医学技能在面部骨折中的适用性

作者：佘振华 何岸 刘磊 田卫东 聂鑫 单位：云南省景洪市人民医院口腔科 中国人民第359医院 四川大学华西口腔医学院领面外科

前言

全面部骨折(Panfacialfractures)是指面中1/3与面下1/3骨骼同时发生的骨折，骨折涉及颅领面部上下领骨区、颧眶区、鼻眶筛区和(或)额区等多个部位，伤情常较凶险，造成比较复杂的面部畸形，咬合关系紊乱和张口受限，并常伴有全身多器官损伤。在治疗上，不是将相关部位骨折的治疗方式简单汇总，全面部骨折类型多种多样，治疗难度大，处理不当可造成复位不准确，致术后咬合紊乱及面部外观畸形，严重的可能危及患者的生命体征。常规的诊断方法为普通X线摄片和常规CT扫描，它们对于全面部骨折往往显示欠满意，漏诊率较高，无法满足临床实际需要。近年来，随着计算机及图像技术的迅猛发展，通过计算机辅助生物医学治疗方式取得了飞速的发展，在领面部创伤整形也取得了可喜的研究成果。笔者通过我院治疗全面部骨折的临床经验，并结合近年来计算机辅助生物医学技术对全面部骨折的术前设计、诊断及手术治疗模式及进展作一综述。

1全面部骨折的定义

口腔领面部由上领骨、下领骨、颧骨、鼻骨、颖骨、愕骨、蝶骨等共同组成，在交通事故、坠落、体育比赛等意外事故中经常发生领面部撞击性损伤，故领面部骨折呈逐年递增趋势。由于组成领面部的骨形态不规则、骨质薄弱、外形突出等特点。在遭受外力击打后，患者常常出现严重移位的多发性骨折，并波及毗邻的组织和器官的损伤。研究显示90%的患者合并有不同程度的眼损伤眼球，4.4%的患者合并颅骨骨折，17.5%的患者合并闭合性颅脑损伤，22%的患者合并颈椎骨折，4.5%的患者伴有严重的出血川。如诊断和处理不当，常造成多种难以纠正的并发证和畸形，它一直是领面外科治疗中一个比较棘手的问题。但以前并没有对这类多发性骨折进行明确的定义，其诊断依据、治疗原则也缺乏统一的认识。近年来随着研究人员对面部骨折特点的认识和诊断技术的不断发展，领面部多发性骨折才逐渐被重视，并认识到在治疗上它并不是将相关部位骨折的治疗方式简单的汇总，必须按照一定顺序，通过术前精确的设计，有组织、有步骤地达到功能与形态并举的治疗效果冈。2003年在口腔领面创伤暨修复重建会议上正式将这类骨折命名为全面部骨折(panfacialfiacn叮e)。并指出全面部骨折的治疗一方面以恢复正常咬合关系作为解剖复位的金标准;另一方面要恢复面部的对称和匀称、张闭口功能、眼球位置和运动功能。并认识到现代生物医学技术对全面部骨折的发展产生了积极的推动作用。折的常规诊断手段(图l)。

2三维重建显示技术

领面部骨骼血运丰富、空间结构复杂。下领骨有升领和降领肌群附着，骨折时常因肌群的拉力而发生断端错位，临床表现为张口困难、咬合关系紊乱。软硬组织在领面部共同形成了一些生理性腔隙，还存在一些具有特殊功能的组织如唾液腺、面神经、颖下领关节，既往常规采用X线摄片进行诊断和辅助治疗，这些影像检查在评估全面部骨折的空间关系和移位程度时常感到棘手，误诊和漏诊率比较高;很多患者只有在手术过程中才能了解骨折的实际情况，为手术方案的制定带来了一定的困难。20世纪70年代，电子计算机X线体层摄影机CT的发明，为颅领面骨折的诊断，提供了更加准确有效的手段。由于该技术的不断发展和革新，已由最初单纯的以横断面为主的形态学诊断工具，转变为可以多平面重建的影像诊断技术。人体三维重建显示技术实现了二维图像对应点与三维空间位置和解剖结构上的一致，从而准确重建出人体的三维结构采用该技术能够直接地、从任意角度显示人体的各种组织器官及病变部位的三维形态，并可对病变进行定性定量分析，使图像不再损失其原有的结构信息，极大地提高了诊断的准确性。得到的信息，影像形态逼真，直观，易于理解和评估病情;三维重建显示技术是通过多排螺旋CT，把头颅水平位、矢状位及冠状位扫描的图像重组起来，获得领面骨折解剖定位的三维图像[3]。根据三维重建的方式不同又可分为表面遮盖法(shadedsu到触eedis-p一ay，ssD)、容积再现(volumerendering，VR)和多平面重建(Multi一planereconstruction，MPR)，其中ssD和VR可逼真的显示颅面骨的立体表现，对于颅面骨较大、移位较明显的骨折显示尤佳，并直观的显示骨折的部位、空间移位的方向和程度，有利于临床医师理解和评估损害情况。MpR对于颅面骨骨折的显示率高，可以显示常规CT的二维图像难以显示的与扫描平面平行或近似平行的骨折线，并能评估软组织的改变情况，为了精确定位领面骨的整体图像，可根据实际需要进行选择lno我院对于全面部骨折采用三维重建进行临床诊断的研究表明采用三维重建有利于观察空间领面部结构复杂的骨折立体结构、形态和骨折的空间移位;对于分析受力方向，了解力量大小以及骨折损害也有重要的帮助，便于手术方案的制定术后疗效的评价提供可靠的依据，目前二维重建技术已经成为领面部骨折的常规诊断手段(图l)。快速成形和反求工程技术的应用上世纪90年代以前，在对这类病人的手术方案的设定时，医生只能通过间接方法或有创性检测手段获得诊断信息;如观察CT断层图像、B超、手术探查等。而后随着技术的发展与进步，快速成形和反求工程在人体三维重建的基础上、电子计算机和影像学快速发展起来的一项理工医结合的新技术。

