微创正颌外科的临床应用研究进展

doi:10.3969/j.issn.1674-8115.2025.01.012

微创正颌外科的临床应用研究进展

王睿阳^,¹^,²^,³, 刘凯¹^,²^,³, 王旭东^,¹^,²^,³

1.上海交通大学医学院附属第九人民医院口腔医学院口腔颅颌面科，上海 200011

2.国家口腔疾病临床医学研究中心，上海 200011

3.上海市口腔医学重点实验室，上海市口腔医学研究所，上海 200011

Research progress in the clinical application of minimally invasive orthognathic surgery

WANG Ruiyang^,¹^,²^,³, LIU Kai¹^,²^,³, WANG Xudong^,¹^,²^,³

1.Department of Oral & Cranio-Maxillofacial Surgery, College of Stomatology, Shanghai Ninth People's Hospital, Shanghai Jiao Tong University School of Medicine, Shanghai 200011, China

2.National Clinical Research Center for Oral Diseases, Shanghai 200011, China

3.Shanghai Key Laboratory of Stomatology & Shanghai Research Institute of Stomatology, Shanghai 200011, China

通讯作者: 王旭东，主任医师，博士；电子信箱：xudongwang70@hotmail.com。

编委: 邵碧云

收稿日期: 2024-05-17 接受日期: 2024-11-20 网络出版日期: 2025-01-28

基金资助:

国家重点研发计划. 2023YFC2414100

Corresponding authors: WANG Xudong, E-mail:xudongwang70@hotmail.com.

Received: 2024-05-17 Accepted: 2024-11-20 Online: 2025-01-28

作者简介 About authors

王睿阳（2003—），女，博士生；电子信箱：wangruiyang333@sjtu.edu.cn。 E-mail：wangruiyang333@sjtu.edu.cn。

摘要

正颌外科是一种通过切开畸形的上下颌骨骨段，将牙-颌骨复合体移动至设计的矫正位置，以建立协调的牙弓与牙颌关系，并改善面部外形的外科手术方式。随着医疗技术的迅速发展和临床实践经验的不断积累，结合内镜、压电手术刀、激光、导航和机器人等微创手术器械的微创正颌外科凭借着其创伤小、精确度高等优势，逐渐成为正颌外科领域中研究和关注的焦点。目前，微创正颌外科的临床应用尚未得到系统性阐述。鉴于其对正颌外科领域发展的推动作用，该文将对微创正颌外科临床应用的最新进展进行综合评述与展望，旨在为未来的研究与临床实践提供参考。

关键词： 正颌外科 ; 微创 ; 加速康复

Abstract

Orthognathic surgery is a procedure that involves cutting the deformed segments of the upper and lower jawbones and moving the dentoalveolar complex to a predetermined corrective position, aiming to establish a harmonious dental arch and occlusal relationship and improve facial appearance. With the rapid advancement of medical technology and the accumulation of clinical experience, minimally invasive orthognathic surgery, which uses endoscopy, piezoelectric bone scalpels, lasers, navigation systems, and robotic-assisted surgical devices, is gaining increasing attention due to its advantages of minimal trauma and high precision. However, the clinical application of minimally invasive orthognathic surgery has not yet been systematically explored. Given its significant role in advancing the field of orthognathic surgery, this paper aims to provide a comprehensive review of the latest progress in the clinical application of minimally invasive orthognathic surgery and offer an outlook on future directions, with the goal of providing valuable insights for future research and clinical practice.

Keywords： orthognathic surgery ; minimally invasive ; accelerated rehabilitation

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本文引用格式

王睿阳, 刘凯, 王旭东. 微创正颌外科的临床应用研究进展. 上海交通大学学报(医学版)[J], 2025, 45(1): 101-106 doi:10.3969/j.issn.1674-8115.2025.01.012

WANG Ruiyang, LIU Kai, WANG Xudong. Research progress in the clinical application of minimally invasive orthognathic surgery. Journal of Shanghai Jiao Tong University (Medical Science)[J], 2025, 45(1): 101-106 doi:10.3969/j.issn.1674-8115.2025.01.012

