(guān)系正常。

圖5 CAD技術(shù)模擬下頜骨、髂骨的截骨及修復(fù)方案

圖6 快速成型的截骨導(dǎo)板模型用于修復(fù)患者缺損

2 討 論

惡性腫瘤在病變累及頜骨時(shí)，頜骨的部分切除或整塊切除是保障腫瘤根治的重要措施。而術(shù)后遺留的硬軟組織缺損對(duì)患者的言語(yǔ)、咀嚼、吞咽、美觀等功能造成嚴(yán)重影響?；謴?fù)上述功能對(duì)于頭頸外科醫(yī)生而言是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性的任務(wù)。傳統(tǒng)的修復(fù)重建術(shù)前缺乏有效的評(píng)估手段，臨床醫(yī)師依賴個(gè)人的臨床經(jīng)驗(yàn)在術(shù)中反復(fù)試驗(yàn)、對(duì)比皮瓣與缺損區(qū)是否相匹配，術(shù)中對(duì)病灶范圍的探查及皮瓣的多次修剪所耗費(fèi)的大量時(shí)間對(duì)手術(shù)醫(yī)生及患者而言均為沉重的負(fù)擔(dān)，不僅延長(zhǎng)了手術(shù)時(shí)間同時(shí)也增加對(duì)患者的損傷。而CAD/CAM聯(lián)合3D打印正為此帶來了革命性的改變。因其具有精準(zhǔn)化、個(gè)體化、可模擬等技術(shù)特點(diǎn)在頭頸修復(fù)重建領(lǐng)域備受關(guān)注。由于頭頸部軟組織具有延展性并容易修整，對(duì)其精準(zhǔn)修復(fù)相對(duì)要求不高。然而在頜骨的復(fù)雜缺損修復(fù)重建中，其優(yōu)勢(shì)非常突出。既往本團(tuán)隊(duì)在復(fù)合式缺損修復(fù)重建中應(yīng)用該技術(shù)并取得成功[2]。其主要優(yōu)勢(shì)在于醫(yī)師可根據(jù)術(shù)前CT影像學(xué)數(shù)據(jù)對(duì)病灶進(jìn)行三維立體模擬，清晰、直觀地展示出病灶范圍。利于計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)切除范圍同時(shí)根據(jù)預(yù)測(cè)的切除范圍模擬預(yù)估供區(qū)制備的骨組織位置及骨量，達(dá)到精準(zhǔn)切除及個(gè)體化修復(fù)的目標(biāo)，不僅提升了手術(shù)安全性同時(shí)減少了對(duì)術(shù)區(qū)的損傷。利用3D打印的模型討論手術(shù)方案并預(yù)演手術(shù)過程、預(yù)彎鈦板進(jìn)行模型外科，可以使術(shù)前診斷和術(shù)中修復(fù)重建更為精準(zhǔn)、快捷，大幅縮短手術(shù)時(shí)間。CAD聯(lián)合3D打印技術(shù)有力地推動(dòng)了頭頸腫瘤術(shù)后修復(fù)重建的精準(zhǔn)化、個(gè)體化發(fā)展。

血管化的腓骨游離皮瓣及髂骨游離皮瓣等由于具有修復(fù)硬組織的優(yōu)勢(shì)正廣泛地應(yīng)用于頜骨修復(fù)的臨床應(yīng)用中，日益成為頜骨缺損修復(fù)重建的堅(jiān)實(shí)支柱。雖然其常因皮島小、骨高度恢復(fù)低不利于二期義齒種植被詬病，但是憑借充足的骨段長(zhǎng)度、術(shù)中容易制備、節(jié)段性供血、可以靈活塑形等優(yōu)勢(shì)以及近年來雙血管化腓骨瓣的臨床應(yīng)用，腓骨游離皮瓣仍然成為頜骨重建的一線選擇[3-6]。有研究報(bào)道二次游離皮瓣修復(fù)的失敗率高于初次游離皮瓣[7-9]。限制其成功率的因素包括放療后的軟組織纖維化、與既往手術(shù)相關(guān)的瘢痕、頸淋巴清掃或放療導(dǎo)致可供微血管吻合的受體血管不足、復(fù)發(fā)腫瘤二次切除后造成的更廣泛軟、硬組織缺損以至修復(fù)困難等[8]。二次游離皮瓣修復(fù)的主要困難往往是由于可供微血管吻合的受體血管不足[10-11]，因此針對(duì)有潛在復(fù)發(fā)傾向的頭頸腫瘤應(yīng)考慮其復(fù)發(fā)后二次修復(fù)重建的可能性。在初次手術(shù)中應(yīng)注重受區(qū)血管的主動(dòng)分離及保護(hù)，為再次手術(shù)及修復(fù)提供血管保障。利用CAD/CAM技術(shù)結(jié)合3D打印可以提升手術(shù)效率及此類復(fù)發(fā)患者的修復(fù)精準(zhǔn)度，為二次游離組織瓣挽救性手術(shù)提供了技術(shù)保障并縮短了此類復(fù)雜挽救及一期修復(fù)手術(shù)的手術(shù)時(shí)間。

髂骨瓣的主要缺點(diǎn)為制備困難和術(shù)中失血量相對(duì)較高。不過其充足的骨量、高度及類似下頜骨的自然曲度更有利于下頜骨外形恢復(fù)及咬合重建，在累及下頜角的頜骨缺損修復(fù)方面明顯優(yōu)于腓骨皮瓣[12-16]。利用CAD/CAM技術(shù)結(jié)合3D打印技術(shù)在術(shù)前進(jìn)行模擬外科精準(zhǔn)預(yù)測(cè)髂骨的切取并最大限度復(fù)合缺損的需求，該技術(shù)與髂骨皮瓣結(jié)合，提升了該骨組織瓣的精準(zhǔn)修復(fù)效果，同時(shí)最大程度減少了不必要的供區(qū)損傷。

頭頸腫瘤即使接受手術(shù)治療仍然有復(fù)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)。腫瘤復(fù)發(fā)后二次切除形成的缺損遠(yuǎn)大于初次手術(shù)且需二次重建，往往伴發(fā)硬軟組織復(fù)合缺損。因此，此類患者充分利用CAD/CAM技術(shù)結(jié)合3D打印技術(shù)可以為此類挽救性手術(shù)的個(gè)體精準(zhǔn)切除及修復(fù)重建提供重要技術(shù)保障。同時(shí)該技術(shù)也利于初次手術(shù)骨的精準(zhǔn)切取個(gè)體化修復(fù)腫瘤切除后硬軟組織復(fù)合式缺損，做到“量體裁衣”，最大程度減少供區(qū)的形態(tài)及功能影響。

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