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數(shù)字化技術(shù)在頜骨缺損修復重建中應用的

專家共識

Expertconsensusonapplicationofdigitaltechniqueinjawdefectreconstruction

（征求意見稿）

（本草案完成時間：2022.03.31）

在提交反饋意見時，請將您知道的相關(guān)專利連同支持性文件一并附上。

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實施

中華口腔醫(yī)學會發(fā)布

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數(shù)字化技術(shù)在頜骨缺損修復重建中應用的專家共識

1范圍

本專家共識適用于口腔頜面外科、口腔修復科的臨床醫(yī)師使用。

數(shù)字化技術(shù)在頜骨缺損外科修復重建中的應用

1.1.1適用范圍

1)因腫瘤、外傷、炎癥等因素導致上頜骨或下頜骨缺損的患者；

2)全身情況能夠耐受游離組織瓣修復等大型全麻手術(shù)。

1.1.2局限性

1)需要一定的術(shù)前準備時間，對高度惡性疾病患者有延誤手術(shù)風險；

2)制作手術(shù)所需的個性化材料費用較高，如：模型、導板等。

數(shù)字化技術(shù)在頜骨缺損患者個性化贗復體制作中的應用

1.2.1適用范圍

1)因腫瘤、外傷、炎癥等因素導致上頜骨或下頜骨缺損的患者；

2)不愿意或無法耐受外科頜骨修復重建等大型全麻手術(shù)。

1.2.2局限性

頜骨缺損的贗復體修復以恢復生理功能為主，可能對面部外形的修復效果欠佳。

2規(guī)范性引用文件

本文件沒有規(guī)范性引用文件。

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

計算機輔助外科Computerassistedsurgery，CAS

是一種基于計算機對大量數(shù)據(jù)信息的高速處理及控制能力，通過虛擬手術(shù)環(huán)境為外科醫(yī)師提供支

援，使手術(shù)更安全準確的一門新技術(shù)。CAS包括以影像為引導的計算機輔助外科和無需影像引導的計算

機輔助外科兩種。是虛擬手術(shù)、手術(shù)導航技術(shù)、機器人技術(shù)、計算機輔助設計及計算機輔助制造技術(shù)、

快速成型技術(shù)等諸多技術(shù)在外科臨床中的綜合應用。（張志愿.口腔頜面外科學.第8版.北京：人民

衛(wèi)生出版社,2020.）

血管化游離骨移植Vascularizedfreebonegraft

是指應用顯微外科技術(shù)行血管吻合，血液循環(huán)重建的一種新的骨游離移植技術(shù)。臨床上目前應用最

廣泛的是腓動脈供血的腓骨移植和旋髂深動脈供血的髂骨移植。（郭傳瑸,張益.口腔頜面外科學.第

3版.北京:北京大學醫(yī)學出版社,2021.）

頜面贗復體Maxillofacialprosthesis

是應用口腔修復學的原理和方法，修復患者的頜面部缺損。人工材料制作用以修復頜面部缺損的修

復體稱為頜面贗復體。（趙銥民.口腔修復學.第8版.北京：人民衛(wèi)生出版社,2020.）

口腔三維數(shù)據(jù)獲取技術(shù)Oral-maxillofacial3Ddataacquisition

是指借助各種工具和方法，獲得口腔頜面部軟硬組織表面及內(nèi)部三維形態(tài)數(shù)據(jù)的掃描測量技術(shù)。從

臨床應用角度可分為：牙頜模型掃描技術(shù)、口內(nèi)掃描技術(shù)、顏面部掃描技術(shù)和體層掃描技術(shù)，適用于掃

描不同的頜面部軟硬組織。（趙銥民.口腔修復學.第8版.北京：人民衛(wèi)生出版社,2020.）

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計算機輔助設計與制作技術(shù)Computerassisteddesign/computerassistedmanufacture,

CAD/CAM

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。（張志愿.口腔頜面外科學.第8版.北京：人民衛(wèi)生出版社，2020.）

計算機輔助導航技術(shù)Computerassistednavigationsystem,CANS

是指醫(yī)生在術(shù)前利用醫(yī)學影像學設備和計算機圖形學的方法，對患者多模式的圖像數(shù)據(jù)進行三維

重建和可視化處理，獲得三維模型，制定合理、精確的手術(shù)計劃。在術(shù)中通過注冊操作，把三維模型與

患者的實際體位、空間中手術(shù)器械的實時位置統(tǒng)一在一個坐標系下，并利用三維定位系統(tǒng)對手術(shù)器械在

空間中的位置實時采集并顯示，醫(yī)生通過觀察三維模型中手術(shù)器械與病變部位的相對位置關(guān)系，對患者

進行導航手術(shù)治療。（郭傳瑸,張益.口腔頜面外科學.第3版.北京:北京大學醫(yī)學出版社,2021.）

外科手術(shù)導板Surgicalguide

具有引導作用的骨面接觸板，是一種個性化手術(shù)器械，用于術(shù)中準確定位點、線的位置、方向和深

度，輔助術(shù)中精確建立孔道、截面、空間距離、相互成角關(guān)系及其他復雜空間結(jié)構(gòu)等[25]。

4技術(shù)使用所需設備

數(shù)據(jù)采集設備

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。三維掃描儀是口腔科常用數(shù)字化設備，用于采集患者的

