三維打印技術在眶顴頜骨折術中的臨床應用

孟志兵， 胡 俊， 劉 偉 ， 袁保鋒， 邵苗苗， 高娟娟 ， 王恒俊

（1. 揚州大學附屬醫(yī)院口腔頜面外科，江蘇 揚州 225000；2. 南京醫(yī)科大學附屬宿遷第一人民醫(yī)院眼科，江蘇 宿遷 211103；3. 揚州大學附屬醫(yī)院影像科，4. 眼科，江蘇 揚州 225000）

眶顴頜復合體是位于面中部1/3 的連接顱頜面的重要支柱，對于維持面部的寬度、突度起重要作用，是面部美觀、功能與結構的關鍵標志[1]，但由于其位置突出、骨縫多，受到外力撞擊時容易發(fā)生骨折。 現代社會中，高空作業(yè)意外、交通事故等頻發(fā)，眶顴頜骨折發(fā)生率逐年上升，位于頜面部骨折的第2 位，約占 13%[2]，已成為常見病、多發(fā)病[3]。該病不僅僅影響患者的外觀， 更重要的是影響患者工作、生活[4]。 部分患者因合并顱腦外傷，在搶救生命時而耽誤治療， 部分患者會因外傷后腫脹影響面部塌陷等臨床癥狀的判斷而耽誤治療， 從而形成陳舊性眶顴頜骨折?？麸E頜骨折手術修復難度大，傳統(tǒng)手術復位效果欠佳[5]。 近年來，3D 打印技術逐漸被引入到頜面部骨折手術中，提高了手術復位的效果。本研究回顧性分析我院3D 打印輔助骨折復位治療的32 例眶顴頜骨折患者資料，為臨床診治工作提供經驗。

1 資料和方法

1.1 病例資料

回顧性分析2018 年8 月—2021 年2 月我院收治的眶顴頜骨折患者32 例，均為單側眶顴頜骨折，其中陳舊性眶顴頜骨折患者為6 例。 所有患者術前經CT 檢查證實為眶顴頜骨折； 其中男性15 例，女性 17 例；年齡 17~73 歲，平均年齡（49.81±15.23）歲；所有患者眼球凹陷≥2 mm，19 例患者復視，15 例患者眼球運動障礙，4 例患者張口受限。納入標準：明確診斷為眶顴頜骨折；自愿手術并簽署手術知情同意書。 排除標準： 患者未遵醫(yī)囑行眼球功能鍛煉；未按要求復診；雙側眶面部骨折；隨訪期內再次眶面部外傷；嚴重手術禁忌證患者；糖尿病或其他自身免疫性疾病、高血壓（未控制）、結核病、精神類疾病患者；妊娠試驗陽性者。 本項研究通過了揚州大學附屬醫(yī)院倫理委員會批準（批準號：2020-VKL04-Y005）。

1.2 方法

1.2.1 CT 檢查 術前、 術后所有患者均進行螺旋CT 薄層掃描。 術前將所得數據以DICOM 格式導出， 由同一操作者利用Mimics 軟件進行三維重建，然后利用健側數據通過Geomagic Studio 軟件進行鏡像修復，應用布爾運算中的減運算，以鏡像修復后的眶壁數據減去原始眶壁數據，從而得到與眶壁骨折區(qū)域吻合的個性化修復體模型。 使用3D 打印機（上海乂侖三維設計有限公司）打印頭顱模型。

1.2.2 手術方法 術前先行個體化3D 打印。 所有患者均采用全身麻醉， 由同一主刀醫(yī)師完成手術。手術入路采用下瞼緣下2 mm 平行于下瞼緣切口、上頜前庭溝切口、眉下切口，部分患者眉下切口改為半冠狀切口，逐層分離至骨折區(qū)域，充分暴露骨折范圍，將骨塊復位至理想位置，隨后以頭顱模型作為導板修剪并塑形鈦板，將其置于骨折區(qū)予以鈦釘固定，探查眶底后，完全還納、松解嵌頓軟組織，以頭顱模型作為導板修剪并塑形鈦網后將其置于骨缺損處，并將鈦釘固定于眶下壁部位（圖1）。 手術完畢充分止血后逐層縫合切口，加壓包扎2 d，冰敷48 h。

