三维打印技术在眶颧颌骨折术中的临床应用

孟志兵， 胡 俊， 刘 伟 ， 袁保锋， 邵苗苗， 高娟娟 ， 王恒俊

（1. 扬州大学附属医院口腔颌面外科，江苏 扬州 225000；2. 南京医科大学附属宿迁第一人民医院眼科，江苏 宿迁 211103；3. 扬州大学附属医院影像科，4. 眼科，江苏 扬州 225000）

眶颧颌复合体是位于面中部1/3 的连接颅颌面的重要支柱，对于维持面部的宽度、突度起重要作用，是面部美观、功能与结构的关键标志[1]，但由于其位置突出、骨缝多，受到外力撞击时容易发生骨折。 现代社会中，高空作业意外、交通事故等频发，眶颧颌骨折发生率逐年上升，位于颌面部骨折的第2 位，约占 13%[2]，已成为常见病、多发病[3]。该病不仅仅影响患者的外观， 更重要的是影响患者工作、生活[4]。 部分患者因合并颅脑外伤，在抢救生命时而耽误治疗， 部分患者会因外伤后肿胀影响面部塌陷等临床症状的判断而耽误治疗， 从而形成陈旧性眶颧颌骨折。眶颧颌骨折手术修复难度大，传统手术复位效果欠佳[5]。 近年来，3D 打印技术逐渐被引入到颌面部骨折手术中，提高了手术复位的效果。本研究回顾性分析我院3D 打印辅助骨折复位治疗的32 例眶颧颌骨折患者资料，为临床诊治工作提供经验。

1 资料和方法

1.1 病例资料

回顾性分析2018 年8 月—2021 年2 月我院收治的眶颧颌骨折患者32 例，均为单侧眶颧颌骨折，其中陈旧性眶颧颌骨折患者为6 例。 所有患者术前经CT 检查证实为眶颧颌骨折； 其中男性15 例，女性 17 例；年龄 17~73 岁，平均年龄（49.81±15.23）岁；所有患者眼球凹陷≥2 mm，19 例患者复视，15 例患者眼球运动障碍，4 例患者张口受限。纳入标准：明确诊断为眶颧颌骨折；自愿手术并签署手术知情同意书。 排除标准： 患者未遵医嘱行眼球功能锻炼；未按要求复诊；双侧眶面部骨折；随访期内再次眶面部外伤；严重手术禁忌证患者；糖尿病或其他自身免疫性疾病、高血压（未控制）、结核病、精神类疾病患者；妊娠试验阳性者。 本项研究通过了扬州大学附属医院伦理委员会批准（批准号：2020-VKL04-Y005）。

1.2 方法

1.2.1 CT 检查 术前、 术后所有患者均进行螺旋CT 薄层扫描。 术前将所得数据以DICOM 格式导出， 由同一操作者利用Mimics 软件进行三维重建，然后利用健侧数据通过Geomagic Studio 软件进行镜像修复，应用布尔运算中的减运算，以镜像修复后的眶壁数据减去原始眶壁数据，从而得到与眶壁骨折区域吻合的个性化修复体模型。 使用3D 打印机（上海乂仑三维设计有限公司）打印头颅模型。

1.2.2 手术方法 术前先行个体化3D 打印。 所有患者均采用全身麻醉， 由同一主刀医师完成手术。手术入路采用下睑缘下2 mm 平行于下睑缘切口、上颌前庭沟切口、眉下切口，部分患者眉下切口改为半冠状切口，逐层分离至骨折区域，充分暴露骨折范围，将骨块复位至理想位置，随后以头颅模型作为导板修剪并塑形钛板，将其置于骨折区予以钛钉固定，探查眶底后，完全还纳、松解嵌顿软组织，以头颅模型作为导板修剪并塑形钛网后将其置于骨缺损处，并将钛钉固定于眶下壁部位（图1）。 手术完毕充分止血后逐层缝合切口，加压包扎2 d，冰敷48 h。

