يتطور الطب الشخصي لإعادة بناء الحجاج بسرعة. نظرا للطبيعة الدقيقة للمدار ، قد تتسبب التناقضات الصغيرة بعد إعادة بناء الكسر في حدوث ضعف في الإدراك البصري. هنا ، نصف ثلاث طرق لإعادة بناء العيوب المدارية ثلاثية الأبعاد الافتراضية ومؤشراتها ومزالقها المحتملة لإعادة البناء الصحيحة.
مقالة منهجية
إعادة بناء ثلاثية الأبعاد للكسور المدارية
* These authors contributed equally
في هذه المقالة
ملخص
الملخص
يمكن أن تكون إعادة بناء الكسور المدارية صعبة. يؤدي التعرض المحدود ، وتورط العديد من عيوب الجدار ، والتشريح ثلاثي الأبعاد (ثلاثي الأبعاد) المتغير إلى صعوبة تحقيق نتائج متفوقة في الحالات المعقدة. يظهر استخدام الغرسات الخاصة بالمريض لإعادة بناء العيوب المدارية وعدا كبيرا. ومع ذلك ، فإن التخطيط الافتراضي السليم أمر بالغ الأهمية في هذه الحالات ، وبالتالي ، فإن فهم التشريح والخيارات المختلفة للتخطيط أمر ضروري. يصف هذا البروتوكول ثلاث طرق لإعادة بناء العيوب ويفصل المؤشرات لكل طريقة. إعادة البناء المحوسبة الآلية هي أبسط طريقة ، ومع ذلك يمكن استخدامها بشكل أساسي للعيوب الصغيرة. يعد تغيير موضع الجزء المكسور أمرا بسيطا ، مما يؤدي إلى استمرارية تشريحية جيدة للجدار المكسور ، ومع ذلك فهو يتطلب كسورا غير مفتتة. الانعكاس هو الطريقة المفضلة في الكسور المفتتة. عيب هذه الطريقة هو التلاعب المكثف الذي يتبع مرحلة النسخ المتطابق ، مما يتطلب مستوى عال من فهم التشريح والآثار المترتبة عليه من قبل المخطط. بعد وصف مفصل للطرق ، يتم توضيح الهياكل التشريحية التي يجب أن تكون محور التركيز الرئيسي عند إعادة البناء وتلك التي يتم التغاضي عنها. بالإضافة إلى ذلك ، يتم وصف المزالق التي تمت مواجهتها ومناقشتها وكذلك كيفية تجنبها. يمكن استخدام هذه الأساليب داخليا أو بالاستعانة بمصادر خارجية ، ومع ذلك فإن فهمها أمر بالغ الأهمية لتحقيق نتائج أفضل ، حتى في الحالات التي لا يخطط فيها الجراح لنفسه.
المقدمة
الثورة ثلاثية الأبعاد (3D) في ذروتها. العديد من المنتجات التي نستخدمها مصنوعة من طابعات ثلاثية الأبعاد. في الطب ، تسمح هذه التقنية بدقة فائقة مع تقليل الخطأ البشري1. هذه الجودة هي الأكثر أهمية في المجال الجراحي ، حيث الدقة أمر بالغ الأهمية. العين مهمة لكل من الاحتياجات الوظيفية وكذلك الإدراك الجمالي2. المدار عبارة عن تجويف هيكلي يتكون من 7 عظام ، مما يوفر الحماية للأرض. يحمي المدار العظمي الكرة الأرضية ويدعمها. يحتوي على أعصاب وأوعية وعضلات وهياكل غدية. أرضية المدار رقيقة جدا ومبنية في الغالب من العملية المدارية للفك العلوي. من الناحية الأمامية الجانبية ، يتكون من العظم الوجني والخلف ، يتكون من عظم الحنك ، وهو معلم مهم في كسور الأرضية المدارية3. يمتد الجدار المداري الإنسي من القمة الدمعية الأمامية إلى القمة المدارية. تتكون الصفيحة papyrracea من معظم الجدار الإنسي ، وهو عظم رقيق من الورق يمكن أن يكسربسهولة 4. تؤثر الكسور المدارية المعزولة على 4٪ -16٪ من جميع كسور الوجه5. قد تؤدي كسور المدار إلى تغيرات في موضع العين ، مما يتسبب في حدوث أوجه قصور بصرية وظيفية واضطرابات جمالية6. حتى الحركة الصغيرة للجدران المدارية العظمية يمكن أن تؤدي إلى تأثير كبير على الحجم المداري وموضعالكرة الأرضية 5. وبالتالي ، فإن إعادة بناء الجدران المدارية النازحة أو المفتتة بدقة أمر بالغ الأهمية. كل من الأرضية المدارية الإنسية للعصب تحت الحجاج والجدار الإنسي رقيقة نسبيا وتميل إلى الكسر بسهولة أثناء الصدمة الحادة في المدار4. التصوير والفحص البدني مهمان في تشخيص الكسر الحجاجي. تشمل معظم طرق التصوير التشخيصي الأقسام الإكليلية للتصوير المقطعي المحوسب (CT)7. من الضروري إجراء تقييم كامل للحجاج المصاب من قبل طبيب عيون ويشمل الرؤية وضغط العين وحركة العين وفحص حدقة العين والمجال البصري وفحص العين بالمصباح الشقي وفحص الشبكية والفحص الخارجي. يجب إجراء هذا الفحص أيضا بعد الجراحة الترميمية. في الماضي ، أعيد بناء العيوب المدارية باستخدام ترقيع العظام وشبكة التيتانيوملاحقا 7،8. أثار التعرض المحدود وصعوبة تكييف الطعم العظمي أو شبكة التيتانيوم مع العيب من خلال النهج الجراحي عبر الجلد أو عبر الملتحمة الحاجة إلى طريقة أكثر دقة. تم تقديم استخدام النماذج المطبوعة ثلاثية الأبعاد للتكيف المسبق مع شبكة التيتانيوم9 ، تليها الغرسات الخاصة بالمريض (PSI) لإعادة بناء العيوب بدقة10. أصبح PSI أكثر انتشارا في السنوات الأخيرة لأغراض متنوعة في المجالات الجراحية المختلفة ، مثل جراحة العظام وجراحة الوجه والفكين وجراحة الأعصاب. استخدام هذه الطريقة لتقليل الكسور أو قبل جراحة الاستئصال يكون عدة مرات مستقيما. ومع ذلك ، في المدار ، يتطلب التشريح المعقد والعظام المفتتة في كثير من الأحيان فهما عميقا للتشريح المداري لتحقيق إعادة البناء المناسبة11.