圖1 3D 頭顱模型打印Figure 1 3D printing of skull models

1.2.3 術后處理和效果評價 術后觀察患者眼球突出度，復視，眼球運動，眶區(qū)對稱度，患者滿意度，視力，有無眼瞼退縮、瞼內翻、瞼外翻，有無植入物感染、排斥、移位等，眼球運動訓練每天不少于200 次，至少持續(xù)至術后2 個月。 術后7 d 內CT 掃描觀察眼外肌復位情況及與植入物的位置關系，面部骨折復位情況。

主要的有效性判斷標準為術后6 個月眼眶骨折的治愈率。 治愈標準：①復視評分≤Ⅰ；②眼球運動障礙評分≤Ⅰ；③雙眼眼球突出度相差差值＜2 mm。 術后6 個月評價上述3 項指標，均符合為治愈。 具體評價標準如下。 ①復視[6]：0，無復視；Ⅰ，周邊視野復視（＞15°）；Ⅱ，正前方及閱讀位（向下＜15°）無復視，其余方向復視；Ⅲ，正前方及閱讀位（向下＜15°）復視。 ②眼球運動障礙的分級[7]：0，眼球運動不受限；Ⅰ，眼球向1 個或多個方向極限運動時輕度受限；Ⅱ，眼球向1 個或多個方向運動時明顯受限；Ⅲ，眼球向1 個或多個方向運動不過中線。 ③眼球突出度（采用眼球突出計測量手術前、后眼球突出度）[8]：治愈，術后雙眼眼球突出度差值＜2 mm；好轉，術后雙眼眼球突出度差值≥2 mm，但較術前數值減??；無改變，術后雙眼眼球突出度數值較術前無改變；加重，術后雙眼眼球突出度數值較術前增大。

次要評價標準如下。 ①眶區(qū)對稱度：對比術前、術后6 個月患者健側和患側顴骨高點至髁狀突頂點連線的垂直距離之差， 健側和患側顴骨高點至梨骨、蝶骨交匯處中線的垂直距離之差，健側和患側顴骨高點至雙側上頜竇底連線的垂直距離之差，3 項之和的數值越大表示眶區(qū)越不對稱；②患者滿意度： 術后通過問卷調查的方式進行滿意度評價，由患者填寫，具體內容為眼球凹陷、復視、眼球運動障礙的療效滿意度和外觀恢復滿意度，2項滿意度評分為0～10 分，分值越高表示患者滿意度越高。

1.3 統(tǒng)計學分析

所有數據使用SPSS 26.0 軟件進行統(tǒng)計學分析，患者手術前、術后眼球運動障礙程度和復視程度等級資料的差異比較采用Mann-Whitney U 檢驗；雙側眼球突出度術前、 術后差值不符合正態(tài)分布，兩者差異比較采用配對樣本的Wilcoxon 符號秩檢驗；眶區(qū)對稱度術前、術后差值符合正態(tài)分布，兩者差異分析采用配對樣本的t 檢驗。以上分析均以P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 手術前后CT 檢查結果

術后所有患者于1 周內復查CT， 所有患者骨折得到修復，患者對復位效果滿意。 所有患者術中未出現嚴重的并發(fā)癥，術后未出現視力下降，瞼外翻，植入物移位、感染、排斥等并發(fā)癥，4 例患者張口受限、咬合功能均恢復正常。 2 例典型病例情況如下。

患者男性，46 歲，車禍傷，左側陳舊性眶顴頜骨折。 患者術前左側面部局部塌陷，左眼球較對側凹陷2 mm，下移1 mm，眼球上轉欠1 mm，眼球運動障礙評分為Ⅰ，雙眼向右、向下注視復視評分為Ⅰ。受傷后7 個月行手術治療，術后面部對稱，左眼球凹陷恢復，眼球上轉欠1 mm，眼球運動障礙評分為Ⅰ，雙眼各方向注視無明顯復視。 術前及術后1 周CT 檢查結果見圖2。

圖2 左側陳舊性眶顴頜骨折術前及術后1 周CT 檢查結果Figure 2 Patient with an old left orbital zygomaticomaxillary fracture. Preoperative and 1-week postoperative CT examination results

患者男性，52 歲，車禍傷，右側眶顴頜骨折。 術前右側面部局部塌陷， 右眼球較對側凹陷2.5 mm，眼球運動正常，雙眼各方向注視無明顯復視，受傷后6 d 行手術治療， 術后面部對稱， 右眼球凹陷恢復，眼球運動正常，雙眼各方向注視無明顯復視。 術前及術后1 周CT 檢查結果見圖3 。

