虚拟现实与计算机导航外科在下颌骨牵引成骨技术中的初步应用

颌骨牵引成骨术可以有效地延长骨及周围软组织，具有操作简便、疗效稳定等优势，在各类颅颌面部骨畸形和缺损的治疗中有着巨大的优势。牵引成骨的设计以往多依靠影像学资料与头颅牙齿模型，对于复杂的牙颌面畸形病例，在精确性及可重复性上有着明显不足。计算机辅助外科与导航外科技术在口腔颌面外科领域的发展，为牵引成骨治疗的规划提供了一个新思路。本项目旨在应用计算机辅助外科的理念，结合虚拟现实技术，应用三维可视化软件平台，制定详细的牵引治疗方案，具有可视化、可重复、精度高的特点。借助导航外科技术可将手术规划十分准确地转移到手术现场，确保治疗的精确性。本研究预期建立下颌骨牵引成骨手术规划和临床操作系统，其完成可填补国际相关研究空白。

本研究目的旨在应用计算机外科技术的先进理念，采用计算机辅助设计和虚拟现实技术，在三维可视化软件平台上制定详细的牵引治疗方案。同时，借助导航外科技术可将手术规划准确地转移到手术现场，提高下颌骨牵引成骨术诊疗的整体精确性。.本项目的主要内容包括下颌骨牵引成骨虚拟手术规划软件功能的开发、导航辅助下颌骨牵引成骨术软件模块功能的开发、以及山羊导航辅助下颌骨牵引成骨术的实验研究。.本研究主要结果：一、在现有计算机三维规划软件平台上，结合前期研究的结果，在TBNavis-CMFS系统中初步建立了一种模拟下颌骨牵引成骨手术规划的方法，可以设计特定牵引器摆放的位置，然后模拟截骨手术和骨块牵引移动，通过虚拟手术判断骨骼延长后到达的位置，来确定符合不同个体的个性化治疗方案。二、通过多次改进，研制成功了一种新型的导航专用下颌骨牵引器，设计关键是在牵引器特定部位上设计了可拆卸式的定位跟踪参考架，使定位配准后的牵引器能在导航环境下被红外线所识别，术中可以实时定位牵引器所在的空间位置，根据术前设计精确地安放到指定部位，并可根据需求随时调整治疗方案，从而进一步提升了导航牵引成骨手术的精度和实际操作的灵活性，产品已获得专利授权。在导航方法上，通过定位跟踪器的装置安放与下颌，提高了下颌骨导航手术的精确性与操作的便捷性。三、通过山羊的动物实验，建立了导航辅助山羊下颌骨牵引成骨术的实验方法，通过牵引到位后山羊下颌骨CT扫描数据与术前规划结果进行重叠比较，发现两者间没有统计学差异。.本研究初步建立了数字化下颌骨牵引成骨手术规划方法，开发了专用的导航辅助下颌骨牵引器，建立了成熟的下颌骨导航牵引成骨术手术方法。结果表明计算机辅助设计可以有效地应用到下颌骨牵引成骨手术规划中，导航外科辅助的下颌骨牵引成骨技术可以精确有效地将术前规划转移到实际手术中，研究思路及结果在国内外尚未见相关报道，具有较高的创新性，在口腔颌面外科领域属前沿技术并填补相关研究空白。