Abstract
目的
建立一种标准化、可重复、简易的数字化评估方法,精确评估计算机辅助游离腓骨下颌骨重建术后效果。
方法
通过对20例因肿瘤致下颌骨缺损后行计算机辅助游离腓骨下颌骨重建手术病例的回顾性分析,在Mimics Research 21.0及3-matic Research 13.0软件辅助下对重建术前与术后冠状向、矢状向与轴向下颌角进行测量分析,评估计算机辅助游离腓骨下颌骨重建术后效果。
结果
在计算机辅助游离腓骨下颌骨重建的20例患者中,术前健侧和患侧冠状下颌角、轴向下颌角差异无统计学意义(P>0.05),矢状下颌角差异有统计学意义(P<0.05);术后健侧和患侧冠状、矢状、轴向下颌角差异均无统计学意义(P>0.05)。术前与术后健侧和患侧冠状、矢状、轴向下颌角差值的绝对值差异有统计学意义(P<0.01)。Ⅰ类缺损术前健侧和患侧矢状下颌角、术后健侧和患侧轴向下颌角差异有统计学意义(P<0.05),其余各类缺损术前与术后健侧和患侧三维下颌角差异均无统计学意义(P>0.05)。Ⅰ类缺损术前与术后健侧和患侧矢状、冠状下颌角差值的绝对值差异无统计学意义(P>0.05),其余各类缺损术前与术后健侧和患侧三维下颌角差值的绝对值差异均有统计学意义(P<0.05)。
结论
计算机辅助游离腓骨下颌骨重建对于肿瘤造成的三维方向的颌骨畸形均有显著的改善,能有效恢复下颌骨解剖结构的精确对称,应用本研究的评估方法能精确地评估下颌骨重建术后效果,为术前的设计提供指导。
Keywords: 下颌骨重建, 计算机辅助手术, 精确度, 游离腓骨皮瓣
Abstract
Objective
This study aims to establish a standardized, repeatable, and simple digital evaluation method for accurately determining the effect of computer-assisted free fibula mandibular reconstruction.
Methods
A total of 20 mandibular defect cases caused by tumors were analyzed retrospectively. The coronal, sagittal, and axial mandibular angles were measured and analyzed with Mimics Research 21.0 and 3-matic Research 13.0 software before and after surgery. The effect of computer-assisted free fibula mandibular reconstruction was evaluated.
Results
No significant difference was observed in the coronal and axial mandibular angles between the healthy and affected sides before operation (P>0.05). By contrast, a significant difference in sagittal mandibular angle (P<0.05) was noted. No significant difference was found in the coronal, sagittal, and axial mandibular angles between the healthy and affected sides after operation (P>0.05). Conversely, a significant difference was recorded in the absolute value of the coronal, sagittal, and axial mandibular angles between the healthy and affected sides pre-operation and post-operation (P<0.01). Meanwhile, a significant difference was observed in the sagittal mandibular angle between the healthy and affected sides before operation and the axial mandibular angle between the healthy and affected sides after operation in Type Ⅰ defect (P<0.05). Moreover, no significant difference in the 3D mandibular angle was found between the healthy and affected sides before and after operation in other types (P>0.05). Furthermore, no significant difference was recorded in the absolute values of the sagittal and coronal mandibular angles between the healthy and affected sides before and after operation in Type Ⅰ defect (P>0.05). Lastly, a significant difference was found in the absolute values of the 3D mandibular angles between the healthy and affected sides before and after operation in other types (P<0.05).
Conclusion
Computer-assisted free fibula mandibular reconstruction can significantly improve 3D mandibular deformities caused by tumors and effectively restore the accurate symmetry of the mandibular anatomical structure. The evaluation method used in this study can accurately evaluate the effects of mandibular reconstruction and provide guidance to preoperative design.