في الآونة الأخيرة ، تم نشر عمل حول دقة هذه الطريقة بدلا من النهج التقليدي ، باستخدام طريقة جديدة للتحليل ثلاثي الأبعاد. تظهر النتائج زيادة في الدقة بمقدار 2.7 مرة عند استخدام PSI لإعادة البناء. بالإضافة إلى ذلك ، لوحظت مضاعفات أقل على المدى الطويل. ومع ذلك ، من المهم أن ندرك أنه حتى الأخطاء الصغيرة يمكن أن تؤدي إلى عيوب وظيفية وجمالية. وبالتالي ، من المهم جدا أن تكون على دراية بجميع مزالق إعادة البناء المداري11. توضح هذه المخطوطة بالتفصيل الطرق الثلاث المستخدمة لإعادة بناء العيوب المدارية ثلاثية الأبعاد الافتراضية ، ومؤشراتها ومزاياها وعيوبها. سيسمح ذلك بإعادة بناء ثلاثية الأبعاد داخليا بالإضافة إلى الإشراف عليها من قبل الأطباء أو المهندسين.
البروتوكول
تمت الموافقة على هذا البروتوكول من قبل مجلس المراجعة الأخلاقية المؤسسية وتم إجراؤه وفقا لإعلان هلسنكي بشأن البروتوكول الطبي والأخلاقيات. تم الحصول على موافقة المريض لاستخدام صور التصوير المقطعي المحوسب
1. تجزئة المدار
ملاحظة: يتم تنفيذ هذا القسم باستخدام برنامج D2P (يشار إليه من الآن فصاعدا باسم برنامج التجزئة).
- قم بتحميل ملفات DICOM لصورة التصوير المقطعي المحوسب لعظام الوجه للمريض في البرنامج بالنقر فوق ملف > إضافة ملفات DICOM (الشكل 2).
ملاحظة: يوصى باستخدام شريحة DICOM لا تقل عن 1 مم. - حدد العرض الإكليلي (المعروض على الشاشة اليمنى) وانقر على إضافة (الشكل 3). في الشاشة التالية ، انقر فوق 3D لفتح واجهة تجزئة العظام.
- قم بإنشاء قناع جديد (الخطوة الأولى في تسلسل التجزئة).
- في واجهة تجزئة العظام ، يتم عرض وحدة التخزين ثلاثية الأبعاد على الشاشة اليسرى ، وعرض التصوير المقطعي المحوسب الإكليلي على اليمين (الشكل 4). انقر فوق أيقونة تجزئة العظام على الجانب الأيسر من شريط الأدوات السفلي واختر عظام رقيقة.
- انقر فوق مناطق منفصلة من المدار والمنطقة المحيطة بالحجاج (يمكن القيام بذلك على شاشة الحجم اليسرى وشاشة DICOM اليمنى) حتى يتم تحديد المدار الكامل بالكامل باللون المختار (الأخضر في هذا المثال) (الشكل 5). تحقق من دقة القناع الجديد الذي تم إنشاؤه عن طريق التمرير عبر طائرات DICOM المختلفة.
ملاحظة: يمكن للمرء التراجع (Ctrl Z) إذا تم تحديد التحديد غير الدقيق وإعادة تحديد هذه المنطقة في موقع مكاني مختلف. تستخدم وظيفة العظام الرقيقة أدنى عتبة للكشف عن الهياكل العظمية لفصلها عن الأنسجة الرخوة.
- قم بإنشاء شبكة (الخطوة الثانية في تسلسل التجزئة). بعد الانتهاء من الخطوة الأولى والموافقة عليها ، انقر فوق 3D على شريط الأدوات (الشكل 6). راقب تماما النموذج ثلاثي الأبعاد (Mesh) من أجل النعومة وعدم وجود فراغات ، ثم احفظ النموذج ثلاثي الأبعاد كملف STL بالنقر فوق ملف > حفظ > STL (الشكل 7).
