T∕CHSA 001-2018 “導航引導單側陳舊性顴骨骨折整復術技術流程及操作”的專家共識

1、ICS11.060.1C05團體標準T/CHSA 0012018 "導航引導單側陳舊性顴骨骨折整復術技術流程及操作"的專家共識Expert consensus on “Navigation-guided unilateral delayed zygomatic fracture reconstruction techniques” 2018 - 12 -0 7 發(fā)布2018 - 12 - 07 實施中華口腔醫(yī)學會發(fā) 布T/CHSA 0012018目次前言III引言IV1 范圍12 術語及定義12.1 計算機斷層掃描 Computed Tomography, CT12.2 外

2、科手術導航系統(tǒng) Surgical navigation system12.3 三維重建 3D reconstruction12.4 圖像分割 Image segmentation12.5 醫(yī)學數字圖像和通訊格式 Digital imaging and communication in medicine, DICOM12.6 鼻根點 Nasion,N12.7 蝶鞍中心點 Sella,S12.8 耳點 Porion,P22.9 眶耳平面 Frankfort horizontal plane, FH23 技術使用所需設備23.1 數據采集設備23.2 數字外科軟件23.3 外科手術導航系統(tǒng)24 術前

3、數據采集24.1 術前數據采集24.2 術前設計34.2.1 三維重建和骨段分割34.2.2 鏡像34.2.3 骨段模擬復位35 導航手術35.1 配準45.2 標志點定位45.3 導航引導下復位骨塊46 術后評價46.1 導航精度評價46.2 顴骨 CT 對稱性測量5參考文獻6 圖 1 三維重建和分割3圖 2 骨折塊模擬復位3I T/CHSA 0012018圖 3 導航引導下標記人工標志點4圖 4 人工標志點導航引導下復位顴骨4圖 5 色譜分析5圖 6 CT 對稱性評價雙側顴骨突度和寬度差異5 II 庫七七 標準下載T/CHSA 0012018前言本標準按照GB/T 1.1-2009給出的規(guī)

4、則起草。本標準由中華口腔醫(yī)學會提出并歸口。 本標準由北京大學口腔醫(yī)院負責起草，空軍軍醫(yī)大學第三附屬醫(yī)院、武警總醫(yī)院、武漢大學口腔醫(yī)院、四川大學華西口腔醫(yī)院、中國醫(yī)科大學口腔醫(yī)院、上海交通大學醫(yī)學院附屬第九人民醫(yī)院參加起草。 本標準主要起草人：賀洋、張益、俞光巖、郭傳瑸、彭歆、劉筱菁、王晶、章文博、劉彥普、顧曉明、田衛(wèi)東、盧利、李祖兵、張詩雷。 III 庫七七 標準下載引言顴骨位于面中外側部，支撐面中部輪廓，位置突出，易受外傷。顴骨骨折移位后，會造成面部塌陷畸形。當顴骨顴弓骨折情況并不復雜且治療時間及時（通常短于3周），可通過骨折斷端進行拼接，達到解剖復位。一旦治療不及時成為陳舊性骨折，由于骨質

5、改建、錯位愈合，手術復位時缺少可參照的斷面解剖標記，術后很難取得良好的面中部輪廓三維對稱效果，傳統(tǒng)手術方法治療效果不穩(wěn)定。 隨著數字技術的發(fā)展，借助數字外科軟件，在手術導航的輔助下，可以在術前實現面部頭顱的三維重建，虛擬設計規(guī)劃，術中手術導航系統(tǒng)輔助下精準復位，從而達到精確、可控的骨折復位效果6-16。 中華口腔醫(yī)學會口腔頜面外科專委會組織專家經過充分討論，制定了“導航引導單側陳舊性顴骨骨折整復術技術操作”的專家共識，以規(guī)范該技術的臨床操作流程，促進推廣應用。 IV "導航引導單側陳舊性顴骨骨折整復術技術流程及操作"的專家共識1 范圍本標準給出該技術的適應證： a) 單側陳

6、舊性顴骨骨折； b) 顱骨及面上部除顴眶區(qū)無明顯不對稱及大范圍骨缺損。 2 術語及定義2.1 計算機斷層掃描 Computed Tomography, CT計算機斷層掃描是用X線束對人體檢查部位一定厚度的層面進行掃描，由探測器接收該層面上各個不同方向的人體組織對X線的衰減值，經模/數轉換輸入計算機，通過計算機處理后得到掃描斷面的組織衰減系數的數字矩陣，再將矩陣內的數值通過數/模轉換，用黑白不同的灰度等級在熒光屏上顯示出來， 即構成CT圖像。（金征宇,龔啟勇. 醫(yī)學影像學.第3版. 北京:人民衛(wèi)生出版社,2015.） 2.2 外科手術導航系統(tǒng) Surgical navigation system

