作者：郭松松，张平，程杰，江宏兵，南京医科大学附属口腔医院口腔颌面外科
人类的发展史，也是一部战争史，创伤常伴随战争而来。最早公元前2000年就有创伤治疗的文字记载，描述的病例多以四肢、躯干等对生命、生活影响较大的创伤部位为主。颌面部的创伤直至近代才有较为系统的文献记录。
在16世纪随着火药武器的发明使用，使得战争中的颌面部创伤数量大大增加，Ambroise Pare提出“干燥缝合”的原则，使用冲洗以及油脂涂抹来处理伤口，这一伤口处理原则对颌面部创伤的治疗影响深远。
1780年，Chopart与Desault提出了“牙弓夹板”雏形和新的治疗理念，通过铁制凹槽内衬软木，加上金属杆及金属螺钉固定下颌，从而限制骨折断端的活动。此后，“牙弓夹板”技术不断发展，1887年，Gilmer一度放弃夹板采用牙直接结扎术，同期，当代正畸学创始人Angle，从正畸的个性化带环粘结得到启发，由此产生了现代牙弓夹板技术并沿用至今。
二战时期，颌面部伤员急剧增多，各国医生从大量实践中发现骨折断端的稳定能够加速愈合。最初，人们采用骨内钢丝结扎固定术即骨缝合术，后期，从长骨固定的理念中发展出髓内钉固定法。解放初期，口腔医生在救治伤员过程中勇于创新，运用整复外科和重建外科技术，促进了中国特色口腔颌面外科的快速发展。
二十世纪六七十年代人们开始尝试小型钢板加螺钉的方式固定骨折断端，1976年，钛板作为主流骨折固定材料被广泛应用于临床。近三十年来，坚固内固定技术得到了广泛应用，已成为颌骨骨折治疗的首选方法。近十年来，随着信息技术的快速发展及其在医学临床中的应用，采用数字化医学技术，实现功能与外形统一的颌面部创伤精准治疗已成为当前的重要研究方向。
1.数字化技术在颌面部创伤治疗中的优势
随着技术的发展，颌面部创伤的治疗已不仅满足于初期愈合，术后的功能、咬合、面容外形的恢复等多维评价标准也被用作治疗效果的评判。骨折的治疗目标是恢复患者原有的软硬组织结构、还原牙齿咬合关系，达到功能与外形倶佳。然而，颌面部骨骼形态不规则，相互连接成为整体，参与组成眼眶、鼻、上下颌及呼吸道、消化道开口；牙齿咬合和口腔咀嚼功能则依赖上述骨性结构的完整和协调。
这些解剖特点凸显了颌面部骨骼的形态复杂性和功能重要性，一旦损伤其临床治疗常较肢体长骨等更为复杂。另外，面部容貌、重要血管和神经分布及眼球、鼻腔和口腔功能的维持等因素也制约着手术设计与方案的精准实施，从而使得复杂颌面外伤后骨性结构的精确复位和重建更为困难。
既往在严重颌面外伤综合救治方面，由于治疗不及时和不规范，救治缺乏术前科学设计与评估、术中精确指引以及术后治疗结果的客观评价，治疗技术手段较为单一、骨折段复位与重建过度依赖于术者临床经验，费时费力且无法获得理想的治疗效果。这些不足和技术缺陷严重妨碍复杂颌面创伤救治水平与能力的提升，无法满足患者治疗的要求与期望。
数字化外科（digital surgery）是基于CT三维重建技术、计算机辅助设计和计算机辅助制作、快速成形技术、反求技术和外科导航技术（surgical navigation）发展而成的，以虚拟手术、数字导航为代表的现代化临床诊疗新技术。
它涉及图像处理、数码编程、精密制造、材料学、放射学、医学工程学和外科学等多种学科技术，可以通过三维成像技术和三维打印技术，为临床提供局部结构的三维影像和实物模型，精确地恢复各软硬组织的结构，用于手术设计和模拟，以协助制定手术方案和临床医患沟通，还可用于后期对比验证手术效果。
数字化外科技术已逐步开始应用于口腔颌面外科的临床诊疗工作，该技术突破了传统外科以临床经验为主的治疗理念，极大地提高了手术的精确性、安全性，甚至可以提供必要的个性化定制，已成为现代口腔颌面外科发展的优先方向。
2.数字化技术在颌面部创伤治疗中的应用
传统颌面外伤治疗方式主要依靠经验和影像学检查，无法在术前明确判断骨折可能的复位结果；而在手术时由于术区暴露局限、缺少骨折复位标记点以及手术经验缺乏等因素导致手术存在盲目性。数字化技术有效解决了上述技术难题，使得手术更加精确化，其技术优势逐步凸显。结合我们的临床案例，作如下介绍。
2.1三维立体导航辅助下颌面复杂骨折的精准复位固定
颅颌面三维立体导航系统是最早为大家所青睐的先进技术，能在术中提供精确的手术指导，提高手术安全性和精准度。颌面部骨折移位常导致面部外形改变，精准的骨折复位及面部对称协调是骨折治疗成功的关键，也是患者术后较高生存质量的基本保证。
当术区累及颅底等重要解剖结构时需要导航辅助定位手术区域与其位置关系，避免术中损伤，在需要重建与体积相关的解剖位置例如钛网重建眼眶等结构时，导航的应用也可以确保钛网的摆放处于正确的位置，精准性和可操作性使得导航系统越来越被医生所接受。
