三维数字化在颏部水平截骨术中的应用

陈莹 牛峰 归来 俞冰 付茜 乔嘉

三维数字化在颏部水平截骨术中的应用

陈莹 牛峰 归来 俞冰 付茜 乔嘉

目的 探讨三维数字化在颏部水平截骨术中的应用效果。方法 通过对颏部畸形患者的术前三维影像学测量，精确判断三维方向上畸形的程度，利用颏部水平截骨的手术方法，并将术前设计和手术导板进行统一，对截骨块进行移动，改善颏部畸形。结果 本组20例患者均一期愈合，外形满意，术后均有不同程度的下唇麻木，术后1～6个月均恢复正常。结论 精确的手术设计可以更加有效地改善颏部各类畸形。

颏部水平截骨；三维数字化；三维测量；手术导航

临床上常遇见颏部畸形患者包括颏部过度发育畸形、发育不足和偏斜畸形，而颏部在人体面部和谐中发挥的美学作用不容小觑，一个大小合适、突度适中、不偏斜的颏部会给人以美感。自2014年10月至2016年10月，中国医学科学院北京协和医学院整形外科医院整形六科将三维数字化技术应用于颏部水平截骨术，使手术更精准，从而提高了手术效果和患者满意度。现报道如下。

1 临床资料

本组共20例患者。男性8例，女性12例；年龄18～32岁。均主诉对颏部外形不满意。

2 手术方法

2.1 术前设计 术前拍头颅三维CT，将数据导入电脑，通过Mimics 16.0软件进行上下颌骨分体重建，在工作站上进行坐标系调整，使得x、y、z轴分别与患者的水平中线、冠状位中线、矢状位中线重合。在二维图像中选取颏前点（Pg）、软组织颏前点（Pg′），鼻根点（N）、骨性鼻前嵴（ANS）、软组织鼻尖点（Prn）、上唇点（Ls）、下唇点（Li），见图 1。并在三维图像上测量。参照表1综合评估颏部需要在三维方向上偏移的距离和角度。并根据测量结果设计截骨线，将此数据导入3D打印机，以聚乳酸为材料打印截骨导板；并根据骨断端移动位置确定定位导板。

2.2 手术过程 经鼻气管插管，沿患侧下颌前庭沟偏颊双侧第一双尖牙间切开黏膜骨膜至骨面，切口长约6.00 cm，利用“脱套”技术行骨膜下分离，显露颏部，注意保护颏神经，剥离颏部肌肉，然后根据术前设计进行截骨手术。使用定位导板引导颏部骨块准确移动至术前规划位置，给予小钛板坚强内固定。分层缝合颏部切口，加压包扎。术后常规给予抗感染治疗及流食，切口7～10 d拆线。

图1 二维图像选点

表1 三维测量指标及参考值

3 结果

本组20例患者均一期愈合，患者对外形满意。术后均有不同程度下唇麻木，随访1～6个月，均恢复正常。

4 典型病例

例1，患者女性，20岁，因下颌角肥大、小颏畸形入院。术前拍摄三维CT，通过Mimics 16.0软件进行三维重建，在断层上进行定点并测量，根据软组织颏前点至鼻尖上唇平面的距离判断颏部需向前移动8.19 mm（图2a）；根据上下唇比例计算颏前点需向下延长6.10 mm（图2b）；双侧颏前点至正中矢状面的距离无明显区别，水平方向不予移动（图2c）。将设计数据导入计算机进行手术模拟，并利用3D技术制作截骨导板和定位导板（图2d，e），按照截骨导板截骨后使用定位导板固定（图 2f，g），术后 1 个月随访时效果满意（图 2h，i）。

例2，患者女性，25岁，因半侧颜面短小入院。术前拍摄三维CT，利用Mimics 16.0行三维重建。在断层上进行定点并测量，计算出颏前点至正中矢状面偏斜约6.50 mm，需水平移动；双侧颏结节连线与水平面形成交角，需顺时针旋转5°；侧面突度尚可，无需前后向移动。通过计算机进行手术模拟，并制作手术导板，术后6个月随访时患者对术后效果满意（图3）。

5 讨论

颏部由双侧下颌骨水平枝的连接部构成，为面下1/3的重要组成部分，其自身形态位置以及与上、中面部的协调比例关系是构成面部美学的重要因素之一，并且影响唇部的形态和功能。参照不同的测量平面，颏部畸形可分为前后向、垂直向及左右不对称畸形，但从三维方向看，临床畸形的患者往往不是单一方向的，颏部的过度发育、发育不足和偏斜畸形，往往是复杂混合的畸形，而不是单一方向或角度的过度或不足[1-2]。

