3D打印数字化导板技术在腓骨肌皮瓣修复下颌骨缺损及功能重建中的应用

王亚东 尹鑫海 程显林 任培睿 段晓峰

【摘 要】目的 分析3D打印數字化导板技术在腓骨肌皮瓣修复下颌骨缺损及功能重建中的应用效果。方法 选取本院2020年1月-2022年3月予以腓骨肌皮瓣修复下颌骨缺损及功能重建的50例患者作为研究对象，按照治疗方法不同分为对照组（行传统手术治疗）和观察组（采用3D打印数字化导板技术辅助下腓骨肌皮瓣修复手术治疗），各25例，比较两组手术指标、住院情况及术后恢复情况、修复精准度、修复满意度、生活质量（UW-QOL评分）。结果 观察组手术时间、住院时间均短于对照组，术中出血量少于对照组，术后3个月张口度评分高于对照组（P<0.05）；观察组髁突平均位移、下颌角平均位移、颏部平均位移均小于对照组（P<0.05）；观察组美观满意度、咀嚼满意度、发音满意度、咬合关系满意度评分均高于对照组（P<0.05）；观察组UW-QOL评分高于对照组（P<0.05）。结论 3D打印数字化导板技术的应用为腓骨肌皮瓣修复手术提供了良好的技术支撑，用于下颌骨各种良性肿瘤切除后下颌骨缺损及功能重建中可达到理想的治疗效果，优化手术指标，提高下颌骨修复精准性，恢复面部美观，改善咀嚼与发音功能，提高患者生活质量，具有较好的临床应用价值。

【关键词】3D打印数字化导板技术；腓骨肌皮瓣修复；下颌骨缺损；张口度；精准性；UW-QOL评分

中图分类号：R782.2 文献标识码：A 文章编号：1004-4949（2023）08-0102-05

基金项目：贵州省人民医院青年基金项目[编号：GZSYQN（2019）13号]

Application of 3D Printing Digital Guide in Repairing Mandible Defect and Functional Reconstruction with Fibular Musculocutaneous Flap

WANG Ya-dong， YIN Xin-hai， CHENG Xian-lin， REN Pei-rui， DUAN Xiao-feng

（Oral and Maxillofacial Surgery Department of Guizhou Provincial People’s Hospital， Guiyang 550002， Guizhou， China）

【Abstract】Objective To analyze the effect of 3D printing digital guide in repairing mandible defect and functional reconstruction with fibular musculocutaneous flap. Methods Fifty patients who received fibula musculocutaneous flap for mandibular defect repair and functional reconstruction in our hospital from January 2020 to March 2022 were selected as observation objects. According to different treatment methods， they were divided into control group （traditional surgical treatment） and observation group （3D printing digital guide technology assisted with fibula musculocutaneous flap repair surgery）， with 25 patients in each group. Surgical indicators， hospitalization and postoperative recovery， repair accuracy， repair satisfaction and quality of life （UW-QOLscores） were compared. Results The operation time and hospital stay of the observation group were shorter than that of the control group， the intraoperative blood loss was less than that of the control group， and the mouth opening score of the observation group was higher than that of the control group at 3 months after the operation （P<0.05）. The mean displacement of condyle， mandibular angle and chin were lower than those in control group （P<0.05）. The scores of aesthetic satisfaction， mastication satisfaction， articulation satisfaction and occlusal relationship satisfaction were higher than those of control group （P<0.05）. The score of UW-QOL was higher than that of control group （P<0.05）. Conclusion The application of 3D printing digital guide technology provides good technical support for the repair operation of fibular musculocutaneous flap， which can play an ideal therapeutic effect for mandibular defects and functional reconstruction after resection of various benign tumors in the mandible， optimize the surgical indicators， improve the accuracy of mandible repair， restore facial appearance， improve the mastics and articulation functions， and improve the quality of life of patients， with good clinical application value.

【Key words】3D printing digital guide technology； Fibular musculocutaneous flap repair； Mandibular defect； Mouth opening degree； Accuracy； UW-QOL score

肿瘤引起的下颌骨缺损（mandibular defect）会导致严重的面容畸形及口腔功能障碍，其修复与重建的目标是尽可能地保留下颌骨外观与功能的完整性。腓骨肌皮瓣作为一种高品质的双皮层骨瓣，在下颌骨缺损的修复中显现出显著的优越性，是当前下颌骨重建的首选。然而，由于下颌骨形貌复杂，位置变化频繁，使得截骨与修复的精度受到很大影响。传统的手术方式，仅凭医生的经验判断，很难在功能及美学上取得满意的效果[1]。近几年来，随着电脑影像生成与影像处理技术的进步，在外科中已有数位化的表现，实现了快速、直观和精确的下颌骨重建[2]。因此，本研究拟综合运用数字引导器技术，从效率、精确度、张口度、患者满意度和生存质量等多个方面系统地探讨数字引导器技术在临床应用中的优势和不足，以期为其临床应用提供参考，现报道如下。

