三維手術(shù)模擬輔助骨軟骨瘤患者髁突重建

1、三維手術(shù)模擬輔助骨軟骨瘤患者髁突重建尹國柱，楊孝勤，白云，張曉輝，劉顯，羅恩【摘要】：目的：研究計算機輔助三維手術(shù)模擬系統(tǒng)在髁突骨軟骨瘤切除后下頜升支后緣上移髁突重建術(shù)中的作用，并探討其臨床應(yīng)用價值。方法：2007年至2009年期間，6例髁突骨軟骨瘤患者，利用Surgicase CMF軟件行術(shù)前設(shè)計和三維手術(shù)模擬得出相關(guān)數(shù)據(jù)，輔助行病變髁突切除術(shù)和升支后緣切開上移髁突重建術(shù)。術(shù)后行臨床、照片、放射檢查等對骨瓣愈合情況和顳下頜關(guān)節(jié)功能進行評價。結(jié)果：所有的患者均獲得良好的開口度，未見下唇麻木病例。全景片顯示下頜升支后緣的上頭位于關(guān)節(jié)窩內(nèi)，無骨粘連和骨吸收。結(jié)論：在骨軟骨瘤患者下頜升支后緣上移髁突

2、重建手術(shù)中，應(yīng)用計算機輔助三維手術(shù)模擬系統(tǒng)可以使得手術(shù)更加精確和方便，避免了對重要結(jié)構(gòu)的損害，提高了患者的滿意度?！娟P(guān)鍵詞】：計算機輔助三維手術(shù)模擬系統(tǒng)；骨軟骨瘤；髁突；重建Computer-assisted three-dimensional surgical planning and simulation for condylar reconstruction in patients with osteochondromaYIN Guozhu, YANG Xiaoqin, BAI Yun, ZHANG Xiaohui, LIU Xian, LUO En Department Of Orth

3、ognathic Surgery, West China College Of Stomatology, Sichuan University, State Key Laboratory Of Oral Diseases Sichuan University, Chengdu (610041)ABSTRACT:Objective: This paper presents the application of computer-assisted 3-D surgical planning in condylar reconstruction by osteotomying ramus for p

4、atients with osteochondroma and the clinical effects of the technique. Method: Six patients with osteochondroma of the mandibular condyle from 2007 to 2009 received 3-D surgical planning and simulation using Surgicase CMF software before surgical treatment which includes condylectomy and condylar re

5、construction by using vertical sliding osteotomy of the mandibular ramus. Clinical examination, radiographs, and photographs were used postoperatively to evaluate the grafts and TMJ function. Result: Satisfactory mouth opening was achieved in all cases. Panoramic radiograph showed that the upper hea

6、d of the posterior ramus border existed in the glenoid fossa, and no nonunion，postoperative numbness of the lower lip or obvious bone resorption was observed. Conclusion: Combined application computer-assisted 3-D surgical planning and simulation with vertical ramus基金：顳下頜關(guān)節(jié)強直及其繼發(fā)畸形的綜合矯治與功能重建，衛(wèi)生部部屬醫(yī)院

7、臨床學(xué)科重點項目作者簡介：尹國柱，男，1986年生，漢族，在讀碩士研究生，主要研究方向是頜面部缺損與畸形修復(fù)重建研究。通訊作者：羅恩，博士，副教授，博士研究生導(dǎo)師，四川大學(xué)華西口腔醫(yī)學(xué)院正頜與關(guān)節(jié)外科，主要從事頜面部缺損與畸形修復(fù)重建研究。Email:donow3000osteotomy to reconstruct condyle for patients with osteochondroma after ablative surgery makes the surgery more accurate and more convenient, avoids damage of vital

8、structures and improves patient satisfaction.Keyword: Computer-assisted three-dimensional surgical planning and simulation;Osteochondroma; Condylar process; Reconstruction 髁突骨軟骨瘤常引起患者面部畸形，咬合關(guān)系紊亂，一般采用手術(shù)方式將腫瘤和髁突摘除，同期行顳下頜關(guān)節(jié)成形術(shù)及正頜手術(shù)，以恢復(fù)面部外形及關(guān)節(jié)功能。目前臨床上髁突重建有許多術(shù)式1-4，我科常用的是升支后緣切開上移髁突重建術(shù)5。在這個術(shù)式中，骨切開的位置和骨瓣在關(guān)節(jié)