颅颌面三维立体导航辅助手术步骤主要包括：①术前CBCT数据导入导航软件，三维重建头颅及骨折块模型，分离需要复位的骨折块，根据缺损边缘外形（单侧骨折可依据镜像使面部左右对称）复位骨块完成虚拟手术设计；②术中通过牙尖及非活动骨块边缘明确的解剖点进行导航配准，根据复位骨块移动导航探针，检验骨块是否与术前设计相一致；③术后随访拍摄CBCT，数据导入软件重建模型，并与术前设计匹配比较，验证手术效果。
2.2虚拟手术及三维打印技术在骨折术后组织缺损中的应用
严重颌面部骨折尤其是粉碎性骨折或伴有骨缺损者，术后常出现牙列缺损和颌骨缺损，严重影响患者颜面外貌和咬合功能。针对这一临床难题，应用虚拟手术技术及三维打印技术对手术入路和技术方案进行术前虚拟设计、模拟手术路径与相关手术操作。
主要治疗流程为：①患者CBCT及供区血管造影数据导入Proplan软件，并进行三维重建，明确血管穿支位置以及颈部血管口径及走形；②根据缺损区域及面部外形截取相应骨质，并塑形使其与原缺损骨质相一致，恢复面部外形轮廓，并根据截骨模型制作塑形导板及咬合导板；③术中通过导板制取腓骨，并在未截断血管穿支的情况下塑形，根据术前设计的咬合位置，咬合导板重新定位下颌骨，移植腓骨吻合血管并固定；④术后拍摄CBCT及三维照片，导入Proplan软件，重建模型验证与术前设计是否一致，观察随访。
2.3应用数字化技术重建颌面创伤继发牙颌功能
颌面外伤、颌骨骨折或继发颌骨缺损等均可导致牙齿、牙列缺损、缺失的情况。这些牙齿、牙列缺损或缺失的患者通常咀嚼功能下降，影响进食发音，生活质量降低。一般外伤导致单个或少数牙缺失可进行常规牙种植术，而复杂骨折尤其是合并颌骨缺损时，需要进行颌骨修复重建为牙种植奠定基础，此类骨移植修复技术要求高，手术难度大，常合并软组织不足等问题。我们在血管化骨瓣移植基础上进行全程数字化种植修复，恢复患者术后牙列和咬合，重建咀嚼功能，获得了较好的治疗效果。
合并颌骨缺损患者的牙颌功能重建主要流程为：①数字化设计、游离骨瓣移植修复下颌骨骨折术后的骨缺损；②颌骨重建术后1年行种植修复。CBCT数据导入种植设计软件，测量骨高度、宽度，设计种植体型号及位置，制作种植导板；③根据种植导板植入种植体，同期行前庭沟加深术；Ⅱ期手术视情况是否需要行牙龈移植，最终完成种植义齿修复。
3.数字化技术进一步应用的展望
数字化技术远不止于此，在虚拟/增强现实（VR/AR）、机器人手术以及远程手术等领域中的应用也是未来的趋势。如今VR/AR产业蓬勃发展，其三维可视化、人机交互的优势可以做到与医疗中的影像分析、三维重建、手术规划等概念高度吻合。计算机或投影仪等二维显示设备呈现的三维立体影像尚存在交互功能弱、三维结构信息不够直观等劣势，这也是三维可视化技术的瓶颈。而“VR/AR+医学”的模式在教学与技能培训、手术规划与手术模拟、手术直播与示教、远程会诊等大量医学相关领域有着广泛的应用前景。
VR技术可以真正做到沉浸式教学，极大提高学生的参与度、交互性和积极性。同时在手术模拟训练方面，虚拟手术不直接接触患者，这也降低以病患作为手术练习对象所存在的风险，减少了医患矛盾。此外虚拟现实系统可以创建学习管理、模拟练习以及手术测评等多种功能模式。可以预见，虚拟手术系统在医学人才培养上将会发挥重要作用。
在外伤手术方面，现有的导航系统大部分还是需要术者观看显示屏的二维视觉系统，而AR辅助外科手术导航系统相关研发和临床应用也已初有成效，其主要实施流程包括手术规划、精准定位、混合跟踪、融合显示。
通过CT扫描获得二维图像，利用数据分析软件重建目标区域，并将重建模型3D打印，便于直观地进行手术规划。同时使用图像发送软件将手术涉及区域三维信息传输至AR设备，在进行手术前，使用追踪器、摄像头等器械，配合相关标志点进行三维配准，明确参考系的位置坐标换算实现实时定位，并将三维模型与患者实部位叠加、配准。在手术过程中，通过虚拟的三维模型与真实患者的精准配准，手术医生可以借助AR设备实现实时交互的手术导航，免去了常规导航需要的骨折固定后再行探针指示确定位置的操作，从而高效地完成手术。
机器人技术已在部分医学领域有所应用，但仍需要术者在现场实时操作，结合AR设备以及5G远程数据高速实时传输，可以做到远程操控机器人手术。我国十四五规划明确提出“加快数字化发展，建设数字中国”战略，在医疗领域加强建设数字化共享服务体系，有望为远程医疗、智慧医疗奠定坚实基础。
5G通讯技术迅速推广应用也使得实现远程医疗、智慧医院及医学数字设计加工成为现实，突破时空限制，扩大了优质公共服务资源辐射范围。相信随着数字化技术的发展，不久的将来可以真正实现颌面部创伤救治的精确复位、精确修复、远程评估以及远程手术，进一步提高颌面创伤救治的成功率和综合疗效。
来源：郭松松,张平,程杰,江宏兵.数字化技术在口腔颌面部创伤治疗中的应用及展望[J].口腔医学,2022,42(01):36-41.