牙列及咬合信息。錐形束CT（Cone-beamCT,CBCT）對于骨組織及牙體組織有較高的分辨率，并且患者

所受放射劑量相對較低，同樣也可用于頜骨及牙列的數(shù)據(jù)采集。

數(shù)字外科軟件

數(shù)字外科軟件主要用于外科手術(shù)前手術(shù)規(guī)劃和術(shù)后驗證。數(shù)字外科軟件需要具備以下功能：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；手術(shù)方案導出；術(shù)后手術(shù)精度評價。

CAD/CAM設備

CAD/CAM設備用于制作頜骨模型、手術(shù)導板等。現(xiàn)階段3D打印技術(shù)已較為成熟，有多種型號的設備

可以完成3D打印，但不同設備的技術(shù)參數(shù)差異較大，需要滿足以下條件：1.層厚≤0.2mm；2.打印精度

≤0.1mm；3.打印誤差（形變率、三維偏移）≤5%。

外科手術(shù)導航系統(tǒng)

外科手術(shù)導航系統(tǒng)是導航手術(shù)的核心部件，目前國內(nèi)外已有多家手術(shù)導航系統(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。顱頜面外科手術(shù)導航系統(tǒng)一般由計算機工作站、

定位裝置、示蹤裝置和顯示器組成。

5術(shù)前數(shù)據(jù)采集

數(shù)字化技術(shù)在頜骨缺損外科修復重建中的應用

術(shù)前需獲取患者的影像學數(shù)據(jù)，受區(qū)與供區(qū)分別進行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)前制取牙列的石膏模型進行三維掃描，或直接使用口內(nèi)掃描儀獲取患者牙列及咬合信息。如果進

行下頜骨缺損重建時使用外科手術(shù)導航系統(tǒng)，術(shù)前還需要制作咬合板。

數(shù)字化技術(shù)在頜骨缺損患者個性化贗復體制作中的應用

術(shù)前需獲取患者的影像學數(shù)據(jù)，頭頸部進行CT掃描，層厚≤1.25mm，數(shù)據(jù)以DICOM文件格式輸出。

進行CT掃描時應使用非阻射材質(zhì)的開口器保持患者處于張口狀態(tài)。

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6術(shù)前設計及設計轉(zhuǎn)化

數(shù)字化技術(shù)在頜骨缺損外科修復重建中的應用

6.1.1頜骨缺損的三維評估

將患者頭頸部的CT導入手術(shù)計劃軟件中，根據(jù)患者的疾病類型確定頜骨缺損的范圍。如果需要切除

頜骨，則在CT上逐層確定頜骨的切除范圍，在軟件內(nèi)虛擬截骨，模擬手術(shù)過程，獲得頜骨的缺損模型。

6.1.2虛擬頜骨缺損重建手術(shù)

將采集的供區(qū)CT數(shù)據(jù)以DICOM格式輸入軟件中，分割出供區(qū)數(shù)據(jù)。將頜骨缺損模型中的牙列替換為

三維掃描的牙列模型。當頜骨缺損未及中線或上頜骨缺損伴有眶底缺損時，應使用鏡像技術(shù)模擬患側(cè)頜

骨形態(tài)，虛擬重建缺損。根據(jù)牙弓形態(tài)及咬合關(guān)系對移植骨進行分段并調(diào)整至理想位置。當頜骨缺損累

及中線或全上/下頜骨缺損等無法使用鏡像技術(shù)時，應遵循以咬合為導向的頜骨重建原則。還可以使用

正常人頜骨數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)匹配，獲得最相似的上/下頜骨作為缺損區(qū)域重建的參考。

將頜骨缺損模型數(shù)據(jù)、鏡像數(shù)據(jù)以及重建數(shù)據(jù)進行融合，獲得理想的頜骨重建模型。以STL文件格

式輸出。

6.1.3數(shù)字化設計轉(zhuǎn)化方式

現(xiàn)階段推薦使用外科導航技術(shù)、外科導板技術(shù)或兩者的聯(lián)合應用，以下對兩者的應用要點、優(yōu)勢及

不足進行說明。

6.1.3.1外科導航技術(shù)