9、窩內(nèi)的定位是影響手術(shù)效果的關(guān)鍵。然而，由于傳統(tǒng)影像資料的局限性，在術(shù)中很難精確定位帶蒂骨瓣在關(guān)節(jié)窩內(nèi)的位置，患者在術(shù)后常出現(xiàn)咬合紊亂及下頜骨運動異常。此外，升支后緣切開位置的不準(zhǔn)確可能損傷下牙槽神經(jīng)而引發(fā)相應(yīng)的癥狀。計算機輔助三維手術(shù)模擬系統(tǒng)利用Surgicase CMF等軟件行術(shù)前設(shè)計和三維手術(shù)模擬，已經(jīng)在顱頜面外科和齒槽外科得到廣泛的應(yīng)用，如顱面畸形、正頜手術(shù)、牙種植手術(shù)以及腫瘤術(shù)后重建等6-11。然而，在輔助骨軟骨瘤患者髁突重建方面罕有報道。因此，該研究嘗試應(yīng)用計算機三維手術(shù)模擬技術(shù)確定骨切開位置及升支后緣上移方向和距離，在相關(guān)數(shù)據(jù)的指導(dǎo)下行病變髁突切除術(shù)和升支后緣切開上移髁突重建術(shù)，并

10、評價其效果。1患者和方法：1.1臨床資料2007年到2009年之間，四川大學(xué)華西口腔醫(yī)院6名髁突骨軟骨瘤患者（3名男性，3名女性）行病變髁突切除術(shù)和升支后緣切開上移髁突重建術(shù)。術(shù)前，利用Surgicase CMF軟件行三維手術(shù)模擬。術(shù)前記錄所有患者均有咬合紊亂和面型不對稱，健側(cè)反合，下頜偏向健側(cè)。1.2檢查方法術(shù)前術(shù)后應(yīng)用全景片和頜骨前后位片對患者術(shù)前術(shù)后情況進行評估。檢查還包括術(shù)前術(shù)后記錄患者的咬合和顳下頜關(guān)節(jié)疼痛情況，下唇麻木，開口度和最大前伸運動等。1.3三維手術(shù)模擬所有患者接受CT檢查(Siemens Sensation 16, Siemens, Germany),將掃描結(jié)果運用Sur

11、giCase CMF 軟件 (Surgicase CMF on Windows, Materialise, Belgium)轉(zhuǎn)化為三維模型。如圖1。在對腫瘤常規(guī)檢查后，用SurgiCase CMF 軟件進行虛擬切除術(shù)，如圖2-A-D。然后以健側(cè)髁突為中心將下頜骨向上旋轉(zhuǎn)，使其與上頜牙列建立最大牙尖交錯位。圖2-E-F。將下頜三維模型半透明化，以避免在升支垂直切開術(shù)中損傷下頜骨深部重要組織結(jié)構(gòu)（如下頜管）。如圖2-G。然后在病變側(cè)模擬上移骨瓣并準(zhǔn)確的定位在關(guān)節(jié)窩內(nèi)。通過三維手術(shù)模擬，我們選擇出最佳切開上移方案，通過軟件自帶分析工具，測量出在下頜孔平面垂直切骨線到升支后緣之間的距離，如圖2-G 。

12、通過測量上移后骨瓣最低點和切骨線最低點之間的距離得到精確的骨瓣上移距離。如圖2-H。并同時進行術(shù)后面部軟組織效果預(yù)測。圖1 一個58歲女性患者的左側(cè)下頜髁突的三維CT重建圖像 A 前位 B 左側(cè)位Fig. 1. The 3-D computed tomography reconstruction of a 58-year-old female patient with osteochondroma of the left mandibular condyle. A, Frontal view. B, Left lateral view.圖2三維手術(shù)模擬A-B左側(cè)髁突腫瘤 C-D腫瘤切除后患測模

