术前虚拟设计在股前外侧皮瓣修复口腔颌面部缺损中的应用

王顺吉，章文博，于 尧，谢晓艳，杨宏宇，彭 歆△

(1.北京大学口腔医学院·口腔医院，口腔颌面外科 国家口腔疾病临床医学研究中心 口腔数字化医疗技术和材料国家工程实验室 口腔数字医学北京市重点实验室，北京 100081； 2. 北京大学口腔医学院·口腔医院医学影像科，北京 100081； 3. 北京大学深圳医院口腔医学中心，广东深圳 518036)

软组织皮瓣移植是修复口腔颌面部缺损的重要方法，股前外侧皮瓣因其具有组织量丰富、血管蒂长、供区隐秘、供区并发症少等优点，已成为目前临床应用最多的软组织皮瓣[1-8]。采用软组织皮瓣修复口腔颌面部缺损实际上是对缺损容积重建的过程，皮瓣体积与缺损容积相匹配对术后修复重建的效果至关重要[9]。皮瓣体积过小，不能完全覆盖创面、有效充填死腔；皮瓣体积过大，则局部组织冗余，影响功能和外形，且增加了供区创伤。目前，数字化技术已经被广泛应用于腓骨瓣、髂骨瓣等骨组织皮瓣的设计中，其精确性已得到大量证实[10-15],然而，软组织皮瓣的设计主要依赖于术者的经验，精确性较差，因为仅依靠术者经验，难以准确预测制备的软组织皮瓣体积。目前，国内外尚未见关于术前应用数字化技术精确设计软组织皮瓣的相关报道。本研究旨在提出一种应用数字化技术术前精确设计软组织皮瓣的方法，通过比较术中实际制备的皮瓣体积和术前设计的皮瓣体积差异，验证这种设计方法的可行性和精确性,为临床上进一步开展数字化技术在软组织皮瓣精确修复颌面部缺损中的应用提供技术支持和实验基础。

1 资料与方法

1.1 研究对象

本研究纳入2019年6—10月由北京大学口腔医学院口腔颌面外科同一手术小组收治的10例口腔颌面部病变切除术后采用股前外侧皮瓣修复缺损的患者。本研究开始前已经北京大学口腔医学院生物医学伦理委员会审查批准(PKUSSIRB-201945068)， 所有参与研究的患者均签署知情同意书。

1.2 研究方法

1.2.1术前股前外侧皮瓣穿支定位 穿支探测及定位由同一位放射科的高年资医师完成。患者取仰卧位，伸直下肢，垫高需要探测穿支的一侧臀部，标记髂前上棘至髌骨外上缘的连线，并以该连线的中点为中心，内外3 cm、上下10 cm范围内探测穿支位置。将Mindray Resona 7 s彩色多普勒超声仪(迈瑞公司，中国)调节至最为敏感且不产生噪音状态，固定其参数值，探测旋股外侧动脉降支走行情况，记录穿支的管径及穿出阔筋膜的位置，并进行体表标记。选取血管管径较粗、血流流速较快的穿支作为目标穿支(图1A)。

1.2.2术前股前外侧皮瓣虚拟设计 术前采用螺旋CT对患者的下肢进行薄层扫描(层厚 1.25 mm)， 扫描范围为髂前上棘上5 cm至髌骨下缘下5 cm。获取DICOM格式的CT数据，将之导入Proplan CMF 3.0软件，进行下肢三维重建。参考术前彩色多普勒超声定位的穿支位置，以穿支位置为中心，完全模拟术中的实际过程虚拟设计股前外侧皮瓣，并对皮瓣体积进行测量(图1B、1C)。

