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上颌骨缺损精确重建中个性化导板技术的应用研究

2020-08-15 228 上传者：管理员

摘要：目的:对于计算机辅助设计的数字化导板用于上颌骨缺损精确重建的病例,分析个性化手术导板在上颌骨重建应用过程中的优、缺点,并对其临床效果进行评价。方法:回顾分析2014年3月～2019年6月期间16例上颌骨缺损重建案例,术前采用数字化外科行手术设计,制作个性化手术导板并采用3D打印,在模型上弯制塑形钛网、钛板,在术中严格按照导板操作,术后利用图像融合技术结合影像学检查评价术后效果。结果:16例血管化游离骨瓣均成功存活,重建效果与术前设计基本一致,术后经随访复诊观察所有病例外形满意,骨愈合良好,咬合关系基本正常,供区未出现严重并发症。结论:采用虚拟手术系统制作的个性化手术导板,可以极大的缩减手术过程中调磨骨块、确定骨段位置的时间,降低手术难度,缩短手术时间和供区的损伤。

关键词：
上颌骨重建
功能性重建
口腔肿瘤
导板
数字化
腓骨肌皮瓣
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上颌骨是面中份外形和功能最重要的骨骼结构,由多种病因导致的上颌骨缺损可严重影响颌面部外形,以及语言、咀嚼、吞咽等重要的生理功能,上颌骨的缺损重建直接决定了患者术后的外形与美观。以往的局部组织瓣和带蒂组织瓣受组织瓣大小、形态及位置的限制,修复效果有限,目前随着显微外科技术的发展,血管化游离骨瓣被认为是颌面部缺损修复的最佳方案[1,2,3]。上颌骨区域解剖复杂,又涉及牙合功能,因此其精准修复重建工作是口腔颌面外科医师挑战之一。近几年笔者将虚拟手术及个性化导板应用于上颌骨缺损重建,达到了快速精确的效果,现将结果报道如下。

1、材料与方法

1.1临床资料

统计随访了武汉大学口腔医院2014年3月～2018年6月期间,应用数字化导板技术辅助上颌骨缺损重建手术的16例患者,男女各8例,年龄18～56岁,平均37.4岁,术后平均住院天数为12.8d。14例患者为上颌骨病变行上颌骨次全切或全切或部分切后的即刻重建,包括牙源性角化囊肿3例、骨化纤维瘤1例、成釉细胞瘤2例、牙龈癌2例、牙源性粘液瘤3例、腺样囊性癌1例、肌上皮癌1例、牙源性发育性囊肿1例,另2例患者为术后缺损畸形二期重建,均为恶性肿瘤所致,术后行放疗。根据JamesBrown改良分类法,其中2a类2例,2b类7例,2c类3例,3a类1例;3d类3例。文章中图例为上颌骨Brown3a缺损的修复与重建。本临床回顾分析得到武汉大学口腔医学院伦理委员会批准([2018]伦审字(B29))号)。

1.2数字化导板技术的运用

术前所有患者均行上颌骨和双侧腓骨的CT扫描,将所得数据以DICOM格式拷贝至光盘,使用Mimics(Version17.0)软件行精细的三维重建。随后,手术医生根据病变的性质、范围确定肿瘤切除范围,并根据缺损的情况确定腓骨皮瓣的位置、节段等。由软件工程师按照手术医生的指示进行虚拟手术,模拟上颌骨切除手术及腓骨重建,利用镜像的健侧上颌骨来调整腓骨的位置和形态,并与手术医生多次交流,调整到最佳的手术及重建方案(图1)。之后由软件工程师设计相应的截骨、成型、辅助就位等导板,与手术医生确认导板的实用性,排除对手术操作及视野的干扰之后,与重建后的模型一并采用光固化3D打印后消毒备用。另外术前还需要在模型上弯制重建所需的钛网[1,4,5],便于固定腓骨阶段以及形成上颌窦前壁的支撑(图1)。

1.3手术方法

采用Weber-Fergusson切口入路或者下唇侧方入路(图2)。若采用下唇侧方切口径路,追踪面神经下颌缘支的走行并予以保护后,显露病变区域,充分暴露导板的接触区,按照设计的位置和角度安放截骨导板,严密卡扣,确保到位之后再使用螺钉固定。在锯道的引导下进行精确的截骨操作,切除病变组织,彻底止血,修磨骨创面。保护面神经,分离面动静脉的上段,备血管吻合使用。

与此同时,腿部术区暴露腓骨后,放置截骨导板,按照设计方案切取长度,借助塑形导板进行分段,钛板钛钉固定,之后按照设计的位置将成型好的腓骨段放置于缺损区域,放置钛网,吻合血管蒂,完成软组织的适当重建,尽量保证缺损区软组织的丰满(图2)。

图1上颌骨Brown3a缺损的术前设计、模型打印及钛网弯制

1.4术后分析

所有患者术后出院前均行颌面部CBCT扫描,采用Mimics(Version17.0)作三维重建,与术前影像及手术设计比对分析手术效果。所有患者均在术后3个月进行第1次随访,并嘱患者3～6个月复查一次颌面部CT,以观察骨愈合情况,患者外形满意度亦作为手术预后指标一部分。