13、型 E-F以健側(cè)髁突為中心旋轉(zhuǎn)下頜骨，建立最大牙尖交錯位 G半透明三維模型，確定骨切開位置 H確定骨瓣上移距離Fig. 2. Preoperative planning and simulation.A-B, Osteochondroma of the left mandibular condyle. C-D, Frontal and left lateral view of defect area after virtual resection of osteochondroma. E-F, Frontal and left lateral view of defect area after

14、 upward rotation .G, The 3-D model was turned semitransparent so as to perform vertical ramus osteotomy. H, the determining of bone graft moving distance. 1.4手術(shù)操作通過術(shù)前設(shè)計和三維手術(shù)模擬，確定骨切開位置及骨瓣上移方向和距離?；颊呓?jīng)鼻插管全麻成功后常規(guī)消毒鋪巾。在患側(cè)耳前及頜下切口，直視下行病變髁突切除術(shù)。在手術(shù)中所有患者的關(guān)節(jié)盤予以保留。圖3-A-C 。根據(jù)測定位置，用來復(fù)鋸準(zhǔn)確行升支后緣垂直骨切開術(shù)，形成帶有部分翼內(nèi)肌的骨瓣；根據(jù)

15、測定的上移方向和距離將骨瓣精確的定位在關(guān)節(jié)窩內(nèi)。兩個小型鈦板行堅強內(nèi)固定。圖3-D-E .頜間結(jié)扎固定一周。圖3 手術(shù)實際過程A-C手術(shù)切除病變髁突 D-E用兩個鈦板進行堅強內(nèi)固定Fig. 3. Real surgery course. AC:The condylectomy with osteochondroma. D-E, Rigid fixation was used with 2 titanium miniplates .2 結(jié)果 術(shù)后腫瘤無復(fù)發(fā)。術(shù)后3名患者關(guān)節(jié)疼痛癥狀消失。患者開口度均明顯改善，下唇無麻木不適。全景片顯示升支后緣上頭位于關(guān)節(jié)窩內(nèi)，無骨粘連和骨吸收?；颊呙嫘筒粚ΨQ有不

16、同程度的改善，與軟件預(yù)測結(jié)果相吻合。咬合關(guān)系得到一定的矯正，且在觀察期間保持穩(wěn)定。詳見圖4、5及表1。表1 患者術(shù)前術(shù)后相關(guān)記錄Tab.1 Preoperative and postoperative data of patients with 3-D simulation 患者編號性別/年齡患側(cè)位置術(shù)前術(shù)后開口度mm術(shù)前術(shù)后最大前伸度mm術(shù)前術(shù)后顳下頜關(guān)節(jié)疼痛術(shù)后下唇麻木1男/36右33/385/7是/否否2女/24右41/454/7否/否否3男/22左42/455/7是/否否4男/36右40/456/7否/否否5女/62左26/385/6是/否否6女/48左34/405/8是/否否圖4 A

17、 術(shù)前軟組織三維重建 B預(yù)測術(shù)后軟組織效果C 術(shù)前面型 D術(shù)后面型 E術(shù)后咬合關(guān)系Fig. 4. 3-D CT reconstruction of preoperative soft tissue (A) and postoperative soft tissue prediction (B). Preoperative (C) and postoperative (D). E, Postoperative intraoral occlusal photography .圖5 圖1患者全景片 A術(shù)前 B術(shù)后Fig. 5. Panoramic radiographs of the same pa

18、tient as in Fig. 1. A, Preoperative. B, Postoperative. 3 討論骨軟骨瘤來源于中胚葉組織，是良性腫瘤，生長緩慢。在頜面部多發(fā)于上頜前部，發(fā)生于下頜骨者多見于髁突。髁突骨軟骨瘤常引起下頜運動障礙及面型改變。病變髁突切除后關(guān)節(jié)重建，恢復(fù)下頜骨的運動及促進下頜骨的繼續(xù)生長是治療該疾病的主要目標(biāo)。目前該病的治療方案仍有爭議。Loftus等人1描述了3個患者在切除下頜髁突腫瘤后通過垂直骨切開術(shù)形成帶有翼內(nèi)肌的骨瓣來重建顳下頜關(guān)節(jié)功能。在過去的臨床治療中，我科也較多采用這種方法。該方法避免了二次手術(shù)和供區(qū)缺損，易于堅強內(nèi)固定，骨壞死和骨吸收的發(fā)生率低，