1.2.3股前外侧皮瓣制备及实际体积测量 患者取仰卧位，垫高术侧臀部，严格按照术前设计的皮瓣长度和宽度进行皮瓣制备。逐层切开皮瓣内侧缘皮肤、皮下组织、深筋膜，于阔筋膜与股外侧肌之间分离，寻找穿支位置，并进行体表标记。钝性解剖股直肌与股外侧肌之间间隙，寻找旋股外侧动脉降支，向内牵开股直肌，沿降支分离至起始部。逆行解剖穿支至起始处。切开皮瓣四周，于阔筋膜下分离皮瓣，游离血管束。术中为保护穿支，可在穿支周围携带少许肌肉组织(图1D)。测量术中穿支实际穿出位置与术前彩色多普勒超声所定位的穿支位置的距离，以距离小于0.5 cm视为符合。股前外侧皮瓣制备完成后，先于量杯中倒入一定量生理盐水，记录此时的刻度值V1。然后将皮瓣置入量杯中，要求生理盐水完全淹没除血管蒂之外的皮瓣组织，记录此时生理盐水所对应刻度V2，计算股前外侧皮瓣的实际体积(V2-V1)， 并记录数值(图1E、1F)。

1.3 统计学分析

计算术前彩色多普勒超声所定位的穿支位置与术中穿支实际穿出位置的符合率。采用SPSS 22.0软件对术前Proplan所测得的皮瓣体积与术中采用排水法所测得的实际体积进行配对样本t检验，P<0.05(双侧)认为差异有统计学意义。

2 结果

本研究共纳入10例患者，其中男性7例，女性3例，平均年龄47.1岁(9～76岁)。8例为上颌骨病变，2例为舌癌。术前均进行活体组织检查明确病理诊断，其中，肉瘤3例，鳞状细胞癌3例，颌骨骨髓炎2例，腺样囊性癌1例，成釉细胞瘤1例(表1)。

表1 10例患者的基本信息Table 1 Discription of the 10 patients

术前采用彩色多普勒超声探测到股前外侧皮瓣的穿支共15支，每例患者1-3支(平均1.5支/例)；术中实际发现穿支共16支，每例患者1～4支(平均1.6支/例)。其中1例患者术前探测到3支穿支，术中实际发现4支穿支，而另1例患者术前探测的穿支位置与术中实际穿出位置距离大于0.5 cm，总体符合率为87.5%。

制备的股前外侧皮瓣的范围为5 cm×7 cm～8 cm×15 cm。术后10例股前外侧皮瓣全部成活，其中1例患者皮瓣移植术后出现受区手术区域积液，冲洗换药1周后愈合，其余9例患者受区伤口均Ⅰ期愈合。全部患者的供区均直接拉拢缝合，均为Ⅰ期愈合，未见手术并发症。术前虚拟设计的股前外侧皮瓣体积与术中排水法所测的皮瓣实际体积两者差异无统计学意义(t=0.318，P=0.758，表2)。

表2 患者术前及术中的穿支和皮瓣体积Table 2 Discription of the preoperative and intraoperative perforator and flap volume

3 讨论

自1993年Koshima等[7]首次报道了应用股前外侧皮瓣修复口腔颌面部缺损以来，因其具有很多优点，股前外侧皮瓣已成为修复口腔颌面缺损的主要皮瓣之一，是目前临床应用最多的软组织皮瓣。采用软组织皮瓣修复口腔颌面部缺损时，皮瓣体积与缺损容积相匹配对术后修复重建的效果至关重要。皮瓣体积过大或过小，可能会导致术后面部外形不对称及影响发音、吞咽等功能，从而严重影响患者术后的生活质量[9; 16-18]，制备的皮瓣体积过小，不能完全覆盖创面及有效充填死腔，影响术后愈合；皮瓣体积过大，则增加了供区创伤，甚至需要二期手术进行修整等。

数字化技术在口腔颌面部缺损修复重建中已得到大量临床应用，被广泛应用于腓骨瓣、髂骨瓣等骨组织游离皮瓣的术前设计中，其精确性已得到证实[10-15]。Zhang等[19]对27例因上颌骨肿瘤行上颌骨切除术后同期游离腓骨瓣修复上颌骨缺损的患者进行了研究，将其分为数字化设计组(9例)和传统手术组(18例)， 数字化设计组采用数字化外科技术辅助手术，发现术前虚拟设计等数字化技术可以显著提高游离腓骨瓣修复上颌骨缺损的精度，该方法具有良好的可行性和实用性，可显著提高游离腓骨瓣功能性重建上颌骨缺损的临床治疗效果。

