計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)牽引成骨治療小頜畸形

尹琳 唐曉軍 石蕾 劉偉 張智勇

[摘要]目的：探討一種新的治療小頜畸形的方法。方法：術(shù)前在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行手術(shù)模擬，設(shè)計(jì)截骨線的位置、牽引器的固定位置以及擬牽引的長(zhǎng)度，并進(jìn)行效果模擬，制作個(gè)性化手術(shù)導(dǎo)板。全麻下在導(dǎo)板指引下通過(guò)口外入路行內(nèi)置式牽引器置入術(shù)。術(shù)后5～7d開始牽引，速度為1mm/d，牽引器保留3～8個(gè)月后行二期牽引器取出伴/不伴正頜手術(shù)。結(jié)果：隨訪6～24月，13例患者（年齡14.9±9.5歲）均無(wú)感染及其他并發(fā)癥發(fā)生。下頜骨牽引成骨牽引距離為（23.8±4.6）mm?！蟂NB術(shù)后較術(shù)前平均增加4.3°。咬合關(guān)系均由AngleⅡ錯(cuò)牙合趨近正常，面型改善滿意。結(jié)論：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)牽引成骨治療小頜畸形可以大大提高手術(shù)精度、減少手術(shù)創(chuàng)傷及并發(fā)癥、實(shí)現(xiàn)手術(shù)效果可預(yù)測(cè)性。

[關(guān)鍵詞]計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)；牽引成骨術(shù)；小頜畸形

[中途分類號(hào)]R782[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1008-6455（2014）10-0811-04

Computer-Aided design combined with distraction for the treztment of micrognathia

YIN Lin,TANG Xiao-jun,SHI Lei,LIU Wei,ZHANG Zhi-yong

(Department of Maxillofacial Surgery,Plastic Surgery Hospital, Chinese Academy of Medical Sciences and Peking Union Medical College,Beijing 100144,China)

Abstract:ObjectiveTo explore a new technique for micrognathia deformity treatment. Methods Before the operation,a computer-assisted surgical simulation was prepared. According to the simulation data, an operative osteotomy guide plate was designed and three-dimensionally printed. With the help of the guide plate, the osteotomy line was precisely placed. An internal distractor was then placed through an extraoral incision created under general anesthesia. Distraction began after 5～7 days of latency at the rate of 1 mm/day. After a 3- to 8-month consolidation period, the distractor was removed with/without an orthognathic surgery to improve the facial contour and occlusion. Results The facial contour and occlusion were efficiently improved in all 13 patients (age, 14.9±9.5 years). No postoperative infection occurred. The distance of lengthening was (23.8±4.6)mm. The mean ∠SNB increased 4.3°. ConclusionApplication of CAD in distraction osteogenesis is a more safe, predictable and non-invasive alternative way for micrognathia treatment.

Key words:computer-assisted;distraction osteogenesis;micrognathia deformity

嚴(yán)重下頜骨發(fā)育不良，可造成面部外觀嚴(yán)重畸形，還可同時(shí)伴隨呼吸、咬合功能障礙。由于鄰近軟組織的牽拉限制(soft tissue envelope)，單純傳統(tǒng)正頜外科手術(shù)很難達(dá)到理想效果。自1992年McCarthy[1]首次將牽引成骨技術(shù)(Distraction Osteogenesis, DO)應(yīng)用于顱頜面外科以來(lái),該項(xiàng)技術(shù)在治療頜骨發(fā)育不良方面得到了飛速發(fā)展,DO已廣泛應(yīng)用于半側(cè)顏面短小,Nager綜合征,雙側(cè)顳下頜關(guān)節(jié)強(qiáng)直伴小下頜畸形,偏頜及小頜畸形等[2]。DO技術(shù)最大的優(yōu)勢(shì)是同時(shí)可以將骨周圍軟組織緩慢延長(zhǎng)，大大減少了傳統(tǒng)正頜外科手術(shù)后因周圍軟組織張力導(dǎo)致復(fù)發(fā)的幾率[3]。而計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（Computer-Aided Design，CAD）技術(shù)的出現(xiàn)，延伸了外科醫(yī)生有限的視覺(jué)范圍，突破了傳統(tǒng)外科手術(shù)的界限，為DO技術(shù)向更準(zhǔn)確、微創(chuàng)方向發(fā)展提供了實(shí)現(xiàn)可能。

2010年1月～2013年9月，中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院整形外科醫(yī)院頜面外科中心對(duì)13例患者采用一期計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)下行雙側(cè)下頜骨牽引術(shù)；二期行牽引器取出術(shù)，并根據(jù)患者年齡及畸形特點(diǎn)選擇相應(yīng)正頜手術(shù)方案，手術(shù)效果良好。

1資料和方法

1.1一般資料：本組共13例（男3例，女9例），年齡2～37歲，平均（14.9±9.5）歲。均為各種原因造成小頜畸形患者，其中3例伴顳下頜關(guān)節(jié)強(qiáng)直，7例伴有阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征(Obstructive sleep apnea syndrome，OSAS)，見表1。