1.1 一般资料 选取贵州省人民医院口腔2020年1月-2022年3月予以腓骨肌皮瓣修复下颌骨缺损及功能重建的50例患者作为研究对象。纳入标准：下颌骨良性肿瘤；符合腓骨肌皮瓣修复术指征；有可依据的咬合关系；治疗依从性良好。排除标准：严重系统性疾病；周围性血管栓塞。按照治疗方法不同将其分为对照组和观察组，各25例。对照组男12例（48.00%），女13例（52.00%）；年龄25～58岁，平均年龄（38.70±3.55）岁；体重42～80 kg，平均体重（65.22±1.24）kg。观察组男13例（52.00%），女12例（48.00%）；年龄26～57岁，平均年龄（38.78±3.61）岁；体重43～82 kg，平均体重（65.57±1.88）kg。两组性别、年龄、体重比较，差异无统计学意义（P>0.05），具有可比性。本研究经我院伦理委员会批准，患者知情同意并签署知情同意书。

1.2 方法

1.2.1对照组 予以传统手术治疗：术前予以CT检查，扫描颌面部，获得信息，明确病灶，了解下颌骨缺损情况，初步确定切除位置，予以全身麻醉，依据经验切除下颌骨，制备腓骨瓣，使用牙弓夹板进行塑形，行血管吻合术固定颌间，就位腓骨瓣，次重建钛板，进行固定。

1.2.2观察组 予以3D打印数字化导板技术辅助下腓骨肌皮瓣修复手术治疗：①术前虚拟手术及导板设计：术前，予以颌面部螺旋CT检查，获得数据，并采用DICOM格式进行保存，将数据导入至Mimics 20.0软件，予以三维重建（图1A），重建获得模型；结合术前CT扫描结果及颌骨缺损情况，确定截骨线，模拟切除（图1B）；设置镜像翻转，进行重建，建立修复模型。根据检查数据，确定缺损部分情况，包括形态、长度、宽度等，确定取腓骨分段数及长度、截骨角度、腓骨固定位置等，与镜像模板进行匹配（图1C、1D）；在模型中，设计手术，观察修复后颌面部美观程度、下颌功能等情况，根据实际，设计导板，包括下颌骨截骨、腓骨取骨等（图1E），使用3D打印机（ender5s，中国）进行打印，实现导板的打印，予以下颌骨模型预弯钛板重建（图1F）；②手术过程：麻醉方式同对照组，根据缺损位置，确定切口，并充分暴露下颌骨，沿切割槽，切除病变部分，复位咬合关系，复位髁突；制备腓骨肌皮瓣，同时需要注意保护血管蒂，取骨导板，嵌入、固定腓骨，切割腓骨长度、角度；离断腓骨血管蒂，置入腓骨肌皮瓣，依照导板、预弯钛板塑形，固定，吻合血管，缝合切口，术毕。

1.3 观察指标

1.3.1手术指标、住院情况及术后恢复情况 分别统计两组手术时间、住院时间、术中出血量、术后3个月张口度评分，最大张口度测量方法：张口时上中切牙、下中切牙间最大垂直距离，评分越高张口度恢复程度越好。

1.3.2修复精准度 分别测量两组术后髁突平均位移、下颌角平均位移、颏部平均位移距离，距离越小说明修复精准度越高。

1.3.3修复满意度 采用主观评分进行评价，包括美观、咀嚼、发音3个方面，各项总分10分，8～10分为非常满意，4～7分为基本满意，0～3分为不满意。

1.3.4生活质量 对两组进行为期3个月的随访，采用UW-QOL评分评估生活质量，共1500分，评分与其生活质量呈正比。

1.4 统计学方法 采用SPSS 22.0统计学软件进行数据处理，计量资料以（x-±s）表示，组间比较采用t检验；计数资料以[n（%）]表示，组间比较采用χ2检验；以P<0.05为差异有统计学意义。

2.1 两组手术指标、住院情况及术后恢复情况比较观察组手术时间、住院时间均短于对照组，术中出血量少于对照组，术后3个月张口度评分高于对照组，差异有统计学意义（P<0.05），见表1。

