ICS11.060.01

C05

團體標(biāo)準(zhǔn)

T/CHSA003—2018

"導(dǎo)航引導(dǎo)頜骨缺損重建技術(shù)流程及操作"

的專家共識

Expertconsensuson“Techniquesofnavigation-guided

reconstructionofjawdefect”

2018-12-07發(fā)布2018-12-07實施

中華口腔醫(yī)學(xué)會發(fā)布

T/CHSA003—2018

"導(dǎo)航引導(dǎo)頜骨缺損重建技術(shù)流程及操作"的專家共識

1范圍

本標(biāo)準(zhǔn)給出該技術(shù)的適應(yīng)證：

——因上頜骨腫瘤需行上頜骨全切除或次全切除，并同期行游離腓骨瓣修復(fù)。

——因下頜骨腫瘤需行節(jié)段性下頜骨切除，并同期行游離腓骨瓣或髂骨瓣修復(fù)。

2術(shù)語及定義

2.1計算機斷層掃描ComputedTomography,CT

計算機斷層掃描是用X線束對人體檢查部位一定厚度的層面進行掃描，由探測器接收該層面上各個

不同方向的人體組織對X線的衰減值，經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換輸入計算機，通過計算機處理后得到掃描斷面的組織

衰減系數(shù)的數(shù)字矩陣，再將矩陣內(nèi)的數(shù)值通過數(shù)/模轉(zhuǎn)換，用黑白不同的灰度等級在熒光屏上顯示出來，

即構(gòu)成CT圖像。（金征宇,龔啟勇.醫(yī)學(xué)影像學(xué).第3版.北京：人民衛(wèi)生出版社，2015.）

2.2外科手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)Surgicalnavigationsystem

外科手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)由計算機工作站、定位裝置、示蹤裝置和顯示器組成。（張震康,俞光巖.口腔

頜面外科學(xué).第2版.北京：北京大學(xué)醫(yī)學(xué)出版社，2013.）

2.3三維重建3Dreconstruction

三維重建是指對三維物體建立合適計算機表示和處理的數(shù)學(xué)模型，是在計算機環(huán)境下對其進行處理、

操作和分析的基礎(chǔ)，也是在計算機中建立表達客觀世界的虛擬現(xiàn)實的關(guān)鍵技術(shù)。分為體繪制重建和表面

繪制重建。（張震康,俞光巖.口腔頜面外科學(xué).第2版.北京：北京大學(xué)醫(yī)學(xué)出版社，2013.）

2.4圖像分割I(lǐng)magesegmentation

圖像分割是根據(jù)目標(biāo)與背景的先驗知識，將圖像中的目標(biāo)、背景進行識別、標(biāo)記，將目標(biāo)從背景或

其他偽目標(biāo)中分離出來的過程。（張震康,俞光巖.口腔頜面外科學(xué).第2版.北京：北京大學(xué)醫(yī)學(xué)出版

社，2013.）

2.5醫(yī)學(xué)數(shù)字圖像和通訊格式Digitalimagingandcommunicationinmedicine,DICOM

醫(yī)學(xué)數(shù)字成像和通信，是醫(yī)學(xué)圖像和相關(guān)信息的國際標(biāo)準(zhǔn)（ISO12052）（張震康,俞光巖.口腔頜

面外科學(xué).第2版.北京：北京大學(xué)醫(yī)學(xué)出版社，2013.）

2.6計算機輔助設(shè)計和制作技術(shù)Computeraideddesignandmanufacturing，CAD/CAM

計算機輔助制作技術(shù)是通過對CT、MRI圖像中不同密度的組織，選擇不同的窗位，根據(jù)體素堆積成

像的原理，建立骨骼硬組織或軟組織三維圖像模型，并通過計算機輔助設(shè)計軟件驅(qū)動計算機數(shù)控機床，

生產(chǎn)出不同材料的三維實體模型。（邱蔚六，張志愿，俞光巖.口腔頜面-頭頸腫瘤學(xué).第1版.北京：

人民衛(wèi)生出版社，2011.）

1

T/CHSA003—2018

2.7虛擬手術(shù)設(shè)計Virtualplanning

虛擬手術(shù)設(shè)計是利用各種醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)，使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)在計算機中建立一個模擬環(huán)境，醫(yī)師