1.2 術(shù)前設(shè)計(jì)：所有患者行頭顱定位正側(cè)位和下頜曲面全景片和頭顱螺旋CT掃描。將X線平片輸入Dolphin Imaging 1.6軟件(Dolphin Imaging & Management Solutions, 美國(guó))，進(jìn)行頭影測(cè)量；同時(shí)將CT斷層數(shù)據(jù)輸入Pro Plan Surgicase 1.4軟件(Materialise，比利時(shí))，重建顱面部三維骨骼、血管、神經(jīng)、牙、軟組織等結(jié)構(gòu)（如圖1A）。分析畸形的細(xì)節(jié)和構(gòu)成，在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行手術(shù)模擬設(shè)計(jì)，確定截骨線的位置、牽引器的固定位置以及擬牽引的長(zhǎng)度(如圖1B)，并進(jìn)行手術(shù)效果模擬(如圖1C)。確定手術(shù)方案滿意后，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入工業(yè)設(shè)計(jì)軟件，來(lái)進(jìn)行截骨導(dǎo)板的設(shè)計(jì)(如圖1D)，并輸出為STL格式文件，輸入快速成型機(jī)，以光敏樹脂打印成個(gè)性化手術(shù)導(dǎo)板。

1.3手術(shù)步驟

1.3.1采用經(jīng)口氣管插管麻醉，行口外入路內(nèi)置式牽引器置入術(shù)。經(jīng)下頜下緣1.5～2cm設(shè)計(jì)與下頜緣平行的長(zhǎng)約3cm的切口，切開皮膚、頸闊肌，在頸闊肌下方掀起皮瓣，注意勿損傷面神經(jīng)下頜緣支，電刀切開咬肌，顯露下頜角、部分下頜體及升支下份骨質(zhì)。將預(yù)先制作的手術(shù)導(dǎo)板放入截骨術(shù)區(qū)，和下頜骨角區(qū)骨質(zhì)完全貼附，標(biāo)記截骨線(如圖2A)。并在導(dǎo)板上預(yù)塑形牽引器，使?fàn)恳骱凸敲嫱耆N合。在設(shè)計(jì)的截骨線處截透外板和下牙槽神經(jīng)管兩側(cè)的內(nèi)板，注意保護(hù)下牙槽神經(jīng)血管束，僅保留神經(jīng)管深面的內(nèi)板。骨鑿別斷剩余骨連接，完整保留下牙槽神經(jīng)。在截骨線兩側(cè)放置頜骨牽引器(如圖2B)。

1.3.2術(shù)后5～7天開始牽引，速度為1mm/天。牽引結(jié)束后，牽引器保留3～8個(gè)月后行二期手術(shù)。術(shù)前復(fù)查X線片及三維CT，觀察新骨形成情況。取牙頜模型。根據(jù)患者年齡、牙齒咬合情況、是否存在顳頜關(guān)節(jié)強(qiáng)直、面部輪廓改善程度，來(lái)確定延長(zhǎng)器取出術(shù)后的手術(shù)方案。

2結(jié)果

2.1一般情況：13例患者隨訪6～24月，平均12個(gè)月。未發(fā)現(xiàn)下牙槽神經(jīng)血管束及恒牙牙胚損傷。牽引區(qū)成骨良好，無(wú)感染及其他并發(fā)癥發(fā)生。咬合關(guān)系均由AngleⅡ錯(cuò)牙合趨近正常，下頜骨牽引距離為（23.8±4.6）mm（20～35mm）。術(shù)后∠SNB較術(shù)前平均增加4.3°。7例患者OSAS癥狀均較術(shù)前好轉(zhuǎn)。4例兒童患者（<14歲）二期均僅取出延長(zhǎng)器（1例因伴TMJ同時(shí)行關(guān)節(jié)強(qiáng)直松解，關(guān)節(jié)成形術(shù)），未行其他手術(shù)。9例成年患者均二期采用延長(zhǎng)器取出結(jié)合正頜外科手術(shù)進(jìn)一步調(diào)整面部外形及咬合功能（見表1）。

2.2 典型病例：患者女，19歲，因“下頜發(fā)育不良9年”入院。一期全麻下通過(guò)CAD輔助行雙側(cè)下頜骨牽引器置入術(shù)。術(shù)后5天開始牽引，1 mm/天，20天結(jié)束，共延長(zhǎng)20mm。7月后全麻下行牽引器取出、頦部截骨成形術(shù)，6個(gè)月后再行頦部鈦釘鈦板取出，Medpor置入隆頦術(shù)。術(shù)后面型改善滿意，咬合關(guān)系正常(如圖3A～F，圖4)。

