計算機(jī)輔助虛擬手術(shù)設(shè)計結(jié)合3D打印技術(shù)在頜骨重建的應(yīng)用研究

李富濤，李 焰，馬 杰，聶 鑫

·論 著·

計算機(jī)輔助虛擬手術(shù)設(shè)計結(jié)合3D打印技術(shù)在頜骨重建的應(yīng)用研究

李富濤，李 焰，馬 杰，聶 鑫

目的明確計算機(jī)輔助虛擬手術(shù)設(shè)計結(jié)合3D打印技術(shù)在頜面部骨缺損重建的應(yīng)用模式及操作規(guī)范。方法選取2014—2016年眉山市中醫(yī)院收治的14例頜骨創(chuàng)傷及腫瘤患者，其中男性9例，女性5例；平均年齡41.5歲。經(jīng)醫(yī)患溝通后患者同意采用虛擬手術(shù)方式進(jìn)行術(shù)前設(shè)計，通過圖像數(shù)據(jù)實現(xiàn)患者頜骨三維重建，利用計算機(jī)虛擬手術(shù)操作，確定最佳預(yù)期設(shè)計方案；根據(jù)計算機(jī)數(shù)據(jù)通過3D打印技術(shù)實現(xiàn)術(shù)前、術(shù)后模型重建，通過手術(shù)比較明確臨床應(yīng)用價值及操作規(guī)范。結(jié)果通過對14例患者實施術(shù)前設(shè)計及模型外科，創(chuàng)傷患者手術(shù)時間為2～6.5h，腫瘤患者手術(shù)時間為3～4.5h。14例患者術(shù)前利用3D 打印模型制定手術(shù)方案，模擬手術(shù)步驟，其中13例手術(shù)入路及手術(shù)導(dǎo)板放置及螺釘植入均與術(shù)前方案一致；患者的手術(shù)時間較常規(guī)手術(shù)時間平均縮短近1h。術(shù)后隨訪3～6個月，患者對面部輪廓及咬合關(guān)系恢復(fù)情況，其中滿意9例，較滿意4例，不滿意1例。結(jié)論計算機(jī)輔助虛擬手術(shù)設(shè)計為頜骨修復(fù)重建手術(shù)提供了重要的手術(shù)依據(jù)和臨床數(shù)據(jù)；通過3D打印技術(shù)可提高手術(shù)質(zhì)量，有效縮短手術(shù)時間，減少術(shù)中和術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率。