借助虛擬環(huán)境中的信息，進行手術(shù)計劃、訓(xùn)練，在實際手術(shù)過程中引導(dǎo)手術(shù)，是計算機輔助外科的一種

形式。（邱蔚六，張志愿，俞光巖.口腔頜面-頭頸腫瘤學(xué).第1版.北京：人民衛(wèi)生出版社，2011.）

3技術(shù)使用所需設(shè)備

3.1數(shù)據(jù)采集設(shè)備

計算機斷層掃描（ComputedTomography,CT）數(shù)據(jù)是骨組織手術(shù)常用數(shù)據(jù)，頜面部手術(shù)一般要求

層厚達到≤1.25mm，可滿足頜面手術(shù)精度要求。

3.2數(shù)字外科軟件

數(shù)字外科軟件主要用于外科導(dǎo)航手術(shù)術(shù)前手術(shù)規(guī)劃和術(shù)后驗證。導(dǎo)航手術(shù)相關(guān)數(shù)字外科軟件具備以

下功能：

——數(shù)據(jù)的三維重建和測量，包括長度、角度和容積測量。

——手術(shù)方案的規(guī)劃，包括分割、融合、移動、鏡像等多種功能模塊。

——術(shù)后手術(shù)精度及手術(shù)效果評價。導(dǎo)航手術(shù)術(shù)后需要對比術(shù)后骨塊移動位置和術(shù)前設(shè)計位置以評

價手術(shù)精度，通常使用對稱性測量和三維色譜分析。

3.3外科手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)

外科手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)是導(dǎo)航手術(shù)的核心部件，目前國內(nèi)外已有多家手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)面世。被動式紅外線

定位方法更方便靈活，也是目前最為常用的定位方法。

手術(shù)導(dǎo)航空間配準(zhǔn)方式目前主要為配準(zhǔn)點的點對點轉(zhuǎn)換(fiducial-basedpaired-point

transformation)即坐標(biāo)配準(zhǔn)、表面輪廓匹配(surfacecontourmatching)即非坐標(biāo)配準(zhǔn)、以及二者的

聯(lián)合應(yīng)用。幾種方法均可滿足頜面部導(dǎo)航手術(shù)要求。

4術(shù)前數(shù)據(jù)采集及手術(shù)設(shè)計

4.1術(shù)前數(shù)據(jù)采集

術(shù)前需獲取患者的影像學(xué)數(shù)據(jù)，包括受區(qū)（頭頸部）與供區(qū)（雙下肢或骨盆）。受區(qū)與供區(qū)分別進

行螺旋CT掃描，層厚≤1.25mm，數(shù)據(jù)以DICOM文件格式輸出。受區(qū)掃描范圍：眶上緣以上2cm至鎖骨上水

平。術(shù)前制作薄咬合板，維持患者正中關(guān)系的咬合位置，受區(qū)掃描時，患者佩戴咬合板，維持咬合處于

正中關(guān)系。

根據(jù)采用配準(zhǔn)方式不同，數(shù)據(jù)采集中需要有以下注意點：1.采用面部表面輪廓掃描配準(zhǔn)方式，數(shù)據(jù)

采集時間盡量臨近手術(shù)時間，掃描范圍須包括配準(zhǔn)區(qū)域，一般采用顱頂至舌骨范圍；2.采用點對點配準(zhǔn)

方式，則需在CT檢查時已經(jīng)標(biāo)記配準(zhǔn)點，通常采用預(yù)植入頜骨的金屬螺釘、預(yù)置金屬標(biāo)記物的上頜頜板、

粘貼于皮膚表面的金屬標(biāo)記物以及頜面部骨組織已有標(biāo)記點，布點范圍盡量靠近手術(shù)操作區(qū)域。

4.2腫瘤的三維評估

4.2.1上頜骨腫瘤的三維評估

2

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將頭頸部CT數(shù)據(jù)輸入計劃軟件中，在CT的三維層面上分別對腫瘤范圍進行逐層描繪，獲得腫瘤的三