正颌外科旨在矫正异常发育的颌骨，建立上下颌之间协调的咬合关系和位置关系，从而改善患者的咀嚼功能和面部外形，提高患者的生活质量^［1-3］。近年来，正颌外科手术领域涌现出了许多新的技术和方法。其中，微创技术因其创伤小、恢复快、并发症少、精确度高、术后舒适度佳等优势备受关注。微创技术是利用微创手术器械以最小程度地切开黏骨膜、剥离软组织、暴露骨面和切割骨，从而减少术中出血和术后肿胀，加速术后康复的手术方式^［4-6］。将微创技术应用于正颌外科中，既优化了治疗效果，又为术者在确保手术安全性和提高手术精度等方面提供了更多的选择^［7，8］。本文拟对微创正颌外科手术方法在临床应用中的最新进展进行综合评述。

1 内镜在微创正颌外科手术中的应用

传统的正颌手术常需通过较大面积的切口和组织剥离以实现解剖区域的充分可视化，且引起血管、神经损伤等并发症的风险较高。内镜可以通过自然开口或小切口进入人体内部，通过高清成像系统和光源为术者提供内部结构的实时图像，以便于诊断和治疗^［9-11］。将内镜应用于正颌外科手术，可以扩大术中操作区域视野，减少手术创伤并缩短恢复时间。

OSORIO等^［12］提出了一种应用内镜辅助LeFort I型截骨术的手术方法。该方法首先在一侧侧切牙至对侧侧切牙前庭沟外侧切开黏骨膜，然后在内镜的辅助下最小程度地剥离软组织，以暴露鼻上颌支柱、颧上颌支柱和尖牙支柱。继续剥离鼻腔黏膜，使上颌窦内壁可视化，并标记截骨线，随后使用往复锯放置在截骨线处进行截骨。截骨完成后，借助内镜将翼上颌交界处可视化，利用锐利的直骨刀完成从鼻嵴至翼上颌交界处的截骨，最后通过钝性骨凿完成翼上颌连接的分离。相较于传统LeFort I型截骨术，该方法不仅减小了切口长度，而且克服了上颌骨前部至后部通道较小的困难，从而解决了LeFort I型截骨术中上颌后部操作区域视野不足的问题，降低了因盲目操作引起血管损伤等并发症的风险，有效提高了手术操作的准确性。

在传统的下颌支垂直截骨术（intraoral vertical ramus osteotomy，IVRO）中，术中操作区域视野受限可能增加上颌动脉和下牙槽神经（inferior alveolar nerve，IAN）损伤的风险。为实现解剖结构的充分可视化，IWAI等^［13］提出了一种应用内镜辅助IVRO的手术方法。术中首先自下颌支前缘至下颌第一磨牙前庭沟外侧切开黏骨膜，再通过内镜辅助最小程度地剥离软组织，以暴露下颌支外侧面，保护上颌动脉、IAN等软组织。随后借助内镜可视化，将摆动锯深入到下颌小舌后部，在其后方8 mm处自乙状切迹向下进行垂直截骨，将下颌骨近心骨段和远心骨段完全分离。这一方法可以扩大术中操作区域视野，进而降低盲目操作引起上颌动脉和IAN损伤等并发症的可能性，并减少对邻近结构的医源性损伤。

此外，ALASSERI等^［14］提出了一种将内镜与压电手术刀结合用于颏成形术的方法。术中首先在颏部正中对应的黏膜处行1.5 cm长的垂直切口，再利用内镜技术在下颌下缘以上剥离软组织以暴露骨面，并将颏神经和下颌下缘可视化，随后在内镜的辅助下利用压电手术刀在颏孔下方5 mm处进行截骨操作，有效保证了截骨的准确性和可控性。与传统的方法相比，该技术不仅可以显著缩短切口长度，减小组织剥离的范围，还扩大了术中的操作视野，为术者提供了更大的操作空间，同时显著提升了患者的手术体验，加快了术后康复进程。