骨缺損； 頜骨; 重建； 3D打??； 模型

頜骨精細(xì)而復(fù)雜的三維形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能的多樣性使人類具有更加生動的面容和豐富的表情動作。但在臨床中對其功能修復(fù)帶來了極大的挑戰(zhàn)[1]。由于創(chuàng)傷或醫(yī)源性因素導(dǎo)致的頜骨缺損與變形，不僅使患者存在面部畸形和功能障礙，甚至嚴(yán)重影響生存質(zhì)量和心理健康。而常規(guī)頜骨修復(fù)重建手術(shù)由于對患者傷前的正常結(jié)構(gòu)及損毀狀況缺乏直觀認(rèn)識和數(shù)據(jù)分析，術(shù)后恢復(fù)效果欠佳也成為醫(yī)患矛盾產(chǎn)生的主要焦點。此外，如何解決縮短手術(shù)時間、減輕手術(shù)風(fēng)險、避免術(shù)前預(yù)期與術(shù)后療效差異等諸多問題一直是頜面創(chuàng)傷整形的主要難題與研究熱點。在精準(zhǔn)醫(yī)療、個性化醫(yī)療和微創(chuàng)醫(yī)療逐漸成為醫(yī)療發(fā)展的未來趨勢的背景下，隨著數(shù)字醫(yī)學(xué)的廣泛推廣，術(shù)前虛擬手術(shù)并以此為基礎(chǔ)的個性化3D打印模型技術(shù)日臻成熟。雖然關(guān)于計算機(jī)輔助設(shè)計文獻(xiàn)相對較多，但就頜面部骨組織的復(fù)雜解剖生理結(jié)構(gòu)而言，從虛擬手術(shù)設(shè)計到臨床操作細(xì)節(jié)，譬如如何設(shè)計才能達(dá)到最佳效果，虛擬設(shè)計方案是否能在臨床應(yīng)用并實現(xiàn)，如何通過虛擬手術(shù)指導(dǎo)術(shù)中骨重建，如何選擇并放置合適的固定材料，類似諸多問題并未得到實質(zhì)性解決，對于如何規(guī)范手術(shù)操作目前仍不清楚[2]。3D打印能將計算機(jī)虛擬手術(shù)設(shè)計方案和預(yù)期結(jié)果通過模型方式由虛擬變?yōu)楝F(xiàn)實，目前如何將術(shù)前虛擬手術(shù)與個性化3D打印技術(shù)結(jié)合指導(dǎo)手術(shù)并成功修復(fù)組織缺損的相關(guān)文獻(xiàn)報道也相對較少[3]。筆者在對頜骨創(chuàng)傷及缺損患者的修復(fù)重建中，應(yīng)用術(shù)前虛擬設(shè)計和個性化3D打印模型，并在術(shù)中將計算機(jī)輔助設(shè)計與實際情況進(jìn)行對比，旨在探討該方法的預(yù)測準(zhǔn)確性，從而為其臨床應(yīng)用的推廣提供進(jìn)一步的科學(xué)依據(jù)。

臨床資料

1一般資料

選取2014—2016年收治的頜骨創(chuàng)傷及腫瘤患者14例，經(jīng)醫(yī)患溝通后患者同意采用虛擬手術(shù)方式進(jìn)行術(shù)前設(shè)計，其中男性9例，女性5例；平均年齡41.5歲。本研究醫(yī)源性骨缺失患者4例，入選標(biāo)準(zhǔn)為術(shù)前根據(jù)影像學(xué)資料和病理學(xué)結(jié)果進(jìn)行診斷，術(shù)中行下頜骨部分截除術(shù)的腫瘤患者，同期骨缺損部位采用髂骨移植；頜骨創(chuàng)傷患者10例，其中高處墜落傷4例，道路交通傷6例，因面部畸形嚴(yán)重、咬合關(guān)系紊亂等癥狀入院，入選標(biāo)準(zhǔn)為頜面部多發(fā)性骨折，骨折斷端移位嚴(yán)重，需進(jìn)行頜骨重建手術(shù)，術(shù)中行頜骨切開復(fù)位內(nèi)固定術(shù)。

2圖像重建與計算機(jī)輔助術(shù)前設(shè)計

所有患者采用64排以上螺旋方式水平位薄層CT掃描；層厚為0.625mm，掃描基準(zhǔn)面平行于眶耳平面，垂直于水平面。 掃描范圍為顱頂至舌骨水平；數(shù)據(jù)輸出格式為Dicom。將患者頜面部CT掃描原始數(shù)據(jù)導(dǎo)入Mimics 17.0軟件三維建模，配合3-Matic 9.0軟件進(jìn)行逆向工程設(shè)計，在計算機(jī)實現(xiàn)三維重建。其中創(chuàng)傷患者以健側(cè)頜骨正常形態(tài)為參照，設(shè)計內(nèi)容包括根據(jù)術(shù)前頜骨情況，將不同骨折斷端采用顏色標(biāo)記，計算骨折斷端移位情況并標(biāo)示，在計算機(jī)設(shè)計最佳復(fù)位效果(圖1)；腫瘤患者需行同期頜骨缺損修復(fù)，以術(shù)前病變部位缺損結(jié)合健側(cè)為參照，設(shè)計內(nèi)容包括根據(jù)腫瘤性質(zhì)、骨破壞范圍模擬頜骨病灶的切除、骨切取以及重建位置，在計算機(jī)中設(shè)計手術(shù)入路及截骨線。

a b

圖1 患者男性，34歲，診斷為右側(cè)顴骨顴弓粉碎性骨折，術(shù)前通過計算機(jī)輔助設(shè)計指導(dǎo)情況。a.將骨折斷端采用顏色標(biāo)記，提高直觀印象；b.對骨折斷端移位情況進(jìn)行計算并標(biāo)示

