面部重創(chuàng)如何拯救？3D人臉重建技術(shù)或有高招！
撰文/記者 王慧深（實習(xí)） 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(shù)方案，其中提到的面部3D重建技術(shù)引發(fā)關(guān)注。面部3D重建技術(shù)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(yīng)用于骨骼正位、骨折整復(fù)手術(shù)的手段，涉及的具體技術(shù)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(luò)、先進(jìn)材料于一體的新興技術(shù)，通過進(jìn)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(fù)或手術(shù)模擬；之后再選用合適的生物材料，定制導(dǎo)板，應(yīng)用于內(nèi)固定。如果具體到頜面部3D重建，則強調(diào)其與正頜外科、頜面部骨折整復(fù)的相關(guān)性。中國醫(yī)學(xué)科學(xué)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(guān)媒體采訪時指出，該技術(shù)可以重建創(chuàng)傷患者顱頜面的骨骼、軟組織、硬組織，恢復(fù)其原來的面貌。
▲3D打印的髖關(guān)節(jié)（圖片來源：健康時報）
在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，3D重建是一門新興的技術(shù)。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(nèi)（醫(yī)學(xué)界）引入數(shù)字化3D技術(shù)應(yīng)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(xué)附屬第九人民醫(yī)院）就已推出一批3D數(shù)字化設(shè)計的手術(shù)了?！?/p>
3D重建以醫(yī)學(xué)影像學(xué)檢查（包括CT 、核磁等）以及面部的3D影像為技術(shù)基礎(chǔ)。醫(yī)生通過面部3D照相以獲取面部皮相的光學(xué)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(xué)數(shù)據(jù)在共同的坐標(biāo)系進(jìn)行融合，進(jìn)行三維建模，形成可自由旋轉(zhuǎn)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(dǎo)入 3D 打印機的切片軟件，并用相應(yīng)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(jìn)行術(shù)前預(yù)覽、術(shù)中手術(shù)設(shè)計、手術(shù)預(yù)測等操作。
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術(shù)后恢復(fù)是否完好如初？
中國醫(yī)學(xué)科學(xué)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(guān)媒體采訪時指出，術(shù)后恢復(fù)的時長取決于損傷的范圍和嚴(yán)重程度。如果患者是嚴(yán)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(shù)以搶救顱腦創(chuàng)傷，第二期手術(shù)才進(jìn)行顱骨缺損的細(xì)致修復(fù)，恢復(fù)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(nèi)就能獲得比較堅固的、穩(wěn)定的解剖結(jié)構(gòu)。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(fù)呼吸、咬合、關(guān)節(jié)功能，一般來說，術(shù)后1到2周就能恢復(fù)到基本正常。
頜面骨性結(jié)構(gòu)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(shù)，該技術(shù)常用于面部骨折修復(fù)。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(cè)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(shù)，將完好的對側(cè)臉3D影像進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，作為左臉建模的參照?！?nbsp;
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讓修復(fù)手術(shù)“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(jié)構(gòu)的完整和協(xié)調(diào)。
由于頜骨復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)，加上頜面部血管神經(jīng)多且隱蔽，因此，在頜面修復(fù)過程中會遇到較多問題。在3D技術(shù)進(jìn)入醫(yī)學(xué)領(lǐng)域之前，正頜外科和頜面部骨折整復(fù)的手術(shù)，需要克服的困難比現(xiàn)在更多——據(jù)周煉回憶，國內(nèi)引入正頜外科的技術(shù)約在20世紀(jì)80年代，北京大學(xué)附屬口腔醫(yī)院的王興教授，正是那個時期國內(nèi)第一批做正頜外科手術(shù)的醫(yī)生，但彼時他們做手術(shù)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(shù)后，最直接的優(yōu)勢就是為術(shù)前模擬和疾病轉(zhuǎn)歸的預(yù)測提供了便利。在原先沒有數(shù)字化3D影像技術(shù)輔助的情況下，臨床醫(yī)生對很多技術(shù)細(xì)節(jié)都無法預(yù)知。今天的醫(yī)生們，則可以利用病灶的3D模型進(jìn)行術(shù)前規(guī)劃模擬，這些對于臨床上選擇復(fù)位整合方式和術(shù)后的評估，都有重要的指導(dǎo)意義。