Keywords: mandibular reconstruction, computer-assisted surgery, accuracy, free fibula flap
肿瘤导致的下颌骨畸形严重影响患者的咀嚼、吞咽、呼吸、美观等功能,下颌骨功能的复杂性使得下颌骨缺损的重建成为口腔颌面外科医生面临的一大挑战,恢复患者下颌骨形态和功能对肿瘤切除术后患者生活质量的提高有重要意义[1]。
下颌骨重建并非简单意义上的恢复下颌骨连续性,而是一项以外科为主,同时综合口腔修复、口腔种植等多个专业的系统工程,具有一定的复杂性和挑战性[2]。近年来,计算机辅助手术(computer-assisted surgery,CAS)有力地促进了颅颌面骨骼重建手术向个性化、高精确度的方向发展,与传统的手术相比,它正在成为实现精确对称的骨修复的里程碑式的技术[3]–[7]。但目前对于CAS术后效果的评估方法还比较匮乏,大多数研究方法都是通过对比虚拟手术与实际手术的差异,进而评估手术的精确度[8]–[9],忽略了术前与术后下颌骨形态的对比及CAS对患者术后面容及功能的改善。
因此,本研究提出了一种通过对比术前与术后下颌骨三维模型在冠状、矢状、轴向3个方向的三维下颌角差异来精确、可重复、简易地评估计算机辅助游离腓骨下颌骨重建术术后效果的方法。
1. 材料和方法
1.1. 病例选择
选择2015年1月—2020年1月期间因下颌骨肿瘤于兰州大学第二医院口腔科行计算机辅助游离腓骨下颌骨重建的20名患者作为研究对象,男性10例,女性10例;最大年龄59岁,最小年龄17岁,平均年龄38.70岁±13.72岁;病理诊断为成釉细胞瘤15例,角化囊性瘤2例,骨化纤维瘤3例;平均术中出血量230 mL±76.35 mL;平均住院时长30.25 d±5.85 d。采用Brown等[10]基于重建需求及肿瘤学原则的分类方法对下颌骨缺损进行分类:Ⅰ类缺损7例,Ⅱ类缺损5例,Ⅱc类缺损8例(表1)。分别于术前1周、术后1月采集患者锥形束CT(cone beam computed tomography,CBCT)图像,CBCT图像采集选择同一机器,扫描层厚均为1 mm。
表 1. 20例患者临床资料.
Tab 1 Clinical data of 20 patients
| 患者 | 年龄/岁 | 性别 | 病理诊断 | 缺损类型 | 术中失血量/mL | 住院时长/d |
| 1 | 35 | 女 | 骨化纤维瘤 | Ⅰ类 | 200 | 48 |
| 2 | 49 | 男 | 成釉细胞瘤 | Ⅰ类 | 250 | 30 |
| 3 | 54 | 男 | 成釉细胞瘤 | Ⅱc类 | 220 | 31 |
| 4 | 58 | 男 | 成釉细胞瘤 | Ⅰ类 | 230 | 32 |
| 5 | 17 | 女 | 角化囊性瘤 | Ⅱ类 | 300 | 25 |
| 6 | 19 | 男 | 角化囊性瘤 | Ⅱ类 | 200 | 28 |
| 7 | 41 | 女 | 成釉细胞瘤 | Ⅱ类 | 250 | 31 |
| 8 | 41 | 女 | 成釉细胞瘤 | Ⅱ类 | 230 | 30 |
| 9 | 19 | 女 | 成釉细胞瘤 | Ⅱc类 | 280 | 29 |
| 10 | 59 | 男 | 成釉细胞瘤 | Ⅰ类 | 100 | 20 |
| 11 | 30 | 男 | 成釉细胞瘤 | Ⅱc类 | 240 | 34 |
| 12 | 40 | 女 | 成釉细胞瘤 | Ⅱ类 | 200 | 25 |
| 13 | 34 | 男 | 成釉细胞瘤 | Ⅱc类 | 500 | 29 |
| 14 | 46 | 男 | 成釉细胞瘤 | Ⅰ类 | 250 | 30 |
| 15 | 55 | 女 | 成釉细胞瘤 | Ⅰ类 | 120 | 20 |
| 16 | 20 | 女 | 骨化纤维瘤 | Ⅱc类 | 200 | 31 |
| 17 | 35 | 女 | 成釉细胞瘤 | Ⅱc类 | 220 | 28 |
| 18 | 55 | 男 | 成釉细胞瘤 | Ⅱc类 | 200 | 32 |
| 19 | 45 | 男 | 成釉细胞瘤 | Ⅱc类 | 210 | 35 |
| 20 | 22 | 女 | 骨化纤维瘤 | Ⅰ类 | 200 | 37 |
| 平均值 | 38.70±13.72 | - | - | - | 230±76.35 | 30.25±5.85 |
1.2. 手术过程
所有的手术均由2个手术小组协作完成,一组负责原发灶切除及受区准备,另一组负责游离腓骨皮瓣的制取,所有的手术都是由资深的口腔颌面外科医生完成。受区部位的准备见图1,行颌下切口暴露下颌骨后,在下颌骨切割导板引导下进行切缘准备。另一组同时切取腓骨,在腓骨切割导板引导下进行腓骨楔形切除,然后进行腓骨塑形(图2)。塑形后的腓骨转移至切除后的下颌骨缺损处,用预先弯制的重建钛板钛钉固定后进行显微血管吻合(图3),最后分别进行受区创面和供区创面缝合。术中对皮瓣进行了严密的监测,并立即记录和处理发生的并发症。
图 1. 在下颌骨切割导板引导下进行切缘准备.

