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精准还原 10 岁女孩「妈生脸」!计算机建模+3D 打印「真香了」

2021 年 3 月,10 岁的小芸不幸遭遇车祸,头部受到严重撞击,导致颅内出血,右侧面部颧骨、上颌骨、眼眶等部位多处骨折,孩子当场陷入昏迷。

紧急在外院做了开颅手术后,万幸把命保住了。

但由于小芸颅内损伤较为严重,因此面部骨折暂未处理。

此后 2 个月间,小芸面部骨骼一直处于错位状态,畸形愈合导致右脸发生「位移」、变形:双侧面部明显不对称、右侧面部颧骨塌陷、下移、右眼眶变大、眼球凹陷......

精准还原 10 岁女孩「妈生脸」!计算机建模+3D 打印「真香了」
小芸头颅 CT 图像

「孩子才 10 岁,人生才刚开始,现在不及时矫正复位,一辈子将顶着一张畸形、不对称的脸生活,这对于小姑娘来说太残忍。」

尽力让小芸「恢复如初」,为只有 10 岁的孩子铺出正常的人生轨道,大兴耳鼻咽喉颌面头颈外科马戈主任接受了这次「挑战」。

01 难!精准复位是关键

人面部骨骼结构精巧复杂,所谓「动一毫而变全脸」。而颧骨是维持面部外形突度和眼眶容积的关键骨块,一旦塌陷,面部肌肉、组织少了支撑,就会出现小芸右脸变形、两侧不对称情况。

因此要想恢复原貌,极其精准地移位、复位右侧颧骨段是手术的难点和关键。

一般来说,如果是「新鲜」骨折,骨块易移动,只需根据断口,将错位骨块重新对位吻合即可。

但小芸面部为陈旧性骨折,且骨折线均已错位愈合,局部骨骼结构也发生改变。这就意味着,手术要截开已经长好的骨头,再将错位的骨块重新拼凑复位,加以固定。

时光无法倒流回车祸前,小芸「妈生脸」的骨骼原貌不得而知,「原始数据」丢失,导致手术没有了「参照系」。

目标不明确,骨头要复位成什么样就成了难题。

随之而来还有一连串的「灵魂拷问」:该从哪截骨?截多少?截完的骨块又该怎样复位?移动多少?什么样才算精准还原?......

难度层层「加码」,「实战」机会又只有一次,这就极其考验精巧、严密的术前设计和操作演练。

02 数字化外科:三分操作,七分设计

「没参照物,我们就找一个,肉眼无法精准测量,我们就用计算机辅助设计,再做一个 1:1 还原的头颅模型,用于术前实验和模拟演练。」

不同以往,马戈这次决定用「数字化外科」的方式帮小芸「改头换面」。

第一步:数据获取

经全头颅 CT 扫描,获取小芸真实的头颅数据,以此为基础,在计算机上三维重建出小芸的头颅模型图像。

第二步:数据镜像反转

既然没有小芸「妈生右脸」数据做标准,马戈就想办法把小芸的「妈生左脸」当参照系,镜像反转,「复制粘贴」出「新右脸」,这样两边就对称了。

新右脸,就可以当做小芸的「妈生右脸」了。

精准还原 10 岁女孩「妈生脸」!计算机建模+3D 打印「真香了」

第三步:计算机模拟手术

有了参照系后,通过对比「骨折右脸」和「妈生右脸」的数据,即术前、术后对比图,就能预设出手术中应截取骨块大小和变换位置。

简单来说就是:动哪块骨头、如何动。

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第四步:设计截骨导板

确定了如何动,下一步的活儿就更细致了——确定骨折骨块移动到哪里才是最完美位置,这直接决定了小芸面部最终的修复效果!

"神器」截骨导板可以登场了。

截骨导板就像「标尺」和「定位器」,完美解决小芸颧骨复位的精确位置。

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第五步:3D 打印模型及导板

理论上方案完美,但以上都是计算机虚拟设计,是否可行还需要实验来验证。

因此,3D 打印 1:1 还原出小芸「骨折头颅模型」和「妈生头颅模型」,以及截骨导板模型,马戈开始了「实战」练习。

精准还原 10 岁女孩「妈生脸」!计算机建模+3D 打印「真香了」

第六步:模型外科手术

利用模型模拟手术,经过验证,按照截骨导板模型「指引」的固定位置,骨折骨块与截骨导板模型贴合紧密,与设计一致。

精准还原 10 岁女孩「妈生脸」!计算机建模+3D 打印「真香了」

最后,比照模型,预制出塑形钛板及塑形钛网,以起到固定、支撑、连接骨头的作用。

精准还原 10 岁女孩「妈生脸」!计算机建模+3D 打印「真香了」

术前设计和实验模拟环节均顺利完成,由此证明,手术设计方案可行。

03 一次性解决面部畸形

方案设计成功,接下来才能进入「正题」。

2021 年 5 月 18 号,颌面外科邀请眼科、神经外科、儿科、影像科、麻醉科、ICU 专家会诊,共同商议下一步手术计划,并完善相关术前准备。

5 月 21 号,马戈主任在全麻下为小芸进行【右侧颧骨颧弓骨折切开复位内固定术+右侧上颌骨骨折切开复位内固定术+右侧眼眶整复术】。

精准还原 10 岁女孩「妈生脸」!计算机建模+3D 打印「真香了」

具体操作可分为五步:

1、设计切口:马戈在小芸右侧颧弓表面、下睑缘、眶外侧设计 3 处约 2 cm 的切口。

2、打孔定位:将术前 3D 打印的截骨导板按照预先设计就位,在骨折线两侧给骨头(颧骨)打孔定位。

3、截开「断骨」:沿颧骨周围骨折线处,截断骨头,形成可移动的独立颧骨体。

4、复位固定:最后,将术前预置好的钛板,一侧固定在不可移动的骨质上。随后,移动颧骨体,使刚才在颧骨体上打的孔和钛板上另一侧的孔重合,并用钛钉固定,即实现了颧骨体的复位连接。

同时,马戈还在小芸眶底垫入底板,使右眼球突度较术前有所恢复。

5、术中、术后检验:术中,经过 CT 数据采集,利用骨重建软件,实时验证调整后的颧骨体位置。

精准还原 10 岁女孩「妈生脸」!计算机建模+3D 打印「真香了」

术后,利用 CT 进行误差分析,数据显示小芸颧骨塌陷已得到纠正,双侧面部基本对称,与设计方案基本重合。

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手术很成功,做到了一次性解决小芸面部畸形、不对称的问题。

04「眼球凹陷」say goodbye

基本任务已完成,马戈与眼科张超主任精益求精,想为小芸进一步改善右眼球内陷问题,在讨论分析病情后,便带着孩子找到外院眼科专家看诊。

待小芸面部基本恢复稳定,2022 年 4 月 24 号,在外院专家指导下,大兴眼科联合颌面外科为小芸在全麻下进行【右眼眶壁骨折整复术+眶隔修补术+眼窝填充术+非常规眼外肌手术+外眦成形术+结膜囊成形术+睑裂缝合术】。

术后小芸恢复良好,双眼球突出度大致相同,运动自如,现已康复出院。

至此,两次手术已将小芸面部不对称、眼球凹陷问题「根治」。

跨过风雨,所见皆坦途,祝愿这个不幸又幸运的 10 岁女孩平安顺遂。

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