ملاحظة: يوضح الشكل 8 والشكل 9 طريقة تجزئة إضافية، الاستيفاء متعدد الشرائح، في الحالات التي لا يتم فيها تفتيت الأرضية المدارية. - في حالات الكسور الكبيرة المفتتة ، اتبع الخطوات السابقة لتقسيم نموذج للمدار المقابل ، والذي سيتم استخدامه كدليل لإعادة الإعمار من خلال تنفيذ مبدأ الانعكاس.
2. إعادة بناء الجدار المداري
ملاحظة: يتم تنفيذ هذا القسم باستخدام Geomagic Freeform (يشار إليه من الآن فصاعدا باسم برنامج التصميم ثلاثي الأبعاد).
- انقر فوق ملف > نموذج الاستيراد. اختر ملف STL الذي تم تصديره في الخطوة 1.4 من تسلسل التجزئة. انقر فوق إضافة تفاصيل وإضافة تفاصيل دقيقة في شريط الأدوات السفلي. ثم انقر فوق تطبيق (الشكل التكميلي 1).
ملاحظة: يجب أن يكون سطح نموذج العمل المستورد دقيقا للغاية مع زيادة النعومة (قيمة منخفضة لحدة الحافة). - بناء على تشريح الكسر ، اختر إحدى الطرق الثلاث التالية لإعادة البناء الموضحة في الخطوات 2.3 (إعادة البناء التلقائي) و 2.4 (إعادة التموضع التشريحي) و 2.5 (الانعكاس).
- إعادة البناء التلقائي
ملاحظة: هذه هي الطريقة المفضلة في العيوب الصغيرة ومناطق التضاريس المسطحة والرتيبة.- أولا ، حقق استمرارية الطين الكاملة للمحيط حول العيب (الشكل التكميلي 2). في حالة وجود فجوات صغيرة حول منطقة الأرضية المكسورة (السهم الأبيض) ، استخدم ميزة إضافة طين لتوصيل هذه المناطق يدويا لتحقيق الاستمرارية الكاملة لمحيط الكسر (السهم الأسود).
- استخدم ميزة Smooth لتنعيم الطين المضاف. انقر بزر الماوس الأيمن على القطعة المنشطة قناع جديد لاختيار Clay Utilities / نسخ إلى شبكة.
- استخدم أدوات شبكية لملء الفجوات تلقائيا (الشكل التكميلي 3). على كائن الشبكة الخاص بالمدار ضمن تحديد منطقة الشبكة، استخدم أداة تحديد Lasso لتحديد هوامش عيوب الأرضية.
- اضغط على حذف على لوحة المفاتيح. اختر Fill Holes in Mesh وانقر فوق Fill عدد المرات حتى يصبح الزر غير نشط ، وبالتالي إعادة إنشاء عيب الأرضية تلقائيا.
- في الخطوة الأخيرة - تحويل الشبكة إلى طين. انقر بزر الماوس الأيمن فوق الشبكة ، Mesh Utilities ، ثم انقر فوق نسخ إلى الطين.
- إعادة التموضع التشريحي
ملاحظة: هذه هي الطريقة المفضلة في الحالات التي يظل فيها جزء الأرضية المكسور كاملا ، مع الاحتفاظ بتشريحه الطبوغرافي الأصلي.- استيراد قطعتين مختلفتين من القواعد الخاصة بوصفهما أجساما مختلفتين: (1) المدار و (2) الجزء الأرضي غير المفتت (الشكل 8 والشكل 9).
- أعد وضع المقطع (الشكل التكميلي 4).
- ضمن Select/Move Clay، اختر أداة Reposition وقم بإلغاء تحديد الخيار Move only . قم بتغيير موضع الأرضية يدويا لتناسب الحدود التشريحية السليمة.
- بدلا من ذلك، في حالة وضع أحد الحواف المجزأة في الموقع التشريحي الصحيح، استخدم أداة إعادة وضع الأصل ضمن Select/Move Clay.
- انقر فوق إلى المركز وحرك الثالوث (السهم الأسود) إلى مركز الدوران الموجود في الحافة الصحيحة تشريحيا للمقطع. انقر فوق تغيير موضع القطعة وحدد تدوير فقط.
- اضغط مع الاستمرار على زر Shift على لوحة المفاتيح ، وقم بتدوير القطعة عبر مركز الثالوث إلى الموضع التشريحي الصحيح.
ملاحظة: يجب أن يكمل التخفيض التشريحي العيب تماما. خلاف ذلك ، يجب التخلي عن هذه الطريقة ، ويجب استخدام الطريقة التالية لإعادة الإعمار - النسخ المتطابق.
- النسخ المتطابق
ملاحظة: هذه هي الطريقة المفضلة في الكسور المدارية الواسعة والمفتتت.- استيراد اثنين من STLs المختلفين ككائنات مختلفة: (1) المدار المكسور و (2) المدار المقابل.
- ابدأ بإنشاء صورة معكوسة للمدار السليم. باستخدام أداة طين المرآة ، ضع المستوى الموجه إلى الجانب الإنسي (الخط الأزرق في الشكل التكميلي 5 ب). تحقق من مرآة القطعة بأكملها والمعاينة، ثم انقر على تطبيق.