Fig 1 Preparation of the excision edges under the guidance of the mandibular cutting guide plate
左:术前模拟下颌骨切除;右:术中切除病变下颌骨。
图 2. 在腓骨切割导板的引导下行腓骨楔形切除塑形.

Fig 2 Wedge resection and shaping of fibula under the guidance of fibula cutting guide plate
上:术前模拟腓骨皮瓣制取,A~E分别是模拟制取的A~E段腓骨块;下:术中制取游离腓骨皮瓣。
图 3. 腓骨塑形后重建钛板、钛钉固定,行显微血管吻合.

Fig 3 Microvascular anastomosis after fibula reconstruction plate and titanium nail fixation
上:术前模拟重建下颌骨,A~E分别是模拟重建的A~E段腓骨块;下:术中重建下颌骨。
1.3. 研究方法
将采集的CBCT图像导出为DICOM图像集后导入Mimics Research 21.0软件中进行下颌骨的三维重建,然后将重建得到的下颌骨模型以STL文件格式导入3-matic Research 13.0软件。利用点对齐工具在术前、术后的下颌骨模型上确定多个特征性标记点将患者术前及术后下颌骨模型对齐(图4)。
图 4. 术前与术后下颌骨模型的对齐.
Fig 4 Align the mandibular model before and after operation
A:在术前下颌骨选取特征性标记点;B:在术后下颌骨模型上选取特征性标记点;C:根据选取的特征性标记点将下颌骨模型对齐。
在对齐后的下颌骨模型上建立3个平面以确定下颌骨的三维空间坐标系(图5),水平面采用法兰克福平面,通过绘制一个通过内耳道和眶下缘的最低点的平面来确定[11],正中矢状面是通过绘制一个通过眉尖、基底孔和切牙孔的平面来确定[12],将通过鼻根点并垂直于矢状面和水平面的平面确定为冠状面。
图 5. 通过绘制正中状面、水平面、冠状面确定下颌骨的三维空间坐标系.

Fig 5 Determine the three-dimensional coordinate system of the mandible by the median sagittal plane, horizontal plane and coronal plane
将髁突内外极与垂直角确定的平面定义为冠状小平面,将髁突上缘中点、水平角、颏顶点3个点确定的平面定义为矢状小平面,将垂直角、水平角与颏顶点确定的平面定义为轴向小平面。当手术切除髁突、水平角、垂直角及颏顶点时的处理方法如下:1)如果切除垂直角,则应选择两段植骨节段之间截骨面的最下点作为垂直角;2)水平角缺失时,应在植骨水平段的最前最下部创建一个虚拟点,并将其作为水平角;3)对于切除髁突的病例,则选择植骨节段上缘中点及最内侧、最外侧作为虚拟点;4)对于切除颏顶点的病例,在植骨节段最前、最下缘建立一个虚拟点,将其作为颏顶点。水平角与垂直角根据Brown等[10]的分类方法可以确认。
冠状小平面与冠状面的夹角记为冠状下颌角,矢状小平面与正中矢状面的夹角记为矢状下颌角,轴向小平面与冠状小平面的夹角记为轴向下颌角。根据以下公式,使用水平面、正中矢状面、冠状面、冠状小平面、矢状小平面、轴向小平面的法向量来计算角度(图6)。
图 6. 确定矢状小平面、冠状小平面、轴向小平面.

