上颌窦恶性肿瘤常常造成患者严重的功能障碍及面部畸形。因其解剖结构的复杂性，对于手术的精准度及微创的要求较高，如何精确的术前评估和微创手术治疗成为鼻科临床的难题之一。计算机辅助3D打印技术是基于计算机设计三维模型，运用逐层打印的方式来构造物体模型的技术，通过分析模型，进行精密的术前设计、准确的术中控制，以及可靠的术后预测^[1]。钛网是修复上颌骨缺损的常用材料^[2]，但上颌骨形态不规则，在术中将钛网准确塑形极其困难，耗时长，难以达到理想的外形和功能效果。本研究对5例因上颌窦恶性肿瘤拟进行肿瘤扩大切除及上颌骨全切除术的患者，根据术前CT扫描数据，借助计算机三维影像重建和3D打印技术对钛网进行精确塑形，现报告如下。

选取2014年1月至2015年12月于第二军医大学附属长征医院耳鼻咽喉科行上颌窦恶性肿瘤扩大切除及上颌骨全切除术，并进行全上颌骨缺损重建的患者5例。其中男4例，女1例；22~56(41±0.6)岁。其中上颌窦鳞癌4例，上颌骨骨肉瘤1例，术前均经病理证实。临床表现为：鼻塞4例、面颊部隆起3例、面颊部麻木3例、涕血3例、眼球突出或复视2例、溢泪2例、张口困难1例。5例进行肿瘤扩大切除及上颌骨全切除术，上颌牙龈和腭部黏膜及眶下区皮肤均未被肿瘤侵及，术后完整保留，眼球均保留，上颌骨缺损采用钛网修复。全部病例术后2~3周给予局部放疗(60~70 Gy)。

根据术前上颌窦CT扫描数据，利用Geomagic Studio 12.0软件及镜像和反求技术，在计算机上以健侧上颌骨为模板重塑患侧上颌窦正常形态。将重塑后的患侧上颌窦模型数据转换为STL格式后传送至3D打印机(Makerbot Replicator 2X,美国)，打印出上颌窦树脂模型，根据CT扫描显示的肿瘤边界，模拟截骨范围，在树脂模型标记截骨线，然后在此模型上对拟植入的钛网(Medicon,约0.5 mm厚)进行塑形，修剪钛网使其大小超出骨缺损区域2~3 mm，超声震荡清洗后高温高压消毒备用。

在健侧鼻腔插管和全身麻醉下，采用Weber-Fergusson切口和上颌牙龈缘切口，自上颌骨前外侧和腭侧骨面翻起唇颊组织瓣和腭瓣，充分显露肿瘤，根据术前CT扫描确定的肿瘤边界和截骨线进行肿瘤扩大切除和上颌骨全切除，术中复核软组织的安全边界，切缘送快速病理，同时保护眼球等深部重要结构，将塑形好的钛网植入缺损区并就位，用5~6 mm钛钉将钛网固定在缺损周边的同侧颧骨和鼻根部骨面及对侧牙槽突基部和硬腭骨面，将唇颊组织瓣和腭瓣复位，再分层缝合面部伤口。

根据术前打印出的上颌窦正常形态，制作上颌窦树脂模型，确定肿瘤边界和截骨线，术中根据术野情况判断与术前评估是否一致，预制的钛网与术中缺损是否相符合。切除肿瘤后通过病理检查进一步确认切缘情况。术后随访，评估肿瘤预后及功能恢复情况。

所有病例均根据术前3D打印模型制定的范围完全切除肿瘤，植入的钛网不需要术中再次塑形和修剪，并与缺损周边的骨面贴合紧密。术后随访8~30个月，经临床和CT检查未见肿瘤复发。 5例术后面部外形恢复良好，两侧对称；无眼球内陷和复视，鼻腔通畅；4例牙槽突和腭部形态恢复良好，1例放疗后2周上颌牙槽突部钛网小部分外露( <1 cm²)； 语音清淅，可顺利进食，无食物鼻腔返流现象。