2 压电手术刀在微创正颌外科手术中的应用

压电手术刀可以利用压电效应，将电能转化为超声振动。将压电手术刀应用于正颌外科手术，可以实现精确截骨，避免损伤软组织，从而降低术中出血和术后神经感觉障碍等并发症的风险。此外，该手术刀在切割过程中产生的热量较少，有助于保护骨组织的生物活性，促进术后愈合。因此，压电手术刀在微创正颌外科中展现出良好的应用前景^［15-16］。

传统颏成形术可能常常伴随着出血、颏神经损伤、牙损伤和术后肿胀等并发症。为降低以上并发症的发生率，BERTOSSI等^［17］提出了一种在颏成形术中应用压电手术刀的方法。手术过程中，首先在一侧第一前磨牙至对侧第一前磨牙前庭沟外侧切开黏骨膜，再剥离软组织并暴露骨面，然后在颏孔下方大于5 mm处标记，随后沿标记线使用压电手术刀进行截骨。作者指出，采用压电手术刀可以在不损伤口底软组织的情况下有选择性地切割骨质结构，从而减少了术中出血，提高了手术的安全性。为进一步提高手术操作的精确性，ANTÚNEZ-CONDE HIDALGO等^［18］提出了一种将计算机辅助设计与制造（computer-aided design and manufacturing，CAD-CAM）技术与压电手术刀结合用于颏成形术的方法。该方法首先采用CAD-CAM技术参照虚拟手术计划设计截骨导板，然后在保护颏神经的前提下用压电手术刀沿截骨导板进行截骨，以确保截骨路径远离颏神经和牙根。随后按照虚拟手术计划移动颏部骨块，利用依照术前虚拟手术方案设计制作的个性化钛板植入物进行固定。该方法显著提高了截骨的精确性，同时简化了手术操作，并减少了术后水肿、疼痛等不适。

往复锯常用于进行下颌角截骨术（mandibular angle ostectomy，MAO）。然而，往复锯的机械效能高、振动幅度大，易导致截骨线偏离设计路线和损伤周围软组织。为了保证截骨的精确性，减少对邻近结构的医源性损伤，黄锦华等^［19］提出了一种将截骨裂钻与压电手术刀结合用于MAO的方法。术中首先使用截骨裂钻切透坚硬且厚实的下颌骨外板直至松质骨以定位截骨线，再使用压电手术刀切透骨松质及内侧骨板。作者指出，相较于传统MAO，该方法不仅可以提高手术的安全性，还可以降低截骨处的温度，从而减少骨损伤，加速组织愈合。

为避免在矫正下切牙唇倾角过大并伴牙列拥挤的错颌畸形中拔除双侧前磨牙，SAHIN等^［20］提出了一种利用压电手术刀进行下颌前部根尖下截骨术（anterior mandibular subapical osteotomy，AMSO）的方法。该方法首先在下切牙龈缘下水平切开黏骨膜，剥离软组织并暴露骨面，随后使用压电手术刀在侧切牙至尖牙或尖牙至第一前磨牙间进行根尖下截骨。旋转和前移牙-骨复合体可以改善切牙倾斜角度和咬合功能，从而提高软组织轮廓美观度。在该过程中，使用压电手术刀可在不拔牙的牙列拥挤情况下精确进行根尖下截骨，从而有效避免牙齿及软组织的损伤。

此外，DEAN等^［21］将计算机辅助导航压电手术（computer-assisted navigated piezoelectric surgery，CANPS）应用于正颌外科中。该方法首先在术前将患者计算机断层扫描（computed tomography，CT）资料及治疗方案导入计算机导航系统，再将带有动态参考系的坐标支架固定在患者的颅骨上以识别头部的三维空间位置，同时将3个跟踪球体锚定在压电手术刀上，并通过校准矩阵将其与导航设备连接，确保术者能够在屏幕上实时监控压电手术刀与截骨区域的相对空间位置。借助这一方法，术者可在导航的引导下控制压电手术刀截骨的位置与深度，从而显著提高手术的精度和安全性。