Fig 6 Determine the sagittal plane, the coronal plane and the axial plane
其中α表示2个平面之间的夹角,n1和n2表示这2个平面的法向量,根据冠状小平面的法向量与冠状面的法向量计算得到冠状下颌角,矢状小平面的法向量与正中矢状面的法向量计算得到矢状下颌角,轴向小平面法向量与冠状小平面的法向量计算得到轴向下颌角。
1.4. 数据计算与评估
计算术前、术后的健侧和患侧三维下颌角:比较术前健侧和患侧三维下颌角的差异,评估肿瘤对下颌骨三维形态的影响;比较术后健侧和患侧三维下颌角的差异,评估手术后下颌骨健患侧形态的对称性。
根据不同的缺损类型将病例分为Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅱ c类,计算不同缺损类型术前、术后的健侧和患侧三维下颌角:分类比较不同缺损类型术前健侧和患侧三维下颌角的差异,评估肿瘤在不同缺损类型中对下颌骨三维形态的影响;分类比较不同缺损类型术后健侧和患侧三维下颌角的差异,评估手术后下颌骨健侧和患侧形态的对称性。
计算术前、术后的健侧和患侧三维下颌角差值的绝对值:比较术前、术后健侧和患侧三维下颌角差值的绝对值,评估手术对下颌骨三维方向畸形的改善效果,进而评估手术的精确度。
根据缺损类型分类计算不同的缺损类型术前、术后的健侧和患侧三维下颌角差值的绝对值:分类比较不同缺损类型术前、术后健侧和患侧三维下颌角差值的绝对值,评估手术对不同缺损类型下颌骨三维方向畸形的改善效果,进而评估手术在不同类型的下颌骨缺损中的精确度。
1.5. 统计分析
上述测量数据收集整理后,统一编码,采取双人核对录入法录入数据以控制录入质量,所得数据应用SPSS 26.0软件进行分析。采用配对样本T检验的方法评价:术前、术后的健侧和患侧三维下颌角差异;不同缺损类型术前、术后的健侧和患侧三维下颌角差异;术前、术后健侧和患侧三维下颌角差值的绝对值差异;不同的缺损类型术前、术后的健侧和患侧三维下颌角差值的绝对值差异。当P<0.05时,认为差异具有统计学意义。计量资料采用平均数±标准差进行表示。
2. 结果
2.1. 成功率及并发症
在纳入研究的20例病例中,发生并发症5例,其中术后供区感染3例,受区感染1例,术后呼吸困难1例,给予及时的对症处理后均消除了对应的并发症。所有患者术后1年内均得以保留植入骨块,未发现因骨块感染取出植入骨块者。
2.2. 术前、术后三维下颌角的比较
在纳入研究的20例病例中,术前健侧冠状下颌角平均为16.43°±5.80°,矢状下颌角平均为26.18°±6.50°,轴向下颌角平均为66.54°±9.12°。术前患侧冠状下颌角平均为16.24°±5.46°,矢状下颌角平均为29.90°±5.13°,轴向下颌角平均为65.00°±9.46°。术前健侧和患侧下颌角在冠状向、及轴向差异无统计学意义(P>0.05),术前健侧和患侧下颌角在矢状向差异有统计学意义(P<0.05),表明肿瘤造成的下颌骨畸形在冠状向及轴向表现不明显而在矢状向则表现较为明显。
术后健侧冠状下颌角平均为16.79°±5.76°,矢状下颌角平均为26.43°±6.31°,轴向下颌角平均为66.76°±8.98°。术后患侧冠状下颌角平均为17.03°±5.06°,矢状下颌角平均为27.35°±5.36°,轴向下颌角平均为66.11°±8.16°。术后健侧和患侧下颌角在冠状向、矢状向及轴向差异无统计学意义(P>0.05),表明术后下颌骨健侧和患侧形态在三维方向上均没有显著的差异,下颌骨健侧和患侧的形态对称,手术有效地改善了肿瘤造成的下颌骨三维方向的畸形(表2)。
表 2. 术前和术后下颌骨模型冠状、矢状、轴向下颌角统计分析.
