《Oral and Maxillofacial Surgery》：Three-dimensional virtual planning reduces operative time in orthognathic surgery: a procedure-specific retrospective study incorporating additive manufacturing
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目的：三维虚拟手术规划（3D-VSP）在正颌手术中的应用日益广泛；然而，关于其对实际手术效率和术中失血量影响的术式特异性证据仍然有限。本研究旨在评估3D-VSP的实施与不同正颌手术方式下手术时间及术中失血量的关联。方法：本回顾性队列研究纳入了在单个学术机
目的：三维虚拟手术规划（3D-VSP）在正颌手术中的应用日益广泛；然而，关于其对实际手术效率和术中失血量影响的术式特异性证据仍然有限。本研究旨在评估3D-VSP的实施与不同正颌手术方式下手术时间及术中失血量的关联。方法：本回顾性队列研究纳入了在单个学术机构进行连续正颌手术的患者，比较了3D-VSP全面实施前（2019–2020年）与整合了内部增材制造（n?=?344）后（2023–2024年）的两个时期。针对不同术式进行了多元线性回归分析，并对年龄、性别和外科医生经验进行了调整。结果：3D-VSP实施后，矢状劈开升支截骨术（SSRO）的手术时间缩短了约36分钟，Le Fort I型（LF1）联合SSRO缩短了约50分钟，分段式LF1联合SSRO缩短了约42分钟，总手术时间减少了15–20%。口内垂直升支截骨术（IVRO）相关术式未观察到有意义的减少。仅在SSRO中观察到具有统计学意义但幅度较小的术中失血量减少。时间节约效应与外科医生经验无关。结论：3D-VSP在正颌手术中的临床获益具有术式依赖性，在几何结构复杂的SSRO相关手术中最为显著。这些发现支持在常规实践中针对性地实施数字化规划和增材制造工作流程，以提高手术效率。
**论文主体内容解读**
正颌手术是治疗牙颌面畸形、改善功能与面部和谐的成熟术式。尽管当代技术安全性高、可预测性强，但手术时间和术中失血量仍是重要的临床考量因素，尤其在复杂的双颌手术中。过长的手术时间可能增加麻醉暴露、围手术期资源消耗；而出血过多会影响术野清晰度和术后恢复。传统的正颌手术规划依赖于实体石膏模型上的模型外科，该方法耗时、费力且易受手工误差累积的影响。随着数字成像、分割和计算机辅助设计技术的发展，三维虚拟手术规划（3D-VSP）得以实现，它能够模拟截骨、评估骨性干扰并预测术后骨骼关系。大量研究证实，与传统技术相比，虚拟规划能提高骨骼位置的精度和可重复性。同时，增材制造（通常指3D打印）技术扩展了数字化规划的临床应用，使得直接制造中间及最终咬合导板、手术导板和实物解剖模型成为可能。因此，3D-VSP与增材制造应被视为一个综合数字工作流程的组成部分，而非孤立的技术。
尽管支持3D-VSP精度的证据充分，但其在常规临床实践中对手术效率的影响尚不清楚。既往研究主要关注位置精度、稳定性或患者特异性植入物工作流程，对实际手术结局如手术时间和失血量的关注相对有限。且现有数据异质性高，常未能充分考虑手术复杂性或外科医生经验。数字化规划是否能在常规实践中带来具有临床意义的手术时间和失血量减少仍不确定。因此，本研究旨在评估在一个整合了数字化规划与内部增材制造的综合工作流程中，引入3D-VSP对不同正颌手术方式手术时间和术中失血量的影响，并调整患者特征和外科医生经验。论文发表在《口腔颌面外科》（Oral and Maxillofacial Surgery）杂志。