图1 3D 头颅模型打印Figure 1 3D printing of skull models

1.2.3 术后处理和效果评价 术后观察患者眼球突出度，复视，眼球运动，眶区对称度，患者满意度，视力，有无眼睑退缩、睑内翻、睑外翻，有无植入物感染、排斥、移位等，眼球运动训练每天不少于200 次，至少持续至术后2 个月。 术后7 d 内CT 扫描观察眼外肌复位情况及与植入物的位置关系，面部骨折复位情况。

主要的有效性判断标准为术后6 个月眼眶骨折的治愈率。 治愈标准：①复视评分≤Ⅰ；②眼球运动障碍评分≤Ⅰ；③双眼眼球突出度相差差值＜2 mm。 术后6 个月评价上述3 项指标，均符合为治愈。 具体评价标准如下。 ①复视[6]：0，无复视；Ⅰ，周边视野复视（＞15°）；Ⅱ，正前方及阅读位（向下＜15°）无复视，其余方向复视；Ⅲ，正前方及阅读位（向下＜15°）复视。 ②眼球运动障碍的分级[7]：0，眼球运动不受限；Ⅰ，眼球向1 个或多个方向极限运动时轻度受限；Ⅱ，眼球向1 个或多个方向运动时明显受限；Ⅲ，眼球向1 个或多个方向运动不过中线。 ③眼球突出度（采用眼球突出计测量手术前、后眼球突出度）[8]：治愈，术后双眼眼球突出度差值＜2 mm；好转，术后双眼眼球突出度差值≥2 mm，但较术前数值减小；无改变，术后双眼眼球突出度数值较术前无改变；加重，术后双眼眼球突出度数值较术前增大。

次要评价标准如下。 ①眶区对称度：对比术前、术后6 个月患者健侧和患侧颧骨高点至髁状突顶点连线的垂直距离之差， 健侧和患侧颧骨高点至梨骨、蝶骨交汇处中线的垂直距离之差，健侧和患侧颧骨高点至双侧上颌窦底连线的垂直距离之差，3 项之和的数值越大表示眶区越不对称；②患者满意度： 术后通过问卷调查的方式进行满意度评价，由患者填写，具体内容为眼球凹陷、复视、眼球运动障碍的疗效满意度和外观恢复满意度，2项满意度评分为0～10 分，分值越高表示患者满意度越高。

1.3 统计学分析

所有数据使用SPSS 26.0 软件进行统计学分析，患者手术前、术后眼球运动障碍程度和复视程度等级资料的差异比较采用Mann-Whitney U 检验；双侧眼球突出度术前、 术后差值不符合正态分布，两者差异比较采用配对样本的Wilcoxon 符号秩检验；眶区对称度术前、术后差值符合正态分布，两者差异分析采用配对样本的t 检验。以上分析均以P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 手术前后CT 检查结果

术后所有患者于1 周内复查CT， 所有患者骨折得到修复，患者对复位效果满意。 所有患者术中未出现严重的并发症，术后未出现视力下降，睑外翻，植入物移位、感染、排斥等并发症，4 例患者张口受限、咬合功能均恢复正常。 2 例典型病例情况如下。

患者男性，46 岁，车祸伤，左侧陈旧性眶颧颌骨折。 患者术前左侧面部局部塌陷，左眼球较对侧凹陷2 mm，下移1 mm，眼球上转欠1 mm，眼球运动障碍评分为Ⅰ，双眼向右、向下注视复视评分为Ⅰ。受伤后7 个月行手术治疗，术后面部对称，左眼球凹陷恢复，眼球上转欠1 mm，眼球运动障碍评分为Ⅰ，双眼各方向注视无明显复视。 术前及术后1 周CT 检查结果见图2。

图2 左侧陈旧性眶颧颌骨折术前及术后1 周CT 检查结果Figure 2 Patient with an old left orbital zygomaticomaxillary fracture. Preoperative and 1-week postoperative CT examination results

患者男性，52 岁，车祸伤，右侧眶颧颌骨折。 术前右侧面部局部塌陷， 右眼球较对侧凹陷2.5 mm，眼球运动正常，双眼各方向注视无明显复视，受伤后6 d 行手术治疗， 术后面部对称， 右眼球凹陷恢复，眼球运动正常，双眼各方向注视无明显复视。 术前及术后1 周CT 检查结果见图3 。

