面部重創(chuàng)如何拯救？3D人臉重建技術或有高招！
撰文/記者 王慧深（實習） 段大衛(wèi)
編輯/丁林
采訪專家
周煉（北京協(xié)和醫(yī)院口腔科副主任醫(yī)師）
近日，藝人林志穎意外發(fā)生車禍，顏粉們操碎了心：“歲月都帶不走的不老神顏，竟然被車禍帶走”“可惜了這張臉，怕是毀了”…… 25日，救治林志穎的林口長庚醫(yī)院公布了他的面部手術方案，其中提到的面部3D重建技術引發(fā)關注。面部3D重建技術是什么？它適用于哪些情況？
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“3D重建”如何實現(xiàn)？
新聞里提到的“3D重建”，其實是應用于骨骼正位、骨折整復手術的手段，涉及的具體技術包括雙層螺旋CT多層面重建（MPR）最大密度投影（MIP）3D成像、3D建模和3D打印等。這是近年來興起的一種集數(shù)字制造、信息網(wǎng)絡、先進材料于一體的新興技術，通過進行三維數(shù)字重建、制作三維實體模型，幫助醫(yī)生開展患者的硬組織缺損修復或手術模擬；之后再選用合適的生物材料，定制導板，應用于內固定。如果具體到頜面部3D重建，則強調其與正頜外科、頜面部骨折整復的相關性。中國醫(yī)學科學院整形外科醫(yī)院顱頜面整形外科主任醫(yī)師楊斌在接受相關媒體采訪時指出，該技術可以重建創(chuàng)傷患者顱頜面的骨骼、軟組織、硬組織，恢復其原來的面貌。
▲3D打印的髖關節(jié)（圖片來源：健康時報）
在醫(yī)學領域，3D重建是一門新興的技術。北京協(xié)和醫(yī)院口腔科副主任醫(yī)師周煉對記者說：“國內（醫(yī)學界）引入數(shù)字化3D技術應該是在2000年初。記得在2004年，我們參加全國正頜外科會議的時候，上海九院（上海交通大學附屬第九人民醫(yī)院）就已推出一批3D數(shù)字化設計的手術了?！?/p>
3D重建以醫(yī)學影像學檢查（包括CT 、核磁等）以及面部的3D影像為技術基礎。醫(yī)生通過面部3D照相以獲取面部皮相的光學信號，并通過CT查看骨組織，核磁用于觀察軟組織。然后把采集的這三項影像學數(shù)據(jù)在共同的坐標系進行融合，進行三維建模，形成可自由旋轉的3D影像。
在完成三維建模后，醫(yī)生還可通過建模軟件，將模型信息導入 3D 打印機的切片軟件，并用相應的指令 3D 打印得到與患者實體 1∶1 等比例大小的骨骼模型。之后，醫(yī)生便可以在實體模型上進行術前預覽、術中手術設計、手術預測等操作。
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術后恢復是否完好如初？
中國醫(yī)學科學院整形外科醫(yī)院顱頜面整形外科主任醫(yī)師楊斌在接受相關媒體采訪時指出，術后恢復的時長取決于損傷的范圍和嚴重程度。如果患者是嚴重的顱腦外傷，顱骨大面積缺損，就需要先經(jīng)過第一期的神經(jīng)外科手術以搶救顱腦創(chuàng)傷，第二期手術才進行顱骨缺損的細致修復，恢復時間會長一些。按照人體骨折愈合的生理過程，骨骼在一個半月到三個月內就能獲得比較堅固的、穩(wěn)定的解剖結構。如果患者只是一個輕度的頜面部創(chuàng)傷，經(jīng)過急診搶救，可以使患者恢復呼吸、咬合、關節(jié)功能，一般來說，術后1到2周就能恢復到基本正常。
頜面骨性結構的完整，除了滿足功能需求，也是人們形象的代表。那么，又該如何確保重建的3D影像與本人骨相一致，保持美觀呢？這便涉及到鏡像技術，該技術常用于面部骨折修復。周煉介紹：“說起人的面部美觀，很重要的一點就是它的對稱性。比如面部左側骨折，顴骨、顴弓塌陷移位，發(fā)生變形，我們就可以用鏡像技術，將完好的對側臉3D影像進行翻轉，作為左臉建模的參照。”
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讓修復手術“改頭換面”
與其他骨骼部位相比，人的頜面部更加特殊。這是因為頜面骨多為不規(guī)則骨（如顴骨、上頜骨），又集眼眶、鼻腔、口腔等器官為一體，牙齒咬合及咀嚼、消化、呼吸等功能都離不開其骨性結構的完整和協(xié)調。
由于頜骨復雜的三維結構，加上頜面部血管神經(jīng)多且隱蔽，因此，在頜面修復過程中會遇到較多問題。在3D技術進入醫(yī)學領域之前，正頜外科和頜面部骨折整復的手術，需要克服的困難比現(xiàn)在更多——據(jù)周煉回憶，國內引入正頜外科的技術約在20世紀80年代，北京大學附屬口腔醫(yī)院的王興教授，正是那個時期國內第一批做正頜外科手術的醫(yī)生，但彼時他們做手術分析，用的還是二維X光片和傳統(tǒng)的石膏模型。