- الآن ، قم بتركيب المدارات ذات المرايا والمكسورة (الشكل التكميلي 6). باستخدام أداة تسجيل القطع ، حدد المدار المعكوس كمصدر والمدار المكسور كهدف.
- ضع علامات على مواقع تشريحية فريدة في المدار المرآة وفي مواقع مماثلة في المدار المكسور ، ثم انقر فوق تطبيق لتركيب المقاطع. انقر فوق تلقائي للتراكب الأمثل.
ملاحظة: يعمل المدار المتراكب المتراكب كدليل لإعادة البناء التشريحي للمدار المكسور.
3. تصميم غرسة خاصة بالمريض على أساس الأرضية المعاد بناؤها
ملاحظة: يتم تنفيذ هذا القسم باستخدام برنامج التصميم ثلاثي الأبعاد.
- تحضير الأرضية المدارية (الشكل التكميلي 7)
- ضمن تحديد/نقل الطين، حدد تغيير موضع الأصل > إلى المركز. انقل الثالوث إلى مركز أرضية المدار المعكوسة. اختر تدوير فقط ووضع المحور Z رأسيا ، والمحور X أفقيا ، والمحور Y للخلف.
- ضمن تحديد/تحريك الطين، حدد تغيير موضع القطعة. حدد إظهار/إخفاء الإعدادات المتقدمة وقم بتغيير خطوة الترجمة إلى 0.8 مم. انقر فوق رؤوس الأسهم في المستطيل الأحمر لإغراق المدار المرآة في مدار الكسر حتى تبدأ الحدود السليمة للمنطقة المكسورة في الظهور.
- قم بنقرة أخرى على رأس السهم المتجه لأسفل في المستطيل الأخضر لإغراق أرضية المدار المرآة 0.8 مم أخرى. سيتطابق هذا العمق مع سمك PSI ، وبالتالي إعادة إنشاء الأرضية الأصلية.
- ضمن Select/Move Clay، حدد Select Clay واستخدم أداة Lasso Select . حدد المحيط التشريحي للأرضية. اختر عكس التحديد ثم احذف الباقي.
ملاحظة: قم بتنعيم حدود الأرضية أو أضف الطين ليناسب حدود المدار المكسور.
- قم بإنشاء الخطوط العريضة للشبكة (الشكل التكميلي 8).
- حدد كلا من الأجسام المدارية والأرضية ، وانقر بزر الماوس الأيمن واختر منطقيا / الجمع كجديد لإنشاء جسم واحد في المدار ، بما في ذلك الأرضية المصغرة والمنخفضة. قم بتنعيم الحدود لفترة إضافية.
- تكرار الكائن النهائي. انقر بزر الماوس الأيمن واختر رؤية من خلال، متبوعا بتشغيل ضمن المنحنيات ، حدد رسم منحنى وحدد نموذجا حول المنطقة المكسورة الأصلية - يجب أن يستقر المنحنى على حواف المدار المكسور. يمكن أن يستقر المنحنى على الأرضية التي تم إنشاؤها حديثا فقط في المناطق المفقودة من العظام.
- عند الخطوط العريضة بالكامل ، انقر فوق احتواء الطين على إنشاء أيقونة. بنفس الطريقة ، قم بإنشاء أذرع تثبيت PSI.
ملاحظة: يجب أن يستقر الحد الخلفي في استمرارية وليس فوق الحافة العظمية الخلفية (الشكل 1 د). يجب أن تمتد الحدود الجانبية للشبكة إلى الحد الأدنى إلى ما وراء العيب لتستقر على الحواف العظمية السليمة. ضع ذراع التثبيت على مناطق مجزأة محددة جيدا من الحافة المدارية السفلية. تذكر دائما تجنب المعالم المهمة. يعتبر التشريح الآمن في المدار بين 31-36 ملم في الأدبيات ، ومع ذلك يوصى بالتخطيط المخصص لكل حالة12،13.
- وضع اللمسات الأخيرة على PSI (الشكل التكميلي 9).
- ضمن الطين التفصيلي، حدد النقش مع المنحنى واختر مسافة 0.8 مم. حدد الجزء الداخلي من المنطقة الموضحة وانقر فوق رفع. استخدم Add Clay and Smooth لتوصيل أذرع التثبيت بالجسم الرئيسي للغرسة (الشكل التكميلي 9B ، الأسهم السوداء).
- استخدم الدالتين المنطقية وإزالة من الكائن المكرر. في قائمة الكائنات ، انقر بزر الماوس الأيمن فوق خشونة الطين واختر 0.1 مم. ضمن Sculpt Clay ، اختر أداة نحت واضبط حجم الأداة على 2.1 مم. قم بإنشاء فتحات تثبيت في الجزء الأبعد من أذرع التثبيت.
- اضبط حجم الأداة على 1.5 مم و 1 مم لإنشاء فتحات تصريف في بقية PSI. تجنب عمل ثقوب بالقرب من حواف الغرسة. قم بإجراء منطقي وإزالة من لطرح المدار المكسور الأصلي من PSI النهائي.