Tab 2 Statistical analysis of coronal, sagittal and axial mandibular angle of mandibular model before and after operation
| 患者 | 术前 |
术后 |
||||||||||
| 冠状下颌角/° |
矢状下颌角/° |
轴向下颌角/° |
冠状下颌角/° |
矢状下颌角/° |
轴向下颌角/° |
|||||||
| 健侧 | 患侧 | 健侧 | 患侧 | 健侧 | 患侧 | 健侧 | 患侧 | 健侧 | 患侧 | 健侧 | 患侧 | |
| 1 | 23.74 | 25.27 | 10.27 | 25.39 | 74.89 | 64.89 | 22.61 | 22.84 | 11.61 | 16.63 | 73.48 | 73.32 |
| 2 | 6.02 | 23.20 | 23.86 | 28.74 | 60.81 | 58.95 | 6.97 | 9.75 | 24.19 | 28.03 | 59.54 | 56.76 |
| 3 | 18.41 | 13.82 | 32.63 | 24.33 | 61.07 | 64.60 | 18.45 | 16.65 | 29.16 | 31.62 | 61.72 | 61.21 |
| 4 | 21.75 | 16.63 | 25.51 | 25.49 | 65.31 | 60.77 | 22.11 | 23.52 | 26.37 | 25.56 | 67.56 | 66.78 |
| 5 | 12.99 | 14.99 | 25.08 | 28.45 | 71.45 | 67.34 | 14.72 | 13.46 | 24.63 | 25.79 | 70.66 | 69.51 |
| 6 | 9.60 | 23.03 | 23.88 | 33.62 | 51.99 | 60.01 | 10.67 | 12.18 | 23.49 | 20.55 | 50.97 | 52.98 |
| 7 | 16.53 | 15.90 | 23.57 | 22.44 | 62.01 | 60.80 | 17.43 | 17.81 | 22.30 | 23.68 | 62.30 | 62.83 |
| 8 | 8.74 | 6.31 | 31.45 | 27.82 | 52.33 | 49.13 | 7.72 | 6.58 | 31.05 | 29.98 | 53.94 | 54.67 |
| 9 | 15.04 | 7.49 | 30.89 | 25.53 | 66.23 | 71.82 | 15.29 | 14.98 | 29.45 | 31.31 | 65.54 | 67.42 |
| 10 | 24.10 | 17.95 | 23.02 | 25.89 | 65.29 | 59.43 | 25.01 | 24.05 | 24.49 | 25.11 | 66.34 | 62.71 |
| 11 | 14.58 | 12.38 | 31.44 | 36.99 | 59.19 | 56.69 | 14.99 | 16.80 | 36.00 | 37.61 | 60.19 | 61.45 |
| 12 | 17.81 | 13.06 | 26.54 | 27.95 | 65.91 | 70.26 | 18.77 | 17.63 | 26.18 | 26.98 | 66.76 | 65.68 |
| 13 | 7.06 | 19.23 | 32.45 | 29.28 | 85.34 | 81.83 | 8.27 | 12.68 | 32.40 | 30.49 | 86.96 | 84.75 |
| 14 | 28.04 | 16.26 | 14.26 | 31.61 | 57.46 | 55.41 | 29.26 | 27.03 | 15.65 | 19.96 | 57.37 | 56.79 |
| 15 | 18.11 | 18.36 | 38.69 | 40.37 | 77.73 | 62.73 | 17.96 | 16.44 | 39.44 | 38.23 | 78.68 | 76.00 |
| 16 | 19.16 | 6.43 | 31.66 | 26.17 | 72.22 | 69.30 | 18.68 | 19.32 | 30.21 | 27.66 | 72.11 | 71.08 |
| 17 | 20.86 | 19.15 | 25.16 | 31.91 | 57.52 | 63.64 | 21.62 | 21.29 | 26.64 | 27.55 | 59.90 | 61.69 |
| 18 | 16.65 | 12.92 | 27.86 | 31.37 | 68.68 | 55.73 | 15.69 | 16.18 | 29.22 | 31.15 | 67.63 | 66.51 |
| 19 | 13.67 | 20.56 | 23.45 | 40.36 | 76.72 | 80.67 | 13.86 | 13.46 | 24.24 | 25.37 | 75.86 | 76.49 |
| 20 | 15.67 | 21.88 | 21.84 | 34.32 | 78.74 | 85.99 | 15.78 | 17.98 | 21.89 | 23.67 | 77.64 | 73.56 |
| 平均值 | 16.43±5.80 | 16.24±5.46 | 26.18±6.50 | 29.90±5.13 | 66.54±9.12 | 65.00±9.46 | 16.79±5.76 | 17.03±5.06 | 26.43±6.31 | 27.35±5.36 | 66.76±8.98 | 66.11±8.16 |
|
| ||||||||||||
| P值 | 0.918 | 0.039 | 0.299 | 0.539 | 0.074 | 0.122 | ||||||
2.3. 不同缺损类型术前、术后三维下颌角之间的比较
在对Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅱ c类病例的统计分析中,Ⅰ类缺损术前健侧和患侧矢状下颌角、术后健侧和患侧轴向下颌角差异有统计学意义(P<0.05),其余各类缺损术前与术后健侧和患侧三维下颌角差异均无统计学意义(P>0.05),提示在Ⅰ类缺损时,术前方案的设计需要特别关注下颌骨轴向的对称性(表3)。
表 3. 不同缺损类型术前和术后下颌骨模型冠状、矢状、轴向下颌角统计分析.