图3 右侧眶颧颌骨折术前及术后1 周CT 检查结果Figure 3 Patient with a right orbital zygomaticomaxillary fracture. Preoperative and 1-week postoperative CT examination results

2.2 术后综合评价体系

2.2.1 主要评价 术后6 个月，眼眶骨折的治愈率为100%：①术后所有患者复视评分≤Ⅰ；②眼球运动障碍评分≤Ⅰ；③双眼眼球突出度相差差值＜2 mm。 术后1 周，19 例患者眼球凹陷症状完全恢复，13 例眼球凹陷症状好转， 所有患者双眼眼球突出度差值＜2 mm， 术前术后的差异有统计学意义（P＜0.001，表 1）。 术前 19 例复视，其中 10 例评分为Ⅰ、7 例评分为Ⅱ、2 例评分为Ⅲ， 术后大部分病例复视消失，7 例患者复视评分为Ⅰ；术前15 例眼球运动障碍， 其中8 例评分为Ⅰ、7 例评分为Ⅱ，术后大部分患者眼球运动自如，4 例评分为Ⅰ。 术前、术后6 个月复视及眼球运动障碍级别分布比较差异有统计学意义（P＜0.01，表 2）。

表1 患者术前、 术后1 周眼球突出度、 眶区对称度差值的比较（mm，）Table 1 Comparison of the difference of bilateral enophthalmos and orbital symmetry between pre-operation and 1-week post-operation（mm,）

表1 患者术前、 术后1 周眼球突出度、 眶区对称度差值的比较（mm，）Table 1 Comparison of the difference of bilateral enophthalmos and orbital symmetry between pre-operation and 1-week post-operation（mm,）

①表示P<0.001，②表示P<0.01，与术前比较。

时间点 双侧眼球突出度 眶区对称度术前 2.14±0.41 9.00±1.08术后 1 周 0.30±0.40① 1.45±0.46②Z 值/t 值 -5.07 37.08渐进 P 值/P 值 ＜0.001 ＜0.01

表2 患者术前、术后6 个月复视及眼球运动障碍级别分布比较（n）Table 2 Comparison of grade distribution of diplopia and eye movement disorder between pre-operation and 6-month post-operation (n)

2.2.2 次要评价 眶区对称度：术前、术后1 周眶区对称度差值比较有统计学意义（P＜0.01，表1）；患者满意度：疗效满意度为（9.81±0.47）分，外观恢复满意度为（9.06±0.88）分，患者对手术疗效及术后外观表示满意。

3 讨论

眶颧颌骨折在造成患者复视、 眼球运动障碍、眼球凹陷的同时，还可能使患者出现面部畸形、张口受限等， 对于这类眼眶骨折迫切需要实施精准有效的骨折复位重建手术[9]。复位骨折、修复眶壁缺损、解除眼球凹陷，可为恢复眼球运动、消除复视创造条件[10]。 颧眶复合体复杂的解剖关系及强弱不均的骨质导致骨折时不仅会发生移位，同时可能伴有旋转、嵌顿、压缩等变化，因此手术复位难度大，尤其是陈旧性眶颧颌骨折，其骨折部位已错位、畸形愈合，往往需要术中进行截骨，更是大大增加了手术难度。传统的常规眶颧颌骨折修复手术， 由于颌面部骨块移位，解剖标志丧失，仅依靠医生的手术经验来进行骨折端复位，判断骨折部位情况，存在一定的盲目性，复位不足或错位的情况时有发生， 容易出现患者术后容貌恢复不佳，甚至需要二次手术复位。

近年来，3D 打印技术逐渐被引入到颌骨骨折、眶骨骨折、颌骨缺损修复重建等手术中，实现了虚拟模拟到现实模拟的跨越，借助术前的虚拟设计实现了对后续治疗过程的指导[11-12]，为患者提供了个性化手术方案，同时降低了患者的手术风险。 3D 打印技术也叫快速成型技术， 它是以3D 模型数据为基础，借助逐层添加制造方式使材料累积起来的增材制造技术。 2016 年，Fasel 等[11]在 3D 打印技术辅助下完成了复合性眶壁骨折的手术。 3D 打印技术能够将计算机设计出的模型通过三维打印机借助镜像原理，成功地将二维平面影像转化成为三维实体模型，重建打印出等比例的实体颅面、眼眶模型，在模型上进行植入物精准塑形， 指导术中骨折复位，从而实现患者的个体化治疗，并预演修复手术切口设计、手术入路，明确病灶或骨折的部位[13]，极大地提高了手术效率与效果，充分体现了精准医疗的优势。 直观的个体化颅面颌骨眶骨模型有利于手术医生观察骨折错位情况及与周围的解剖关系，而且便于术前更好地与患者及家属进行沟通。

