数字化技术结合导板在下颌骨粉碎性骨折复位内固定术中的应用

应 凯 王 亮 朱永武 毛 斌 李倩倩

（永康市第一人民医院口腔科，永康 321300）

下颌骨易遭受损伤而致骨折发生率高；颌骨骨折的发生率约占颌面损伤的35%[1]；下颌骨粉碎性骨折形态千差万别，传统手术通过经验复位，以对咬合关系的复位为主；术中手术医生对骨折复位情况难以明确，仅复位咬合关系，骨折断下缘、舌侧缘无法精准复位，手术效果常随手术医生的经验起伏不定。而近年来，随着数字化技术的深入应用，数字化技术及3D 打印在颌面部骨折中发挥重要的辅助作用，通过提高骨折手术的精准性，解决了传统手术中依靠术者临床经验进行骨折复位的难题[2]。本研究利用虚拟手术复位、3D 打印模型及咬合导板，通过制作实体复位导板，将虚拟手术效果转化到具体手术，指导下颌骨粉碎性骨折的三维立体精确复位，取得了良好的效果。

1 临床资料和方法

1.1 一般资料

2018 年07 月 至 2020 年6 月我科对收治的19例下颌骨粉碎性骨折病例签署知情同意书，进行数字化手术；其中，男13 例，女6 例；年龄15 ～ 76 岁；合并髁突骨折5 例，合并上颌骨骨折2 例，合并其他脏器损伤8 例。受伤原因： 机动车及非机动车事故14 例，工伤3 例，高处坠落伤、拳击伤各1 例。手术时间在受伤后5～21 天。

1.2 治疗方式

1.2.1数字化设计及3D 打印 对所有患者行1.0 mm 层厚三维CT 扫描，通过Gui-E3D System软件（深圳合体医疗）进行患者颌面骨结构的 3D虚拟重建。利用分割、移动技术进行虚拟的手术模拟；根据下颌骨骨折线分离、移动骨折块；因所有患者均为下颌骨粉碎性骨折或伴有上颌骨骨折，故不能单纯将健侧图像镜像翻转，虚化，作为骨折复位的参照物。依据骨折的解剖形态，将虚拟骨折断复位，恢复其特有的高度、宽度、突度和弧度，兼顾重建患者的原有的咬合关系，恢复其咀嚼功能。反复核对复位效果后，使用3D 打印机打印复位后的三维下颌骨模型及根据复位效果设计及打印咬合导板。

1.2.2复位导板制作在3D 打印的下颌骨模型上，根据骨折线、张力带选择合适的固定位置，将钛板（宁波慈北医疗器械有限公司）固定。然后根据骨折范围的大小，用光固化材料或自凝塑料覆盖钛板、钛钉制作骨折复位导板，导板避开神经孔等重要解剖位置。导板凝固后，取出钛板，钛钉，严格按钉孔道部位制作导板孔道，该孔道对应手术中钛钉固定接骨板的位置及方向；打磨抛光后，钛板、钛钉高温高压消毒；导板低温等离子消毒备用。

1.2.3手术方法在全麻下行原创口及口内前庭沟切口，下颌角皮肤切口；髁突骨折均采用穿腮腺入路。术中充分游离骨折段，根据其对移位的骨折段进行初步复位，放置咬合导板，对位咬合关系后以颌间牵引螺钉（宁波慈北医疗器械有限公司）行颌间固定，置入复位导板，导板内置预先塑形好的钛板。检查骨折段与导板贴合，复位效果满意后在导板预留孔道处钻孔形成钉道，钻孔后拿出导板用钛板进行固定。固定后重新检查咬合关系，冲洗创面、止血，逐层缝合伤口。

术后预防性使用抗生素48 h；伴髁突骨折者予以颌间弹性牵引7 ～ 14 d。1 周后拆线，拆除颌间牵引后指导张口功能训练。术后定期随访，术后1 周、4 周行CT 三维重建，评价骨折复位情况及有无移位。术后6 个月末次随访时，行CT 三维重建并评价下颌运动功能，有无关节紊乱、咬合痛、张口受限等。