3模型制備與導(dǎo)板制作

骨折患者的模型制備包括術(shù)前骨折情況及術(shù)后預(yù)期復(fù)位情況(圖2)。腫瘤患者的模型制備包括術(shù)前病變模型及術(shù)后頜骨截除模型，同時設(shè)計術(shù)中復(fù)位導(dǎo)板，導(dǎo)板中央為截骨線。將數(shù)據(jù)通過FDM(立體易，廣州)和SLA(中瑞，蘇州)兩種3D打印機(jī)自帶軟件，生成Gcode.代碼，制作疾病模型、術(shù)后模型和手術(shù)導(dǎo)板。由術(shù)者在直視下通過術(shù)后模型預(yù)先彎制固定鈦板形態(tài)，同時可以設(shè)計鈦板植入部位，檢查導(dǎo)板的密合程度，將模型、彎制鈦板與手術(shù)導(dǎo)板進(jìn)行滅菌消毒處理備用。

a b

圖2 患者男性，45歲，診斷為右側(cè)鼻眶篩骨折，術(shù)前通過3D打印實現(xiàn)術(shù)前設(shè)計與術(shù)后預(yù)期效果的直觀化。a. 術(shù)前患者骨折情況；b.虛擬設(shè)計后骨折恢復(fù)情況

4臨床應(yīng)用模式

切開皮膚及皮下組織，在骨膜下剝離充分暴露手術(shù)區(qū)域，注意保護(hù)面神經(jīng)分支，頜骨創(chuàng)傷患者根據(jù)計算機(jī)虛擬設(shè)計及3D打印模型操作步驟進(jìn)行實施，在充分游離松解骨折斷端后進(jìn)行復(fù)位，頜骨表面放置預(yù)先彎制的鈦板并確定是否密合。腫瘤患者在病變兩端放置手術(shù)導(dǎo)板，確定截骨線，采用微動力系統(tǒng)進(jìn)行截骨，然后根據(jù)虛擬手術(shù)設(shè)計的所需植骨塊形狀在供區(qū)切取，將植骨塊放置入骨缺損部位，采用預(yù)先彎制的鈦板進(jìn)行固位，關(guān)閉創(chuàng)面。所有患者術(shù)后給予抗感染及對癥處理，采用鈦牽引釘進(jìn)行頜間固定2周。

5應(yīng)用療效評價

實際應(yīng)用情況評價包括術(shù)中應(yīng)用情況分析和隨訪應(yīng)用療效分析，應(yīng)用情況分析評價內(nèi)容包括評價設(shè)計手術(shù)導(dǎo)板和鈦板密合程度、手術(shù)使用情況，手術(shù)時間及出血量；評價應(yīng)用后通過隨訪了解應(yīng)用療效。術(shù)后隨訪時間3～6個月，隨訪內(nèi)容包括患者的面容恢復(fù)滿意度，如面容輪廓是否對稱及咬合關(guān)系是否正常。

結(jié) 果

本研究通過對14例患者實施術(shù)前設(shè)計及模型外科，創(chuàng)傷患者手術(shù)時間為2～6.5h，平均3.2h，腫瘤患者手術(shù)時間為3～4.5h，平均3.7h。其中12例在手術(shù)過程中能夠利用模型數(shù)據(jù)，幫助醫(yī)生合理、定量地實施手術(shù)方案；1例創(chuàng)傷患者上頜骨及顴骨骨折碎片體積較小，如按術(shù)前設(shè)計完全游離可能導(dǎo)致缺血壞死及感染等并發(fā)癥而放棄，僅其他部位骨折按照虛擬手術(shù)設(shè)計實施復(fù)位；1例手術(shù)導(dǎo)板因設(shè)計問題無法完全穩(wěn)定固位，術(shù)中按照虛擬手術(shù)設(shè)計實施，3D打印導(dǎo)板作為參考對象進(jìn)行調(diào)整。

