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近年來,若要細數什麼新科技運用最夯?絕非3D列印技術莫屬。從衣服、鞋子到器官、骨頭與牙齒,無論是日常用品或是醫療運用,3D列印技術都開始佔有一席之地;如果你問我,把3D列印技術應用在顱顏美容上,真的有極佳效果嗎?我會中肯地告訴你:「以前,我經手的顱顏美容若打90分,現在透過3D列印技術與電腦3D導航,可達99分。」也許你會認為,差異似乎不大嘛!但對我而言,這是精緻度的提升,特別是它能為患者帶來更高的安全性;因此,3D列印技術與3D影像電腦手術輔助模擬系統(CASS)已經成為我在顱顏美容上的必要幫手。


當3D列印技術與3D電腦導航、3D電腦斷層攝影等3D影像電腦手術輔助模擬系統(CASS),尚未應用於顱顏美容領域前,無論是正顎手術或是削骨手術都需要利用石膏,先製作出患者的牙齒模型,並將它擺在咬合器上,接著醫師們必須催眠自己,相信眼前這個咬合器就是患者的臉,然後透過這樣子的模擬過程,達到為患者矯正顏面顱骨的目的;而這個傳統方式已經持續5~60年,至今仍有不少醫師持續使用著。

從50~60年前至今,為了矯正、治療顏面骨異常,醫師必須運用石膏模型搭配咬合器,透過如此粗略模擬患者臉型的傳統方式,達到治療矯正患者的目的。圖片來源:謝明吉醫師提供

坦白說,咬合器畢竟不是患者真實的顏顱。屈就於這個現實條件,導致醫師在矯正顏面骨骼時,常會面臨無法真正解決某些問題的瓶頸,譬如:大小臉問題,就是藉由咬合器無法改善的部份;雖然我經手的患者,幾乎已經看不出有大小臉的瑕疵,可是就顱顏美容的專業眼光,患者的確是沒有達到完美境界,所以我只能給自己打90分;可是相對的,現今可以透過3D影像電腦手術輔助模擬系統(CASS)的精準測量與患者真實影像之幫助,患者大小臉的問題將可迎刃而解,完美程度將可達到99分。

也許有人會覺得我是雞蛋裡挑骨頭,可是當一項新技術誕生,將醫療技術提升至另一個更好的新境界時,就一名希望提供患者最佳醫療效果的醫師來說,是無法再接受原本的舊有標準,然而這也是人類不斷進步的原因之一。

(左)這是患者歷經牙齒矯正21個月後,但尚未接受正顎手術前的模樣,臉部歪斜較為明顯;(右)經正顎手術後的患者,臉部幾乎看不出來有歪斜及大小臉的問題,除非你再仔細端詳,才有可能發現些微的大小臉問題(見下圖)。圖片來源:謝明吉醫師提供

(左)患者笑起來的時候,臉部除了歪斜,還能看到大小臉的問題;(右)這是經由咬合器模擬後,再接受正顎手術的患者顏面,仔細端詳患者,臉部已經沒有歪斜問題,只是大小臉問題依舊存在,但是在可接受範圍裡。圖片來源:謝明吉醫師提供

目前全球先進國家在醫療領域裡,皆大幅使用3D影像電腦手術輔助模擬系統(Computer-Aided Surgical Simulation,CASS),其意指3D電腦斷層掃瞄搭配3D電腦導航技術之運用;也許大家都聽過電腦斷層掃瞄,卻對3D電腦導航有些陌生,實際上,它可是與改善大小臉問題息息相關。

什麼是3D電腦導航呢?首先,我先為大家在腦海裡建立一個立體三軸畫面,也就是大家熟悉、由X軸(縱軸)、Y軸(橫軸)與Z軸(垂直軸)所建立起來的立體空間,而欲調整人的顱顏骨骼就像飛機改變航道方向一樣,因為飛機會分別以X、Y和Z軸為依據的中軸線而衍生出三種旋轉方式:
(1)以X軸為旋轉中心軸線,機頭俯衝或上仰(Pitch)
(2)以Y軸為旋轉中心軸線,機翼往左或往右傾斜翻滾(Roll)
(3)以Z軸為旋轉中心軸線,機尾舵向左或向右偏擺(Yaw)