維影像。同時，對與腫瘤關(guān)系密切的解剖結(jié)構(gòu)（如：頸內(nèi)動脈、頸內(nèi)靜脈、莖突等）進行標(biāo)記。在軟件

中可獲得上頜骨腫瘤與周圍組織關(guān)系的三維圖像[11-12]（見圖1）。

圖1在數(shù)字化軟件中對上頜骨腫瘤進行三維標(biāo)記，獲得上頜骨腫瘤與周圍組織關(guān)系的三維可視化圖像

4.2.2下頜骨腫瘤范圍的評估

術(shù)前結(jié)合臨床檢查、曲面體層片及三維CT影像即可較為準(zhǔn)確的判斷腫瘤范圍。

4.3虛擬頜骨切除手術(shù)

4.3.1虛擬上頜骨切除

將頭頸部CT數(shù)據(jù)輸入軟件中。利用軟件中的分割功能模塊進行上下頜骨的分割。根據(jù)三維標(biāo)記的腫

瘤范圍，利用軟件中的截骨功能模塊，設(shè)計上頜骨切除范圍，進行虛擬上頜骨切除，獲得上頜骨缺損的

虛擬模型[13]（見圖2）。

圖2在數(shù)字化軟件中，進行虛擬上頜骨切除

4.3.2虛擬下頜骨區(qū)段切除

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將頭頸部CT數(shù)據(jù)輸入軟件中。利用軟件中的分割功能模塊進行上下頜骨的分割。根據(jù)腫瘤性質(zhì)與范

圍確定截骨位置，進行虛擬下頜骨節(jié)段性切除，獲得下頜骨缺損的虛擬模型[14]（見圖3）。在進行虛擬

下頜骨切除的同時，可利用數(shù)字化軟件設(shè)計下頜骨截骨導(dǎo)板，用于術(shù)中更加精確的定位截骨線位置。

圖3在數(shù)字化軟件中，進行虛擬下頜骨腫瘤切除及下頜骨區(qū)段截骨

4.4虛擬頜骨缺損重建手術(shù)

4.4.1虛擬游離腓骨瓣重建上頜骨缺損

進行雙下肢螺旋CT掃描，將DICOM格式數(shù)據(jù)輸入軟件中，分割出供區(qū)腓骨數(shù)據(jù)。利用重建功能模塊，

在軟件中虛擬腓骨重建上頜骨牙槽突缺損，根據(jù)牙弓形態(tài)及咬合關(guān)系對腓骨進行分段并調(diào)整至理想位置

[13]。

當(dāng)缺損范圍累及上頜竇前壁、眶底、顴骨時，采用鏡像技術(shù)，將健側(cè)上頜骨鏡像至患側(cè)，恢復(fù)患側(cè)

上頜骨、眶底及顴骨外形[15]。

將上頜骨缺損模型數(shù)據(jù)、鏡像數(shù)據(jù)以及重建腓骨數(shù)據(jù)進行融合，獲得理想的上頜骨重建模型（見圖

4）。

圖4在數(shù)字化軟件中，模擬腓骨瓣重建上頜骨牙槽突缺損；采用鏡像術(shù)，虛擬恢復(fù)患側(cè)上頜骨外形

4.4.2虛擬游離腓骨瓣重建下頜骨缺損

4

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進行雙下肢螺旋CT掃描，將DICOM格式數(shù)據(jù)輸入軟件中，分割出供區(qū)腓骨數(shù)據(jù)。利用重建功能模塊，

