個性化3D打印導板在單側(cè)粉碎性顴骨復合體骨折治療中的實施效果探究

張芝亮，杜遠立，郭建利

（宜昌長航醫(yī)院東院外科，湖北 宜昌 443003）

0 引言

顴骨復合體作為面中部比較重要的一個骨支撐，可以對面部的垂直向高度、矢狀向突度以及橫向?qū)挾绕鸬揭欢ǖ木S持作用，因為其具有突出的位置，再加上周圍骨縫比較纖細，在外力的作用下可出現(xiàn)顴骨復合體骨折（zygomatic complex fracture，ZCF），也是一種常見的頜面部創(chuàng)傷，在面部骨折中占有較高的比例，一般為25%，并且在面中部骨折中居于首位。研究[1]發(fā)現(xiàn)，ZCF患者發(fā)病后，可導致眶下區(qū)麻木、張口受限、復視以及面部畸形等，嚴重的情況下，還會導致心理創(chuàng)傷，降低患者生活質(zhì)量。因為顴面部毗鄰具有復雜的解剖關(guān)系，采用傳統(tǒng)手術(shù)復位后，畸形的發(fā)生率為12%-25%，所以一直以來，怎樣對顴骨復合體骨折精確復位的問題進行解決，使口頜部功能和顴面部外形輪廓恢復正常都是亟需解決的一個問題。近年來，在頜面外科的精準治療中，計算機輔助技術(shù)與3D打印技術(shù)聯(lián)合運用的優(yōu)勢明顯，被廣泛運用于頜面部骨折、顳下頜關(guān)節(jié)、正頜外科以及下頜骨缺損修復等領(lǐng)域中。同時，3D導板通過圖形設(shè)計軟件可以復位骨折端，并且對導板數(shù)據(jù)進行設(shè)計，有助于術(shù)中復位骨折斷端，也是對顴骨復合體進行精確復位的一種有效治療方法[2]。因此，本文對個性化3D打印導板運用在單側(cè)粉碎性ZCF治療中的臨床效果進行了探討，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇2019年7月至2020年8月期間我院收治的單側(cè)粉碎性顴骨復合體骨折患者57例為研究對象，根據(jù)術(shù)中是否運用3D打印復位導板將其分為兩組，其中對照組27例，觀察組30例。對照組年齡22-53歲，平均（37.2±6.4）歲，其中20例為男性、7例為女性，致傷原因：10例為跌傷、15例為車禍傷、2例為其他；觀察組年齡23-55歲，平均（37.3±6.5）歲，其中22例為男性、8例為女性，致傷原因：12例為跌傷、17例為車禍傷、1例為其他。兩組的年齡、性別等資料比較差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。

1.2 納入和排除標準

1.2.1 納入標準

（1）具有完整的手術(shù)前后CT數(shù)據(jù)資料；（2）與單側(cè)粉碎性ZCF標準相符；（3）病程＜3周；（4）年齡＞18歲。

1.2.2 排除標準

（1）手術(shù)禁忌證；（2）單純顴骨線性骨折；（3）雙側(cè)顴骨骨折；（4）陳舊性 ZCF；（5）臨床資料缺失者。

1.3 方法

1.3.1 術(shù)前準備

（1）對照組

主治醫(yī)生將術(shù)前CT檢查結(jié)果作為基本依據(jù)，對骨折斷端的詳細信息進行評估，術(shù)前經(jīng)過討論，對手術(shù)計劃進行制定，并且術(shù)中將術(shù)者的手術(shù)技巧和臨床經(jīng)驗作為基本依據(jù)，拼接復位骨折塊并固定。