7、外科手術導航系統(tǒng)由計算機工作站、定位裝置、示蹤裝置和顯示器組成。（張震康,俞光巖. 口腔頜面外科學.第2版. 北京:北京大學醫(yī)學出版社,2013.） 2.3 三維重建 3D reconstruction三維重建是指對三維物體建立合適計算機表示和處理的數學模型，是在計算機環(huán)境下對其進行處理、操作和分析的基礎，也是在計算機中建立表達客觀世界的虛擬現實的關鍵技術。分為體繪制重建和表面 繪制重建。（張震康,俞光巖. 口腔頜面外科學.第2版. 北京:北京大學醫(yī)學出版社,2013.） 2.4 圖像分割 Image segmentation圖像分割是根據目標與背景的先驗知識，將圖像中的目標、背景進行識別、標

8、記，將目標從背景或其他偽目標中分離出來的過程。（張震康,俞光巖. 口腔頜面外科學.第2版. 北京:北京大學醫(yī)學出版社,2013.） 2.5 醫(yī)學數字圖像和通訊格式 digital imaging and communication in medicine, DICOM醫(yī)學數字成像和通信，是醫(yī)學圖像和相關信息的國際標準（ISO 12052）（張震康,俞光巖. 口腔頜面外科學.第2版. 北京:北京大學醫(yī)學出版社,2013.） 2.6 鼻根點 Nasion, N鼻額縫的最前點。面部與顱部結合處，位于正中矢狀面上。（張震康,俞光巖. 口腔頜面外科學. 第2版. 北京:北京大學醫(yī)學出版社,2013.）

9、2.7 蝶鞍中心點 Sella, S1 T/CHSA 0012018蝶鞍影像的中心，位于正中矢狀面上。（張震康,俞光巖. 口腔頜面外科學.第2版. 北京:北京大學醫(yī)學出版社,2013.） 2.8 耳點 Porion, P外耳道的最上點，是構成Frankfort平面的標志點之一。（張震康,俞光巖. 口腔頜面外科學.第2 版. 北京:北京大學醫(yī)學出版社,2013.） 2.9 眶耳平面 Frankfort horizontal plane, FH由耳點和眶點連線構成。在正常頭位時，眶耳平面與地面平行。（張震康,俞光巖. 口腔頜面外科學.第2版. 北京:北京大學醫(yī)學出版社,2013.） 3 技術使用所

10、需設備3.1 數據采集設備計算機斷層掃描（Computed Tomography, CT）數據是骨組織手術常用數據，頜面部手術一般要求層厚達到1.25mm，可滿足頜面手術精度要求。 3.2 數字外科軟件數字外科軟件主要用于外科導航手術術前手術規(guī)劃和術后驗證。導航手術相關數字外科軟件具備以下功能： 數據的三維重建和測量，包括長度、角度和容積測量。 手術方案的規(guī)劃，包括分割、融合、移動、鏡像等多種功能模塊。 術后手術精度及手術效果評價。導航手術術后需要對比術后骨塊移動位置和術前設計位置以評價手術精度，通常使用對稱性測量和三維色譜分析。 3.3 外科手術導航系統(tǒng)外科手術導航系統(tǒng)是導航手術的核心部件，

11、目前國內外已有多家手術導航系統(tǒng)面世。被動式紅外線定位方法更方便靈活，也是目前最為常用的定位方法。 手術導航空間配準方式目前主要為配準點的點對點轉換 (fiducial-based paired-point transformation)即坐標配準、表面輪廓匹配(surface contour matching)即非坐標配準、以及二者的聯合應用。幾種方法均可滿足頜面部導航手術要求。 4 術前數據采集4.1 術前數據采集患者術前采集螺旋CT 資料， 掃描數據以醫(yī)學數字圖像和通訊格式（ digital imaging and communication inmedicine, DICOM）導出。 根

12、據采用配準方式不同，數據采集中需要有以下注意點： a) 采用面部表面輪廓掃描配準方式，數據采集時間盡量臨近手術時間，掃描范圍須包括配準區(qū)域， 一般采用顱頂至舌骨范圍； 2 庫七七 標準下載T/CHSA 0012018b) 采用點對點配準方式，則需在 CT 檢查時已經標記配準點，通常采用預植入頜骨的金屬螺釘、預置金屬標記物的上頜頜板、粘貼于皮膚表面的金屬標記物以及頜面部骨組織已有標記點，布點范圍盡量靠近手術操作區(qū)域。 4.2 術前設計將術前CT數據導入數字外科軟件后，開始進行術前設計。術前設計分為三個步驟： a) 患側顱面部骨骼三維重建，顴骨、顴弓骨折骨段分割； b) 將健側顱頜面數據鏡像至患側