其次，該技術(shù)提高了頜面修復(fù)手術(shù)的精準(zhǔn)度。相比起以往只能根據(jù)2D的影像學(xué)檢查進(jìn)行想象，3D技術(shù)使頜面部骨性結(jié)構(gòu)實物化與可視化，面部各結(jié)構(gòu)的解剖空間關(guān)系一目了然，為術(shù)前測量、定制導(dǎo)板提供便利，能與患者頜面骨斷端精確吻合，使復(fù)位更完全、更美觀，亦降低術(shù)中需多次彎制導(dǎo)板、植入重建后反復(fù)調(diào)整的幾率，減少了手術(shù)創(chuàng)傷。
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可應(yīng)用于正畸和腫瘤術(shù)后修復(fù)
3D重建技術(shù)因為最近的新聞而受到關(guān)注。其實，該技術(shù)不只是在嚴(yán)重的骨折修復(fù)中使用，其臨床應(yīng)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(shù)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(shù)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(yīng)用3D技術(shù)進(jìn)行分析、模型打印，以便指導(dǎo)骨骼復(fù)位和重建。新鮮骨折一般可以按照醫(yī)學(xué)影像中觀察到的骨折線直接進(jìn)行復(fù)位，但也有例外，如果患者遭遇粉碎性骨折（指骨質(zhì)碎裂成三塊以上），無法根據(jù)骨斷端復(fù)位時，就需要使用3D重建技術(shù)，將碎骨置于導(dǎo)板上進(jìn)行復(fù)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(fù)位，就需要打印一個植入物替代原來的骨頭?！敝軣捬a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(shù)，來調(diào)整骨的位置，解除面部的畸形，改善咬合功能，同時也能夠達(dá)到一定的面部美容效果。在正頜外科，頜面部3D重建的應(yīng)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(yīng)用3D重建的技術(shù)。
最后是腫瘤術(shù)后的修復(fù)。一些口腔內(nèi)發(fā)生的腫瘤，如細(xì)胞瘤、牙齦癌、頜骨中央性癌、骨肉瘤等等，手術(shù)時需擴大組織切除，會導(dǎo)致患者頜面缺損、臉部變形，因此術(shù)后也需要3D重建幫助修復(fù)。
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醫(yī)療植入物安全嗎？
醫(yī)學(xué)植入物畢竟與骨骼材質(zhì)不同，外來的物件進(jìn)入人體，會不會引起一些不良反應(yīng)呢？比如異物反應(yīng)、降解吸收相關(guān)并發(fā)癥等？
周煉解釋：“任何手術(shù)都可能有并發(fā)癥，任何植入物也都有可能出現(xiàn)相關(guān)的問題，比如跟組織的不融合、排異反應(yīng)、傷口的感染、植入物的暴露等。但存在風(fēng)險，并不意味著這些是大概率事件，否則相關(guān)技術(shù)就會被淘汰。其實，目前應(yīng)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。”
▲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(fù)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(yīng)，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(xué)藥品腐蝕等物理化學(xué)性能，還具有無毒、質(zhì)輕的特點，是與人體骨骼最接近的材料。
另一方面，導(dǎo)致植入手術(shù)后并發(fā)癥的影響因素其實很多，比如骨折的嚴(yán)重程度、局部血液供應(yīng)不足、手術(shù)區(qū)域消毒欠佳、骨折復(fù)位不完全、傷口沒有完全閉合、病人本身有基礎(chǔ)病（如：糖尿病患者的創(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(jìn)食導(dǎo)致身體消瘦，臉也跟著顯小。除了這樣的情況，兩種技術(shù)本質(zhì)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(cè)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(jìn)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(shù)在下頜骨缺損修復(fù)中的應(yīng)用評價[A].上?？谇会t(yī)學(xué),2021(06):283-287
2.蒲根磊，楊涵，金銘，方曙，周金華、醫(yī)學(xué)三維建模軟件結(jié)合3D打印技術(shù)對頜面缺損修復(fù)的應(yīng)用[R].中國醫(yī)學(xué)工程,2022(01):49-53
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