（2）觀察組

觀察組術(shù)前準備如下：①對頜面部原始CT影像數(shù)據(jù)進行收集。掃描時采用ligth speed 64層螺旋CT，設(shè)置參數(shù)，其中矩陣為512×512，層厚為0.625mm，管電流為300mA，管電壓為120kv，從顱頂開始掃描，直到第5頸椎下緣，并且在光盤中儲存原始數(shù)據(jù)；②數(shù)字化圖像重建。在Minics17.0軟件中導入CT掃描數(shù)據(jù)，對所有CT斷層數(shù)據(jù)進行選擇，在Mimice軟件中顯示三種界面，分別是矢狀面、水平面以及冠狀面，然后對“Thresholding”命令進行執(zhí)行限定骨密度HU值新建mask一個，利用軟件中的“Calculate 3D”獲取頜面部三維重建模型。同時，利用3-matic9.0軟件處理重建的三維模型，對表面曲率較好的三維模型進行獲取，并且以STL格式在光盤中儲存；③對頜面部骨折3D打印模型進行制備。采用SLA-300型3D打印機對3-matic9.0軟件處理后的三維模型進行打印，對頜面部骨折1:1的實物模型進行獲取；④虛擬設(shè)計頜面部骨折復位。以ICD-10編碼為基本依據(jù)，標記和分類骨折斷端，明確骨折斷端的距離和方向，然后根據(jù)前鼻棘點、蝶鞍點、鼻根點三點明確正中矢狀面，其中參考平面為健側(cè)顴骨復合體，拼接、旋轉(zhuǎn)以及拖動骨折斷端，動態(tài)演示術(shù)中骨折復位過程，完成骨折的虛擬解剖復位，并且采用“Intersect”功能和健側(cè)顴骨復合體鏡像進行擬合，核對骨折端復位情況并適當調(diào)整，從而獲得最佳匹配；⑤建立復位導板三維實物模型。采用SLA-300型3D打印機對三維模型進行打印，對于復位實物模型和骨折復位導板，主要采用聚丙烯樹脂材料。打印完成后，將復位導板放在3D打印模型上，檢查導板內(nèi)側(cè)面與模型表面貼合度，并且采用環(huán)氧乙烷消毒和滅菌3D打印模型，術(shù)中備用。

1.3.2 手術(shù)方法

（1）對照組

對照組行傳統(tǒng)手術(shù)，即術(shù)者在術(shù)中將手術(shù)經(jīng)驗作為基本依據(jù)，結(jié)合骨塊的解剖外形，觀察雙側(cè)顴骨面對稱性，并且固定和復位骨折塊。

（2）觀察組

觀察組則根據(jù)手術(shù)入路設(shè)計，充分顯露骨折部位，松解骨折塊，然后與術(shù)前虛擬手術(shù)設(shè)計部位相結(jié)合，放置3D打印復位導板，使導板內(nèi)側(cè)面密切貼合骨折斷端，為復位骨折斷端提供指導，待根據(jù)復位導板對骨折斷端進行塑形后，根據(jù)術(shù)前設(shè)計，放置鈦板鈦釘，對骨折進行復位，結(jié)束后，對固定物進行檢查，為內(nèi)固定穩(wěn)定性提供有效保障。同時，對手術(shù)創(chuàng)口進行常規(guī)沖洗，并且對手術(shù)切口進行分層縫合，結(jié)束手術(shù)。

1.3.3 術(shù)后處理

術(shù)后給予患者抗感染治療，術(shù)后1周運用螺旋CT檢查患者頜面部，評估顴骨骨折復位內(nèi)固定情況，并且出院前對患者進行適當?shù)慕】抵笇В_展張口訓練。

1.4 觀察指標

觀察以下指標：（1）三維重建CT影像參數(shù)評價指標，其中△β表示健側(cè)與患側(cè)顴弓角的差值；△α表示顴骨突角健側(cè)與患側(cè)差值；△L3能夠充分反映顴骨側(cè)方寬度的變化，主要指的是患側(cè)與健側(cè)zy-正中矢狀面距離差值；△L2可以反映顴骨突度前后向的變化位移，主要指健側(cè)與患側(cè)的mp-po距離差值；△L1則是健側(cè)與患側(cè)or-s距離的一個差值，能夠?qū)E骨體下移的情況充分反映出來[3]；（2）記錄兩組手術(shù)時間；（3）運用面容自評滿意度（VAS）評價患者滿意度，總分為0-10分，得分越高，則滿意度越好[4]；（4）統(tǒng)計兩組并發(fā)癥發(fā)生情況，包括眶下區(qū)麻木、骨折不愈合、復視以及張口受限等，并且計算并發(fā)癥發(fā)生率。

1.5 統(tǒng)計學分析

由SPSS 20.0軟件分析數(shù)據(jù)，其中計數(shù)資料采用百分率（%）表示，組間對比行χ2檢驗，并且運用t檢驗計量資料對比，以P＜0.05差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組術(shù)前三維測量觀察指標對比