Tab 3 Statistical analysis of coronal, sagittal and axial mandibular angles of mandibular models with different types of defects before and after operation
| 缺损 类型 | 术前平均值 |
术后平均值 |
||||||||||||||||
| 冠状下颌角/° |
P值 | 矢状下颌角/° |
P值 | 轴向下颌角/° |
P值 | 冠状下颌角/° |
P值 | 矢状下颌角/° |
P值 | 轴向下颌角/° |
P值 | |||||||
| 健侧 | 患侧 | 健侧 | 患侧 | 健侧 | 患侧 | 健侧 | 患侧 | 健侧 | 患侧 | 健侧 | 患侧 | |||||||
| Ⅰ类 | 19.63±7.25 | 19.94±3.51 | 0.935 | 22.49±9.05 | 30.26±5.60 | 0.027 | 68.60±8.49 | 64.02±10.14 | 0.134 | 19.96±7.23 | 20.23±5.88 | 0.721 | 23.38±8.84 | 25.31±6.84 | 0.088 | 68.66±8.38 | 66.56±8.06 | 0.012 |
| Ⅱ类 | 13.13±4.04 | 14.66±6.00 | 0.656 | 26.10±3.21 | 28.06±3.96 | 0.439 | 60.74±8.52 | 61.51±8.16 | 0.758 | 13.86±4.62 | 13.53±4.62 | 0.581 | 25.53±3.40 | 25.40±3.54 | 0.879 | 60.93±8.35 | 61.13±7.11 | 0.745 |
| Ⅱc类 | 15.68±4.26 | 14.00±5.35 | 0.566 | 29.44±3.52 | 30.74±5.66 | 0.676 | 68.37±9.51 | 68.04±9.84 | 0.887 | 15.86±3.97 | 16.42±2.86 | 0.422 | 29.67±3.53 | 30.35±3.70 | 0.337 | 68.74±9.30 | 68.83±8.35 | 0.877 |
2.4. 不同缺损类型术前、术后三维下颌角差值的绝对值的比较
Ⅰ类缺损术前与术后健侧和患侧矢状、冠状下颌角差值的绝对值差异无统计学意义(P>0.05),其余各类缺损术前与术后健侧和患侧三维下颌角差值的绝对值差异均有统计学意义(P<0.05),提示Ⅰ类缺损的病例在术前设计时,需要特别注意恢复下颌骨矢状向与冠状向的对称性(表4)。
表 4. 不同缺损类型术前与术后冠状、矢状、轴向下颌角差值的绝对值统计分析.