ملاحظة: يجب أن تتناسب فتحات التثبيت مع النظام اللولبي المستخدم في غرفة العمليات. استخدم فتحات تثبيت بقطر 2.1 مم لتكييف مسامير قطرها 1.5 مم. يجب أن تطرح الخطوة الأخيرة من تسلسل التصميم دائما المدار المكسور الأصلي من PSI النهائي لضمان المقعد السلبي للشبكة في المدار أثناء الجراحة.
- تصدير كائن الشبكة كملف STL لعملية التصنيع النهائية.
النتائج
تم تطبيق جميع الطرق الموضحة في هذا البروتوكول في معهدنا. يتم تقديم حالة تمثيلية لإثبات التطبيق المباشر للطريقة. يعرض الشكل 1 حالة كسر في الأرضية المدارية. يوضح الشكل 1 أ ، ب إزاحة الأرضية المدارية في مناظر التصوير المقطعي المحوسب الإكليلي والسهمي ، على التوالي. لاحظ الإزاحة الكبيرة ، سواء في الجانب الأمامي الخلفي أو في الجانب الجانبي الجانبي. توجد حواف جانبية ووسطية ، والحافة الخلفية سليمة ولكنها تقع في وضع خلفي للغاية.
تم تحميل CT على برنامج التجزئة (الشكل 2 والشكل 3). بعد ذلك، أجري تجزئة المدار المكسور (الشكل 4 والشكل 5 والشكل 6 والشكل 7) والأرضية (الشكل 8 و9)، مما أدى إلى إنشاء ملفين للمحكمة. تم تحميل ملفات STL إلى برنامج تصميم ثلاثي الأبعاد (الشكل التكميلي 1). تم تصحيح الفجوات الطفيفة ، وتم إنشاء شبكة (الشكل التكميلي 2). لم تكن الفجوة صغيرة بما يكفي لاستخدام ملء الفجوة تلقائيا (الشكل التكميلي 3). لا يمكن إعادة وضع الجزء المكسور إلى الموضع الصحيح. لاحظ أن كلا حافتي المقطع قد تم إزاحتهما ، وبالتالي ، لم تكن وظيفة الدوران فقط ممكنة (الشكل التكميلي 4). كان هناك الكثير من التضييل. وبالتالي ، كانت هناك حاجة لتقنية النسخ المتطابق (الشكل التكميلي 5 والشكل التكميلي 6). تم نقل الجزء المعاد بناؤه بشكل أدنى لتجنب الإفراط في إسقاط PSI النهائي في الفضاء المداري (الشكل التكميلي 7). من المهم أن تتذكر أن سمك PSI أكبر من سمك ألواح التيتانيوم المدارية التجارية الجاهزة. تم إنشاء PSI بأذرع التثبيت وفتحات التصريف (الشكل التكميلي 8 والشكل التكميلي 9). سيساعد انحناء أذرع التثبيت في العثور على الموضع المكاني الدقيق للشبكة أثناء الجراحة. أي هزاز للشبكة أثناء الجراحة يعني أخطاء في تحديد المواقع أو التصميم بشكل غير صحيح. تذكر أيضا الابتعاد عن الثقبة تحت الحجاج في تصميم أذرع التثبيت. تعد وفرة ثقوب التصريف جزءا إلزاميا من التصميم لمنع الوذمة داخل الحجاج / تراكم الدم ، مما يشكل خطر الإصابة بمتلازمة الحيز المداري.
بعد اختبار القناة القسري ، تضمن الإجراء الجراحي شقا في منتصف الرسج. من الممكن أيضا إجراء شق عبر الملتحمة في هذه الحالات. بعد تشريح تحت السمحاق ، تم الكشف عن عيب الجدار المداري. تم رفع المحتوى المداري الذي تم إزاحته بشكل أدنى إلى الجيب الفكي العلوي وتم وضع PSI في وضع لا لبس فيه بناء على المطابقة التشريحية الدقيقة للحواف العظمية والحافة المدارية السفلية (أذرع التثبيت). تم إجراء اختبار إقنائي قسري مرة أخرى قبل إغلاق الجرح الجراحي ، والذي لم يظهر أي قيود ميكانيكية على حركة العين. بالإضافة إلى ذلك ، من المهم التحقق من وجود بروبتوس العين بعد التشريح ووضع الزرع. تم خياطة السمحاق والجلد. تم إجراء التصوير المقطعي المحوسب بعد العملية.
يوضح الشكل 1C ، D المدار المعاد بناؤه باستخدام PSI في مناظر التصوير المقطعي المحوسب الإكليلي والسهمي ، على التوالي. لاحظ استخدام الحواف الجانبية والإنسية لدعم وضع PSI مع تجنب الحافة الخلفية لأنها في وضع خلفي للغاية. قد يؤدي وضع الحافة فوقه إلى قيود على الحركة وتغييرات في الحجم المداري. وبالتالي ، تم تصميم الطرف الخلفي ل PSI ليستمر مع الحافة.
