數(shù)字化技術(shù)在腓骨肌皮瓣修復(fù)下頜骨缺損中的應(yīng)用
下頜骨位于面部下1/3處，形態(tài)較為復(fù)雜，依靠其上附著的肌肉行使生理功能。下頜骨缺損的患者在臨床上較為常見(jiàn)，多因腫瘤、外傷、炎癥及頜骨畸形等所導(dǎo)致。下頜骨缺損后均會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的面部局部凹陷畸形，同時(shí)影響患者咀嚼、咬合及進(jìn)食等正常生理功能，進(jìn)而影響其生存質(zhì)量。修復(fù)下頜骨缺損的主要原則為保證缺損下頜骨的連續(xù)性及完整性、重建頜骨的咀嚼功能和面部外形，并為牙列修復(fù)或牙種植創(chuàng)造條件。當(dāng)前，修復(fù)下頜骨缺損的方法種類(lèi)繁多，如：血管、非血管化骨瓣移植或骨代品等。因此，下頜骨缺損的修復(fù)重建一直以來(lái)是口腔頜面外科的研究熱點(diǎn)之一。在臨床工作中，必須根據(jù)不同的患者采用最適合的修復(fù)方式，才能使修復(fù)效果達(dá)到令人滿意的程度。
血管化游離組織瓣移植大量的應(yīng)用于下頜骨缺損修復(fù)重建，技術(shù)已相當(dāng)成熟，其成功率較高。臨床上修復(fù)重建下頜骨缺損較常選用腓骨肌皮瓣，腓骨能修復(fù)重建下頜骨大面積的骨缺損，可以帶腓腸肌和皮瓣修復(fù)復(fù)合缺損，能承受較大的咀嚼壓力。骨皮瓣制備簡(jiǎn)單，塑形容易，但也有其不足之處，如：對(duì)患者后期運(yùn)動(dòng)有一定影響，不能承受重體力活，腓骨的直徑難以達(dá)到正常下頜骨的高度，當(dāng)然也可以通過(guò)腓骨疊加或二期牽引成骨來(lái)改善和彌補(bǔ)。
下頜骨缺損的腓骨重建，是近幾年來(lái)國(guó)內(nèi)外開(kāi)展的非常成熟的技術(shù)，但仍存在一系列問(wèn)題，如術(shù)中的可運(yùn)動(dòng)性及上下頜咬合關(guān)系的重新建立，術(shù)中切取游離腓骨需要分段塑性，面臨手術(shù)難度較大，手術(shù)時(shí)間較長(zhǎng)，術(shù)后驗(yàn)證植入骨塊位置精確度差，患者面部外形不滿意，患者術(shù)后易發(fā)生顳下頜關(guān)節(jié)位置改變、咬合關(guān)系紊亂，影響患者的張口及進(jìn)食等功能。如何在下頜骨缺損修復(fù)中精確恢復(fù)下頜骨的外形和功能，是口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的重點(diǎn)和難點(diǎn)。腓骨移植修復(fù)下頜骨缺損時(shí)必須根據(jù)頜骨的外形進(jìn)行塑形，腓骨塑形有很多種方法，以往大多采用術(shù)中在切除的下頜骨上測(cè)量，利用金屬成型片估計(jì)出頜骨的正常外形，然后制備重建鈦板的形態(tài)，再拼對(duì)腓骨。這種方法存在明顯的缺陷，大多要切除的下頜骨都因?yàn)槟[瘤的生長(zhǎng)外形而發(fā)生改變，根據(jù)病變的下頜骨的外形塑型腓骨顯然是不合適的。
近年來(lái)，隨著數(shù)字化技術(shù)在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中的廣泛運(yùn)用、滲透和交融，涌現(xiàn)了極具創(chuàng)新性的醫(yī)學(xué)分支學(xué)科——數(shù)字醫(yī)學(xué)(digital medicine)。簡(jiǎn)而言之，數(shù)字醫(yī)學(xué)是運(yùn)用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)、數(shù)字化手段對(duì)臨床醫(yī)學(xué)進(jìn)行新的探索和創(chuàng)造，主要包括對(duì)原有醫(yī)療技術(shù)進(jìn)行輔助實(shí)施以及為達(dá)到更加可靠和精確的診斷、更加有效和準(zhǔn)確的治療而提供全新的數(shù)字醫(yī)療技術(shù)。其中，與外科領(lǐng)域關(guān)系最密切的是我們常提及的計(jì)算機(jī)輔助外科(computer aided surgery或computer assisted surgery，CAS)。CAS是一種基于計(jì)算機(jī)對(duì)大量數(shù)據(jù)信息的高速處理及控制能力，通過(guò)虛擬手術(shù)環(huán)境為外科醫(yī)生從技術(shù)上提供支援，使手術(shù)更安全、更準(zhǔn)確的一門(mén)新技術(shù)。計(jì)算機(jī)可將諸如CT、MRI、DSA、PET等提供的圖像信息進(jìn)行三維圖像重建，以供外科醫(yī)生進(jìn)行直觀的手術(shù)模擬、精確的手術(shù)導(dǎo)航和手術(shù)定位，并制訂合理的手術(shù)方案。由于這些圖像信息準(zhǔn)確可靠，也常被用于手術(shù)機(jī)器人等在手術(shù)中接受指令并進(jìn)行操作。CAS在術(shù)前手術(shù)規(guī)劃、個(gè)體化手術(shù)器械或治療輔助工具的開(kāi)發(fā)與臨床應(yīng)用、個(gè)性化植入假體置換手術(shù)以及手術(shù)導(dǎo)航等方面的成功應(yīng)用，有力推動(dòng)了外科臨床治療向個(gè)性化、精確化、微創(chuàng)化和遠(yuǎn)程化的方向發(fā)展。