術(shù)前，兩組患側(cè)和健側(cè)的顴弓角、顴突角比較差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），見表1。

表1 兩組術(shù)前三維指標比較（ ±s,°）

表1 兩組術(shù)前三維指標比較（ ±s,°）

顴弓角顴突角組別 患側(cè) 健側(cè) 患側(cè) 健側(cè)對照組（n=37） 142.37±5.67 155.47±4.12 120.36±6.45 121.11±6.42觀察組（n=30） 142.36±5.66 154.24±4.56 122.45±10.76 122.15±5.46 t值 0.764 1.763 0.545 0.973 P 值 ＞0.05 ＞0.05 ＞0.05 ＞0.05

2.2 兩組術(shù)后健側(cè)與患側(cè)三維測量指標比較

觀察組的△β、△α、△L3、△L2以及△L1水平均低于對照組（P＜0.05），見表2。

表2 兩組術(shù)后三維指標對比（ ±s）

表2 兩組術(shù)后三維指標對比（ ±s）

組別 △β（°） △α（°） △L3（mm） △L2（mm） △L1（mm）對照組（n=27） 2.65±0.38 3.02±0.55 2.85±0.93 3.51±0.93 1.92±0.51觀察組（n=30） 0.91±0.32 0.94±0.33 1.49±0.65 1.33±0.57 1.01±0.63 t值 9.112 4.955 7.434 9.053 5.486 P 值 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05

2.3 兩組手術(shù)效果比較

與對照組相比，觀察組的手術(shù)時間較短，且VAS評分高，組間對比差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），見表3。

表3 兩組各項指標對比（ ±s）

表3 兩組各項指標對比（ ±s）

組別 手術(shù)時間（min） VAS評分（分）對照組（n=27） 218.45±25.34 7.12±0.63觀察組（n=30） 180.12±13.45 8.76±0.34 t值 6.487 8.203 P 值 ＜0.05 ＜0.05

2.4 兩組術(shù)后并發(fā)癥對比

術(shù)后除對照組中2例出現(xiàn)顴面部塌陷癥狀外，無1例患者出現(xiàn)并發(fā)癥如張口受限、神經(jīng)損傷等。

3 討論

當前在對復雜頜面部骨折進行復位時，精確的術(shù)前分析是比較關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)，若手術(shù)方案制定不完善或者術(shù)前評估不充分，則無法獲得較好的骨折復位效果[5]。既往臨床上通過二維影像學資料如MRI、CT以及X線等評估骨折區(qū)域的解剖形態(tài)，不能直觀認識骨折斷端，無法對骨折移位的方向和角度進行可視化全面分析，尤其是對術(shù)前精確信息的獲取難度較大[6]。在本次研究中，筆者通過構(gòu)建三維模型，分割、編輯以及重建患側(cè)骨折端，能夠在任意方向進行旋轉(zhuǎn)和移動，可以精確定位患側(cè)骨折區(qū)域和行可視化分析。同時，以復位導板為基本前提，采用3D打印技術(shù)對復位導板進行打印，術(shù)中利用導板精確傳遞術(shù)前手術(shù)規(guī)劃，為骨折復位提供一定的引導，有助于手術(shù)的順利進行[7]。在本次研究中，觀察組VAS評分和并發(fā)癥發(fā)生率均較低，且手術(shù)時間短，提示3D打印導板運用在ZCF治療中的效果較好。分析原因主要為，通過3D打印導板可以傳遞顴骨復合體復位的量化參考指標，利用導板形態(tài)塑形骨折碎片并固定復位，為外科醫(yī)生提供指導，在直視的情況下對骨折端至理想位置進行復位，了解顴骨復合體的三維解剖形態(tài)，為復位ZCF提供了一定的參考依據(jù)，不僅能夠降低骨折復位難度，還可以保障骨折復位重建的精確度，縮短手術(shù)時間，從而使患者的面容滿意度增加。

綜上所述，臨床上將個性化3D打印導板運用在單側(cè)粉碎性顴骨復合體骨折治療中，不僅可以提高骨折復位精確度，避免術(shù)后面部畸形，還能使手術(shù)時間縮短，提高患者滿意度，是一種有效的方法，具有推廣運用價值。