1術(shù)中應(yīng)用情況分析

術(shù)中應(yīng)用情況包括術(shù)前計算機(jī)輔助設(shè)計的精確度分析，研究證實無論復(fù)位情況及鈦板選擇、放置的圖像相符程度很高，說明通過計算機(jī)模擬進(jìn)行的術(shù)前規(guī)劃可在手術(shù)過程中得到很好的執(zhí)行，并可使手術(shù)的過程及結(jié)果更加可控，14例患者術(shù)前利用3D 打印模型制定手術(shù)方案，模擬手術(shù)步驟，其中13例手術(shù)入路及手術(shù)導(dǎo)板放置及螺釘植入均與術(shù)前方案一致。對計算機(jī)輔助設(shè)計的療效分析，研究證實通過術(shù)前設(shè)計方案無需對鈦板在術(shù)中進(jìn)行彎制，術(shù)中按照手術(shù)導(dǎo)板進(jìn)行截骨，對于在術(shù)前判斷截骨的具體部位、需要固定的鈦板長短數(shù)量及釘?shù)啦课坏臏?zhǔn)備上更充分，患者的手術(shù)時間較常規(guī)手術(shù)時間平均縮短近1h，平均手術(shù)時間的減少有助于降低手術(shù)風(fēng)險，減小手術(shù)創(chuàng)傷；通過個性化3D打印模型的術(shù)前模型分析和設(shè)計，術(shù)者對術(shù)中可能存在風(fēng)險進(jìn)行了充分評估，對骨缺失范圍及植骨量有了充分認(rèn)識，提高了手術(shù)成功率，減少了并發(fā)癥。在術(shù)后隨訪過程中，對患者面部輪廓及咬合關(guān)系恢復(fù)情況調(diào)查，其中滿意9例，較滿意4例，不滿意1例(不滿意主要涉及頜面部嚴(yán)重?fù)p毀傷術(shù)后瘢痕形成問題，與手術(shù)無關(guān))。筆者認(rèn)為計算機(jī)輔助設(shè)計結(jié)合3D打印技術(shù)可以預(yù)演手術(shù)的整個過程以便事先發(fā)現(xiàn)手術(shù)中問題，對于選擇最佳手術(shù)路徑、減小手術(shù)損傷、減少對鄰近組織損害、實現(xiàn)精確定位、執(zhí)行復(fù)雜外科手術(shù)和提高手術(shù)成功率等具有十分重要的意義。

2醫(yī)源性骨缺失

患者男性，57歲，發(fā)現(xiàn)下頜膨隆4年余入院。2年前曾在他院行下頜骨刮治手術(shù)，病理結(jié)果提示成釉細(xì)胞瘤，1年前感病變部位開始緩慢增大，毗鄰牙齒出現(xiàn)松動。入院行三維CT檢查，明確病變范圍，同時將掃描數(shù)據(jù)行三維重建及虛擬手術(shù)，確定手術(shù)方式及截骨線；通過計算機(jī)虛擬設(shè)計為下頜角及左下頜第一前磨牙區(qū)域處進(jìn)行截骨，長度為5cm。通過虛擬手術(shù)設(shè)計手術(shù)導(dǎo)板，導(dǎo)板中央為截骨線，兩側(cè)擴(kuò)展以保持與下頜骨的密合程度，術(shù)中應(yīng)用情況分析評價包括評價設(shè)計手術(shù)導(dǎo)板和鈦板密合程度。按照手術(shù)設(shè)計方案在下頜骨病變部位放置導(dǎo)板，比較與術(shù)前設(shè)計方案是否一致(圖3)，術(shù)中按照導(dǎo)板路徑進(jìn)行截骨；鈦板根據(jù)病變范圍確定重建板長度，虛擬手術(shù)設(shè)計為每側(cè)采用4個釘?shù)肋M(jìn)行固位，通過術(shù)后模型彎制形態(tài)，修整至與頜骨表面形態(tài)一致，在模型上設(shè)計釘?shù)牢恢靡员阈g(shù)中定位。截骨后根據(jù)虛擬手術(shù)情況及設(shè)計方案截取髂骨內(nèi)側(cè)板，將髂骨與下頜骨斷端通過預(yù)先彎制的鈦板進(jìn)行固定，比較與術(shù)前設(shè)計鈦板是否密合(圖4)。術(shù)畢縫合創(chuàng)面，放置引流條，術(shù)后7～10d分別拆除縫線，術(shù)后隨訪患者對局部面容外形滿意。