螺旋CT是由计算机自动完成颅颌面组织的三维重建。三维螺旋CT的扫描时间仅需几十秒钟，重建亦不过5 min，受检者吸收X线量也很少。虽然也存在因重建层厚和计算机显示效果等因素而影响重建效果的问题，但三维CT螺旋成像却能从任意角度与方向来观测，具有很强的直观性。

因为三维测量相对于头影测量来讲，没有统一的标准进行定点，如果在三维图像上直接定点，由于观察角度和方向的不同，误差较大。因此，我们利用三维矩阵进行定点。由于三维图像结构是由三维矩阵表达，图像上任何一点的三维坐标都是确定的，这样无论影像怎样旋转或放大、缩小，都能如实地反映颅面结构的客观位置。重建后的颅面骨图像可以随意旋转和切割，将三维图像、轴位图像、冠状位图像和矢状位图像相结合，可以精确测量。这样，相对于一维的普通头影测量来说无疑具有较高的准确性[3-9]。

20世纪80年代初期，WH Bell提出了带广泛软组织蒂的颏部截骨整形术，由于颏部骨段的血运得到保证，术后骨吸收大大减少，并使截骨后软组织的变化比例更为接近，是理想的矫正各种颏部畸形的方法。颏部水平截骨，可以同时解决颏部长度、宽度和高度上的各种不同畸形，是颌面外科的一项经典手术。但传统的手术往往根据术者的经验来调节术后远端骨块的位置，并进行坚强内固定，术后不能达到理想的效果，对于术者的经验和技术要求较高[10]。

三维数字化研究结合了三维成像、三维测量、模型及导板的制作，能够将患者的畸形直接同步到电脑数据及模型上，然后根据测量结果设计手术方案。随着计算机辅助外科手术模拟（computer-aided surgical simulation,CASS）技术的发展,外科医师可在计算机上模拟并检验不同手术方案,直至获得最佳的手术效果，以确定最终的理想手术方案[11]。相对于既往的传统模型外科来说，更能全面地反应面部骨骼的变化趋势，并可以通过术中导航将设计与手术本身统一化。但导航设备复杂，花费较高。

总之，通过三维打印技术制作数字化导板来指导骨断端的移动和固定，在临床上取得了较好的手术效果，相对于导航仪器来说操作简单、经济快速，适合基层医院推广。

图2 典型病例1，20岁女性，下颌角肥大、小颏畸形 a.软组织颏前点至鼻尖上唇平面的距离 b.上下唇比例 c.双侧颏前点至正中矢状面距离 d.截骨导板 e.定位导板 f,g.术中使用定位导板 h.术前 i.术后1个月 图3 典型病例2，25岁女性，半侧颜面短小 a.术前b.术后6个月

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The application of three-dimensional digitalization in genioplasty

CHEN Ying,NIU Feng,GUI Lai,YU Bing,FU Xi,QIAO Jia.[The 6th Department of Plastic Surgery,Plastic Surgery Hospital(Institute)of Chinese Academy of Medical Science,Beijing 100144,China]

ObjectiveTo explore the effect ofthe application ofthree-dimensional digitalization in the malformation of the chin.MethodsPreoperative three-dimensional measurements were performed byusingMimics software in order todetermine the degree ofdeformityaccurately,in three dimensions.Usingthe chin horizontalosteotomymethod,the preoperative design and operation guide were unified and the osteotomyblock was moved toimprove chin deformities.All patients underwent genioplastyafter accurate design.ResultsTwenty patients′wounds healed primarily without severe complications.Lower lip numbness was resolved after 3 to 6 months.ConclusionThe right operation method and precise operation design can effectivelyimprove all kinds ofchin deformities.

Genioplasty;Three-dimensional digital;Three-dimensional measurement;Surgical navigation

NIU Feng,Email:nfxhy@126.com

2016-12-08）

10.3969/j.issn.1673-7040.2017.01.005.

10.3969/j.issn.1673-7040.2017.01.005.

中国医学科学院北京协和医学院整形外科医院整形六科，北京 100144

牛峰，Email：nfxhy@126.com

本文引用格式：陈莹,牛峰,归来,等.三维数字化在颏部水平截骨术中的应用[J].中国美容整形外科杂志,2017,28(1):16-18.