2、结果

2.1手术情况

16例患者均在数字化手术导板辅助下完成上颌骨重建,骨瓣全部成活,未出现瘘管、钛板暴露等情况,腓骨皮瓣存活良好,供区未出现血肿、肌筋膜室综合征等严重并发症(图3)。供区情况,16例患者中,共9例为左腓骨,7例为右腓骨,腓骨肌皮瓣对上颌骨重建修复灵活度及应用度更高。随访成功的患者中,腓骨供区患者述最明显的不适为拇指显趾屈,不能背伸,轻度跛行,这可能与腓骨肌瓣制备过程中拇长屈肌的剥离及切取有关,患者的日常走路不受影响,快走及慢跑略受影响。

图2上颌骨Brown3a缺损的手术流程

2.2随访情况

电话随访所有患者,5例失联,1例复发死亡,随访时间为22～72个月,平均随访时间为47.6个月。其余10例中,7例患者缺失牙在5颗及5颗以上,3例患者缺失牙在5颗以下,共8例患者在术后行活动义齿修复,2例患者未行修复,无种植义齿修复患者;外形基本满意,左右无明显不对称,咬合关系恢复可,重建上颌骨愈合可,咬合关系基本正常,张口度均在两横指以上,患者可依靠健侧剩余牙齿配合义齿进食,未见吞咽困难患者,原口鼻腔相通者症状改变明显,进食进水后呛至鼻腔的情况明显改善。

3讨论

上颌骨重建是颌面部修复重建中极其复杂的一个手术,需要考虑缺损的问题,包括部位、体积、鼻腔的封闭、口腔的封闭、余留骨的情况等;也要考虑骨瓣和皮瓣的问题,包括三维支持的形态,皮瓣的穿支情况、大小及厚度,血管蒂的长度及摆放位置等;还要考虑患者年龄、手术径路、全身情况及局部病变的控制情况,放化疗史以及咬合重建等问题[6,7,8]。多方面的周全考虑和精细的手术操作,方可最大程度的让患者得到较好的外观和功能重建的效果。

上颌骨的修复重建有多种选择,根据疾病的恶性程度,预后情况而采用软组织瓣充填缺损亦是一种可行的方案[7,9,10]。但是这种方案只在形态上进行恢复,因此目前多采用血管化腓骨肌瓣同时恢复其骨性和软组织结构,便于后期植牙恢复口腔的咀嚼功能[1,11]。本研究中也统计了患者后期的牙列缺损修复情况,可能出于经济等方面的原因,其的牙率普遍较低。

笔者经验表明,数字化外科技术可将供区选择匹配、受区骨段成型及角度调整等问题在术前做较好的预判和准备,在术中利用截骨、塑形等导板可较好的实现术前的设计效果[12,13],在上颌骨重建方面特别是数字化导板的应用,很好地解决了截骨和取骨塑形等问题,使得血管化腓骨转移上颌骨缺损重建的手术日益精确和省时。

数字化导板是将复杂的手术方案精确地转移到真实手术中的桥梁与纽带,在确保外科手术能够按计划精确地进行的同时,也减少了术中反复调磨的步骤,缩短了手术时间,提高了手术效率。导板可根据病灶的大小形态作出相应的设计,针对不同患者设计个性化的数字化截骨导板[14,15,16]。导板设计成功的关键是导板固部位骨骼的唯一性,充分利用上颌骨的解剖结构特点。术前预弯制钛板钛网,根据预留的孔钉数量初步定位重建板于上颌骨残端上,然后根据术前重建板预弯的形状精细调整重建板与上颌骨残端的关系,重建板按照术前设计的位置准确就位时,与重建后的上颌骨紧密贴合,对称地恢复了面部外形,保证了手术效果。

但实际手术操作过程中截骨的位置、长度甚至锯片的厚度均与模拟手术存在一定偏差,如何将偏差将至最小化、如何更好的利用数字化导板指导更好的完成更精确的复杂的上颌骨缺损重建,是需要思考的问题。其中涉及的环节包括上颌骨截骨的精确性、腓骨截骨塑形的精确性、正确的放置和应用数字化导板引导以及精确的预弯钛板钛网等,环环相扣,缺一不可[7,14]。较为复杂的序列导板或许有助于减少转换时的偏差,但是导板设计时间的增加和操作的繁琐化又不利于个性化导板的普及应用[17]。

图3上颌骨Brown3a缺损的术前术后对比

上颌骨重建的径路有传统的Weber-Fergusson入路和下唇侧方入路,采用Weber-Fergusson入路视野显露范围较好,操作空间大,但是存在上颌窦前壁的钛网易于暴露,尤其是放疗后的患者,以及面部疤痕明显等问题[18]。采用唇侧切口,则需要分离保护面神经的下唇缘支,避免术后口角歪斜。另外,采用唇侧切口可有效改善术后下眼睑水肿、外翻等并发症。

计算机辅外科在血管化腓骨移植修复上颌骨缺损重建,通过数字化导板的应用,让复杂的手术方案精确的转移到真实手术中,成为有力的辅助工具。但本研究病例数量有限,精确度及导板设计和术中转换实现的改善有待更深入的探讨研究。

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