2.1 3D 模型制备
术前采用 EinScan Pro 2X Plus 多功能手持 3D 扫描仪(杭州先临三维科技股份有限公司)扫描头部,注意患者双侧耳部情况,将扫描获取的头部三维数据导入 3-matic 15.0 (x64) 及 Geomagic Wrap 2017 软件,重新构建三维可视图像。再以正中矢状面方向为轴面,镜像翻转健侧耳郭后与患侧耳郭相拟合,形成再造耳外耳模型。在三维可视图像中整体分割出外耳和耳后部分颞骨乳突区域,注意选取时保留耳郭和颞骨乳突区域之间的颅耳角,为二期耳郭再造术做准备。最后将再造耳郭数据导入 3D 打印机(FS403P-M,湖南华曙高科技有限责任公司) 打印 3D 外耳模型(图 1)。
2.2 外耳模片制备
术前把透明的 X 线片贴近患者健侧耳,用记号笔在 X 线片上勾勒出外耳轮、对耳轮以及耳屏等其他结构的轮廓,勾勒时要尽力避免用力压迫外耳导致其出现形变,最后修剪出大致耳轮廓(图 2)
2.3 术前设计和手术操作
术前常规检查并评估患者能否耐受手术。同时行头颅及胸廓 CT 平扫以及肋软骨的三维重建,评估患者颌面以及肋软骨的发育情况。术前采用 3D 外耳模型或外耳膜片为再造耳郭定位,设计肋软骨耳支架植入区域并做好标记,设计残耳下部前切口线为弧形,残耳后及乳突部切口线与之延续形成 “W”形。根据肋软骨体表标志在健侧耳同侧胸部设计一长约 4.0 cm 的手术切口。
2.3.1 一期耳郭再造术 沿胸部切口设计线切开皮肤、皮下组织及肌层,广泛剥离后显露第 6~8 肋软骨,根据雕刻耳支架所需要软骨量,取出合适体积的肋软骨。依据 3D 外耳模型或外耳模片雕刻耳支架,第 6、7 肋软骨设计为基座,雕刻出耳舟、三角窝、耳甲等结构,采用第 8 肋软骨制备耳轮,注意其拟合模型耳轮的长度、宽度、高度以及螺旋形态。将雕刻好的基座、耳轮、耳屏按模型组合,并借钛丝线和 PDS 线缝合(图 3)。余下软骨碎片依据对耳轮形 态组合成“C”形的软骨支架(图 4),缝合后植入胸部切口皮下,于二期耳再造术备用。沿残耳切口设计线切开皮肤形成耳垂瓣,向后在乳突区皮下潜行分离出乳突区皮瓣,耳甲腔部位皮瓣下方保留一宽约 1.0 cm 的皮下蒂,向前潜行分离出耳屏皮瓣,并完全剥离残耳软骨。在皮瓣下旋转放入肋软骨支架,耳垂转位至后方,耳后方放入负压引流管,负压吸引显露耳郭形态,对比模型满意后,去除多余皮瓣后对位缝合。

图 1 3D 外耳模型 a. 正面 b. 侧面
图 2 X 线片制备的外耳模片
图 3 肋软骨雕刻的耳支架
图 4 “C”字形的软骨支架
2.3.2 二期耳郭再造术 于原胸部术区取一长轴约为耳轮长度,短轴长 4.0~4.5 cm 类椭圆形全厚皮片,并取出皮片下方埋置的类“C”形软骨支架。沿患侧耳轮外侧做“C”形切口,紧贴再造耳的深面向前分离至耳甲腔,向后潜行分离出耳后筋膜瓣。参照 3D 外耳模型或对术前评估确定颅耳角高度,修剪软骨支架形态,掀起再造耳,颅耳角成形,将修整后的软骨支架植于耳下方。以耳后筋膜瓣覆盖软骨支架。耳后方放置负压引流管,去除多余皮瓣后对位缝合,耳后创面以胸部全厚皮片植皮覆盖。
2.4 评价指标与分析方法
对 3D 模型组和外耳模片组的患者进行随访调查。统计每次手术从皮肤切口到缝合结束的总时长。在测量耳郭整体大小时,患者取坐位,测量每位患者健侧耳及再造耳的容貌耳长、容貌耳宽[7]。测量值读数 3 遍,取平均值,精确至 0.1 mm。所有数据均以游标卡尺测量完成。根据文献[8-9]制定了再造耳评价问卷,由 2 名对耳郭再造手术有丰富经验的临床医师共同进行评价。再造耳的大小、位置以及对称性为 30 分;再造颅耳角度为 20 分;亚单位结构相似度 情况为 50 分。总评分≥75 分者为良好组,<75 分者为不良组。评估患者及家属的满意度,术后 6 个月, 患者和(或)家属对再造耳的形态进行“非常满意” “基本满意”“不满意”或“非常不满意”的评价。
2.5 统计学处理
采用 SPSS 21.0 统计软件对数据进行统计学分析,计量资料以
表示,组间比较采用 t 检验;计数资料的组间比较采用 字² 检验,P<0.05 为差异有统计学意义。
所有患者术后获随访 6 个月。3D 模型组 44 例, 外耳模片组 18 例,均恢复良好(图 5,6)。经统计分 析,3D 模型组的手术时长较外耳模片组明显缩短 (P<0.05)。两组患者的再造耳容貌耳长 / 健侧耳容 貌耳长与再造耳容貌耳宽 / 健侧耳容貌耳宽比较, 差异无统计学意义(P>0.05)。见表 1。