为开展此项研究，研究人员采用的关键技术方法主要包括：基于标准化方案获取术前计算机断层扫描（CT）图像，并导入专用颅颌面模拟软件（Mimics Enlight CMF）进行图像分割与三维重建；在虚拟环境中完成截骨模拟、骨段重新定位及干扰分析；根据最终虚拟计划，在内部牙科实验室通过增材制造（3D打印）技术制作中间和最终咬合导板，并打印实物解剖模型用于术中参考。本研究的样本队列来源于日本冈山大学医学、牙科学与药学部口腔颌面外科，包含在2019-2020年（3D-VSP实施前）和2023-2024年（3D-VSP全面实施后）两个时期连续接受正颌手术的患者。
**研究结果**
本研究共纳入344例患者。在手术时间方面，研究结果显示，3D-VSP的引入显著缩短了所有基于SSRO的手术时间。具体而言，单纯SSRO的手术时间减少了约36分钟，LF1联合SSRO减少了约50分钟，分段式LF1联合SSRO减少了约42分钟，相当于总手术时间减少了15-20%。对于基于IVRO的手术（包括单纯IVRO和LF1联合IVRO），手术时间未观察到有意义的减少。在外科医生经验分层分析中发现，在SSRO和LF1联合SSRO术式中，无论是经验较少还是经验丰富的外科医生，在3D-VSP实施后手术时间均显著缩短，且外科医生经验与3D-VSP实施之间未观察到显著的交互作用，表明时间节约效应独立于外科医生经验。在术中失血量方面，研究发现仅在SSRO组中，经过多元变量调整后，观察到具有统计学意义但幅度较小的失血量减少。在其他术式中未观察到显著差异。在外科医生经验分层中，失血量在实施3D-VSP前后无显著变化。
**讨论部分总结**
本回顾性队列研究评估了在常规正颌手术中，引入包含虚拟规划和增材制造的综合数字化工作流程与手术结局（手术时间与失血量）的关联。通过针对不同术式、调整患者特征和外科医生经验的分析，研究人员发现3D-VSP与基于SSRO的手术时间显著减少相关，而对基于IVRO的手术影响有限。仅在SSRO组观察到统计学显著但幅度较小的术中失血量减少。手术时间的减少在SSRO单独手术及与LF1联合的手术中最为明显，幅度约为36至50分钟。这些手术涉及复杂的三维重定位和精细的骨干扰处理，虚拟规划能够帮助术前识别这些空间限制，提高手术移动的可预测性，从而可能减少术中决策时间和重复调整。这一时间的减少，尤其是在复杂的双颌手术中，具有临床意义。
从经济角度看，虽然实施3D-VSP需要额外资源，但在高手术量的环境中，观察到的手术时间减少可能对改善手术室资源配置具有潜在价值。此外，数字化规划还显著缩短了术前计划时间，便于模拟和修改，尤其在复杂和不对称病例中优势明显，并改善了数据管理。相反，IVRO相关手术的截骨线更标准化、骨段重定位有限，对三维精度要求较低，这可能限制了详细虚拟规划的额外益处，支持了数字化规划的益处是术式依赖而非普遍适用的观点。关于失血量，SSRO组的减少幅度小，且在多元调整后才具有统计学意义，本研究并非旨在建立3D-VSP与止血控制之间的因果关系。
外科医生经验独立影响手术时间，但3D-VSP的实施在不同经验水平的外科医生中均能提高效率。在教学环境中，3D-VSP可作为共享的空间参考，协调主治医师和学员的手术策略。除了手术效率，3D-VSP还提供了客观可视化、精确量化和团队标准化沟通等概念性优势，可能增强程序的可预测性和质量控制。
本研究的局限性包括：前后对照设计可能存在时间相关混杂因素；无法排除病例复杂性和学习曲线相关的残留混杂；详细解剖变量（如骨骼移动量）数据缺失；以及单中心研究且依赖内部3D打印能力，可能限制其推广性。
**结论翻译**
3D-VSP在正颌手术中的临床获益具有术式依赖性，在几何结构复杂的SSRO相关手术中最为显著。这些发现支持在常规实践中针对性地实施数字化规划和增材制造工作流程，以提高手术效率。