引入3D技術后，最直接的優(yōu)勢就是為術前模擬和疾病轉歸的預測提供了便利。在原先沒有數(shù)字化3D影像技術輔助的情況下，臨床醫(yī)生對很多技術細節(jié)都無法預知。今天的醫(yī)生們，則可以利用病灶的3D模型進行術前規(guī)劃模擬，這些對于臨床上選擇復位整合方式和術后的評估，都有重要的指導意義。
其次，該技術提高了頜面修復手術的精準度。相比起以往只能根據(jù)2D的影像學檢查進行想象，3D技術使頜面部骨性結構實物化與可視化，面部各結構的解剖空間關系一目了然，為術前測量、定制導板提供便利，能與患者頜面骨斷端精確吻合，使復位更完全、更美觀，亦降低術中需多次彎制導板、植入重建后反復調整的幾率，減少了手術創(chuàng)傷。
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可應用于正畸和腫瘤術后修復
3D重建技術因為最近的新聞而受到關注。其實，該技術不只是在嚴重的骨折修復中使用，其臨床應用主要包括了三大方面——創(chuàng)傷、畸形、腫瘤。
首先是創(chuàng)傷。需要用到3D重建技術的創(chuàng)傷，主要是骨折，而骨折又分為新鮮骨折和陳舊骨折。新鮮骨折即少于2周的骨折，陳舊骨折則為大于2周的骨折。該技術臨床多用于陳舊性骨折，因為陳舊性骨折的骨折線較模糊或完全無法看見，因此需要應用3D技術進行分析、模型打印，以便指導骨骼復位和重建。新鮮骨折一般可以按照醫(yī)學影像中觀察到的骨折線直接進行復位，但也有例外，如果患者遭遇粉碎性骨折（指骨質碎裂成三塊以上），無法根據(jù)骨斷端復位時，就需要使用3D重建技術，將碎骨置于導板上進行復位。
“有的時候可能骨頭太碎了，根本沒有辦法用原有的骨頭復位，就需要打印一個植入物替代原來的骨頭。”周煉補充道。
（圖片來源：視覺中國）
其次是正畸。正頜外科主要是通過上下頜骨的截骨手術，來調整骨的位置，解除面部的畸形，改善咬合功能，同時也能夠達到一定的面部美容效果。在正頜外科，頜面部3D重建的應用很廣泛，諸如齙牙、小下頜畸形（即下頜后縮）、反頜（下頜壓上頜，俗稱“地包天”）、下頜偏斜等，都會應用3D重建的技術。
最后是腫瘤術后的修復。一些口腔內發(fā)生的腫瘤，如細胞瘤、牙齦癌、頜骨中央性癌、骨肉瘤等等，手術時需擴大組織切除，會導致患者頜面缺損、臉部變形，因此術后也需要3D重建幫助修復。
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醫(yī)療植入物安全嗎？
醫(yī)學植入物畢竟與骨骼材質不同，外來的物件進入人體，會不會引起一些不良反應呢？比如異物反應、降解吸收相關并發(fā)癥等？
周煉解釋：“任何手術都可能有并發(fā)癥，任何植入物也都有可能出現(xiàn)相關的問題，比如跟組織的不融合、排異反應、傷口的感染、植入物的暴露等。但存在風險，并不意味著這些是大概率事件，否則相關技術就會被淘汰。其實，目前應用的生物材料都擁有良好的生物相容性，能與人體組織較好地融合?！?/p>
▲3D打印的下頷骨（圖片來源：搜狐網(wǎng)）
目前，臨床上常用于骨折整復的生物材料主要是金屬鈦和聚醚醚酮（PEEK）。其中，醫(yī)用鈦及鈦合金多用做牙種植體，它們不僅能與骨形成骨整合，而且植入人體不會引起局部或全身的不良反應，無致畸、致敏、致癌作用，具有良好的生物相容性。而聚醚醚酮屬特種高分子材料，具有耐高溫、耐化學藥品腐蝕等物理化學性能，還具有無毒、質輕的特點，是與人體骨骼最接近的材料。
另一方面，導致植入手術后并發(fā)癥的影響因素其實很多，比如骨折的嚴重程度、局部血液供應不足、手術區(qū)域消毒欠佳、骨折復位不完全、傷口沒有完全閉合、病人本身有基礎?。ㄈ纾禾悄虿』颊叩膭?chuàng)口較容易感染）等。并不單只是植入物的問題。
Tips：通過正畸或者拔智齒可以讓臉變小嗎？
靠拔智齒或牙齒正畸并不能讓臉變小。有的人覺得自己臉變小，那也是拔完智齒以后吃不下飯，或者因為戴著牙齒固定矯治器，長期不能正常進食導致身體消瘦，臉也跟著顯小。除了這樣的情況，兩種技術本質上都不直接會影響面部的寬度。
我們的牙齒支撐的只是上下唇，對兩側頰面的支撐很薄弱。從這點來說，拔牙對臉寬度的改變不大。臉的寬度取決于顱骨、顴骨和下頜骨，因為顱骨不能輕易動，所以要讓臉變小，要從顴骨、顴弓和下頜骨進行改變。
參考資料
1.李懷奇，葉金海，王晨星，朱載甌，武和明、三維重建下 3D 打印技術在下頜骨缺損修復中的應用評價[A].上?？谇会t(yī)學,2021(06):283-287
2.蒲根磊，楊涵，金銘，方曙，周金華、醫(yī)學三維建模軟件結合3D打印技術對頜面缺損修復的應用[R].中國醫(yī)學工程,2022(01):49-53
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