3 激光和导航在微创正颌外科手术中的应用

激光具有定向和高度聚焦等特点，能够将光能精确传递并集中在非常小的区域内^［22-24］。将激光用于正颌外科手术可以减少对组织的损伤，实现精准的截骨操作。导航是一种利用实时成像和定位技术，以提供精确的解剖结构定位的技术^［25-27］。将导航应用于正颌外科，可以在减少组织切开及剥离范围情况下准确定位截骨线，并确保手术操作的准确性，避开重要的解剖结构，减少损伤。该技术正逐渐成为研究和关注的焦点。

EBELING等^［28］提出使用CARLO^®机器人辅助激光进行上颌LeFort I型截骨术。该方法是在一侧第一磨牙至对侧第一磨牙前庭沟外侧切开黏骨膜后，剥离软组织并暴露骨面，再借助光学摄像机将术前计算机三维重建的虚拟上颌骨与患者上颌骨相关联，然后借助导航设备定位截骨线。在确认截骨线位置正确后，术者打开激光并通过持续按压触发按钮以控制激光，同时借助机器人引导激光进行自动截骨。此时可在监视器上实时观察截骨效果。相较于传统LeFort I型截骨术，该方法可将术前制定的手术计划直接传输给CARLO^®机器人，实现手术流程的标准化，减少人工失误，进而提高手术精度，降低并发症的发生率，对加速术后恢复具有积极意义。并且，该技术克服了传统LeFort I型截骨术中手术器械操作的空间限制。同时，作者也指出，利用该技术进行正颌手术，其安全性和准确性还有待进一步评估。

此外，KOYACHI等^［29］提出了一种采用CAD-CAM技术和混合现实（mixed reality，MR）手术导航进行LeFort I型截骨术的方法。MR手术导航可将虚拟现实（virtual reality，VR）和增强现实（augmented reality，AR）技术融合，实现虚拟物体在现实世界中的叠加显示和实时交互。作为一种MR头戴式设备，HoloLens可在术中呈现基于临床成像数据重建的三维全息图。术前，首先通过CT和激光扫描获取数据，以创建模型并制定手术方案，再借助CAD-CAM技术制造外科夹板、截骨装置和复位装置。术中，当HoloLens识别出夹板上的校准标记后，术者即可在截骨和复位装置的辅助下，按照手术计划完成LeFort I型截骨术。该技术可显著提高手术操作的精度，减少手术时间。

为在拥挤的牙弓上实施上颌前部截骨术（anterior maxillary osteotomy，AMO），YE等^［30］提出了一种应用导航技术辅助进行AMO的手术方法。该方法在实时图像导航的辅助下，用探针在上颌骨颊侧皮质上标记出牙间垂直截骨线的位置，再应用截骨器械沿截骨线向腭骨进行截骨。截骨过程中实时检查牙间截骨深度和方向。随后依次完成鼻旁和腭区的水平截骨，直至将前上颌骨完全分离。相较于传统的AMO，该方法可通过显著提高AMO的准确性，减少牙齿损伤的发生率，从而降低由其引起牙根硬化病变、溶骨病变或牙根吸收等并发症的可能性。

鉴于下颌骨解剖结构复杂，传统下颌支矢状骨劈开术（sagittal split ramus osteotomy，SSRO）存在引起IAN损伤和意外骨折的风险。为解决这一问题，NAUJOKAT等^［31］提出了一种应用导航技术辅助SSRO的手术方法。该方法在术前利用导航软件处理锥形束计算机断层扫描（cone beam computer tomography，CBCT）获得的数字化模型，并标记计划的截骨线。术中通过对下颌进行导航配准跟踪，然后校准手术器械，便可根据术前虚拟手术计划完成下颌骨截骨。研究结果表明，该方法可以有效减少对邻近结构的医源性损伤，提高手术的精度和安全性。

4 机器人在微创正颌外科手术中的应用

机器人通过整合导航系统、力反馈技术及激光引导技术，能够精确控制手术器械，辅助术者在手术过程中进行精准的截骨操作。将机器人应用于正颌外科手术，不仅缩短了手术时间，还能提高手术的稳定性与安全性，减少术中出血和术后并发症，进而加速患者的康复。激光机器人在微创正颌外科手术中的应用已如上文所述。