传统方法设计软组织皮瓣主要依赖于术者经验，精确性较差。近年来，随着数字化技术的发展，术前应用数字化技术设计软组织皮瓣也成为可能。数字化技术在术前软组织皮瓣设计中的应用主要包括定位皮瓣穿支位置和模拟皮瓣制备两个方面。

研究表明[20]，术前利用数字化技术重建皮瓣供区三维图像模型，可更加立体、直观地显示皮瓣穿支的走行，并可对穿支位置、管径等进行测量，以指导手术，从而减少手术盲目性，缩短手术时间，提高手术成功率等。有学者发现[21]，术前采用CT血管造影探测股前外侧皮瓣穿支位置，并制作定位导板，用于术中穿支定位，术前定位的穿支位置与术中实际的穿支位置差异无统计学意义(P>0.05)。

目前已有研究报道了术前应用数字化技术虚拟设计所需体积软组织皮瓣的可行性及精确性。Eder等[22]对采用腹壁下深动脉穿支皮瓣重建胸部的54例患者进行了研究，术前采用CT血管造影探测皮瓣的穿支位置，然后将CT数据以DICOM格式导入Minics14.0软件，模拟皮瓣制备，并测量皮瓣体积，术中按照术前设计制备皮瓣并测量皮瓣的实际体积，研究结果显示，术前所测得的皮瓣体积与术中所测得的实际体积差异无统计学意义(P=0.44)，术前可应用数字化技术设计所需体积的软组织皮瓣。有研究认为[23-25]，术前虚拟设计股前外侧皮瓣可用于指导术中皮瓣制备，且术后可获得良好的修复重建效果。

本研究术前高频彩色多普勒超声定位的股前外侧皮瓣穿支位置与术中穿支实际穿出位置的符合率为87.5%，与既往研究结果基本一致[26]。与传统手持式多普勒超声相比，彩色多普勒超声检查更准确，且可提供穿支管径、血流流速、走行等信息，可以帮助选择管径粗、流速快、肌肉中走行路径短的穿支，从而减少手术盲目性，提高手术成功率。本研究中1例病例术前仅探测到3支穿支，术中实际发现了4支穿支；另1例病例术前彩超定位的穿支位置与术中穿支实际穿出位置的距离大于0.5 cm，视为不符合，表明彩色多普勒超声探测股前外侧皮瓣穿支仍有一定的假阳性率和假阴性率。

本研究术前Proplan软件测得的皮瓣体积与术中排水法所测得的实际体积的差异无统计学意义，表明术前虚拟设计股前外侧可用于指导术中皮瓣制备，该方法具有良好的可行性和精确性。本研究将术前穿支定位与虚拟设计技术相结合，将精确设计的概念引入到软组织皮瓣的设计与制备中，术中能达到制备精确体积的股前外侧皮瓣，可避免因制备的皮瓣体积过小导致的皮瓣难以覆盖受区创面、充填死腔，或皮瓣过大导致的供区创伤增加、组织冗余等问题，提高了软组织皮瓣修复口腔颌面部缺损的精确性，实现了个性化的治疗目标，提高了患者术后的生活质量。

综上所述，采用数字化技术对股前外侧皮瓣进行术前虚拟设计的方法具有良好的可行性和精确性，可用于指导术中制备股前外侧皮瓣。然而，本研究也发现，术前虚拟设计与术中股前外侧皮瓣制备可能存在偏差，后续尚需进行更大样本量的前瞻性研究，进一步分析术前应用数字化技术虚拟设计股前外侧皮瓣修复口腔颌面部缺损的精确性。