3快速成形和反求工程技术的应用

该技术在上世纪90年代在国外开始用于临床，它是基于CT图像、逆向工程(reverseengneering，RE)和计算机辅助设计技术(computerassis加叮tdesign，cAD)的人工三维活化结构数字化设计方法!习。也就是将实物变为计算机辅助设计CAD模型相关的数字化技术、几何模型重建技术和产品制造技术的总称，其基本方法是首先对患者健侧进行CT扫描，获得其三维图像基本数据，利用图像处理技术及RE(逆向工程)技术实现个性化人工替代骨表面复杂曲面数字化三维模型重建，然后再结合三维建模技术分别设计骨骼外形结构和内部结构组装得到需进行骨修复的设计模型问。它的优点是患者通过临床CT扫描即可在工作台即刻得到三维立体的头模快速原型;并在此基础上根据患者实际情况制作各种移植物以及设计手术方案。该技术可使修复手术后的外形获得最佳的轮廓外形。这种技术不仅能有效的对患者全面部的骨折及缺失情况作出有效的诊断，还可用于临床治疗前的手术设计和临床疗效预测。完全符合“个体化”医疗的现念并促进了“个体化”修复外科的发展。2000年以后国内一些单位也先后开始应用。上海第二医科大学及第四军医大学通过人体三维重建技术对患者面部进行数据采集，经反求工程软件处理，依据健侧组织数据设计出缺损处修复体表面数据，并利用模具软件设计出修复体模型的三维数据，最后通过快速成型方法制作出修复体的骨折固位模型，并结合铭骨移植和即刻种植技术成功对下领骨缺损患者进行了临床修复m。

4计算机导航外科手术技术

以前骨折手术主要依赖于人体的骨骼解剖特点、术前患者的影像学资料(X线片、CT、MRI)进行定位。但是骨折移位或解剖标志的丧失等往往会导致术中的定位偏差。为提高手术的精确度、准确度和安全性，缩短了手术时间和减小了手术创伤。1986年，日本、美国和瑞士几乎同时开发了由交互式二维CT机组成的导航设备，这就是最初的技术的应用;1992年，使用红外线跟踪技术的影像导航系统在美国开始应用于临床。计算机辅助导航外科手术(comPutedtomograp妙baseds也，cai~•gation)是利用现代数字影像技术如CT、MRI、PET所得到的多模式图像数据，通过计算机处理和分析，精确设计手术方案，模拟手术操作;并借助空间定位导航系统，实现术中实时三维可视定位。从而进行手术导航，使外科手术更趋于精确和微创，为外科技术的发展开辟了崭新的领域阁。新技术新型的计算机辅助导航系统可将患者的术前薄层CT扫描(可达0.8~)或MR扫描数据进行处理，使患者的骨骼扫描数据变成三维立体虚拟图像储存在计算机中冈。医生可在术前利用该计算机系统进行详尽的手术设计。术中应用光学定位系统，跟踪测量手术器械上的发光二极管或被动反射球的位置。由计算机测算手术器械与作的骨结构之间的位置关系，可以动态的显示手术器械的正确位置、前进方向和推进距离等，较虚拟透视系统更准确。这种新型系统已经广泛用于临床。该技术从诊断、手术模拟、术中导航等全方位支撑整个外科领域深人发展。与传统的手术模式相比，其优势在于:①精确定位术区解剖结构及病理组织，便于术前诊断;②术前仿真模拟，制定手术计划，提前了解手术疗效;③术中三维可视实时导航，指导手术步骤;④控制切除范围和手术人路，保护重要组织结构;⑤可虚拟手术便于教学及远程医疗。对口腔领面外科而言，通过虚拟三维空间设计方案，切割移位骨折断端并定量移动或旋转游离骨块(图略)。通过导航手术截骨器械，模拟畸形矫治和骨折复位;Hoffinalma等采用该技术治疗颧骨及上领骨骨折后认为，采用计算机导航外科手术治疗面中份骨折有利于制定精确的术前计划和即时术后疗效评估。

5展望

由于骨折后软组织的肿胀常掩盖骨折的部位及移位方向，常规X线摄片无法获取足够的信息，这些都为全面部骨折的诊断和治疗带来了极大的困难，近几年领面部创伤整形的生物医学治疗方式尤其是计算机辅助仪器及设备的应用取得了飞速的发展，从最初的常规平面CT到三维重建并进展到计算机导航外科手术技术，其应用范围也由单一的诊断模式扩展到术前设计与诊断、手术治疗导航、术后疗效评估的系列研究与应用。计算机辅助生物医学技术是目前生物医学工程新发展的前沿学科，为组织、器官的修复和重建提供了崭新的途径和思维模式，目前我们可借助计算机辅助进行越来越多的外科手术。尤其在临床实践中结合使用计算机和其它生物医学工程技术将无疑是未来的发展趋势。我们相信，随着计算机辅助生物医学技术的不断改进和相关手术技术的不断成熟和完善，将为口腔领面创伤医学提供更大的发展机遇与空间。