الشكل 1: تصوير ما قبل الجراحة وبعدها لمريض يعاني من كسر في القاع المداري. (أ) عرض التصوير المقطعي المحوسب الإكليلي قبل العملية يوضح كسر الأرضية المدارية الذي لوحظ بواسطة جزء كسر نازح. (ب) منظر سهمي لنفس المريض يوضح الأرضية المدارية المكسورة النازحة السفلية. (ج) منظر التصوير المقطعي المحوسب التاجي بعد العملية لنفس المريض يظهر إعادة بناء الأرضية باستخدام PSIT. لاحظ الهيكل المتفوق وموضع PSI. (د) منظر قوسي لنفس المريض. لاحظ إعادة البناء التشريحي للأرضية باستخدام PSI الذي يظهر الهيكل "S الكسول" في المنطقة الخلفية من الأرضية. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 2: تحميل CT للتجزئة. لإدراج DICOM، اضغط على الزر File > Add DICOM files لاستيراد النموذج ثلاثي الأبعاد وتقسيمته. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 3: اختر المستوى المناسب. يتم اختيار الإصلاح الإكليلي متعدد المستويات (MPR) للتصوير المقطعي المحوسب للمريض بعرض شريحة 1 مم. انقر فوق الزر إضافة . الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 4: واجهة تجزئة العظام. لوحظ النموذج ثلاثي الأبعاد على اليسار ، وعرض التصوير المقطعي المحوسب الإكليلي على اليمين. اضغط على أيقونة تجزئة العظام على شريط الأدوات واختر خيار العظام الرقيقة . تتمثل الخطوة الأولى في عملية التجزئة في تحديد القناع الجديد (الزاوية العلوية اليمنى من الشاشة). لاحظ أن عرض الشريحة هو 1.000 مم (الزاوية العلوية اليسرى من الشاشة). الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 5: تحديد منطقة التجزئة. (أ) انقر فوق أي منطقة من المدار العظمي المكسور لبدء تحديد قناع جديد (منطقة خضراء). (ب) تضيف كل نقرة حجما إضافيا لمقطع عظمي. (ج) استمر في اختيار مناطق مختلفة حتى يتم تحديد المدار الكامل. يمكن تنفيذ هذه العملية على كل من طريقة العرض ثلاثية الأبعاد وعرض الشريحة. (د) قبل الانتقال إلى الخطوة التالية، تحقق من اختيار جميع الأجزاء العظمية من المدار على المنظرين المحوريين والسهميين. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 6: إنشاء شبكة. حدد الزر 3D على شريط الأدوات. سيتم تضمين قناع محدد في نموذج يعرف باسم Mesh. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 7: فحص وتصدير الشبكة. يتم عرض نموذج ثلاثي الأبعاد (شبكة) للمدار على الشاشة اليسرى. اضغط على > الملف حفظ باسم وضمن التنسيق اختر STL. سيتم تصدير نموذج STL للمدار. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 8: طريقة تجزئة الاستيفاء متعدد الشرائح. في الحالات التي لا يتم فيها تفتيت الجزء المكسور من الأرضية (المنظر الإكليلي الأيمن) ، يتم استخدام الاستيفاء متعدد الشرائح لإنشاء شبكة منفصلة لهذا الجزء. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 9: إنشاء الجزء المكسور. باستخدام الاستيفاء متعدد الشرائح ثم أيقونة مناطق الطلاء ، من الممكن تحديد المقطع المكسور في العرض الإكليلي في عدة شرائح عشوائية مختلفة. بعد ذلك ، باستخدام وظيفة الاستيفاء للاختيار التلقائي للجزء المكسور ، يتم إجراء التجزئة. يمكن الآن تصدير مقطع الأرضية كملف STL. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل التكميلي 1: استيراد STL إلى برنامج التصميم ثلاثي الأبعاد. انقر فوق نموذج الاستيراد > الملف وحدد ملف STL الذي تم تصديره في الشكل 7. الرجاء النقر هنا لتنزيل هذا الملف.
الشكل التكميلي 2: تحويل الطين إلى شبكة. أولا ، يتم تحقيق استمرارية الطين الكاملة للمحيط حول العيب ، ثم يتم إجراء تحويل الطين إلى شبكة . (أ) فجوات صغيرة حول منطقة الأرضية المكسورة (السهم الأبيض) ، (ب) توصيل هذه المناطق يدويا لتحقيق الاستمرارية الكاملة لمحيط الكسر (السهم الأسود). (ج) تنعيم الطين المضاف. (د) إنشاء الشبكة الجديدة. الرجاء النقر هنا لتنزيل هذا الملف.
الشكل التكميلي 3: ملء الفجوة التلقائي. (أ) اختيار هوامش العيوب. (ب) حذف الهوامش. (ج، د) املأ الثقوب حتى يتم إعادة إنشاء الأرضية بالكامل (D). الرجاء النقر هنا لتنزيل هذا الملف.