19、給手術(shù)帶來很大的便利4。然而，這種術(shù)式由于傳統(tǒng)影像資料的局限性，骨瓣在關(guān)節(jié)窩內(nèi)準(zhǔn)確定位較為困難，且在升支垂直切開時可能損傷下牙槽神經(jīng)，術(shù)后常出現(xiàn)咬合紊亂、下頜運動異?；蚴窍麓铰槟镜炔l(fā)癥。計算機輔助三維手術(shù)系統(tǒng)已在顱頜面手術(shù)中大量應(yīng)用。但由于費時費力且相對昂貴，在病變髁突切除后利用三維手術(shù)模擬輔助髁突重建的報道較少12，13。有研究報道12利用類似軟件在顱頜面手術(shù)和正頜手術(shù)前行三維手術(shù)模擬以及預(yù)測術(shù)后軟組織面型，得出相關(guān)數(shù)據(jù)輔助人工髁突植入治療顳下頜關(guān)節(jié)強直。在本研究中，我們將髁突骨軟骨瘤切除術(shù)及升支后緣垂直切開上移髁突重建術(shù)與計算機三維模擬技術(shù)結(jié)合起來。利用SurgiCase CMF 軟件在

20、術(shù)前設(shè)計出最優(yōu)的手術(shù)方案，確定病變髁突的切除位置及升支垂直切開位置，確定帶蒂骨瓣在關(guān)節(jié)窩內(nèi)的準(zhǔn)確位置。這避免了術(shù)中切口的不確定性及內(nèi)部重要結(jié)構(gòu)的損傷，提高了手術(shù)的精確性。目前，計算機手術(shù)模擬技術(shù)仍然存在明顯缺點，它不能準(zhǔn)確反饋手術(shù)過程中的變化。盡管電腦模擬是從不同視角測量形成的三維模型，但最終依然是二維呈現(xiàn)，與外科醫(yī)生習(xí)慣利用的真實三維物理模型相比，如立體解剖模型，該技術(shù)尚不夠成熟14。此外，計算機輔助三維手術(shù)模擬均存在一定的術(shù)前模型非常理想，與臨床實際操作后有差距的問題，其原因主要是手術(shù)過程中的不精確和不可預(yù)知性。但相對于傳統(tǒng)手術(shù)而言，計算機輔助三維手術(shù)模擬已大大降低了手術(shù)過程中的不精確和不

21、可預(yù)知性。通過制作精確的定位模板，方便術(shù)者操作，同時結(jié)合傳統(tǒng)手術(shù)的經(jīng)驗，建立更加完備的手術(shù)程序，可以減少術(shù)前模型與用臨床實際操作后的差距。同時，雖然本研究中大多數(shù)髁突骨軟骨瘤患者的癥狀在治療后得到了較大改善。但由于傾斜的頜平面及牙弓高低不平，想要得到正常的面部外形和咬合關(guān)系仍然不是一期手術(shù)能解決的，需要通過進一步的正頜手術(shù)和正畸治療來解決。綜上所述，在下頜髁突骨軟骨瘤患者切除病變髁突后，利用下頜升支后緣上移髁突重建手術(shù)中，應(yīng)用計算機輔助三維手術(shù)模擬可以使得手術(shù)更加精確和方便，重建髁突的高度與位置更為準(zhǔn)確，顯著降低了術(shù)后咬合紊亂、運動障礙和下牙槽神經(jīng)損傷的風(fēng)險。避免了對重要解剖結(jié)構(gòu)的損害，提高患

22、者的滿意度。致謝：感謝Materialise（Belgium）公司對本研究提供的的技術(shù)支持。參考文獻1. Loftus MJ, Bennett JA, Fantasia JE. Osteochondroma of the mandibular condyles. Report of three cases and review of the literatureJ. Oral Surg Oral Med Oral Pathol 1986,61（2）:21-26.2. Holmlund AB, Gynther GW, Reinholt FP. Surgical treatment of oste

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