a b

圖3 手術(shù)導(dǎo)板在患者術(shù)前3D打印模型(a)及臨床應(yīng)用(b)的比較研究：結(jié)果顯示術(shù)中與術(shù)前設(shè)計比較密合，實際操作根據(jù)情況做細(xì)微調(diào)整

a b

圖4 鈦板在患者術(shù)前3D打印模型的彎制情況(a)及臨床應(yīng)用(b)的比較研究：結(jié)果顯示術(shù)中與術(shù)前設(shè)計比較密合，實際操作根據(jù)情況做細(xì)微調(diào)

討 論

對于頜面部因創(chuàng)傷或醫(yī)源性因素導(dǎo)致的頜骨畸形和缺損進(jìn)行修復(fù)重建是頜面外科的常見術(shù)式。頜面具有獨特的三維解剖形態(tài)，一旦破壞可能涉及多方位的折斷、塌陷、扭曲、旋轉(zhuǎn)等移位類型，導(dǎo)致頜骨重建過程中的精確性難以控制，術(shù)后常常不能達(dá)到理想的咬合關(guān)系和面部外形。尤其是目前常規(guī)手術(shù)使用的植入物采用的固定規(guī)格，針對患者的個體差異，臨床醫(yī)生只能依靠經(jīng)驗在手術(shù)中選擇或調(diào)整，不僅浪費了時間，還增加手術(shù)風(fēng)險及感染概率。而近年來將數(shù)值化技術(shù)應(yīng)用于手術(shù)設(shè)計已成為研究熱點及難點。其中數(shù)字虛擬技術(shù)作為數(shù)字化外科的一個重要組成部分，尤其是術(shù)前設(shè)計和三維預(yù)測的臨床應(yīng)用已體現(xiàn)出顯著優(yōu)勢[4]。Zeng等[5]在采用3D打印與虛擬手術(shù)對髂骨骨折進(jìn)行術(shù)前修復(fù)，研究表明個性化3D打印能夠較好滿足髂骨骨修復(fù)的精確要求，在進(jìn)行模型制備的過程中，術(shù)者能夠完成術(shù)前虛擬設(shè)計、數(shù)字化導(dǎo)板的制備，術(shù)前模型設(shè)計與病變組織與血管的三維重建。筆者將術(shù)前規(guī)劃與術(shù)中情況進(jìn)行比對研究，結(jié)果表明與常規(guī)手術(shù)相比較，利用個性化3D打印模型技術(shù)進(jìn)行三維數(shù)據(jù)的測量、虛擬手術(shù)及內(nèi)植物的選擇，可以為患者提供個性化、精準(zhǔn)化、微創(chuàng)化的手術(shù)方案，采用該技術(shù)可使設(shè)計術(shù)式更趨合理，患者滿意度較高。

