计算机辅助设计牵引成骨治疗小颌畸形

尹琳 唐晓军 石蕾 刘伟 张智勇

[摘要]目的：探讨一种新的治疗小颌畸形的方法。方法：术前在计算机上进行手术模拟，设计截骨线的位置、牵引器的固定位置以及拟牵引的长度，并进行效果模拟，制作个性化手术导板。全麻下在导板指引下通过口外入路行内置式牵引器置入术。术后5～7d开始牵引，速度为1mm/d，牵引器保留3～8个月后行二期牵引器取出伴/不伴正颌手术。结果：随访6～24月，13例患者（年龄14.9±9.5岁）均无感染及其他并发症发生。下颌骨牵引成骨牵引距离为（23.8±4.6）mm。∠SNB术后较术前平均增加4.3°。咬合关系均由AngleⅡ错牙合趋近正常，面型改善满意。结论：计算机辅助设计牵引成骨治疗小颌畸形可以大大提高手术精度、减少手术创伤及并发症、实现手术效果可预测性。

[关键词]计算机辅助设计；牵引成骨术；小颌畸形

[中途分类号]R782[文献标识码]A [文章编号]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

严重下颌骨发育不良，可造成面部外观严重畸形，还可同时伴随呼吸、咬合功能障碍。由于邻近软组织的牵拉限制(soft tissue envelope)，单纯传统正颌外科手术很难达到理想效果。自1992年McCarthy[1]首次将牵引成骨技术(Distraction Osteogenesis, DO)应用于颅颌面外科以来,该项技术在治疗颌骨发育不良方面得到了飞速发展,DO已广泛应用于半侧颜面短小,Nager综合征,双侧颞下颌关节强直伴小下颌畸形,偏颌及小颌畸形等[2]。DO技术最大的优势是同时可以将骨周围软组织缓慢延长，大大减少了传统正颌外科手术后因周围软组织张力导致复发的几率[3]。而计算机辅助设计（Computer-Aided Design，CAD）技术的出现，延伸了外科医生有限的视觉范围，突破了传统外科手术的界限，为DO技术向更准确、微创方向发展提供了实现可能。

2010年1月～2013年9月，中国医学科学院整形外科医院颌面外科中心对13例患者采用一期计算机辅助设计下行双侧下颌骨牵引术；二期行牵引器取出术，并根据患者年龄及畸形特点选择相应正颌手术方案，手术效果良好。

1资料和方法

1.1一般资料：本组共13例（男3例，女9例），年龄2～37岁，平均（14.9±9.5）岁。均为各种原因造成小颌畸形患者，其中3例伴颞下颌关节强直，7例伴有阻塞性睡眠呼吸暂停综合征(Obstructive sleep apnea syndrome，OSAS)，见表1。

1.2 术前设计：所有患者行头颅定位正侧位和下颌曲面全景片和头颅螺旋CT扫描。将X线平片输入Dolphin Imaging 1.6软件(Dolphin Imaging & Management Solutions, 美国)，进行头影测量；同时将CT断层数据输入Pro Plan Surgicase 1.4软件(Materialise，比利时)，重建颅面部三维骨骼、血管、神经、牙、软组织等结构（如图1A）。分析畸形的细节和构成，在计算机上进行手术模拟设计，确定截骨线的位置、牵引器的固定位置以及拟牵引的长度(如图1B)，并进行手术效果模拟(如图1C)。确定手术方案满意后，将数据导入工业设计软件，来进行截骨导板的设计(如图1D)，并输出为STL格式文件，输入快速成型机，以光敏树脂打印成个性化手术导板。

1.3手术步骤

1.3.1采用经口气管插管麻醉，行口外入路内置式牵引器置入术。经下颌下缘1.5～2cm设计与下颌缘平行的长约3cm的切口，切开皮肤、颈阔肌，在颈阔肌下方掀起皮瓣，注意勿损伤面神经下颌缘支，电刀切开咬肌，显露下颌角、部分下颌体及升支下份骨质。将预先制作的手术导板放入截骨术区，和下颌骨角区骨质完全贴附，标记截骨线(如图2A)。并在导板上预塑形牵引器，使牵引器和骨面完全贴合。在设计的截骨线处截透外板和下牙槽神经管两侧的内板，注意保护下牙槽神经血管束，仅保留神经管深面的内板。骨凿别断剩余骨连接，完整保留下牙槽神经。在截骨线两侧放置颌骨牵引器(如图2B)。

1.3.2术后5～7天开始牵引，速度为1mm/天。牵引结束后，牵引器保留3～8个月后行二期手术。术前复查X线片及三维CT，观察新骨形成情况。取牙颌模型。根据患者年龄、牙齿咬合情况、是否存在颞颌关节强直、面部轮廓改善程度，来确定延长器取出术后的手术方案。

2结果

2.1一般情况：13例患者随访6～24月，平均12个月。未发现下牙槽神经血管束及恒牙牙胚损伤。牵引区成骨良好，无感染及其他并发症发生。咬合关系均由AngleⅡ错牙合趋近正常，下颌骨牵引距离为（23.8±4.6）mm（20～35mm）。术后∠SNB较术前平均增加4.3°。7例患者OSAS症状均较术前好转。4例儿童患者（<14岁）二期均仅取出延长器（1例因伴TMJ同时行关节强直松解，关节成形术），未行其他手术。9例成年患者均二期采用延长器取出结合正颌外科手术进一步调整面部外形及咬合功能（见表1）。

