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3D数字截骨模板在颌骨角截骨术中的应用

期刊:journal of cranio-maxillo-facial surgeryDOI:10.1016/j.jcms.2018.07.026

这篇文档属于类型a,即报告了一项原创性研究。以下是针对该研究的学术报告:

主要作者与机构

本研究的主要作者包括Chao Zhang、Merry W. Ma、Jia-Jie Xu、Jian-Jian Lu、Fang Xie、Li-Ya Yang、Shu-Yuan Li、Huan-Huan Wu、Heng Sun、Biao Yang和Li Teng。研究由两个机构合作完成:中国医学科学院北京协和医学院整形外科医院(Cranio-Maxillo-Facial Surgery Department, Plastic Surgery Hospital, Chinese Academy of Medical Sciences & Peking Union Medical College)和美国奥古斯塔大学医学院(Medical College of Georgia, Augusta University)。研究于2018年发表在《Journal of Cranio-Maxillo-Facial Surgery》期刊上。

学术背景

本研究的科学领域为颅颌面外科,特别是下颌角截骨术(Mandibular Angle Ostectomy, MAO)。东亚患者中,下颌角突出(Prominent Mandibular Angle, PMA)是一种常见的面部轮廓问题,MAO是一种标准的面部轮廓重建手术。然而,传统的MAO手术由于视野受限,主要依赖外科医生的临床经验,可能导致并发症或效果不佳。为了提高手术的准确性和安全性,本研究设计并应用了3D数字化截骨模板(3D Digital Ostectomy Template, DOT)来指导手术。

研究流程

研究分为以下几个步骤:

  1. 患者选择与术前准备
    研究纳入了2014年8月至2015年10月期间的10名女性PMA患者,平均年龄为25.3岁。所有患者均接受了计算机断层扫描(CT),并将2D数据导入ProPlan CMF 1.4软件进行3D重建。根据预定义的标准,在3D模型上设计截骨线,并考虑患者的美学需求。为保持对称性,设计完成后将截骨线复制到对侧。

  2. DOT设计与打印
    使用Geomagic Studio 12软件将截骨部分的3D模型保存为STL格式,并通过布尔运算生成DOT的数字化模型。最终,使用3D打印机(Objet Eden500V)以聚乳酸(PLA)材料打印DOT,并进行边缘打磨以方便手术中使用。

  3. 手术实施
    所有手术均通过口内入路在全麻下进行。术中,将消毒后的DOT放置在手术区域,沿DOT的上边缘使用圆头钻头打磨截骨线,并使用摆动锯进行截骨。为确保精确性和安全性,截骨后进行皮质打磨而非劈开。术后,测量截骨骨块与DOT的匹配度。

  4. 数据分析
    测量截骨骨块与DOT的三个关键距离(a、b、c)并进行统计学分析。使用SPSS 17.0软件进行t检验,显著性水平设为p < 0.05。

主要结果

所有患者均顺利完成手术,未出现骨折、出血或感染等并发症。截骨骨块与DOT的匹配度分析显示,a与a’、c与c’之间无显著差异,表明DOT在长度和宽度上的设计较为精确。然而,b与b’之间存在显著差异,提示在截骨后缘的精确性上存在不足。研究认为,这可能是由于手术视野受限以及摆动锯在截骨后缘操作时的困难所致。

结论

通过应用DOT,MAO手术的准确性和安全性得到了显著提高。然而,DOT在截骨后缘的引导效果仍需改进。此外,DOT在伴有下颌角过大或严重退化的患者中的应用也存在一定局限性,需要进一步优化。

研究亮点

  1. 创新性:本研究首次将3D打印技术应用于MAO手术中,设计并使用了DOT,显著提高了手术的精确性和安全性。
  2. 临床价值:DOT的应用减少了对医生经验的依赖,降低了手术并发症的风险,并提高了患者满意度。
  3. 局限性:DOT在截骨后缘的引导效果有待改进,且不适用于下颌角过大或严重退化的患者。

其他有价值的内容

研究还探讨了DOT在伴有下颌角过大或严重退化患者中的应用局限性,并提出了改进建议。此外,研究详细描述了DOT的设计与制作流程,为未来类似研究提供了参考。

研究意义

本研究为MAO手术提供了一种新的技术手段,推动了3D打印技术在颅颌面外科中的应用。研究结果不仅具有重要的科学价值,还为临床实践提供了新的解决方案,有助于提高手术效果和患者满意度。

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