隨著數(shù)字化外科技術(shù)的發(fā)展，基于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(computer aided design，CAD)和計(jì)算機(jī)輔助制造(computer aided manufacture， CAM)的快速原型技術(shù)為下頜骨缺損的功能性個(gè)體化修復(fù)重建提供了強(qiáng)大的技術(shù)保障。在計(jì)算機(jī)輔助外科的基礎(chǔ)上，加之三維CT重建技術(shù)、CAD/CAM技術(shù)、快速成型技術(shù)開(kāi)始應(yīng)用于臨床，通過(guò)借助三維實(shí)體模型進(jìn)行的三維測(cè)量和臨床診斷，大大提高了診斷的可靠性，并且在實(shí)體模型上進(jìn)行模擬手術(shù)，比對(duì)各種手術(shù)模板和個(gè)體移植物的模式，包括滿意的重建鈦板塑形、最佳的固定位置、精確的腓骨塑形位置等，最終制定出最佳手術(shù)方案以達(dá)到最佳治療效果。同時(shí)，面對(duì)實(shí)體模型和修復(fù)后可見(jiàn)的手術(shù)效果，醫(yī)生與患者的溝通也更加容易、便捷，患者的主觀積極配合也提高到了新的層次。然而，手術(shù)當(dāng)中如何將已成型重建鈦板的固定位置及截骨線的位置準(zhǔn)確轉(zhuǎn)移到患者的下頜骨上，從而保證術(shù)后下頜骨的外形及髁狀突的位置與術(shù)前設(shè)計(jì)保持一致，該問(wèn)題至今仍未得到很好的解決。患者術(shù)后易發(fā)生面型改變、咬合關(guān)系紊亂等，從而影響患者的美觀及開(kāi)口、進(jìn)食等功能。
為了解決以上問(wèn)題，張東升及其帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)與山東大學(xué)材料工程學(xué)院王廣春教授合作，應(yīng)用CT三維重建技術(shù)、CAD/CAM技術(shù)、鏡像求反技術(shù)、3-D打印技術(shù)等數(shù)字化技術(shù)，并結(jié)合顯微外科修復(fù)技術(shù)和外科模板技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了下頜骨缺損腓骨重建的個(gè)體化、功能化的修復(fù)。然后在下頜骨精確定位的基礎(chǔ)上，完成缺損頜骨位置的種植義齒修復(fù)，最終完成面部外型及咬合功能的重建，保證了下頜骨的正常外形、髁狀突的正確位置、恢復(fù)了患者正常咬合關(guān)系。
近3年張東升及其帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)開(kāi)展該技術(shù)病例約30例，相比較應(yīng)用傳統(tǒng)方法修復(fù)重建下頜骨患者，該方法的優(yōu)勢(shì)明顯：一是明顯縮短了腓骨重建下頜骨缺損的手術(shù)時(shí)間，降低了手術(shù)過(guò)程中的不確定因素，提高了效率;二是通過(guò)評(píng)估術(shù)后患者面形左右對(duì)稱(chēng)情況、咬合關(guān)系、開(kāi)口度及咀嚼效率等，顯示術(shù)后患者面部外形及功能的恢復(fù)更加理想;三是術(shù)后通過(guò)X線檢查分析健患側(cè)髁狀突術(shù)前、術(shù)后的位置及上下頜骨的位置關(guān)系評(píng)估該技術(shù)的精確性，顯示誤差非常小。
該項(xiàng)技術(shù)采用CT三維重建、鏡像求反、CAD/CAM、3-D打印等數(shù)字化技術(shù)，模擬外科手術(shù)，將長(zhǎng)骨腓骨準(zhǔn)確塑形和定位，完成下頜骨缺損的精確重建。在數(shù)字化外科的基礎(chǔ)上我們制作手術(shù)導(dǎo)板，將術(shù)前完成塑型的重建鈦板和腓骨的位置準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)移到術(shù)中，保證手術(shù)實(shí)施的精確性。在下頜骨精確定位的基礎(chǔ)上，完成缺損頜骨位置的種植義齒修復(fù)，最終完成面部外型及咬合功能的重建。該技術(shù)在沒(méi)有導(dǎo)航的條件下，同時(shí)采用了數(shù)字化技術(shù)和顯微外科修復(fù)技術(shù)，能夠保證下頜骨外形、位置、咬合關(guān)系的精確重建，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)的空白。
該項(xiàng)技術(shù)的開(kāi)展，解決了下頜骨腓骨重建患者術(shù)后出現(xiàn)的顳下頜關(guān)節(jié)癥及咬合紊亂，能夠恢復(fù)患者下頜骨原有的外形，使患者頜面部左右對(duì)稱(chēng)，對(duì)于患者的語(yǔ)言、進(jìn)食和吞咽等功能的恢復(fù)起到了積極的作用。這對(duì)于提高患者的生活質(zhì)量具有重要的意義。隨著該技術(shù)應(yīng)用于下頜骨缺損腓骨修復(fù)重建的成功，我們同樣可以將該技術(shù)應(yīng)用上頜骨缺損的腓骨重建，逐漸將計(jì)算機(jī)輔助外科的研究開(kāi)發(fā)應(yīng)用于臨床，通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)各種圖像數(shù)據(jù)的處理，設(shè)計(jì)模擬手術(shù)及術(shù)中導(dǎo)航，使手術(shù)更加精確、微創(chuàng)，開(kāi)啟了頜骨修復(fù)重建精準(zhǔn)手術(shù)的新篇章。