Tab 4 Statistical analysis of the absolute value of the difference of coronal, sagittal and axial mandibular angle between different types of defects before and after operation
| 缺损类型 | 冠状下颌角差值的绝对值/° |
P值 | 矢状下颌角差值的绝对值/° |
P值 | 轴向下颌角差值的绝对值/° |
P值 | |||
| 术前 | 术后 | 术前 | 术后 | 术前 | 术后 | ||||
| Ⅰ类 | 6.89±5.87 | 1.62±0.86 | 0.037 | 7.77±7.04 | 2.51±1.83 | 0.053 | 6.65±4.66 | 2.10±1.57 | 0.044 |
| Ⅱ类 | 4.65±5.13 | 1.09±0.42 | 0.176 | 3.86±3.48 | 1.47±0.85 | 0.122 | 4.18±2.48 | 1.10±0.57 | 0.023 |
| Ⅱc类 | 6.45±4.22 | 1.27±1.41 | 0.007 | 6.88±4.37 | 1.80±0.57 | 0.017 | 5.13±3.40 | 1.30 ±0.61 | 0.018 |
2.5. 术前、术后三维下颌角差值的绝对值的比较
术前健侧和患侧冠状下颌角差值的绝对值平均为6.15°±4.88°,术后健侧和患侧冠状下颌角的差值的绝对值平均为1.35°±1.03°。术前健侧和患侧矢状下颌角的差值的绝对值平均为6.44°±5.27°,术后健侧和患侧矢状下颌角的差值的绝对值平均为1.97°±1.23°。术前健侧和患侧轴向下颌角差值的绝对值平均为5.43°±3.66°,术后健侧和患侧轴向下颌角的差值的绝对值平均为1.53°±1.08°。术前与术后健侧和患侧冠状、矢状、轴向下颌角差值绝对值之间的差异均有统计学意义(P<0.01),表明手术对于肿瘤造成的三维方向的颌骨畸形均有极为明显的改善,能有效恢复下颌骨解剖结构的精确对称(表5)。
表 5. 术前与术后冠状、矢状、轴向下颌角差值的绝对值统计分析.
Tab 5 Statistical analysis of the absolute value of the difference of coronal, sagittal and axial mandibular angle before and after operation
| 患者 | 冠状下颌角差值的绝对值/° |
矢状下颌角差值的绝对值/° |
轴向下颌角差值的绝对值/° |
|||
| 术前 | 术后 | 术前 | 术后 | 术前 | 术后 | |
| 1 | 1.53 | 0.23 | 15.12 | 5.02 | 10.00 | 0.16 |
| 2 | 17.18 | 2.78 | 4.88 | 3.84 | 1.86 | 2.78 |
| 3 | 4.59 | 1.80 | 8.30 | 2.46 | 3.53 | 0.51 |
| 4 | 5.12 | 1.41 | 0.02 | 0.81 | 4.54 | 0.78 |
| 5 | 2.00 | 1.26 | 3.37 | 1.16 | 4.11 | 1.15 |
| 6 | 13.43 | 1.51 | 9.74 | 2.94 | 8.02 | 2.01 |
| 7 | 0.63 | 0.38 | 1.13 | 1.38 | 1.21 | 0.53 |
| 8 | 2.43 | 1.14 | 3.63 | 1.07 | 3.20 | 0.73 |
| 9 | 7.55 | 0.31 | 5.36 | 1.86 | 5.59 | 1.88 |
| 10 | 6.15 | 0.96 | 2.87 | 0.62 | 5.86 | 3.63 |
| 11 | 2.20 | 1.81 | 5.55 | 1.61 | 2.50 | 1.26 |
| 12 | 4.75 | 1.14 | 1.41 | 0.80 | 4.35 | 1.08 |
| 13 | 12.17 | 4.41 | 3.17 | 1.91 | 3.51 | 2.21 |
| 14 | 11.78 | 2.23 | 17.35 | 4.31 | 2.05 | 0.58 |
| 15 | 0.25 | 1.52 | 1.68 | 1.21 | 15.00 | 2.68 |
| 16 | 12.73 | 0.64 | 5.49 | 2.55 | 2.92 | 1.03 |
| 17 | 1.71 | 0.33 | 6.75 | 0.91 | 6.12 | 1.79 |
| 18 | 3.73 | 0.49 | 3.51 | 1.93 | 12.95 | 1.12 |