3討論

由于目前我國(guó)經(jīng)濟(jì)、器械等條件的限制，目前臨床應(yīng)用的牽引器多為單向牽引器，其延長(zhǎng)的效果和效率和截骨線的位置、牽引方向、牽引的支點(diǎn)等密切相關(guān)。因此術(shù)前進(jìn)行精確的截骨設(shè)計(jì)和牽引器放置是手術(shù)成敗的重要一環(huán)。我們運(yùn)用數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行小頜畸形的術(shù)前測(cè)量和精確的術(shù)前設(shè)計(jì)，設(shè)置最佳截骨手術(shù)方案并進(jìn)行手術(shù)模擬，為牽引成骨術(shù)后頜骨的改變，提供了精確、直觀的預(yù)測(cè)。同時(shí)利用快速原型技術(shù)制作手術(shù)導(dǎo)板，引導(dǎo)手術(shù)過(guò)程，保證手術(shù)操作與術(shù)前設(shè)計(jì)的無(wú)縫銜接，減少了手術(shù)操作難度，大大縮短了手術(shù)時(shí)間，減少患者術(shù)中和術(shù)后的并發(fā)癥，提高了手術(shù)精確度[4]。Sun等[5]研究了6例Pruzansky II型的病人，發(fā)現(xiàn)采用CAD技術(shù)，術(shù)前預(yù)測(cè)的和實(shí)際延長(zhǎng)的升支高度僅有平均0.6mm的誤差。

在選擇牽引器種類和置入方式時(shí)，我們選用口外入路內(nèi)置式牽引器進(jìn)行下頜骨牽引，具有操作簡(jiǎn)單方便，截骨準(zhǔn)確，手術(shù)時(shí)間和手術(shù)出血明顯減少，效果確實(shí)的優(yōu)點(diǎn)：①由于視野清晰，下頜截骨以及牽引器安置更加方便；②由于不與口腔相通，避免術(shù)區(qū)感染或慢性炎性反應(yīng)發(fā)生，保證了新骨的形成；③不影響患者進(jìn)食，允許患者較長(zhǎng)時(shí)間留置延長(zhǎng)器而不影響日常生活和工作[4]。

小頜畸形伴有關(guān)節(jié)強(qiáng)直的治療流程,爭(zhēng)論的焦點(diǎn)聚集在顳頜關(guān)節(jié)強(qiáng)直松解、關(guān)節(jié)成形術(shù)和下頜骨牽引成骨術(shù)的先后順序上[6-7]。王興等[8]認(rèn)為當(dāng)截骨后形成的近心骨段是一個(gè)可活動(dòng)的骨段時(shí)，手術(shù)結(jié)果總伴有近心骨段不同程度的向后移動(dòng)，從而使下頜骨的前徙效果受到影響。DO最重要的就是要向前有效地延長(zhǎng)下頜骨，使附著于下頜骨上的軟組織包括舌骨位置有效地向前向上移動(dòng)，從而有效地?cái)U(kuò)大舌根部后氣道間隙。因此利用強(qiáng)直關(guān)節(jié)對(duì)近心骨段可有效制動(dòng)的作用，首先完成牽引成骨，拆除牽引器時(shí)再同期行關(guān)節(jié)成形術(shù)，這不失為一個(gè)明智的選擇。此外通過(guò)一期下頜骨牽引，同時(shí)將周圍軟組織延長(zhǎng)，減少軟組織對(duì)張閉口功能的限制，可以減少二期顳頜關(guān)節(jié)強(qiáng)直矯正手術(shù)的復(fù)發(fā)率。

對(duì)于兒童患者，由于骨的潛在生長(zhǎng)能力強(qiáng)[9]，因此我們一期通過(guò)DO技術(shù)解決其OSAS及相關(guān)功能障礙后，二期手術(shù)僅單純?nèi)〕鰻恳鞫恍姓M手術(shù)治療，通過(guò)術(shù)后正畸治療，促進(jìn)上頜骨自身潛在生長(zhǎng)，自行調(diào)節(jié)咬合功能，減少手術(shù)對(duì)上頜骨生長(zhǎng)發(fā)育潛能的破壞；對(duì)于成年患者采用牽引成骨配合正頜外科的方法，通過(guò)一期下頜骨牽引，可以最大程度增加下頜骨骨量；由于其是通過(guò)緩慢牽引產(chǎn)生新骨而非通過(guò)骨移植糾正小頜畸形，在牽引成骨同時(shí)，對(duì)軟組織亦有擴(kuò)張拉伸作用 從而降低了由于軟組織牽拉而造成的頜骨回縮[10]。牽引器取出后，根據(jù)患者的咬合情況和面型，同期選擇合適的正頜手術(shù)可以能獲得更理想的面部形態(tài)和咬合關(guān)系。為達(dá)到良好的效果，一般頜骨牽引術(shù)后有必要進(jìn)行正畸治療。由于上下牙列改變咬合關(guān)系后，存在一些個(gè)別牙的不協(xié)調(diào)，故必須進(jìn)行牙關(guān)系的精細(xì)調(diào)整；此外為防止頜骨畸形復(fù)發(fā)，也需要行一定時(shí)間的頜間牽引[11]。

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[收稿日期]2014-03-05[修回日期]2014-04-15

編輯/何志斌