圖3 右側眶顴頜骨折術前及術后1 周CT 檢查結果Figure 3 Patient with a right orbital zygomaticomaxillary fracture. Preoperative and 1-week postoperative CT examination results

2.2 術后綜合評價體系

2.2.1 主要評價 術后6 個月，眼眶骨折的治愈率為100%：①術后所有患者復視評分≤Ⅰ；②眼球運動障礙評分≤Ⅰ；③雙眼眼球突出度相差差值＜2 mm。 術后1 周，19 例患者眼球凹陷癥狀完全恢復，13 例眼球凹陷癥狀好轉， 所有患者雙眼眼球突出度差值＜2 mm， 術前術后的差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.001，表 1）。 術前 19 例復視，其中 10 例評分為Ⅰ、7 例評分為Ⅱ、2 例評分為Ⅲ， 術后大部分病例復視消失，7 例患者復視評分為Ⅰ；術前15 例眼球運動障礙， 其中8 例評分為Ⅰ、7 例評分為Ⅱ，術后大部分患者眼球運動自如，4 例評分為Ⅰ。 術前、術后6 個月復視及眼球運動障礙級別分布比較差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.01，表 2）。

表1 患者術前、 術后1 周眼球突出度、 眶區(qū)對稱度差值的比較（mm，）Table 1 Comparison of the difference of bilateral enophthalmos and orbital symmetry between pre-operation and 1-week post-operation（mm,）

表1 患者術前、 術后1 周眼球突出度、 眶區(qū)對稱度差值的比較（mm，）Table 1 Comparison of the difference of bilateral enophthalmos and orbital symmetry between pre-operation and 1-week post-operation（mm,）

①表示P<0.001，②表示P<0.01，與術前比較。

時間點 雙側眼球突出度 眶區(qū)對稱度術前 2.14±0.41 9.00±1.08術后 1 周 0.30±0.40① 1.45±0.46②Z 值/t 值 -5.07 37.08漸進 P 值/P 值 ＜0.001 ＜0.01

表2 患者術前、術后6 個月復視及眼球運動障礙級別分布比較（n）Table 2 Comparison of grade distribution of diplopia and eye movement disorder between pre-operation and 6-month post-operation (n)

2.2.2 次要評價 眶區(qū)對稱度：術前、術后1 周眶區(qū)對稱度差值比較有統(tǒng)計學意義（P＜0.01，表1）；患者滿意度：療效滿意度為（9.81±0.47）分，外觀恢復滿意度為（9.06±0.88）分，患者對手術療效及術后外觀表示滿意。

3 討論

眶顴頜骨折在造成患者復視、 眼球運動障礙、眼球凹陷的同時，還可能使患者出現面部畸形、張口受限等， 對于這類眼眶骨折迫切需要實施精準有效的骨折復位重建手術[9]。復位骨折、修復眶壁缺損、解除眼球凹陷，可為恢復眼球運動、消除復視創(chuàng)造條件[10]。 顴眶復合體復雜的解剖關系及強弱不均的骨質導致骨折時不僅會發(fā)生移位，同時可能伴有旋轉、嵌頓、壓縮等變化，因此手術復位難度大，尤其是陳舊性眶顴頜骨折，其骨折部位已錯位、畸形愈合，往往需要術中進行截骨，更是大大增加了手術難度。傳統(tǒng)的常規(guī)眶顴頜骨折修復手術， 由于頜面部骨塊移位，解剖標志喪失，僅依靠醫(yī)生的手術經驗來進行骨折端復位，判斷骨折部位情況，存在一定的盲目性，復位不足或錯位的情況時有發(fā)生， 容易出現患者術后容貌恢復不佳，甚至需要二次手術復位。

近年來，3D 打印技術逐漸被引入到頜骨骨折、眶骨骨折、頜骨缺損修復重建等手術中，實現了虛擬模擬到現實模擬的跨越，借助術前的虛擬設計實現了對后續(xù)治療過程的指導[11-12]，為患者提供了個性化手術方案，同時降低了患者的手術風險。 3D 打印技術也叫快速成型技術， 它是以3D 模型數據為基礎，借助逐層添加制造方式使材料累積起來的增材制造技術。 2016 年，Fasel 等[11]在 3D 打印技術輔助下完成了復合性眶壁骨折的手術。 3D 打印技術能夠將計算機設計出的模型通過三維打印機借助鏡像原理，成功地將二維平面影像轉化成為三維實體模型，重建打印出等比例的實體顱面、眼眶模型，在模型上進行植入物精準塑形， 指導術中骨折復位，從而實現患者的個體化治療，并預演修復手術切口設計、手術入路，明確病灶或骨折的部位[13]，極大地提高了手術效率與效果，充分體現了精準醫(yī)療的優(yōu)勢。 直觀的個體化顱面頜骨眶骨模型有利于手術醫(yī)生觀察骨折錯位情況及與周圍的解剖關系，而且便于術前更好地與患者及家屬進行溝通。

