3D打印眼眶骨折缺损区模型导板用于眼眶骨折修复的临床疗效观察

陈力 ，郝晓军 （通讯作者），李飞 ，2，陶雁亭

（1.上海市浦东新区浦南医院 眼科，上海 200125；2.同济大学医学院，上海 200092）

0 引言

眼眶骨折如果修复不好，极易引起眶内容位置和功能改变，从而导致严重并发症，例如眼球内陷、视力障碍和复视等等。随着计算机技术及3D打印技术的发展，实体眼眶损伤模型开始应用于眼眶骨折手术[1-2]。本研究针对眼眶实际缺损区，制作局部3D模型作为手术导板，塑形预成型钛网植入缺损部位。手术报告如下。

1 材料和方法

1.1 病例资料

选取2016年1月至2017年1月收治的眼眶骨折患者40例，男性31例，女性9例，年龄19-59岁，平均（32.43±6.32）岁。外伤距离眼眶手术整复时间分别为12天至2年。其中，眶下壁联合内壁骨折21例、眶下壁骨折13 例、眶内壁骨折6 例；有36例患者存在不同程度的眼球内陷，28例患者存在眼球运动障碍，34例患者存在眶下区麻木。眼眶骨折伴眼球破裂者1例，视神经损伤1例，复视者16例。

1.2 仪器及检查

全部患者术前、术后均进行轴位、冠状位、矢状位CT扫描和三维CT重建。采用Siemens的Definition DS（双源CT），300 mAs，24排×1.2 mm，扫描时间1 s，重建函数H20s。采集眼眶轴位、矢状位、冠状位CT断层图像轮廓，通过插值，获得足够密的轮廓线。

1.3 制作手术导板

根据术前CT检查结果，利用计算机辅助设计和辅助制造(CAD/CAM) 技术，创建虚拟眼眶损伤模型[3]，输入3D 打印快速成型机，通过激光扫描选择性聚合高分子聚苯乙烯环氧树脂粉末，烧结制备损伤实体眼眶模型及修复区域的模型。

表1 患者术前术后CT测量数据

1.4 填充材料

使用MatrixMIDFACE预成型钛网（瑞士Synthes公司），厚度0.4 mm，长度34-35 mm，宽度25-28 mm，角度125°-130°，弯曲部的深度12-15 mm。根据年龄、眼别及眶壁缺损大小选择不同型号的预成形眶底板。术前根据实体眼眶损伤模型展示的骨折情况以及制作的修复区域模型剪裁钛网。钛网的尺寸按照两侧、后端充分覆盖骨折缺损或塌陷区边界，前端适当留出眶缘固定位置为准。依此制作出个体化3D预成型钛网。

1.5 手术方法

常规全麻下手术，眶下壁骨折修复采用标准经下睑结膜入路，眶内壁骨折和眶下壁联合内壁骨折修复则合并经泪阜入路。在骨膜下分离，充分暴露骨折边缘，将全部嵌顿的软组织和眼外肌回纳眼眶。植入3D预成型钛网，并将其用钛钉固定于下方眶缘。其中1例患者因伴有眼球破裂，同期行眼球摘除义眼台植入手术。

1.6 测量方法

利用3D多平面重建软件（multiple planar reconstruction，MPR，西门子）软件处理数据。提取术前、术后6月的CT轴位、冠状位扫描图像进行测量。调整术前、术后CT三维图像位置，以健侧图像作为定位参考，取冠状位扫描中出现的第一张眶缘完整闭合图像，由前向后，直至视神经孔的最前平面，应用像素求和法计算面积。每个CT层面的面积乘以扫描层厚即为该薄层的体积。将所有层面体积叠加求和，即为眼眶容积。以此测量出术前及术后眼眶容积。在CT轴位图像上，取视神经管平面中显示眼眶最大径的平面，作双侧眶外缘最前点连线，测量眼球最前点（角膜）至该连线的垂直距离，以此作为眼球突度的测量值。测量出术前、术后6月眼球突度的改变数据组。

1.7 统计学分析

用SPSS 20.0软件进行统计分析，计量资料以均数±标准表示，组间比较采用配对样本t检验；计数资料以例数或(%)表示；P＜0.05认为差异有统计学意义。

2 结果

40例患者术后随访6月至10月，平均（8±1.57）月。CT显示钛网与眶壁贴和良好；与健侧比对，冠状位钛网形成的各扫描层面曲线对称性好；CT矢状位上眶底形态出现“S“形，与健侧比对，连接状态光滑对称、与眶底解剖形态完全契合。40例患者术后伤口全部一期愈合，内固定材料稳定，未出现钛网排斥现象及其它不良反应。患者无主观异物感或移动感，体表无植入体轮廓阴影或阶梯状畸形。患者面部形态基本对称，眼球内陷得到矫正。患侧术后眼眶容积较术前改善明显（29.84±5.62）cm3VS（23.76±2.57）cm3，（t=7.19，P＜0.01），术后眼球内陷较术前改善明显（4.41±2.59）cm3VS（0.49±0.62）cm3，（t=10.6，P＜0.01）。患侧术后眼眶容积与健侧眼眶容积比较（23.76±2.57）cm3 VS（23.79±2.66）cm3没有统计学差异（t=-0.23，P＞0.05）。术后6月随访，容积平均差值为（0.53±0.55）mm3，平均差异率为2.28%；双眼突度测量差值<1 mm者31例，占77.5%；突度差值<3 mm者39例，占97.5%。1例眼球破裂患者未计算突度；16例术前复视的患者，术后1周至1月，复视全部消失，眼球运动恢复；26例患者眶下区麻木现象在术后6月内逐渐恢复，8例眶下区麻木在术后6月依然存在。患者术后CT扫描复查眼眶各平面形态良好，钛网重建眶壁形态与健侧对比弧形满意。手术很好地改善了眼眶容积、解决眼球内陷。

3 讨论

在传统手术中，医生主要依据影像资料和临床经验设计手术方案，在术前无法直观地观察骨折复位效果，眼眶骨折复位有一定的盲目性。我们在术前、术后对所有患者进行轴位、冠状位、矢状位CT扫描和三维CT重建，有效克服了以上问题。手术的目的不仅仅要填充骨折缺损区域，还必须重塑眶壁形态，重新建立眼眶内下角的支撑结构[4-5]。本研究利用3D打印技术制作个体化实体眼眶损伤模型及缺损区的模型导板，并对钛网进行精确修剪，提高了预植入钛网与骨折缺损部位的契合度，使手术操作更加便捷精准。术后患者两侧眼眶基本对称，眼眶容积改善明显。计算机应用计算机辅助3D打印技术重塑形预成型钛网，可精确修复眼眶的解剖形态和容积，消除眼球内陷，达到个性化修复眼眶骨折，缩短手术时间，取得较好的临床疗效。