2 结果

临床观察创口愈合情况、张口度、咬合关系、钛板与骨面贴合度、解剖复位情况。19 例下颌骨粉碎性骨折患者手术切口均无感染；术后第7 天张口度最少至25 mm；咀嚼功能良好， 2 例合并髁突骨折患者咬合轻度紊乱，予颌间牵引钉弹性牵引后均恢复正常；钛板与骨面贴合，骨折对位精确，术后CT 检查显示下颌骨舌侧及下缘结合紧密；术后随访复查CT 均提示骨折对位愈合情况好，无明显移位。随访患者下颌无偏斜，咬合关系稳定，无咬合痛。

下颌骨多发粉碎性骨折数字化设计术前、手术过程以及术后的典型病例照片见图1。

3 讨论

通常对于下颌骨骨折既要恢复下颌骨的解剖形态，还要恢复重建伤前的咬合关系[1]。对于简单的下颌骨体部线性骨折，可以根据CT 数据在术中进行解剖复位；而下颌骨多发粉碎性骨折因骨折部位多、骨折段粉碎、附着的咀嚼肌群强力牵拉、解剖结构复杂及患者原咬合关系未知，导致骨折移位明显，复位标志丧失，咬合关系紊乱。下颌骨多发粉碎性骨折常规通过经验复位，需手术者在大脑中进行模拟复位。通过传统影像学方法难以直观了解复杂的骨折情况，手术复位相对的参考主要为骨折线及咬合关系；往往造成咬合功能恢复而解剖复位未到位。术后易出现下颌支高度改变、咬合关系不良、下颌骨粉碎性骨折碎片不能完全复位、髁状突头未复位回关节窝解剖位置、下颌骨下缘及舌侧缘未完全复位等变化；因而手术精准解剖复位是临床治疗的难题，手术效果随手术医生的经验而起伏不定[3]。

数字化技术结合导板通过术前虚拟手术进行手术设计及预测术后效果。虚拟手术可使术者在术前熟悉骨折断端移位情况，具有重大促进作用，可使手术工程量化、直观化，缩短手术时间；也为导板的设计、导航的运用提供基本支持[4，5]；同时亦是良好的医患术前沟通交流工具[3]。因下颌多发粉碎性骨折情况复杂，故镜像不能作为参考依据。根据CT 三维重建数据，导入软件中，并根据骨折线将骨折断端进行分割和移动，虚拟手术复位，恢复其功能及解剖位置。虚拟手术以手术医生而不是技术人员为主导；手术医生应熟悉软件应用，亲自进行模拟手术操作，需有耐心处理每个小骨折碎片，对虚拟复位效果及咬合关系进行有效评估，并对骨碎片有所取舍。可根据复位效果设计制作数字化咬合导板，进一步可设计个性化3D 打印钛板和复位导板。

经虚拟手术复位后可以获得精细的3D 打印下颌骨模型和咬合导板，再进行个体化复位导板的制作。材料为自凝塑料或光固化材料，具有操作简单的优点[6]；未来可以使用3D 打印复位导板。咬合导板可确定骨折的功能复位，通过个体化复位导板及钛板、钛钉位置辅助从模型转移到术中，位置相对固定、移动少，最终将虚拟手术效果转化到实际手术中去，指导三维立体精确解剖复位，相应地缩短了手术时间，提高了手术的精确性。

为获得更精确的手术效果，使手术更简便，建议采用更精细的数据采集及更小的打印误差，本研究均采用≤1mm 薄层CT 及三维重建， 3D 打印机误差0.01 mm。导板的制作均在体外手工制作，需考虑手术操作空间，注意避让重要的解剖结构。对于2 例轻度咬合紊乱患者，均伴双侧髁突矢状粉碎骨折，行传统手术治疗；产生了复位高度及角度偏差，导致轻度咬合紊乱；髁突矢状骨折的数字化手术尚未有文献报道。笔者认为个性化3D 打印的钛板、三维钛网是今后数字化技术的方向；可以根据虚拟手术复位效果，直接打印出完全符合下颌骨形态的钛板、三维钛网、咬合及复位导板。

4 结论

通过数字化外科技术的三维CT 的数据采集，应用软件进行虚拟手术，将3D 打印模型结合导板应用到下颌骨多发及粉碎性骨折中，能有效提高内固定手术效率；降低手术的难度，提高手术的精确度，具有极大的临床利用价值。随着数字医学的发展，该项技术有望逐渐被推广运用。