图5 8 岁男性,右侧小耳畸形耳郭再造手术前后对比(3D 模型组) a. 术前 b. 一期术后 6 个月 图 6 10 岁男性,左侧小耳畸形耳郭再造 手术前后对比(3D 模型组) a. 术前 b. 二期术后 3 个月
通过 x² 检验分析整形外科医师对于再造耳评价以及患者和家属对再造耳的满意度发现,整形医师对于 3D 模型组患者的再造耳评价结果明显好于外耳模片组,差异具有统计学意义(P<0.05)。3D 模型组患者和家属对再造耳的满意度较外耳模片组稍高(x²=11.68,P<0.05)。见表 2。

先天性小耳畸形综合征在国内的发病率约为 3.06/10 000[10],主要表现为耳郭的部分缺如或完全缺如,且多伴有外耳道的狭窄或闭合,患侧耳听力较差甚至消失。随着时间的推移,该病不仅表现在患者的外观,还影响患者的心理健康,影响人际交往、生活学习,并给患者就业带来巨大的压力[11-12]。
1959 年,RC Tanzer 尝试利用自体肋软骨雕刻耳支架,借此重建外耳郭,后经 B Brent(1980 年)和 S Nagata(1994 年)等的不断改良,利用肋软骨雕刻耳支架用以重建外耳郭已经成为治疗小耳畸形的主流方法[6]。而外耳郭在人体表面器官中具有最为复杂、精密的结构,不同的层次上共有 14 个亚单位结构,形态较为抽象,整形外科医师认为,耳郭重建是一个巨大的挑战[13-15]。既往我们会采用 X 线片沿健侧耳的轮廓修剪出一个二维的外耳模片,但其不足以在术中雕刻耳支架时给予精确的指导,因为二维的外耳模片仅能提供轮廓信息,不能反映出耳舟、三角窝以及耳甲腔的深度[16]。而在术中患者的健侧耳位于盲区,术者无法再次查体,只能依赖二维的外耳模片和记忆来雕刻耳支架,经验不足的医师只能复刻出大致形态。
随着先进的图像采集技术以及 3D 打印技术更广泛地应用于医学领域,可采用 EinScan Pro 2X Plus 多功能手持 3D 扫描仪采集患者头面部影像,结合图像处理软件和 3D 打印设备制备 3D 外耳模型。该模型是健侧耳的镜像翻转。较外耳模片在术中能参考的信息更多,如耳轮的高度、宽度以及各区域旋转情况。在雕刻中可以时刻比对耳郭的立体形态, 进行不断削切来拟合各亚单位结构。本研究发现,采用 3D 外耳模型可以有效地缩短手术时间,虽然耳郭整体大小未发生明显改善,但是医师对 3D 模型组患者的再造耳评价结果明显更佳,患者和家属更满意。
该技术辅助耳支架雕刻具有以下优点:⑴术前通过多功能手持 3D 扫描仪采集患者头面部影像,安全无辐射,可多角度采集影像信息,可靠性高。在采集影像信息时无需触碰患者,健侧耳不会推挤受压, 保留了其自然状态,图像信息精度较高。⑵术前采用此模型结合肋软骨三维重建影像,判断各结构的空间位置关系,预先进行雕刻设计。更客观的精细化雕刻耳支架,缩短手术时长,降低手术风险。⑶在耳郭再造二期手术时可以通过 3D 外耳模型调整颅耳角, 避免术者在经验和主观感觉的影响下导致双侧耳颅角大小差距过大,保证双侧耳颅角对称。
术中注意事项:⑴该 3D 外耳模型在设计时主要参考了健侧耳的形态,是健侧耳的镜像翻转,为去除耳软骨表面的皮肤软组织。同时术中肿胀液和组织的充血、水肿都会对皮瓣的厚度产生影响,术中剥离皮瓣厚度约 2 mm,在雕刻耳舟、三角窝时会适度增加深度,突出部位更加立体。雕刻完成后,将耳支架放入皮瓣下方后负压吸引成形,即刻和 3D 外耳模型对照,去除局部肿胀水肿的因素,如差别较大则及时调整,术后 3 个月可见再造耳形态良好。⑵部分小耳畸形患者的患侧颜面短小,颞部发育不全,术前依据健侧耳制备的 3D 外耳模型因可能导致再造耳较健侧耳低平,不能直接用于术中参照。术前需要结合头颅 CT 影像调整 3D 外耳模型形态,修正高度,使术后两侧耳对称。
本研究也存在不足,如纳入例数较少,随访时间较短,以及再造耳愈合时的瘢痕形成,皮瓣的收缩均可能对愈后效果产生影响。此外,由于部分患者年龄较小,健侧耳可能还具有生长趋势。我们将在以后的研究中采集再造耳颅耳角等结构信息,扩大纳入例数,延长随访时间,进一步完善相关研究。
目前,图像采集技术和 3D 打印技术在自体肋软骨耳郭再造术中得到了广泛应用,以此技术制备合适的 3D 外耳模型为模板,可以有效地缩短手术时长,获得更满意的术后效果。未来随着 3D 生物打印技术和组织工程技术的突破,有望直接制备出具有生物相容性、无毒性的个性化的耳支架,避免自体肋软骨移植的缺陷,迈入小耳畸形综合征治疗的 新纪元。