在軟件中虛擬腓骨重建下頜骨缺損，根據(jù)牙弓形態(tài)及咬合關(guān)系對腓骨進行分段并調(diào)整至理想位置（見圖

5）。

當(dāng)病變突破下頜骨下緣或者頰舌側(cè)皮質(zhì)骨時，采用鏡像技術(shù)，將健側(cè)下頜骨鏡像至患側(cè)，恢復(fù)患側(cè)

下頜骨的外形輪廓。

將下頜骨缺損模型數(shù)據(jù)、鏡像數(shù)據(jù)以及重建腓骨數(shù)據(jù)進行融合，獲得理想的下頜骨重建模型[14]。

圖5在數(shù)字化軟件中，鏡像設(shè)計，模擬游離腓骨瓣重建下頜骨缺損

4.4.3虛擬游離髂骨瓣重建下頜骨缺損

進行骨盆螺旋CT掃描，將DICOM格式數(shù)據(jù)輸入軟件中，分割出供區(qū)髂骨數(shù)據(jù)。在軟件中虛擬髂骨瓣

重建下頜骨缺損，根據(jù)牙弓形態(tài)及咬合關(guān)系進行分段并調(diào)整至理想位置（見圖6）。

當(dāng)病變突破下頜骨下緣或者頰舌側(cè)皮質(zhì)骨時，采用鏡像技術(shù)，將健側(cè)下頜骨進行鏡像，恢復(fù)患側(cè)下

頜骨的外形輪廓。將下頜骨缺損模型數(shù)據(jù)、鏡像數(shù)據(jù)以及重建髂骨數(shù)據(jù)進行融合，獲得理想的下頜骨重

建模型[16,17]。

圖6在數(shù)字化軟件中，模擬游離髂骨瓣修復(fù)下頜骨缺損

4.5三維模型與個性化鈦網(wǎng)/重建鈦板設(shè)計

4.5.1上頜骨模型與個性化鈦網(wǎng)設(shè)計

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將理想的上頜骨重建模型數(shù)據(jù)以STL文件格式輸出，通過3D打印技術(shù)，采用醫(yī)用樹脂進行打印，獲

得上頜骨重建模型。采用顱頜面接骨鈦網(wǎng)（厚度0.6mm），在模型上預(yù)彎成形修復(fù)眶底及上頜骨前壁的

個性化鈦網(wǎng)修復(fù)體[13,15]（見圖7）。

圖7打印上頜骨重建三維模型，預(yù)彎制個性化鈦網(wǎng)

同時，在軟件中根據(jù)重建后的腓骨形態(tài)，設(shè)計腓骨塑形導(dǎo)板或模板，以STL文件格式輸出，進行3D

打印，獲得腓骨塑形導(dǎo)板或模板。

4.5.2腓骨瓣重建下頜骨模型設(shè)計

將理想的下頜骨重建模型數(shù)據(jù)以STL文件格式輸出，通過3D打印技術(shù)，采用醫(yī)用樹脂進行打印，獲

得腓骨瓣重建下頜骨重建模型，指導(dǎo)術(shù)中腓骨瓣塑形[14]。

4.5.3髂骨瓣重建下頜骨模型與個性化重建鈦板設(shè)計

將理想的下頜骨重建模型數(shù)據(jù)以STL文件格式輸出，通過3D打印技術(shù)，采用醫(yī)用樹脂進行打印，獲

得髂骨瓣下頜骨重建模型。使用下頜骨重建模型預(yù)彎重建鈦板(厚度2.4mm)用于術(shù)中固定兩端下頜骨，

支撐下頜骨外形。將帶有重建鈦板的模型進行CT掃描，數(shù)據(jù)導(dǎo)入軟件中，分離出重建鈦板數(shù)據(jù)，用于制

定導(dǎo)航計劃，術(shù)中精確定位重建鈦板位置[16,17]（見圖8）。

圖8打印下頜骨重建三維模型，預(yù)彎制個性化重建鈦板

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同時，將髂骨模型數(shù)據(jù)以STL文件格式輸入軟件，設(shè)計髂骨截骨與塑形導(dǎo)板，通過3D打印技術(shù)，采