2.2 两组修复精準度比较 观察组髁突平均位移、下颌角平均位移、颏部平均位移均少于对照组，差异有统计学意义（P<0.05），见表2。

2.3 两组修复满意度比较 观察组美观满意度、咀嚼满意度、发音满意度、咬合关系满意度评分均高于对照组，差异有统计学意义（P<0.05），见表3。

2.4 两组生活质量比较 观察组生活质量评分高于对照组，差异有统计学意义（P<0.05），见表4。

下颌骨缺损的修复与重建一直是一个热门而又棘手的课题。传统的下颌骨肿瘤切除、腓骨瓣制作后的塑形、复位等操作，由于缺少个体化的设计和精准的外科指导，往往会造成下颌骨外形不准确，植骨的3D定位不准确，且难以达到良好的咬合力和咀嚼功能，无法达到精准的个体化重建效果[3]。数字化手术是基于医学影像学，包括三维重建、术前手术规划与模拟、计算机辅助设计、3D打印、手术导航等技术，将2D数据转换成3D图像，直观、多角度地展示病灶的空间位置、大小、形状以及周围毗邻关系；采用镜像原理、图像配准等方法，模拟出患者在手术中所处位置、大小、形状以及周围邻近关系；采用3D打印出的三维实体模型，再使用导板或手术导航软件进行手术，最终达到个性化精准修复与功能重建的目的[4，5]。最近几年，数字外科已经逐步被运用到腓骨瓣修复下颌骨缺损中，并获得了显著的疗效，能缩短腓骨缺血的时间，提高截骨及颌骨的形状精度，并能优化手术治疗的效果。

数字引导盘技术在下颌骨缺损的修复与重建中已得到广泛的应用[6]。手术精度是评估手术效果的一个重要依据，髁突、下颌角和颏点位移是一种比较理想的测量方法[7]。本研究结果显示，观察组髁突平均位移、下颌角平均位移、颏部平均位移均少于对照组，差异有统计学意义（P<0.05），说明基于3D打印数字化导板技术下的下颌骨修复精准度更高。分析其原因在于，3D打印数字化导板技术可实现围术期各操作参数的定量化，使髁突、下颌角、颏点等相对位移减小，可见，实现精确的术式，对患者术后各种功能的恢复具有十分重要的意义[8]。虽然手术后张口程度的提高预示着患者的口腔功能得到了有效改善，但目前尚缺乏对患者口腔功能的全面评估。对咬合力的综合评估有助于发现其不足之处并加以改进，应得到足够的重视。同时，采用数字导向盘技术，可使手术过程变得简单，其最大的特点是能在术前实现钛板预弯曲；腓骨截取和颌骨切除两种手术可以在同一时间完成，这样可以大大缩短手术时间，降低术中失血量[9]。本研究结果还显示，观察组手术时间为（8.21±0.34）h，术中出血量（187.17±16.69）ml，少于对照组的（9.80±1.17）h、（297.98±12.10）ml，差异有统计学意义（P<0.05），提示3D打印数字化导板技术可缩短手术时间，减少术中出血量，避免手术失误，有利于降低术后并发症发生几率，促进患者快速康复[10]。此外，患者对于术后咀嚼、发音及外观的满意程度，亦是此手术方式的主要评估因素。观察组修复满意度、生活质量评分高于对照组，差异有统计学意义（P<0.05），可见观察组患者对咀嚼功能、发音功能、外貌恢复更加满意，从而使得生活质量得到有效提高[11]。张新华等[7]对数字化技术在游离腓骨肌皮瓣修复重建下颌骨缺损中的临床价值展开了分析，与常规手术治疗相比，在数字化技术基础上开展的修复手术中，患者咬合关系、生活质量、修复精准度、手术指标等均优于常规治疗，提示该技术的应用，可改善患者咬合紊乱，修复面部外形，促进修复重建，提高患者生活质量，与本研究结果具有一致性，说明其临床应用价值较高。但也有研究显示[12]，数字化技术下患者满意度较传统手术差，因为审美满意是一种很强的主观因素，很大程度上是由患者自己的期待水平决定的。采用数字引导板技术的患者一般都有很高的社会经济背景，这与他们对治疗的期望很高有关。因此，在术前要尽量客观地描述患者的情况，防止患者对手术后的情况抱有过高的期望，这样才能有效地减少医疗纠纷。

在数字辅助导航技术中，经济性也是一个颇受争议的问题。有研究显示[13]，数字技术的花费和传统的外科手术一样多，而且不会带来额外的费用。同时，提高了修复效果，还有效降低了术后并发症发生几率，以及二次修复和住院的费用，从而进一步降低了治疗的成本。从研究分析中也可以清楚地看到，数字化技术让患者的住院时间和手术时间都得到了降低[14]。但是，与手术室和住院服务相关的费用及医疗保险覆盖范围在不同的地區和国家之间存在着差异，因此很难精确地将节省的手术时间和住院时间转化为经济效益。所以，下颌骨数字重建技术在临床上是否具有实用性，目前尚无定论。但随着数字技术的发展与普及，其成本将大大下降，将推动数字技术在临床上的广泛应用。相比于外部工厂，在医院内建造一座3D打印中心，也将会大大降低成本[15]。

综上所述，与传统手术相比，数字技术支持的游离腓骨肌皮瓣不但可以缩短手术时间，减少术中出血量，提高患者的张口度，改善患者的咬合状态，还可以改善患者的容貌，提高患者的生活质量，但也存在费用昂贵、设计周期长等问题。随着技术的不断发展与完善，数字技术支持的腓骨肌皮瓣在下颌骨缺损修复中的应用将更加广泛、更加精准。

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编辑 张孟丽