2.2 典型病例：患者女，19岁，因“下颌发育不良9年”入院。一期全麻下通过CAD辅助行双侧下颌骨牵引器置入术。术后5天开始牵引，1 mm/天，20天结束，共延长20mm。7月后全麻下行牵引器取出、颏部截骨成形术，6个月后再行颏部钛钉钛板取出，Medpor置入隆颏术。术后面型改善满意，咬合关系正常(如图3A～F，图4)。

3讨论

由于目前我国经济、器械等条件的限制，目前临床应用的牵引器多为单向牵引器，其延长的效果和效率和截骨线的位置、牵引方向、牵引的支点等密切相关。因此术前进行精确的截骨设计和牵引器放置是手术成败的重要一环。我们运用数字化技术进行小颌畸形的术前测量和精确的术前设计，设置最佳截骨手术方案并进行手术模拟，为牵引成骨术后颌骨的改变，提供了精确、直观的预测。同时利用快速原型技术制作手术导板，引导手术过程，保证手术操作与术前设计的无缝衔接，减少了手术操作难度，大大缩短了手术时间，减少患者术中和术后的并发症，提高了手术精确度[4]。Sun等[5]研究了6例Pruzansky II型的病人，发现采用CAD技术，术前预测的和实际延长的升支高度仅有平均0.6mm的误差。

在选择牵引器种类和置入方式时，我们选用口外入路内置式牵引器进行下颌骨牵引，具有操作简单方便，截骨准确，手术时间和手术出血明显减少，效果确实的优点：①由于视野清晰，下颌截骨以及牵引器安置更加方便；②由于不与口腔相通，避免术区感染或慢性炎性反应发生，保证了新骨的形成；③不影响患者进食，允许患者较长时间留置延长器而不影响日常生活和工作[4]。

小颌畸形伴有关节强直的治疗流程,争论的焦点聚集在颞颌关节强直松解、关节成形术和下颌骨牵引成骨术的先后顺序上[6-7]。王兴等[8]认为当截骨后形成的近心骨段是一个可活动的骨段时，手术结果总伴有近心骨段不同程度的向后移动，从而使下颌骨的前徙效果受到影响。DO最重要的就是要向前有效地延长下颌骨，使附着于下颌骨上的软组织包括舌骨位置有效地向前向上移动，从而有效地扩大舌根部后气道间隙。因此利用强直关节对近心骨段可有效制动的作用，首先完成牵引成骨，拆除牵引器时再同期行关节成形术，这不失为一个明智的选择。此外通过一期下颌骨牵引，同时将周围软组织延长，减少软组织对张闭口功能的限制，可以减少二期颞颌关节强直矫正手术的复发率。

对于儿童患者，由于骨的潜在生长能力强[9]，因此我们一期通过DO技术解决其OSAS及相关功能障碍后，二期手术仅单纯取出牵引器而不行正颌手术治疗，通过术后正畸治疗，促进上颌骨自身潜在生长，自行调节咬合功能，减少手术对上颌骨生长发育潜能的破坏；对于成年患者采用牵引成骨配合正颌外科的方法，通过一期下颌骨牵引，可以最大程度增加下颌骨骨量；由于其是通过缓慢牵引产生新骨而非通过骨移植纠正小颌畸形，在牵引成骨同时，对软组织亦有扩张拉伸作用 从而降低了由于软组织牵拉而造成的颌骨回缩[10]。牵引器取出后，根据患者的咬合情况和面型，同期选择合适的正颌手术可以能获得更理想的面部形态和咬合关系。为达到良好的效果，一般颌骨牵引术后有必要进行正畸治疗。由于上下牙列改变咬合关系后，存在一些个别牙的不协调，故必须进行牙关系的精细调整；此外为防止颌骨畸形复发，也需要行一定时间的颌间牵引[11]。

[参考文献]

[1]McCarthy JG,Schreiber J,Karp N,et al.Lengthening the human mandible by gradual distraction[J].Plast Reconstr Surg,1992,89(1):1-8; discussion 9-10.

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[3]Vendittelli BL,Dec W,Warren SM,et al.The importance of vector selection in preoperative planning of bilateral mandibular distraction[J].Plast Reconstr Surg,2008,122(4):1144-1153.

[4]石蕾，归来，尹琳，等.下颌骨牵引成骨配合正颌手术矫治成人半侧颜面短小畸形[J].中华整形外科杂志，2013，29(3)：170-174.

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[8]王兴，梁成，伊彪，等.小下颌畸形伴阻塞性睡眠呼吸暂停综合征的牵引成骨矫治[J].中华医学杂志, 2001，81(16)：978-982.

[9]Lauritzen C,Munro IR，Rose RB.Classification an treatment of hemifacial microsomia[J].Scand J Plast Reconstr Surg,1985,19:33.

[10]Vendittelli BL,Dec W,Warren SM,et al.The importance of vector selection in preoperative planning of bilateral mandibular distraction[J].Plast Reconstru Surg,2008,122:1144-1153.

[11]林铭，吴俊伟，陈巨峰,等.牵引成骨术配合正畸治疗矫治成人骨性AnglelI类错牙合畸形[J].中国美容医学，2007，16(7)：966-968.

[收稿日期]2014-03-05[修回日期]2014-04-15

编辑/何志斌