用醫(yī)用樹脂進行打印，獲得髂骨截骨導(dǎo)板與重建導(dǎo)板。

5手術(shù)實施

5.1系統(tǒng)注冊與配準(zhǔn)

將患者導(dǎo)航數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)航工作站，完成全麻，在頭頂部行約1cm小切口，在頂骨部位安裝導(dǎo)航參考

架固定裝置，上方安裝反光球。參考架安裝要牢固，避免術(shù)中松動，固定部位應(yīng)避開天然骨縫。然后將

紅外探測裝置對準(zhǔn)術(shù)區(qū)，探測區(qū)域應(yīng)同時顯示參考架和術(shù)區(qū)。然后開始配準(zhǔn)操作，配準(zhǔn)方式可選擇激光

面部輪廓配準(zhǔn)或點對點配準(zhǔn)，具體方式可參考不同導(dǎo)航系統(tǒng)操作說明[18]。

5.2導(dǎo)航輔助頜骨切除手術(shù)

5.2.1導(dǎo)航輔助上頜骨切除手術(shù)

術(shù)區(qū)暴露后，使用導(dǎo)航探針分別定位上頜骨各截骨線位置，同時標(biāo)記截骨線位置，按照術(shù)前設(shè)計的

截骨線位置進行上頜骨截骨，精確切除上頜骨[13]（見圖9）。

圖9術(shù)中采用導(dǎo)航按照術(shù)前設(shè)計精確定位各截骨線位置，精確切除上頜骨

5.2.2導(dǎo)航輔助下頜骨區(qū)段切除手術(shù)

戴入薄咬合板，保證咬合處于正中關(guān)系的前提下，使用導(dǎo)航探針分別定位下頜骨各截骨線位置，同

時標(biāo)記截骨線位置，按照術(shù)前設(shè)計的截骨線位置進行下頜骨截骨，精確切除下頜骨[14]。

相對于上頜骨，下頜骨的位置穩(wěn)定性較差，尤其在無穩(wěn)定的咬合關(guān)系時，可3D打印術(shù)前設(shè)計的截骨

導(dǎo)板，用于術(shù)中輔助導(dǎo)航系統(tǒng)更加精確的定位截骨線位置。

5.3導(dǎo)航輔助頜骨缺損重建手術(shù)

5.3.1導(dǎo)航輔助上頜骨缺損重建

采用術(shù)前預(yù)成形的個性化鈦網(wǎng)修復(fù)眶底缺損，使用導(dǎo)航探針精確定位眶底位置，精確定位后將鈦網(wǎng)

固定于眶緣，固定后再次使用導(dǎo)航探針驗證位置[13,15]（見圖10）。

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圖10術(shù)中采用導(dǎo)航輔助精確定位鈦網(wǎng)位置，修復(fù)眶底缺損

將制備好的腓骨瓣按照術(shù)前設(shè)計的模板或?qū)О暹M行三維塑形，轉(zhuǎn)至受區(qū)。使用導(dǎo)航系統(tǒng)輔助精確定

位腓骨段的三維位置，主要驗證腓骨的水平位置、垂直距離與后端位置，盡可能使各段腓骨在三維位置

上與術(shù)前設(shè)計吻合。利用鈦板將腓骨固定于對側(cè)牙槽突與同側(cè)顴骨。固定完成后再次使用導(dǎo)航驗證腓骨

段位置[13]（見圖11）。

圖11術(shù)中采用導(dǎo)航技術(shù)輔助精確定位腓骨瓣位置，修復(fù)牙槽突缺損

將術(shù)前預(yù)成形的修復(fù)上頜骨前壁外形的鈦網(wǎng)修剪調(diào)整后就位，分別固定。

注：對于上頜骨全切除術(shù)后形成的BrownIII類缺損，重建過程包括以上全部過程；而對于上頜骨次全切除術(shù)后形

成的BrownII類缺損，重建過程可僅包括腓骨瓣重建部分。

5.3.2導(dǎo)航輔助腓骨瓣重建下頜骨缺損

行頜間固定。將制備好的腓骨瓣按照術(shù)前設(shè)計的模板或?qū)О暹M行三維塑形，轉(zhuǎn)至受區(qū)。使用導(dǎo)航系

統(tǒng)輔助精確定位腓骨段的三維位置，主要驗證下頜角與髁突位置的準(zhǔn)確性，盡可能使各段腓骨在三維位

置上與術(shù)前設(shè)計吻合。利用鈦板將腓骨固定于剩余下頜骨。固定完成后再次使用導(dǎo)航驗證腓骨段位置[14]