| 19 | 6.89 | 0.40 | 16.91 | 1.13 | 3.95 | 0.63 |
| 20 | 6.21 | 2.20 | 12.48 | 1.78 | 7.25 | 4.08 |
| 平均值 | 6.15±4.88 | 1.35±1.03 | 6.44±5.27 | 1.97±1.23 | 5.43±3.66 | 1.53±1.08 |
|
| ||||||
| P值 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | |||
3. 讨论
自2009年由Hirsch等[13]引入以来,CAS获得了广泛的临床应用。CAS的流程包括数据采集、数据导出、数据操作和虚拟手术、手术计划和辅助工具的准备。手术计划和辅助工具包括手术蓝图、切割指南、患者的个性化植入物(patient-specific implant,PSI)等[14]。目前大多数的CBCT都能获得足够的数据来完成手术的设计。CAS允许外科医生在手术前进行虚拟手术,并在脑海中提前规划,进而预测可能的困难和并发症,缩短实际手术的时间。其次,可以规划肿瘤的切除边缘,从而根据肿瘤切除后预期的缺陷对重建进行分类。第三,使用镜像功能,可以创建精确对称的模型。与传统重建手术相比,CAS能够有效缩短手术时间、降低术中发生错误的风险,降低手术成本。
经过近十几年的发展,CAS已经发展相对成熟,并被广泛用于节段性下颌骨缺损的重建。但是目前对于下颌骨重建的术后效果及精确度缺乏系统的评估方法。van Baar等[15]从成像、数据比较、三维模型的体积评估、缺陷的分类提出了一种可重复的精确评估指南。但是这一评估指南只能用于评估虚拟手术与实际手术的精确度差异,无法评估手术对肿瘤造成下颌骨畸形的改善效果。而本研究通过术前与术后下颌骨模型三维下颌角的对比可以评估CAS对于肿瘤造成的下颌骨畸形的改善效果,可以有效地弥补该评估指南的不足。
本研究对比了术前患者健侧和患侧下颌骨冠状、矢状、轴向下颌角的差异,发现术前健侧和患侧矢状下颌角差异有统计学意义(P<0.05),提示肿瘤造成的畸形主要表现在下颌骨的矢状向,这与肿瘤的颊舌侧生长造成的颊舌侧骨板的膨隆是相符的,而术前的健侧和患侧下颌角在冠状向及轴向差异无统计学意义(P>0.05),提示肿瘤造成的畸形在下颌骨的冠状向及轴向表现不明显。而术后健侧和患侧下颌角在冠状向、矢状向及轴向差异均无统计学意义(P<0.05),说明手术有效改善了下颌骨的畸形,特别是矢状向的下颌骨畸形。
此外,本研究还对比了术前健侧和患侧下颌角与术后健侧和患侧下颌角差值的绝对值,用于评估手术对于患者下颌骨对称性的改善程度。结果显示在纳入研究的20例病例中,术后健侧和患侧冠状下颌角差值的绝对值较术前缩小了78%(P<0.01),术后健侧和患侧矢状下颌角差值的绝对值较术前缩小了69%(P<0.01),术后健侧和患侧轴向下颌角的差值的绝对值较术前缩小了72%(P<0.01)。
最后本研究对不同缺损类型的病例进行了分组讨论,结果提示在Ⅰ类缺损的病例中,术后健侧和患侧冠状下颌角之间差异有统计学意义(P<0.05),术前与术后健侧和患侧矢状、冠状下颌角差值的绝对值差异均无统计学意义(P>0.05)。结果表明,虽然Ⅰ类缺损相对简单,但是容易导致手术设计者忽略术前下颌骨三维方向的对称性。提示手术设计者在面对Ⅰ类缺损病例的术前设计时,需要对待下颌骨三维方向的对称性的设计更加谨慎。
本研究结果表明计算机辅助游离腓骨移植手术是一项高度精确的下颌骨重建手术,能有效地改善肿瘤造成的下颌骨三维方向的畸形,恢复下颌骨形态的精确对称,恢复患者面容的美观。本研究的评估方法能够有效地评估计算机辅助游离腓骨下颌骨重建手术的术后效果,定量评价手术对于下颌骨健侧和患侧对称性的改善效果,间接地评价手术对患者术后面容的改善效果,且本研究的方法相对简易,可以为临床医生提供一种实用、标准化的评估方法。
在本研究中,由于病例数量的限制,缺少Ⅲ类、Ⅳ类缺损的病例资料,未能对Ⅲ类、Ⅳ类缺损病例下颌角按缺损类型进行评估。在后续的研究中,本研究团队将继续完善病例资料,进一步研究手术对不同类型的缺损的术后效果。同时,本研究团队将继续依托计算机辅助分析软件,尝试对患者术前与术后软组织的差异进行进一步的探索研究。
Funding Statement
[基金项目] 甘肃省科技厅自然科学基金项目(20JR10RA737)
Supported by: The Natural Science Foundation of Science and Technology Department of Gansu Province (20JR10RA737).
Footnotes
利益冲突声明:作者声明本文无利益冲突。
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