(上)飛機在以X、Y與Z軸為旋轉中心軸線,能產生的3種旋轉方式;(下)同樣的,當我們利用電腦3D導航技術時,顏面骨也是一個立體空間,也能產生3種旋轉方式。圖片來源:ajodo.org網站
這張動畫呈現的就是,機頭俯衝或上仰(Pitch)的旋轉動作。圖片來源:blog.csdn.net網站
這張動畫呈現的就是,機翼往左或往右傾斜翻滾(Roll)的旋轉動作。圖片來源:blog.csdn.net網站
這張動畫呈現的就是,機頭向左或向右偏擺(Yaw)的旋轉動作。圖片來源:blog.csdn.net網站

換句話說,當我們把飛機旋轉的3項動作使用在調整顏面顱骨時,Roll可以調整臉骨左右高低差;Pitch就是正顎旋轉;Yaw則是造成大小臉的關鍵,由於下顎骨需要藉由反作用力的推力,令其向外成長,而顳顎關節(TMJ)即為反作用力之推力的中心點,協助下顎骨向外推長,就像是飛機的尾舵一樣,掌管飛機往左或往右偏航;所以一旦下顎骨生長過程沒有控制好,例如下顎骨長太快或過長,就會導致大小臉的出現。

可是,傳統上以咬合器為治療基準的模擬方式,沒有上下顎骨範疇,即缺乏Y軸線,使其無法進行Yaw的旋轉動作,也就無法從大小臉的問題根源予以改善;相對的,現在因為有了3D導航技術,具備X、Y與Z軸線,便能大幅提升正顎手術於調校顱顏骨的精準程度,從大小臉、歪斜到左右臉的高低差…等問題,皆能逐一完善解決。

以前,醫師必須想像,咬合器就是患者的臉,再把患者的牙模擺上去,藉以調整患者的顏面骨骼;可是由於缺乏真正的下顎骨,因而無法調校大小臉問題。圖片來源:謝明吉醫師提供

(上圖)這名A患者有戽斗問題,從下排牙齒包覆上排牙齒的倒咬現象中也能看出戽斗臉型(下圖)。圖片來源:謝明吉醫師提供

這是A患者,於術前透過3D電腦斷層掃瞄及3D導航技術測量,讓醫師可以清楚看到,除了有戽斗問題外,A患者亦有大小臉及歪斜現象。圖片來源:謝明吉醫師提供

(左上與左下)有戽斗、大小臉及歪斜等問題的A患者,在經由3D電腦手術輔助系統的幫助下,進行正顎手術,再接受牙齒矯正;(右上與右下)正顎手術後,已改善了戽斗、大小臉及歪斜現象。圖片來源:謝明吉醫師提供

(左圖)臉部歪斜明顯,加上些許戽斗的B患者;(右圖)在3D電腦技術的輔助下,進行正顎手術,再接受牙齒矯正,改善了戽斗與歪斜現象。圖片來源:謝明吉醫師提供

現今醫療,已進入一個全面3D化的時代,透過電腦3D導航技術,醫師可以直接在電腦上量測患者的顏面骨比例,不再僅是單單仰賴咬合器,進而達到更為精準的調校與美化顱顏之正顎手術境界,趨近於百分之百的完全對稱。




以前,顏面骨移植的傳統做法,就是從S、M或L、XL等不同尺寸的人工植入物中,先挑選出大概適合患者需要的尺寸,再於手術期間,當場把植入物雕削至剛好尺寸後將其植入,如同植牙的方式一樣;若採淺顯易懂的說法,以鞋店為例,店家會事先購買且囤放不同尺寸大小的鞋款於店內,等到消費者來購買時,就能從中挑選出適合自己尺碼的鞋款,倘若稍大,就添加鞋墊,使其完全適合穿鞋者後才買回家。

因此,傳統非客製化的植骨或植牙技術,又被稱之為『庫存植入』(Stock Implants);但我必須聲明,使用『庫存植入』(Stock Implants)不是不好,例如運用在下巴處就極為適合;可是若是運用在骨角處,由於每一位患者的下顎骨角角度皆不同,使用『庫存植入』較不易符合患者所需,所幸現在出現3D列印技術,可以為患者量身訂製出一個完全屬於他們的下顎骨角。


(左上與左下圖)C患者下顎骨明顯呈現凹凸不平且不優美的線條感;(右上與右下圖)在3D電腦技術的輔助下,我為患者重新量身訂製了一副專屬於患者的優型下顎。圖片來源:謝明吉醫師提供

