3D打印定位导板在头颈部异物取出术中的应用

刘艳佼，吴 坡，羊书勇，李 浩，赵潇黎，郑维银

软组织内异物取出的关键在于异物的定位，头颈部解剖结构复杂，分布着许多重要神经血管，因此，头颈部异物定位更加困难，手术难度更高。目前临床应用较多的头颈部异物定位方法有头颅正侧位金属针定位法、B超引导下异物定位[1-2]、CT引导下定位等，有条件的大型医院甚至可以实现术中计算机实时导航定位手术取出。笔者科室立足现有条件，利用计算机辅助设计和3D打印技术，术前设计并制作3D定位导板，成功实施6例头颈部软组织异物的取出，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 病例资料 回顾总结分析笔者科室2015～2017年收治的头颈部异物患者6例的临床资料，其中男性4例，女性2例，年龄24～45岁；金属碎片2例，火药枪弹丸2例，碎玻璃1例，砂石1例。共计取出异物11颗：腮腺咬肌区4颗，颞肌内3颗，胸锁乳突肌内1颗，眶下区1颗，颊部软组织内2颗。火药枪弹丸3颗，金属碎片3颗，砂石2颗，碎玻璃3颗。

1.2 3D定位导板制作 术前行颌面部CT扫描，获取DICOM数据，导入mimics17.0软件(materialise公司，比利时）中，对颌骨、异物、皮肤分别进行三维重建。根据异物的位置，设计定位针道及皮肤蒙版，计算穿刺深度，在软件中生成定位导板的三维立体模型，并以STL格式导出。将定位导板的STL文件导入3D打印机的切片软件中，转换生成打印文件，导入3D打印机中打印，根据精度要求不同使用光固化树脂或者聚乳酸材料打印，生成定位导板的三维实体模型，修整导板边缘及去除支架后试戴。

1.3 异物取出术 术中按照计算机软件中设计的位置，将导板固定在患者术区，使用穿刺针按照设计的导向管的方向及深度进行穿刺，取下导板，取经皮肤穿刺点切口或者其他手术入路寻找穿刺针的针尖，即可找到异物所在处，并将异物取出。

2 结果

2.1 手术结果 通过使用3D打印定位导板，6例11颗异物均完整取出，手术过程顺利，定位准确，出血量少，手术均在40 min内完成。术后术区均无感染，伤口一期愈合，无神经损伤等相关并发症。

2.2 典型病例

2.2.1 病例资料 患者女性，40岁，20 d前在山林中被散弹枪误伤后，在当地医院进行清创及留存铅弹取出，因右侧腮腺咬肌区深部2枚圆形铅弹未取出，到医院进行后续手术，要求取出留存弹丸。

入院查体：右侧颌下有一1 cm的伤口，伤口缝合良好，右侧咬肌区有2个点状伤口，已基本愈合，伤口深部软组织质地较硬，面神经功能良好，张口度及张口型正常。恒牙列，全口卫生状况一般。口内黏膜未见异常，舌活动无异常。颌面部CT显示右侧下颌骨升支外侧皮质骨表面两颗圆形高密度影(图1)。

2.2.2 设计定位导板 在三维重建好的异物表面设计导向管道（图2），长度设为固定值，内径与穿刺针直径一致，并设定公差；在右侧面部皮肤表面设计蒙板，蒙版范围包括面部的典型解剖标志点，包括右侧鼻翼、右侧口角、右侧耳垂等，通过布尔运算完成蒙板与导向管的结合（图2），生成STL文件。

2.2.3 3D打印定位导板 将生成的导板STL文件从mimics软件中导出至3D打印机的切片软件中，调整打印方向，设计支撑，生成切片文件，将切片文件导入3D打印机打印，获取定位导板的3D实物模型（图 3）。

2.2.4 异物取出术 手术麻醉后，患者体位尽量与CT检查时体位一致，将导板覆盖患侧面部，对位各解剖标志点。完全就位后，使用穿刺针按照术前设计的深度沿导向管刺入，维持穿刺针的位置不变，取下导板，经口内翼颌韧带外侧切口顺利取出两颗留存异物（图4）。手术时间共计约25 min。

图1 CT显示异物的位置

图2 定位导板的设计

3 讨论

颌面部解剖结构复杂，异物留存可能导致严重的感染、颅颌面畸形等不良后果[3-4]。虽然异物取出手术操作难度大，风险高，但随着3D打印技术在临床医疗和科研中的应用逐渐广泛[5-7]，术前对异物的定位越来越精准，极大降低了手术难度及风险。目前条件较好的医院配备手术导航系统[8-9]，对于异物的取出相对简单。但手术导航系统价格昂贵，且操作需要经过系统的学习培训，目前普及率较低。此外，部分医院采用CT或超声术中引导，也在一定程度简化了手术，提高精准性，但CT、超声引导增加了医患放射暴露的风险，影响医生手术操作，且需要多科室合作。

3D打印定位导板对患者费用低，对医生无辐射，手术操作简单，本研究结果显示，全部11颗异物均定位准确，手术均在40 min内完成，在麻醉时间相同的条件下，使用3D模板的费用较CT引导下的费用明显减少，减轻了患者经济负担。而且定位导板患者只需要做一次CT即可完成手术，而CT引导下手术，术前需要CT检查，术中需要持续暴露在CT辐射下，对患者、对医生均造成较大放射暴露，因此，定位导板下手术降低了辐射对患者和医生健康的危害。另外CT引导下手术，对医生的操作可能存在干扰，定位导板下手术与常规手术一样，减少了对医生操作的影响。

但该定位导板仍存在以下不足：（1）很多时候手术体位无法与CT检查时体位完全一致，而伤员体位的改变，会导致定位导板精度的降低，且穿刺针定位后，因切口需要，可能牵拉软组织导致少许移位；（2）CT检查时与手术时组织肿胀程度的差异，也会导致定位误差扩大；（3）对于部分CT检查无法显影的异物，无法做到术前定位设计；（4）部分被颌骨阻挡的深部异物和穿刺针无法直接探及的异物，同样无法设计定位导板。

因此，对于颌面部异物取出的定位，应综合各方面因素，因地制宜，根据可利用的条件，选择手术导航、数字化导板、超声引导等，在顺利取出异物的前提下，尽可能降低患者创伤和经济负担。

图3 打印制作异物定位导板

图4 定位导板辅助下取出面部异物