الشكل التكميلي 4: تسلسل إعادة التموضع التشريحي. في حالة إزاحة الجزء المكسور كقطعة واحدة ، فإن إعادة التموضع التشريحي هي الخيار الأسهل والأكثر دقة. (أ) يتم استيراد STLs في المدار والجزء الأرضي (الشكل التكميلي 1)، ويتم تنشيط قطعة الأرضية (النقر بزر الماوس الأيمن - تنشيط). (B) ضمن Select and Move Clay، يتم إختيار أداة Reposition ، ويتم إلغاء تحديد الخيار Move only (نقل فقط ). (ج) يتم تغيير موضع الأرضية يدويا لتناسب الحدود التشريحية السليمة. (د) طريقة أخرى لإعادة وضع الجزء المكسور ممكنة في الحالات التي يتم فيها وضع إحدى الحواف المجزأة في الموقع التشريحي الصحيح. خلال طريقة إعادة التموضع هذه ، يتم تثبيت مركز الدوران في الفضاء. الرجاء النقر هنا لتنزيل هذا الملف.
الشكل التكميلي 5: تقنية النسخ المتطابق. في حالات العيوب المدارية الكبيرة والمفتتة ، ستؤدي تقنية النسخ المتطابق إلى نتيجة أكثر دقة. (أ) الأرضية المدارية اليمنى التي تفتقر إلى جزء كبير من العظم. كان المدار الأيسر سليما مجزأ. (ب) باستخدام أداة طين المرآة ، يتم توجيه موضع المستوى إلى الجانب الإنسي (الخط الأزرق). (ج) يتم تحديد قطعة المرآة بأكملها والمعاينة ، ثم يتم تحديدها. (د) جسم جديد معكوس في المدار الأيسر سليما. الرجاء النقر هنا لتنزيل هذا الملف.
الشكل التكميلي 6: تراكب المدارات ذات المرايا والمكسورة. (أ) باستخدام أداة تسجيل القطع ، يتم تحديد المدار المعكوس باعتباره المصدر والمدار المكسور باعتباره الهدف. (ب) توضع العلامات في مواقع تشريحية فريدة في المدار المرآة ومواقع مماثلة في المدار المكسور ، ثم يتم النقر فوق تطبيق لتركيب المقاطع. (ج) يتم تحديد تلقائي للتراكب الأمثل. (د) يعمل المدار المتراكب المتراكب كدليل لإعادة البناء التشريحي للمدار المكسور. الرجاء النقر هنا لتنزيل هذا الملف.
الشكل التكميلي 7: إعداد الأرضية المدارية. يتم خفض الأرضية المعاد بناؤها بمقدار 0.8 مم على المحور الرأسي. ستتطابق هذه المسافة الرأسية مع سمك شبكة التيتانيوم المصممة ، وبالتالي تمنع الشبكة من التعدي على داخل المدار وتقليل حجمها. (أ) ضمن تحديد/نقل الطين، يتم تحديد إعادة موضع الأصل ، ثم إلى المركز. يتم نقل الثالوث إلى مركز أرضية المدار المرآة. يتم اختيار Rotate Only ، ويتم وضع المحور Z عموديا ، والمحور X أفقيا ، والمحور Y الأمامي الخلفي (B) ضمن Select/MoveClay ، يتم تحديد قطعة تغيير الموضع . بعد ذلك، يتم تعديل إظهار/إخفاء الإعدادات المتقدمة وخطوة الترجمة إلى 0.8 مم. يتم النقر فوق رؤوس الأسهم في المستطيل الأحمر من أجل إغراق المدار المعكوس في مدار الكسر حتى تبدأ الحدود السليمة للمنطقة المكسورة في الظهور. (ج) يتم إجراء نقرة أخرى على رأس السهم المتجه لأسفل في المستطيل الأخضر لإغراق أرضية المدار المرآة بمقدار 0.8 مم أخرى. سيتطابق هذا العمق مع سمك PSI ، وبالتالي إعادة إنشاء الأرضية الأصلية. (د) ضمن تحديد / تحريك الطين ، يتم تحديد تحديد الطين ، ويتم استخدام أداة تحديد لاسو . يتم تحديد المحيط التشريحي للأرضية. يتم اختيار عكس التحديد ، ثم يتم حذف الباقي. يتم تنعيم حدود الأرضية ، أو يضاف الطين ليناسب حدود المدار المكسور. الرجاء النقر هنا لتنزيل هذا الملف.
الشكل التكميلي 8: تصميم PSI. (أ) يتم اختيار أجسام المدار والأرضية ، والنقر بزر الماوس الأيمن ويتم اختيار منطقي / الجمع كجديد لإنشاء جسم واحد في المدار ، بما في ذلك الأرضية المختزلة والمنخفضة. يتم تنعيم الحدود لفترة إضافية. (ب) يتم تكرار الكائن النهائي، والنقر بزر الماوس الأيمن، ويتم اختيار الرؤية من خلال ، متبوعا بتشغيل. (ج) يتم تحديد منحنى الرسم ضمن المنحنيات ، ويتم إنشاء مخطط تفصيلي حول المنطقة المكسورة الأصلية - يجب أن يستقر المنحنى على حواف المدار المكسور. يمكن أن يستقر المنحنى على الأرضية التي تم إنشاؤها حديثا فقط في المناطق المفقودة من العظام (على سبيل المثال ، الحافة الخلفية الجانبية في المثال - السهم الأسود). عند الخطوط العريضة بالكامل ، يتم النقر فوق أيقونة Fit to Clay on Create . (د) بنفس الطريقة ، يتم إنشاء أذرع التثبيت الخاصة بالمبادرة. الرجاء النقر هنا لتنزيل هذا الملف.