使用外科導航技術(shù)需要將缺損的頜骨模型、重建的頜骨模型與患者CT數(shù)據(jù)在外科導航系統(tǒng)中匹配。

在手術(shù)中首先需要將導航數(shù)據(jù)與患者進行配準注冊。導航技術(shù)應用于上頜骨缺損重建時，需要將導航定

位架安裝于顱骨前部，一般應盡可能接近術(shù)區(qū)并保持在發(fā)際線內(nèi)1cm，可使安裝導航定位架導致的斑痕

盡量隱蔽。應用于下頜骨缺損重建時，可將下頜骨使用咬合板與上頜骨進行頜間結(jié)扎固定，并將導航定

位架安裝于顱骨前部，與上頜骨導航流程相似。需要注意在每一步使用導航系統(tǒng)時都需要保持下頜骨與

上頜骨的相對位置關(guān)系不變。此外也可將導航定位架固定于下頜骨，此方法的優(yōu)點在于術(shù)中下頜骨位置

不受限制，更利于操作，但只適用于點注冊的配準方式。

外科導航技術(shù)的優(yōu)勢：

1)術(shù)中實時動態(tài)顯示；

2)更利于深部解剖結(jié)構(gòu)的位置確定，如使用鈦網(wǎng)重建眶底；

3)除骨組織外還可標記重要軟組織；

4)相較于數(shù)字化手術(shù)導板，術(shù)中可靈活調(diào)整手術(shù)方案。

外科導航技術(shù)的不足：

1)設備要求成本較高；

2)術(shù)中反復驗證可能增加手術(shù)時間；

3)導航定位架及頜間結(jié)扎可能增加患者的額外創(chuàng)傷。

6.1.3.2外科導板技術(shù)

使用外科導板技術(shù)需要術(shù)前打印頜骨模型、手術(shù)導板、預彎接骨板。接骨板可與頜骨模型固定后拍

攝CT或進行三維掃描，從而獲得接骨板釘?shù)琅c頜骨間的準確位置關(guān)系，并將釘?shù)牢恢妙A留在導板上。根

據(jù)制作導板的材料性質(zhì)，可使用低溫消毒或浸泡消毒等方式。在手術(shù)中受限于切口暴露等問題可能會導

致導板的就位不暢，注意務必在保證導板完全就位的前提下才能進行截骨，避免由于導板位移導致的腫

瘤切除范圍變化。

導板外形設計無統(tǒng)一標準，但需要滿足如下要求：

1)牙支持式導板相較于骨支持式有更好的精度；

2)如使用骨支持式導板，應減少對骨組織的過度包裹延伸，從而減少對健康軟組織的剝離；

3)避免導板對腫瘤表面的壓迫；

4)注意對腫瘤未累及的重要解剖結(jié)構(gòu)的保護，如眶下神經(jīng)、頦神經(jīng)等。

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外科導板技術(shù)的優(yōu)勢：

1)設備成本相對較低，利于推廣應用；

2)所有準備工作均在術(shù)前完成，節(jié)約術(shù)中時間；

3)手術(shù)精確度較高。

外科導板技術(shù)的不足：

1)制作周期相對較長；

2)術(shù)中無法靈活更改手術(shù)方案，如更改手術(shù)方案后完全需要手術(shù)醫(yī)生憑經(jīng)驗完成手術(shù)。

6.1.4頜骨缺損外科修復重建方式的選擇

兒童青少年患者處于生長發(fā)育期，進行頜骨缺損的修復重建需要謹慎選擇。原則上超過14周歲，生

長發(fā)育趨于成熟的可以參考成人修復方式。

口腔頜面外科常見的上頜骨缺損類型為BrownII型及III型缺損，血管化游離骨移植應作為頜骨缺

損重建的首選。BrownIII型缺損需要使用個性化預彎鈦網(wǎng)或個性化3D打印材料修復眶底。下頜骨缺損

重建的首選同樣為血管化游離骨移植。外科醫(yī)生需要根據(jù)不同的缺損類型選擇適合的骨組織瓣來源。

數(shù)字化技術(shù)在頜骨缺損患者個性化贗復體制作中的應用

6.2.1缺損的三維評估

將患者頭頸部的CT導入手術(shù)計劃軟件中，重建患者的軟組織圖像，去除非缺損區(qū)，獲得缺損部分的

三維模型。缺損部分的三維模型應包括：缺損區(qū)周圍完整的軟組織；剩余的單頜牙列。缺損模型以STL

格式輸出。

6.2.2個性化贗復體的制作

使用CAD/CAM設備制作缺損模型，在缺損模型上，使用彈性樹脂完成阻塞器的制作。患者佩戴阻塞

器后，常規(guī)完成活動義齒的制作。活動義齒與阻塞器使用磁性附著體進行連接。

7臨床效果評價

頜骨缺損外科修復重建的臨床效果評價

術(shù)中即刻臨床效果評價可使用外科導航系統(tǒng)或術(shù)中CT進行手術(shù)精度的實時驗證。

術(shù)后短期臨床效果評價可采用數(shù)據(jù)融合的方法評價手術(shù)精度，獲取術(shù)后1至3個月內(nèi)的螺旋CT數(shù)據(jù)，