（見圖12）。

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圖12術(shù)中采用導(dǎo)航技術(shù)精確定位腓骨瓣位置，修復(fù)下頜骨缺損

5.3.3導(dǎo)航輔助髂骨瓣重建下頜骨缺損

行頜間固定。將術(shù)前預(yù)彎制的個性化重建鈦板貼合與缺損區(qū)兩側(cè)的下頜骨，利用導(dǎo)航輔助定位重建

鈦板在兩側(cè)下頜骨的固定位置，行堅固內(nèi)固定（見圖13）。

根據(jù)術(shù)前設(shè)計的髂骨瓣截骨與塑形導(dǎo)板制備髂骨瓣并塑形，將塑形好的髂骨調(diào)整后置于下頜骨缺損

區(qū)，驗證髂骨段的三維位置，固定于重建鈦板[16，17]。

圖13術(shù)中采用導(dǎo)航技術(shù)，精確定位重建鈦板位置，固定咬合關(guān)系

6術(shù)后評價

6.1導(dǎo)航手術(shù)精度評價

采用數(shù)據(jù)融合的方法評價導(dǎo)航手術(shù)精度，獲取術(shù)后1周螺旋CT數(shù)據(jù)，輸入軟件中，生成術(shù)后三維重

建上頜骨模型，導(dǎo)出STL格式數(shù)據(jù)。將術(shù)前設(shè)計的理想頜骨重建模型數(shù)據(jù)與術(shù)后實際的三維重建頜骨模

型數(shù)據(jù)導(dǎo)入軟件中，通過多點配準(zhǔn)對齊坐標(biāo)系，選擇重建區(qū)域為目標(biāo)區(qū)域，比較術(shù)前設(shè)計與術(shù)后實際的

差異，從而評價導(dǎo)航手術(shù)的精確性[13,14]（見圖14）。

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圖14術(shù)后在數(shù)字化軟件中，采用色譜分析法，比較術(shù)前設(shè)計與術(shù)后實際的重建效果差異，評價導(dǎo)航手

術(shù)精度

6.2上頜骨重建效果評價

獲取術(shù)后1周螺旋CT數(shù)據(jù)，輸入軟件中，生成術(shù)后三維重建上頜骨模型，進行三維測量：

——腓骨垂直向位置：重建區(qū)域頜間距離（尖牙區(qū)與第一磨牙區(qū)），與術(shù)前進行比較；

——腓骨水平向位置：腓骨中心長軸與正常牙弓中心長軸的偏離位置距離；

——腓骨后端位置：腓骨后端與對側(cè)牙槽突的關(guān)系、與同側(cè)喙突位置關(guān)系[13]。

6.3下頜骨重建效果評價

獲取術(shù)后的螺旋CT數(shù)據(jù)，輸入軟件中，生成術(shù)后三維重建上下頜骨模型，導(dǎo)入軟件中，通過與術(shù)前

CT配準(zhǔn)進行三維測量：

——腓骨重建髁突點位置偏移：術(shù)前髁突點與術(shù)后腓骨重建髁突點的距離。

——腓骨重建下頜角點位置偏移：術(shù)前下頜角點與術(shù)后腓骨重建下頜角點的距離。

——腓骨重建下頜角的角度變化：術(shù)前下頜角角度與術(shù)后腓骨重建下頜角角度的偏差。

——下頜角寬度變化：手術(shù)前后雙側(cè)下頜角距離的變化[14]。

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參考文獻

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