为解决机器人辅助正颌手术中存在的手术区域力信息缺乏和术者干预不足的问题，WU等^［32］研发了一种结合导航和力反馈系统的手术机器人。机器人软件系统采用自主开发的CMF robot Plan 1.0，具有术前虚拟手术设计、机器人手术路径规划、术中导航等功能。术中，术者不仅可以通过导航系统获取视觉反馈，还可以通过力反馈操纵杆实时获取手术区域的力信息，从而根据临床经验有效地控制机器人的操作。该方法提高了机器人的安全性和灵活性，优化了手术效果。然而，仍需进一步研究以使机器人在截骨过程中能够模仿人手的上下晃动，从而克服阻力过大和切削力不足导致的截骨堵塞问题。

孙铁成^［33］还研发了一种基于Universal Robots 第五代机器人原型机改进而成的配备手术导航系统和压电手术刀的人机协同机器人。术前，首先将与导航系统配备的红外线追踪器Tracker固定在患者头部，再进行CT扫描，并将获取的数据导入ProPlan CMF 3.0软件以进行三维重建；然后设计截骨平面，并将制定的手术方案导入机器人导航系统。术中，首先将Tracker固定在原位，以确保术前和术中Tracker的一致性，从而减少操作误差；再将其安装在机械臂上，使颌骨与导航中的虚拟颌骨保持在同一三维空间中；然后切开黏骨膜、剥离软组织、暴露骨面，随后使用机械臂末端压电手术刀沿规划的截骨路径进行截骨。该方法可提高手术操作的精准性、对称性和安全性，减少术后并发症。

5 总结与展望

微创正颌外科通过使用微创手术器械，为牙颌面畸形患者提供了更加舒适和精准的治疗方式，同时也为正颌外科的技术创新带来了新的发展机遇。尽管目前关于微创正颌外科的术后长期稳定性及实用性尚需进行更深层次的评估，但不难发现相关微创正颌外科技术在临床应用中仍面临以下问题。首先，设备的高昂成本限制了其在资源有限的医疗机构中的普及应用。其次，该技术的临床适应证相对有限，术者需要根据患者的个体差异进行严谨评估以确定其适用性。再者，相较于更成熟的传统正颌手术，微创正颌手术仍处于发展和完善阶段，患者对这一新兴技术的接受度有待提高。此外，该技术的学习曲线较长，术者需投入大量时间与精力以掌握其操作要领，并且设备故障可能对手术结果造成不利影响，尚需进一步提升技术的稳定性与可靠性。

未来，随着科学技术的高速发展，设备成本可进一步降低，从而促进微创正颌外科技术的普及应用；并且，临床实践的不断积累不仅可以推动微创正颌手术标准化操作流程的建立与完善，还可以提升其治疗较复杂病例的能力。同时，随着VR模拟手术平台的广泛应用，术者可以在无创环境下进行高频次的操作训练以熟练掌握该技术，从而提升手术的精准性。此外，应急处理机制的不断健全将有助于术者在短时间内妥善解决微创正颌外科手术中的设备故障，为患者安全提供保障。总之，微创正颌外科手术方法的创新为正颌外科提供了更广阔的发展前景，但仍需持续研究以提高其实用性和安全性，从而为患者提供更可靠、精准和个性化的治疗选择。

作者贡献声明

王睿阳负责文献的检索和文章的撰写，刘凯参与文章的修改，王旭东负责指导文章的写作并参与论文的修改。所有作者均阅读并同意了最终稿件的提交。

AUTHOR's CONTRIBUTIONS

WANG Ruiyang was responsible for literature search and thesis writing. LIU Kai participated in article revision. WANG Xudong was responsible for guiding article writing and participated in paper revision. All the authors have read the final version of paper and consented for submission.

利益冲突声明

所有作者声明不存在利益冲突。

COMPETING INTERESTS

All authors declare no relevant conflict of interests.

参考文献

原文顺序

文献年度倒序

文中引用次数倒序

被引期刊影响因子

[1]

WEISS R O 2nd, ONG A A, REDDY L V, et al. Orthognathic surgery-LeFort I osteotomy[J]. Facial Plast Surg, 2021, 37(6): 703-708.