典型病例：男，22岁，因“左侧面颊部无痛性隆起4个月”入院，左侧上颌窦新生物活检病理提示为：上颌骨骨肉瘤。专科检查：左侧面颊部隆起，触之质硬，轻压痛，表面皮肤色泽正常；左侧鼻腔黏膜略糜烂，充血明显，鼻腔外侧壁膨隆，向中线移位，中鼻道可见血痂及鱼肉样坏死物，触之易出血；左眼球突出，复视。鼻窦CT示：左侧上颌窦占位，上颌窦前壁和内侧壁及眶下壁骨质破坏(图 1)。根据CT扫描数据，术前利用3D打印技术打印上颌骨树脂模型，根据此模型明确肿瘤切除范围、截骨线的位置、对拟植入的钛网进行塑形(图 2)。全麻下行左侧上颌窦肿瘤扩大切除及上颌骨全切除术，术中采用Weber-Fergusson切口和上颌牙龈缘切口，在保证足够的安全距离基础上扩大切除肿瘤及患侧上颌骨，将预成型的钛网植入骨缺损区并内固定(图 3)，严密缝合颌面部和上颌牙龈伤口。术后局部放疗，放疗后2周上颌牙槽突部钛网小部分外露( <1 cm²)，开口轻度受限。随访1年余，未见肿瘤复发和转移，颌面部及腭部形态恢复良好，语音清晰；无复视和眼球内陷；可进普食；CT检查示：植入的钛网很好地恢复了上颌骨和眶底形态(图 4)。

图 1

图 1 术前CT扫描显示肿瘤范围 A:轴向位CT显示肿瘤范围，上颌窦前壁、内侧壁骨质破坏； B:冠状位CT显示肿瘤范围，上颌窦内侧壁、眶下壁骨质破坏。 Figure 1 Computed tomography was performed to confirm the extent of the tumor A: An axial slice CT scanning showed the extent of the tumor. The maxillary sinus anterior and inner wall bone had destruction; B: A coronal slice showed the extent of the tumor. The inner wall of the maxillary sinus and orbital wall bone had destruction.

图 2

图 2 模型制备和钛网塑形 A 3-dimentional stereo model was printed and an individual titanium mesh was fabricated Figure 2 A:上颌骨CT三维重建； B:在计算机上以健侧(右侧)上颌骨为模板，重建患侧(左侧)上颌骨； C:3D打印的实体树脂模型，标记模拟截骨线； D:在模型上对钛网进行塑形。 A: The 3-dimentional images of maxilla on the computer; B: The mirror image of the unaffected side was used to rehabilitate the contour of affected maxilla and facial symmetry; C: A maxillectomy was simulated on the model; D: The individual titanium mesh was fabricated on the model.

图 3

图 3 A:Weber-Fergusson切口;B:肿瘤切除术后钛网植入 Figure 3 A:Weber-Fergusson incision ; B : The titinium mesh was placed into the defect after total maxillectomy

图 4

图 4 钛网植入和术后3个月CT扫描 A:术后3个月的面部外形； B:术后CT扫描冠状位； C:术后CT扫描矢状位； D:术后CT三维重建。 Figure 4 The titinium mesh was placed into the defect and the computed tomogram was obtained 3 months after surgery A: The symmetry face at 3 months after surgery; B: A coronal slice of computed tomogram; C: A sagittal slice of computed tomogram; D: Three-dimentional computed tomogram.

上颌窦恶性肿瘤是鼻科较为常见的疾病，发病率占全身恶性肿瘤的2.05%～3%，以鳞状细胞癌最为多见，此外尚有基底细胞癌、淋巴上皮癌等。本组5例上颌窦恶性肿瘤中4例为鳞癌、1例为骨肉瘤。上颌窦是上颌骨内的空腔，位于面中部，参与鼻腔、咽腔、眶底的构成，是保持面部美观和视觉、吞咽、咀嚼功能的主要结构^[3]。上颌窦恶性肿瘤位置常深在，毗邻重要的解剖结构，临床检查难以准确判断其位置、大小与边界情况。传统的CT检查可以在术前从不同的二维角度判断肿瘤的范围及附近解剖的毗邻关系，但其三维关系还需要术者术前想象和术中探查，特别是当其侵犯至眶底、翼腭窝和颞下窝时，术中努力保持肿瘤的安全边界而进行广泛切除只是术者的目标之一，如何根据患者情况和组织缺损情况，进行个体化修复及得到外形与功能相互统一还需要临床医生进一步探索。

