机器人辅助增强现实导航联合个性化导板在颌骨重建中的精准截骨与修复：一项临床前研究

为解决传统颌骨重建术中钛板自由手弯制导致的截骨与修复误差问题，研究人员开发了机器人辅助增强现实截骨导航系统（RARONS），通过虚拟手术规划结合增强现实（AR）导航和3D打印个性化导板技术，在尸体标本中实现了平均截骨长度误差1.08±1.57 mm、角度误差11.78°±5.72°的高精度结果，显著提升了颌骨形态与功能的修复效果。

　　

颌骨肿瘤切除后的功能重建一直是口腔颌面外科领域的重大挑战。传统游离腓骨瓣（FFF）重建依赖术者经验手工弯制钛板，常导致截骨角度偏差、骨段对位不良，甚至引发术后颞下颌关节脱位等并发症。更棘手的是，覆盖软组织的血管蒂会影响术中骨面定位精度，而现有评估体系缺乏对重建颌骨三维对称性的量化标准。

中国医学科学院北京协和医院口腔颌面外科团队联合北京理工大学光学与光子学院的研究人员，在《BMC Oral Health》发表了一项突破性研究。他们创新性地将机器人辅助增强现实截骨导航系统（Robot-assisted Augmented Reality Osteotomy Navigation System, RARONS）与个性化伪钛板导板技术结合，通过29例尸体腓骨（含20例无血管蒂组NFF和9例带血管蒂组FFF）和4具下颌骨标本实验，系统验证了该技术对截骨与重建精度的提升效果。

关键技术包括：1）基于NDI红外光学定位的"点云"配准技术（目标配准误差TRE<0.8 mm）；2）Super4PCS算法实现术前术后模型比对；3）Vuforia工具包实现AR空间配准；4）3D打印个性化导板辅助腓骨-下颌骨复合体固定。研究创新性地建立了包含长度、角度、体积等7项截骨指标和宽度、高度、矢状径等6项重建指标的三维评估体系。

截骨精度评估结果

无血管蒂腓骨（NFF）组展现出显著优势：截骨长度误差（1.08±1.57 mm）仅为带血管蒂组（FFF）的60%，体积偏差（10.76±5.94%）更降低21%。下颌骨截骨实验显示关键控制点偏差（DDCP）为1.75±1.32 mm，平面角度误差（DIPA）控制在6.32°±2.71°。

重建精度突破

个性化导板组（SGP_recon）在矢状径（Gn-Ar:Ar误差0.83±0.65 mm）和对称性（后下颌角PMA误差1.57°±1.07°）上显著优于自由手组（p<0.05）。值得注意的是，血管蒂存在与否对重建精度无显著影响，这为临床保留血供的精准重建提供了实验依据。

讨论部分指出，该系统的临床转化仍需解决三个关键问题：柔性材料（如PLA伪钛板）的形变误差、术中骨段位移监测、以及AR头显设备的精度升级。研究团队正研发自动化点云采集装置替代手持探头，并探索Apple Vision Pro等新型AR设备的应用潜力。

这项研究的意义在于：1）首次在生物标本上验证RARONS对带血管蒂骨瓣的适用性；2）创建了多维度的颌骨重建评估标准；3）为机器人全流程导航重建奠定了基础。未来通过钛合金/PEEK材料替代和颞下颌关节整体重建研究，该技术有望将颌骨重建精度推进至亚毫米时代。