作者单位：??重庆，第三军医大学大坪医院野战外科研究所颌面头颈外科

快速成型技术又称快速原型技术，是国外20世纪80年代后期发展起来的一种高新制造技术，在医学领域中应用的报道始于20世纪90年代初[1]。外科学是快速成型技术最早应用的医学领域，目前该技术已经应用于口腔颌面外科[1]、神经外科[2]和矫形外科[3]等领域。口腔颌面外科领域的引入可以追溯到1991年，奥地利维也纳的口腔颌面外科医师首次将这种技术用于术前辅助制定手术方案。随后在颌面头颈外科中的应用，从简单的制作模型到复合材料、复杂假体的制作修复，甚至已用到组织工程器官的制作中[4]?。自2001年上海交通大学第九人民医院运用计算机辅助设计(computer?aided?design,CAD)/计算机辅助制造(computer?aid?manufacturing,CAM)系统和快速成型技术制作出个体化的颌骨原型，并用以设计制作个体化的钛网和钛板修复颌面部骨缺损后，该技术在国内开始兴起。由于该技术具有直观简单、高效精确、个性化制作任意成型等特点，近年来在国内得到快速的应用和发展。随着3D打印机的普及，快速成型技术在临床上的应用正在逐步推广，但对大多数医院而言因为设计技术上的差距、导板制作难度大和材料限制等诸多因素，该技术优势尚未得到充分体现。本文通过对该技术的基础和临床研究进行回顾和总结，结合笔者在国外访问学习的经历和临床病例的经验，分析应用快速成型技术重建颅颌面模型、CAD/CAM等计算机辅助外科技术对诊断和治疗颌面部复杂骨折和颅面骨缺损的优势、存在问题和解决办法。相信在不久的将来，包括快速成型技术在内的计算机辅助外科技术将会给颌面头颈手术乃至整个外科带来革命性变化，实现传统经验医学向微创、精确、数字化医学过渡。

1　快速成型技术的基本原理

快速成型技术的原理是将CAD/CAM、计算机数字控制(CNC)、激光精密伺服驱动和新材料等先进技术集于一体，依靠计算机构成的物体三维模型，然后利用切片软件将三维模型分层切成1~2mm的薄片，得到各层截面的二维轮廓，即将三维信息转换为系列二维信息，各层截面轮廓数据转换成数控加工的命令，控制激光来选择性切割纸或固化液态树脂，烧结粉末材料，形成各截面轮廓并逐步顺序叠加成三维实体模型[5]。整个制造过程在计算机控制下进行，采用分层制造、逐层叠加的原理，在短时间内可以直接制造出任意复杂形状的实体模型。利用快速成型技术可以加工出内外部三维结构完全仿真的生物模型(bio-model)，其线形误差<0.05mm，总体误差≤0.1%[6]。这样的精度完全可以满足外科手术的需要，同时也克服了获取生物解剖模型的难度和伦理道德学问题，为临床实际病变的再现和直观化、提高诊断率、模拟手术、制定手术方案、预判和检验手术效果[7]、便于医患沟通和医学培训等方面提供可能，其优越性是目前的二维CT、三维CT远远无法企及的。

快速成型技术制作仿真实体模型流程的第一步是数据采集。通过CT或MRI等影像设备行放射性扫描获得三维图像的原始数据。目前对于骨组织的扫描常规是用CT，随着64排甚至256排螺旋CT的普及，以及近年来电子束CT(electron?beam?CT,EBCT)和锥形束CT(cone?beam?CT,CBCT)的逐步应用，目前对大多数综合医院而言，获得理想的颅面骨数据(Dicom格式)已非难事。为了保证仿真实体模型的精确度，要求扫描层厚≤1mm。获得的数据导入三维重建的软件(Mimics、Geomaigic?or?等?)，这些软件可以读取Dicom格式的数据，通过设置不同密度组织的阈值，构建形态曲面，重建三维模型，并可以在计算机上以STL格式(surface?tesselation?language)保存。STL格式是3D打印机可以识别的格式，根据临床的需要利用不同的工艺技术和不同材料打印出临床需要的三维实体仿真模型[5，8]。

2　快速成型技术在颌面头颈外科中的应用及临床病例

目前快速成型技术在颌面头颈外科主要用于制定手术方案、模拟手术和制作个体化的植入假体[9-11]，下面将结合笔者国外访问学习的经验和笔者科室的具体实际情况通过典型病例展示介绍该项技术在笔者科室的开展情况、存在问题及解决办法。

2.1　数据的获取和制作仿真实体模型　所有患者均行颌面部三维CT(64排或256排螺旋CT)扫描获得三维重建的原始数据(Dicom格式)，扫描层厚0.625mm。将原始数据以Dicom?格式导入三维重建软件(Simpleware?公司)，定义好三维坐标顺序后，利用区域增长功能从原始Dicom?文件中分割出骨性重建部分，并根据需要选择重建部分模型，并在软件上进行骨折复位、肿瘤切割、移植骨块的选择、效果检验等操作，最后根据需要将选定部分行三维重建，数据以STL格式保存。再把STL格式数据送到上海普天阳公司制作仿真模型。最后在仿真模型上进行手术模拟、预制钛板、检验效果、制作手术导板等操作，最终确定手术方案，并将模型环氧乙烷消毒备用。