上颌窦恶性肿瘤的外科治疗不仅仅是最大限度的切除肿瘤，修复骨缺损也同样重要，修复的最理想目标是最大程度上重建或恢复发病前的颌面部外形和功能，尽可能减少手术并发症，即保存语言、吞咽和腭咽闭合功能，关闭口鼻瘘和口腔上颌窦瘘，保持鼻腔通畅，消除术后缺损部位的死腔，促进伤口愈合，最大程度上恢复张口度和咀嚼功能，给眼球和面部软组织提供支撑，给后期种植体植入或义齿和赝复体的配戴提供支架^[4]。在某些情况下，要想达到上述理想的修复效果是有一定困难的，钛网具有良好的生物相容性和可塑性，是上颌骨缺损的理想修复材料。但是上颌骨形态不规则，用钛网修复上颌骨缺损时，在术中将钛网塑成眶底、上颌骨前外侧面、牙槽突和腭部形态极其困难，耗时长，难以达到理想的外形和功能效果，这就需要术前精确地确定肿瘤的切除范围，截骨线的位置，使手术严格按照术前设计进行。但是由于解剖结构复杂及切口暴露的限制，操作难度大^[5]。近年来计算机辅助3D打印技术在临床得到了广泛应用，显示了其独特的优势和良好的应用前景^[6]。本组病例在术前采用快速成型技术3D打印出上颌骨树脂模型，在此模型上对拟植入的钛网进行塑形。然后，在全麻下进行上颌窦肿瘤扩大切除术，将预成型的钛网植入上颌骨缺损区并内固定，严密缝合面部伤口，减少了手术时间，控制出血、降低手术风险及并发症。

3D打印技术是基于计算机设计三维模型，运用工业塑料及粉末状金属等可粘合材料，采用逐层打印的方式来构造物体模型的技术。3D打印技术克服了传统组织工程技术的局限性，不但可以准确地按要求复制形态、结构复杂的组织支架，而且可以实现不同密度的材料在一个整体的结构构建^[1]。计算机辅助3D打印通过电脑软件术前测量上颌骨缺损区域的各项数值，同时可以仿制上颌骨内部的三维结构和外部空间造型，从物体微观组织到宏观组织完整地满足个性化需求。医生术前在电脑上可以1∶ 1模拟出精确模型，精确地测量手术切除范围，制定手术范围，利用特殊镜像成型技术修复上颌骨缺损区域，重建完整的上颌骨^[7-8]，从而使得手术有的放矢，时间缩短，出血量减少，不仅恢复了患者的面部外形，而且大幅度的恢复了患者的功能。本组5例术前先行CT扫描，然后利用软件进行骨组织的三维模型重建，并根据患者的上颌骨缺失范围、大小等利用镜像技术进行和精准的修复，术后均获得满意的功能及外观恢复。

综上，计算机辅助的3D打印技术在上颌窦恶性肿瘤术后修复中的应用价值主要体现在: ①术前精确评估肿瘤范围，制定个性化修复设计与计划;②通过镜像技术，参照完好的一侧上颌骨修复骨缺损的一侧;③术中减少手术时间、控制出血、降低手术风险及并发症;④帮助患者提高对手术和预后的认识,加强医患沟通,减少患者住院手术费用，节约医疗资源。应用计算机辅助的3D打印技术可以实现术前设计、手术模拟及术后预测，有助于上颌窦恶性肿瘤切除范围的确定、重要结构的保护、骨缺损的重建、面部对称性的恢复，是一种有效的手术辅助方法，它可以打印任何完全订制的、个性化的产品。计算机辅助3D打印技术目前处于高速发展阶段，其在组织工程学、再生医学领域必将得到快速发展^[8]，成为一个新的里程碑。