輸入軟件中，生成術(shù)后三維重建頜骨模型，導出STL格式數(shù)據(jù)。將術(shù)前設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)導入軟件中，通過多點配準對齊坐標系，選擇重建區(qū)域為目標區(qū)域，

比較術(shù)前設計與術(shù)后實際的差異，從而評價手術(shù)的精確性。

術(shù)后遠期臨床效果評價包括患者的面部外形主觀滿意度以及軟組織的變化量，獲取術(shù)后6個月及以

上的螺旋CT數(shù)據(jù)，輸入軟件中，在軟組織窗下獲得患者面部外形輪廓的三維重建模型，導出STL格式數(shù)

據(jù)。通過多點配準對齊，選擇重建區(qū)域為目標區(qū)域，比較術(shù)前與術(shù)后的軟組織改變量或術(shù)后雙側(cè)軟組織

對稱性，從而評價手術(shù)的臨床效果。

患者剩余牙列的咬合關(guān)系同樣可作為臨床效果評價的標準。此外，重建區(qū)域的骨高度可通過CT等影

像學數(shù)據(jù)直接測量，是否滿足種植牙的骨量要求同樣是重要的評價標準之一。

頜骨缺損個性化贗復體的臨床效果評價

通過三維掃描儀，獲得患者佩戴贗復體前后的三維面相。將獲得的三維面相導入軟件中，通過對健

側(cè)的多點配準對齊坐標系，選擇患側(cè)區(qū)域為目標區(qū)域，比較患者面部、唇部的解剖數(shù)據(jù)，從而評價贗復

體對面部豐滿度的恢復效果。通過患者的語音發(fā)音評價贗復體的封閉性。同時，還需要評估患者的咀嚼

效率和吞咽功能。

8展望

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數(shù)字化技術(shù)的廣泛應用推廣源于相應技術(shù)的創(chuàng)新與升級，隨著其功能逐漸完善，將整體提升口腔頜

面外科的綜合診治水平。未來通過整合可穿戴設備、手術(shù)機器人、增強/混合現(xiàn)實技術(shù)及5G傳輸技術(shù)，

用于遠程醫(yī)療會診及協(xié)作手術(shù)，將進一步促進醫(yī)療的精確性和可及程度[26]。

人工智能技術(shù)已在口腔頜面外科初步應用于多種疾病的診斷，也逐步開展使用人工智能計算頜骨

缺損區(qū)域形態(tài)的相關(guān)工作，為大范圍、跨中線的復雜頜骨缺損提供了新的臨床思路。然而受限于地域和

倫理，數(shù)據(jù)來源的局限性降低了模型在不同地域、人種間的普適性。同時也缺乏公開的基準數(shù)據(jù)集，導

致尚無統(tǒng)一的評價標準。將來在全國乃至全球的數(shù)據(jù)互通基礎上，人工智能技術(shù)將會在醫(yī)學領域更上一

層樓。

個性化植入物包括3D打印的金屬植入物以及高分子材料植入物。相較于目前廣泛使用的預成型植

入物，其優(yōu)勢在于可精確恢復缺損區(qū)的骨形態(tài)，并且通過優(yōu)化其結(jié)構(gòu)可獲得更好的機械強度。但受限于

目前的制作技術(shù)，個性化植入物制作的時間成本和經(jīng)濟成本較高，難以大規(guī)模的開展使用。隨著3D打印

技術(shù)的不斷成熟，以期能使其更適用于臨床需求。

增強/混合現(xiàn)實技術(shù)是一種新興的數(shù)字化技術(shù)，通過頭戴式顯示器可在空間中顯示三維重建的虛擬

圖像，將影像學數(shù)據(jù)、術(shù)前虛擬設計直接轉(zhuǎn)移至術(shù)區(qū)，實現(xiàn)影像與解剖結(jié)構(gòu)的吻合，減少在手術(shù)計劃及

影像傳遞過程中醫(yī)生的精力、時間消耗及數(shù)據(jù)誤差。還可以通過語音、手勢等操作在無接觸下對三維模

型進行操作。目前該技術(shù)在頜面外科已初步應用，擁有十分廣闊的發(fā)展前景[27]。

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