頜面部骨修復(fù)與重建相對比較復(fù)雜，由于術(shù)前對患者傷情評估不充分或方案制定欠妥而影響手術(shù)效果的病例并不罕見。國內(nèi)外諸多研究機(jī)構(gòu)在3D打印模型和通過計算機(jī)定制個性化術(shù)前方案也進(jìn)行過深入探討，個性化定制3D打印模型正在成為目前復(fù)雜手術(shù)規(guī)劃手術(shù)方案的可靠臨床應(yīng)用依據(jù)，如耶魯大學(xué)Ryu和Pfaff等[6-7]將3D打印分析與計算機(jī)輔助設(shè)計制作方案應(yīng)用于整形重建外科獲得了滿意的效果，在現(xiàn)實手術(shù)中，大量的手術(shù)時間浪費在考慮頜骨缺損后如何截骨、怎樣使內(nèi)固定器械、移植骨塊與缺損部位相匹配等問題。筆者認(rèn)為將計算機(jī)輔助設(shè)計與3D打印技術(shù)相結(jié)合在手術(shù)效率和精確性上提供了極大的幫助，其應(yīng)用價值和優(yōu)勢包括：(1)數(shù)據(jù)分析：尤其是對于骨折后存在扭曲、塌陷的患者可以做好充分的術(shù)前準(zhǔn)備；(2)設(shè)計規(guī)劃：設(shè)計不僅包括手術(shù)方案，對于如何實現(xiàn)微創(chuàng)操作和減少切口長度也具有實際價值；(3)模擬手術(shù)：可以優(yōu)化最佳方案，同時規(guī)范術(shù)中手術(shù)操作；(4)3D打?。簩崿F(xiàn)了將虛擬手術(shù)和現(xiàn)實手術(shù)的有效銜接模式；(5)預(yù)期與實際手術(shù)的可比性，使術(shù)者對預(yù)期效果有了客觀評估，更便于醫(yī)患溝通與交流。手術(shù)前利用Mimics17.0軟件模擬手術(shù)的全過程，通過虛擬手術(shù)可以在重建的圖像上任意的放大及縮小圖層，使圖像的細(xì)節(jié)或整體有更清楚的表現(xiàn)[8]。另外，軟件提供了包括線距、角度、容積和骨密度的測量功能，而且可以通過輸入內(nèi)固定器械的基本參數(shù)為選擇鈦板的規(guī)格和型號提供了基本的依據(jù)[9]。而3D打印技術(shù)實現(xiàn)了從計算機(jī)虛擬到現(xiàn)實手術(shù)的過渡，保障了按照術(shù)前設(shè)計方案的順利實施，在3D模型中對治療方案有了更直觀的觀察和更細(xì)微的調(diào)整。本研究證實術(shù)前骨骼模型能夠反映病患的實際情況，可以有效幫助醫(yī)生制定術(shù)前復(fù)位方案和確定內(nèi)置物結(jié)構(gòu)形狀，通過體外真實手術(shù)演練，可以大大縮短手術(shù)時間，減少手術(shù)并發(fā)癥。術(shù)中只需按照預(yù)先設(shè)計情況進(jìn)行操作，這在一定程度上也降低了手術(shù)的風(fēng)險和不確定因素。

在臨床應(yīng)用過程中，筆者認(rèn)為基于該技術(shù)的手術(shù)應(yīng)用也存在一定的問題和局限，虛擬手術(shù)與實際臨床操作也存在一定的差距，并不能完全替代實際臨床操作[10]。由于局部解剖的復(fù)雜性，存在豐富的神經(jīng)和血管，術(shù)野在實際暴露過程中無法達(dá)到理想的狀態(tài)，導(dǎo)板設(shè)計不合理可能存在無法就位或穩(wěn)定性問題，術(shù)中應(yīng)根據(jù)實際情況進(jìn)行調(diào)整。一種解決的方式是術(shù)中導(dǎo)航，在手術(shù)過程中實現(xiàn)虛擬與實際手術(shù)相匹配，但對設(shè)備要求較高，費用也較昂貴[11]。此外，對于頜骨缺損的修復(fù)，理想的狀態(tài)應(yīng)為采用醫(yī)用金屬或醫(yī)用生物材料進(jìn)行個體化3D打印，使其可直接應(yīng)用于缺損區(qū)域的組織修復(fù)[12]。Mironov 等[13]采用打印材料用于組織工程與修復(fù)重建，相關(guān)研究仍處于實驗階段，目前國內(nèi)未得到SFDA的臨床應(yīng)用批準(zhǔn)。本研究對于頜骨缺失或缺損的修復(fù)采用患者自體髂骨的方式替代，在術(shù)中根據(jù)缺失或缺損面積的大小修整好骨的形態(tài)后植入、固定，不可避免導(dǎo)致了患者的二次損傷，與理想的治療方式仍有一定的差距。