很多人常會把下顎骨角與國字臉畫上等號,其實這個觀念是錯誤的;尤其對男性而言,有一點骨角的臉型較富男子氣概,譬如:湯姆克魯斯(Tom Cruise)和金城武都是具有下顎骨角的俊男代表之一;

無論是東西方的男神,其實臉型都帶有些許的下顎角骨,使其散發濃郁的男子魅力,與現下韓流男星的俊柔型美男不同。圖片來源:網路


女子都偏愛V字小臉或是鵝蛋臉,只是坊間削骨整形醫師品質參差不齊,民眾千萬要慎選醫師;再者,近年來許多消費者一窩蜂到韓國整形,特別是削骨,但實際上,我遇到不少遠赴韓國削骨的患者,最後都是因為削骨過度或失敗,回台灣後再來尋求我的幫忙;這時,我也會仰賴3D列印技術,針對她們量身訂製修補顱顏的骨材之尺寸大小。

(左圖)D患者就是削骨過度的案例之一,黃色虛線圈起處,就是過度削骨導致的凹陷;(右圖)經二次手術的顱顏修補後的臉型。圖片來源:謝明吉醫師提供

(左圖)D患者於術前經3D電腦斷層掃瞄後,所做出3D模擬圖,紅色虛線內的藍色範疇就是計劃填補的部位;(右圖)這是術後,D患者拍攝的X光片,照片中可以清楚看下顎骨填補的情況。圖片來源:謝明吉醫師提供


中臉,指的是眼眶骨下方、顴骨內側、上顎骨及鼻翼兩側的骨頭等範疇。然而,有的人是在發育過程中,因出現發育不良的狀況,導致中臉凹陷;但也有人是後天,隨著年歲增長,因骨質被吸收而出現凹陷的狀態。

透過X光照片,我們可以很清楚辨識出(左圖)這是正常的中臉骨骼;(右圖)這是中臉發育不良或是後天造成的中臉凹陷。圖片來源:謝明吉醫師提供

(上左圖)這是有中臉凹陷問題的患者,紅色虛線處即眼眶骨下方,亦為眼窩凹陷;黃色虛線是鼻翼兩側的骨頭凹陷;藍色虛線則是顴骨部位凹陷;使得患者看起來較無精打采;(右上圖)經由量身定製的顱顏骨骼填補後,臉龐恢復澎潤樣貌;(右下圖)這是透過3D列印技術,事先做的模擬治療計劃,而圖中,以黃色虛線圈起來的黃色部位,就是已經填補好的中臉狀況,以藍色虛線圈起來的凹陷處,則是尚未進行填補的原始樣貌。
圖片來源:謝明吉醫師提供

值得一提的是,說到中臉凹陷,很多人都會聯想到微整形的注射填補方式,它與植入物有什麼不同呢?我以中立的專業角度予以分析,使用自體脂肪或是施打玻尿酸不是一項無效的填補凹陷方法,只是倘若遇到的患者是屬於發育不良或是凹陷狀況嚴重時,如果採用注射軟組織作為填補方式,由於凹陷處較深且大,軟組織勢必需要填補較多,相對重量也會較重,因而令有些患者的臉頰呈現兩坨掛在臉上的肉團,不僅不自然,臉型美感也會大打折扣;畢竟,顏面骨凹陷是因為骨骼發育不良,或是骨質被吸收所產生,想要解決這項困擾,還是應該先選擇與骨骼類同材質,譬如以骨水泥作為支架,先把顏面的中臉骨架撐起來,才能達到豐潤又自然的境界。

因此,如果希望透過自體脂肪或是施打玻尿酸來改善中臉凹陷情況,前提是患者最好不是因為發育不良所造成凹陷者,也沒有凹陷嚴重的問題,這樣才能看得出填補效果。

(左圖)E患者有中臉發育不良的問題,眼眶骨下方、顴骨內側、上顎骨及鼻翼兩側的骨頭凹陷明顯;(右圖)利用骨水泥填補骨頭凹陷後,淚溝凹陷變淺,顴骨處出現蘋果肌,就連上顎骨及鼻翼兩側的法令紋都彷彿消弭不見,整個人頓時光采四射,顯得貴氣許多。圖片來源:謝明吉醫師提供