李鹤明[14]研究发现，3D 打印辅助眶壁骨折修复组术后眼眶容积恢复方面明显优于传统眼眶骨折修复组。 张伟亮等[15]研究发现，3D 打印辅助眶壁骨折修复组术后植入的补片与骨折窗的吻合度明显高于传统眼眶骨折修复组。 但是目前针对3D 打印辅助眶颧颌骨折修复的报道不多，并且未从手术疗效及外观恢复作分类统计研究。 本研究中，首先术前行1∶1 3D 打印患者头颅模型，并在3D 头颅模型上进行手术方案的预演，在模型上分析模拟错位骨块的复位方向、距离、固定方法。 对于本组研究病例中的6 例陈旧性眶颧颌骨折患者， 通过3D 头颅模型预先设计截骨部位、截骨移动后间隙的处理。 术中将颌面部骨折复位后预先需要固定的钛板在3D打印头颅模型上进行塑形，将塑形好的钛板固定于患者体内，此时若发现钛板植入后与患者面部骨块贴合不佳，说明骨折复位可能不到位，应重新进行骨折复位，直至钛板与面部骨块贴合。 颌面部骨折复位固定后则进行眶壁骨折整复术。 本组病例中，首先将疝出的眶内容物回纳于眶内， 然后在3D 打印头颅模型上进行塑形眶底板后再将其植入眶内，大大提高了眶底板与眼眶壁的吻合度。 而以往的眶壁骨折整复术仅仅依靠术者的经验进行眶底板的塑形，有时无法完全修复眶壁骨折缺损区，术后残留部分眼球凹陷， 有时需要将植入物进行重新修剪、塑形、对位，导致植入物反复进入眼眶，容易造成眶内出血，加重眶组织的损伤，甚至可能造成视神经损伤、术后视力丧失等严重并发症，并且感染的风险也会随之增加。术后CT 复查结果示，眶底植入物与骨折窗吻合不佳的情况时有发生。 多数学者认为,对于眶壁骨折修补手术,建议在最小手术并发症的前提下尽量恢复眶腔的容积和形态[16]。 我们依靠3D 打印技术弥补了传统手术中依靠经验复位所带来的不足。 本组病例中，我们发现通过3D 打印技术辅助眶颧颌骨折患者的修复， 术后6 个月治愈率达到100%，所有患者双眼眼球突出度差值＜2 mm，较术前明显改善，从术前的（2.14±0.41） mm 到术后 1周的（0.30±0.40） mm，差异有统计学意义（渐进 P＜0.001）；术后6 个月复视及眼球运动障碍评分≤Ⅰ，较术前明显改善，差异均有统计学意义（P＜0.01）。 次要评价标准眶区对称度较术前明显改善，从术前的（9.00±1.08） mm 到术后 1 周的 （1.45±0.46） mm，差异有统计学意义（P＜0.01）；患者手术疗效满意度为（9.81±0.47）分,术后外观恢复满意度为（9.06±0.88）分，均表现出较高的满意度。 3D 打印技术成功地改变了眶颧颌骨折患者复位的不确定性，尤其对于陈旧性眶颧颌骨折， 借助于3D 打印技术使手术变得更直观、简单，既提高了手术的精确度，也提高了手术的安全性，手术效果得到患者的认可。

综上所述，3D 打印技术辅助应用于眶颧颌骨折的修复,有助于术前模拟手术设计、制定合理的手术方案，术中精确指导复位骨折，提高了手术的疗效，明显改善了患者眼球凹陷、复视、眼球运动障碍及眶区对称度，术后患者满意度高，是一种可行的辅助方法。