綜上所述，個性化3D打印技術(shù)的出現(xiàn)使得外科醫(yī)生對患者進(jìn)行“量體裁衣”的精準(zhǔn)治療成為可能。個性化3D打印模型可多方位、多角度、多層次展示頜骨病變真實情況，更加有助于手術(shù)的虛擬設(shè)計，從而做出準(zhǔn)確的術(shù)前診斷并制定治療方案。具體臨床應(yīng)用模式主要通過以下方面來實現(xiàn)：完成術(shù)前虛擬設(shè)計，數(shù)字化導(dǎo)板的3D打印及截骨手術(shù)以及牽引器的放置。本研究結(jié)果證實在對下頜骨進(jìn)行修復(fù)重建時，該技術(shù)避免了手術(shù)中的盲目性和不確定性，從而減少了手術(shù)時間，而且在探索最佳治療方案，并進(jìn)行術(shù)后效果預(yù)測也具有一定的幫助和參考價值。

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(本文編輯： 郭 衛(wèi))

Applicationofcombineduseofcomputer-assistedvirtualdesignandthree-dimensionalprintinginreconstructionofmandibularbone

LIFu-tao1，3,LIYan2，MAJie3,NIEXin3

(1.Chinese Medical Hospital of Meishan,Meishan，Sichuan 620010,China;2.Chengdu Military General Hospital,Chengdu 610083,China； 3.Institute of Surgery Research,Daping Hospital,Third Military Medical University,Chongqing 400042,China)

ObjectiveTo elucidate the value of computer-assisted virtual design and three-dimensional printing in the management of maxillofacial bone defect.MethodsA total of 14 patients with jaw trauma and tumor were enrolled in this study. There were 9 males and 5 females with an average age of 41.5 years. The preoperative computer virtual and simulated operation was performed with digital data from CT scanning. Three-dimensional model including pre-operation,post-operation and surgical guide were printed according to computer design scheme. In the actual operation,the difference of surgical protocol and the clinical value were compared with conventional surgery.ResultsFourteen patients

the preoperative design and model surgery,the operation time of traumatic patients was 2-6.5h,and the operation time of tumor patients was 3-4.5h. All patients used 3D printing model before operation to develop surgical procedures to simulate the surgical procedures. The surgical approach,surgical guide plate placement and screw implantation were consistent with the preoperative program in 13 cases. The surgery time was shortened by one hour in comparison with the operation time of conventional surgery. Patients were followed up for 3 to 6 months. For the facial contours and occlusal relationship,9 cases were satisfactory and 4 cases were fair,and 1 case was not satisfactory.ConclusionComputer-assisted virtual design provides an important basis for the design of virtual surgery and clinical data for reconstruction surgery; 3D printing technology can improve the quality of operation,effectively shorten the operation time,and reduce the risk of intraoperative and postoperative complications.

bone defect; jaw bones; reconstruction; 3D printing; model

620010 四川，眉山市中醫(yī)院(李富濤)； 610083 成都，成都軍區(qū)總醫(yī)院(李焰)；400042 重慶，第三軍醫(yī)大學(xué)大坪醫(yī)院

野戰(zhàn)外科研究所(李富濤，馬杰，聶鑫)

聶鑫，E-mail: dr.xinnie@qq.com

1009-4237(2017)09-0657-05

R 782.2

A

10.3969/j.issn.1009-4237.2017.09.005

2017-02-08；

2017-03-22)