(左圖)這是年輕的顱顏骨;(右圖)這是老年人的顱顏骨;骨骼會隨時年紀增長而流失(被吸收),因而造成凹陷;但倘若骨骼凹陷嚴重,卻採用注射填補方式,會因骨架支撐力不足,導致效果不佳,因此該階段應以骨水泥填補尤佳。圖片來源:myhealthnewsdaily.com網站


我曾遇過一名患者,雖是東方人,卻因長期住在西方社會裡,因而希望自己看起來具有西方血統般,所以來診所尋求協助並告訴我,「他想擁有一只宛若外國人的高額頭」;為此,我們將他頭顱骨的電腦斷層掃瞄與一張西方人頭顱骨的電腦斷層掃瞄照片相互重疊,藉以找出如果要將他的額頭形塑成西方人時,到底還相差什麼?

從中外兩大男影星的臉型中,不難看出,(右圖)飾演金鋼狼聞名的休傑克曼(Hugh Jackman)五官較為深邃,額頭也比亞洲影帝梁朝偉(左圖)高。圖片來源:網路

東西方兩大影后,皆屬於身材骨架纖細型,臉型也都是屬於鵝蛋臉,只不過,在五官部份,(左圖)妮可基嫚(Nicole Kidman)依然比(右圖)章子怡立體,額頭部份也顯得較為高圓。圖片來源:網路

事實上,東西方因為人種屬性關係,東方人五官較為扁平,西方人五官較為立體,額頭部份也是如此;所以,當我需要為患者量身打造西方人的高額頭時,我便利用3D電腦斷層照片與3D列印技術,將西方設定人物的額頭與東方患者的額頭相對照,若以量化角度來說,即是把西方額頭減去東方患者的額頭,得到的部份,就是我要將其填補在東方患者額頭的部份。
(左上與左下圖)為H患者原本的額頭頭形;(右上與右下圖)為了滿足患者希望擁有一個媲美外國人的額頭,所形塑的高圓額頭,使其頓時五官輪廓變得深邃立體,不認識她的人,乍看之下會以為H患者是名混血美女呢!圖片來源:謝明吉醫師提供

3D列印技術,與其說是科技的一大創新,倒不如說,它每到一個領域都能掀起一個全新格局,譬如用3D列印食物機,可以印出巧克力、餅乾、比薩等食材,成為一項全新的智能家電,也可能改寫未來的烹煮方式;使用3D列印蓋房子,不到24小時就能蓋出1棟2層樓的房子,價格約是傳統建築方式的1/5,這將有機會打破目前蓋房子仍需要仰賴工人的現況;更無須提到3D列印已經成功打造第一艘3D列印船、荷蘭服裝設計師也讓3D列印鞋款躍上時裝周舞台,3D列印似乎已經囊括生活的食衣住行,醫療呢?

事實上,3D列印已經為一名大陸男孩裝置上新的脊椎骨,也幫一名美國嬰兒列印出器官,不禁拯救了他們的生命,也讓醫療領域更上一層樓;因此,在即將邁入3D列印時代的當下,把關乎手術精準性、患者安全性、縮短手術時間以及可以提供患者量身訂製服務的3D列印技術運用在顱顏美容上,更是未來的主流趨勢。

以前,使用『庫存植入』(Stock Implants)的傳統方式時,我必須在手術當中進行雕修工作,使其成為符合患者需求的植入物;但是現在,雖然我拉長了手術準備時間,我必須先請患者進行電腦斷層掃瞄,經由電腦測量與計算,再與3D繪圖工程師不斷溝通,以達到最精準的軟體設計,才能將植入物列印出來;可是手術進行時,我只要打開顏面骨,把植入放入準確放入與調校後,再將其縫合,即可完成,手術時間幾乎可以縮短至1小時,不僅能讓患者少流血1個小時、少注射麻醉1個小時,也能提高顏面的對稱性與密合性。

所以,對患者來說,有了3D列印技術,整體效果和安全性大幅提升;對醫師而言,準備時間反而變長了!以往,我今天和患者討論好,明天就能進行手術;但是現在我需要至少1周時間準備,可是,3D列印已經締造了一個新的醫療標準,它能讓顱顏美容的效果更好、手術時間更短且患者更加安全的新境界與標準,身為一名專業的醫師,我只能選擇繼續向前,無法降低標準走回頭路,但我認為,這是值得的,也是我應該做的事!


媒體報導
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