李鶴明[14]研究發(fā)現，3D 打印輔助眶壁骨折修復組術后眼眶容積恢復方面明顯優(yōu)于傳統(tǒng)眼眶骨折修復組。 張偉亮等[15]研究發(fā)現，3D 打印輔助眶壁骨折修復組術后植入的補片與骨折窗的吻合度明顯高于傳統(tǒng)眼眶骨折修復組。 但是目前針對3D 打印輔助眶顴頜骨折修復的報道不多，并且未從手術療效及外觀恢復作分類統(tǒng)計研究。 本研究中，首先術前行1∶1 3D 打印患者頭顱模型，并在3D 頭顱模型上進行手術方案的預演，在模型上分析模擬錯位骨塊的復位方向、距離、固定方法。 對于本組研究病例中的6 例陳舊性眶顴頜骨折患者， 通過3D 頭顱模型預先設計截骨部位、截骨移動后間隙的處理。 術中將頜面部骨折復位后預先需要固定的鈦板在3D打印頭顱模型上進行塑形，將塑形好的鈦板固定于患者體內，此時若發(fā)現鈦板植入后與患者面部骨塊貼合不佳，說明骨折復位可能不到位，應重新進行骨折復位，直至鈦板與面部骨塊貼合。 頜面部骨折復位固定后則進行眶壁骨折整復術。 本組病例中，首先將疝出的眶內容物回納于眶內， 然后在3D 打印頭顱模型上進行塑形眶底板后再將其植入眶內，大大提高了眶底板與眼眶壁的吻合度。 而以往的眶壁骨折整復術僅僅依靠術者的經驗進行眶底板的塑形，有時無法完全修復眶壁骨折缺損區(qū)，術后殘留部分眼球凹陷， 有時需要將植入物進行重新修剪、塑形、對位，導致植入物反復進入眼眶，容易造成眶內出血，加重眶組織的損傷，甚至可能造成視神經損傷、術后視力喪失等嚴重并發(fā)癥，并且感染的風險也會隨之增加。術后CT 復查結果示，眶底植入物與骨折窗吻合不佳的情況時有發(fā)生。 多數學者認為,對于眶壁骨折修補手術,建議在最小手術并發(fā)癥的前提下盡量恢復眶腔的容積和形態(tài)[16]。 我們依靠3D 打印技術彌補了傳統(tǒng)手術中依靠經驗復位所帶來的不足。 本組病例中，我們發(fā)現通過3D 打印技術輔助眶顴頜骨折患者的修復， 術后6 個月治愈率達到100%，所有患者雙眼眼球突出度差值＜2 mm，較術前明顯改善，從術前的（2.14±0.41） mm 到術后 1周的（0.30±0.40） mm，差異有統(tǒng)計學意義（漸進 P＜0.001）；術后6 個月復視及眼球運動障礙評分≤Ⅰ，較術前明顯改善，差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.01）。 次要評價標準眶區(qū)對稱度較術前明顯改善，從術前的（9.00±1.08） mm 到術后 1 周的 （1.45±0.46） mm，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.01）；患者手術療效滿意度為（9.81±0.47）分,術后外觀恢復滿意度為（9.06±0.88）分，均表現出較高的滿意度。 3D 打印技術成功地改變了眶顴頜骨折患者復位的不確定性，尤其對于陳舊性眶顴頜骨折， 借助于3D 打印技術使手術變得更直觀、簡單，既提高了手術的精確度，也提高了手術的安全性，手術效果得到患者的認可。

綜上所述，3D 打印技術輔助應用于眶顴頜骨折的修復,有助于術前模擬手術設計、制定合理的手術方案，術中精確指導復位骨折，提高了手術的療效，明顯改善了患者眼球凹陷、復視、眼球運動障礙及眶區(qū)對稱度，術后患者滿意度高，是一種可行的輔助方法。