13、； c) 參照健側鏡像位置模擬復位并形成導航計劃。 4.2.1 三維重建和骨段分割調整CT顯像閾值至骨窗范圍，完成頜面部三維重建，使用數字外科軟件中的分割功能對骨折移位的顴骨顴弓骨塊依次完成分割，并以不同顏色、名稱標記。，為使導航手術更為快速和精確，可在移位骨塊上制作人工標記點7, 12, 15（見圖1）。 A 三維重建；B 分割骨折骨段；C 可在骨段上植入人工標志物；D 局部放大圖。 圖1三維重建和分割4.2.2 鏡像調整患者頭位，選擇鼻根點、蝶鞍中心點和雙側耳點連線中點形成的平面為正中矢狀面。使用軟件中的鏡像功能，將患者健側三維數據鏡像至患側，調整鏡像數據與患側未骨折移位骨段匹配。 4.2

14、.3 骨段模擬復位然后參考鏡像數據顴骨顴弓區(qū)域輪廓，移動顴骨顴弓骨折骨塊（如使用人工標志點輔助復位，則該骨段此時已包括標志點信息）與其相匹配，模擬手術復位位置，形成導航手術計劃（見圖2）。 8 圖2骨折塊模擬復位5 導航手術5.1 配準將患者導航數據導入導航工作站，完成全麻，在頭頂部行約1cm小切口，在頂骨部位安裝導航參考架固定裝置，上方安裝反光球。參考架安裝要牢固，避免術中松動，固定部位應避開天然骨縫。然后將紅外探測裝置對準術區(qū)，探測區(qū)域應同時顯示參考架和術區(qū)。然后開始配準操作，可選擇點配準和面配準兩種方式。 5.2 標志點定位 A 導航顯示位置定點；B 實時指示位置，電鉆打孔標記。 圖3導

15、航引導下標記人工標志點暴露顴骨顴弓骨折區(qū)域，如使用人工標志點導航方法，在復位前，參考預先植入骨折骨段上的標記點指示探針引導下找到各骨段標記點位置，電鉆打孔標記定位15（見圖3）。 5.3 導航引導下復位骨塊松解骨折移位骨段，將骨折骨段復位后，使用導航指示探針探測骨折骨段表面，調整骨段位置，直至與術前計劃復位位置一致，從骨段高度、突度、寬度三維方向比對，逐步復位固定。如使用顴骨表面人工標記點復位方法，可在人工標記點位置引導下從上至下、從前到后依次復位各個骨段，然后固定（見圖4）。 注：術中復位顴骨; B圖指示顴骨表面標志點位置,與A圖術前模擬位置重合后固定。 圖4人工標志點導航引導下復位顴骨6

16、術后評價患者術后再次進行CT檢查。使用兩種方法評價手術效果，包括導航精度和顴骨對稱性測量。導航精度用于評價導航組手術導航精度，使用CT測量雙側顴骨對稱性評價兩組治療效果。 6.1 導航精度評價獲取CT數據，完成顴眶部三維重建導出STL格式數據。 將術前設計數據與術后數據輸入數字外科軟件，面部多點配準后對齊二者三維坐標，融合術前術后數據，比較二者位置差異度以評價手術導航的精確性（見圖5）。 注：評價術后顴骨顴弓位置與術前規(guī)劃之間精度，藍色部分顯示誤差小于1mm。 圖5色譜分析6.2 顴骨 CT 對稱性測量將術后CT數據導入數字外科軟件中，設置眶耳平面和正中矢狀面為參考平面，在顴弓軸位上以正中矢狀

17、線為Y軸，其與顱底相交點為原點，建立坐標系，分別測量雙側顴骨最突點至原點距離和雙側顴弓最寬點至Y軸垂直距離，比較二者差值，評價術后顴骨顴弓的對稱性（見圖6）。 圖6CT 對稱性評價雙側顴骨突度和寬度差異 參考文獻 1 Bell R B. Computer planning and intraoperative navigation in cranio-maxillofacial surgeryJ. Oral Maxillofac Surg Clin North Am, 2010,22(1):135-156. 2 Baumann A, Schicho K, Klug C, et al. Comp

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