الشكل التكميلي 9: وضع اللمسات الأخيرة على PSI. يتم نقش أذرع الشبكة والتثبيت ثم توصيلها. يتم إنشاء ثقوب التثبيت والتصريف. (أ) تحت الطين التفصيلي ، يتم تحديد النقش مع المنحنى ويتم اختيار مسافة 0.8 مم. يتم تحديد الجزء الداخلي من المنطقة الموضحة، ويتم النقر فوق رفع . (ب) يتم استخدام Add Clay و Smooth لتوصيل أذرع التثبيت بالجسم الرئيسي للغرسة (الأسهم السوداء). (ج) يتم تطبيق الدالتين المنطقية وإزالة من على الكائن المكرر. (د) في قائمة الكائنات ، يتم النقر بزر الماوس الأيمن فوق خشونة الطين -0.1 مم يتم اختياره. ضمن Sculpt Clay ، يتم اختيار أداة النحت ، ويتم ضبط حجم الأداة على 2.1 مم - يتم إنشاء فتحات تثبيت في الجزء الأبعد من أذرع التثبيت. تم ضبط حجم الأداة على 1.5 مم و 1 مم لإنشاء فتحات تصريف على بقية PSI - يتم تجنب الثقوب بالقرب من حواف الغرسة. يتم تقديم غرسة نهائية خاصة بالمريض. تستخدم المنطقية والإزالة دائما لطرح المدار المكسور الأصلي من PSI النهائي لضمان مقعد سلبي للغرسة على الحواف العظمية للمدار المكسور. الرجاء النقر هنا لتنزيل هذا الملف.
المناقشة
تعد إعادة بناء الكسر المداري واحدة من أهم المهام التي يقوم بها جراح الوجه والفكين14. تتضمن إعادة البناء العمل حول العضو الحساس للغاية والبارز في العين من خلال شق صغير خارجي ، مما يؤدي إلى رؤية جزئية فقط للمجال الجراحي. بسبب هذه الصعوبة ، يمكن أن يؤدي استخدام PSI لإعادة الإعمار إلى تحسين الدقة بشكل كبير وبالتالي تقليل المراضة15. بعد قولي هذا ، قد يؤدي التصميم غير السليم بسبب سوء فهم التشريح الصحيح ، ومبادئ إعادة البناء ثلاثية الأبعاد لكل جزء ، وخصائص PSI وآثارها ، والتعامل السليم أثناء الجراحة إلى عدم القدرة على استخدام PSI الذي تم إنشاؤه أثناء الجراحة أو في أمراض مختلفة يمكن تجنبها بسهولة16.
في هذا البروتوكول ، يتم وصف طرق إعادة البناء ثلاثية الأبعاد المختلفة ، ومناقشة مؤشراتها. هناك أيضا خطوات مفصلة لكل طريقة ، والتركيز على المزالق التي يجب على المرء تجنبها عند تصميم PSI.
تم وصف ثلاث طرق لإعادة بناء الكسور المدارية. الطريقة الأولى ، التي تستخدم أتمتة برنامج التصميم ، وحتى الآن تتطلب عيوبا صغيرة لإعادة البناء المناسبة ، وبالتالي فهي الأقل شيوعا من الطرق. والثاني هو إعادة التموضع التشريحي ، والذي ، عند الاقتضاء ، ينتج عنه نتائج جيدة جدا بينما يتطلب خبرة وفهما أقل للمصمم. والثالث والأكثر شيوعا هو تقنية النسخ المتطابق ، والتي تتطلب مستوى عال من الفهم للتشريح المعقد ، وخصائص الكسر ، وخصائص PSI ، والمجالات الرئيسية لإعادة بناء كل حالة محددة.
يمكن تطبيق هذه الطريقة على عيوب الجدار المداري المختلفة بالإضافة إلى عيوب الجدار المتعددة كما هو موضح من قبل Krasovsky A et al.11. يمكن استخدام هذه الطريقة لكل من الكسور المكتسبة حديثا والكسور القديمة التي تم شفاؤها بشكل غير صحيح.
في معهدنا ، المصمم هو أيضا الجراح ، والذي ، في اعتقادنا ، يؤدي إلى نتائج فائقة أثناء مرحلة التصميم وأثناء الجراحة. ومع ذلك ، فإن هذه الكوكبة غير ممكنة في معظم المعاهد حتى الآن ، وبالتالي ، يتم حث كل من الجراحين والمهندسين على استخدام هذا البروتوكول لفهم الجانب الآخر من هذه العلاقة بشكل أفضل ، وتجنب المزالق ، وتحقيق مستوى أعلى من إعادة البناء المداري.
الإفصاحات
المؤلفون ليس لديهم ما يكشفون عنه.
المواد
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| D2P (DICOM للطباعة) | أنظمة ثلاثية | الأبعاد https://oqton.com/d2p/ | برنامج تجزئة لإنشاء ملفات stl ثلاثية الأبعاد |
| أنظمة Geomagic Freeform | 3D | https://oqton.com/freeform/ | التصميم الهندسي المنحوت |
المراجع
- Prendergast, M. E., Burdick, J. A. Recent advances in enabling technologies in 3D printing for precision medicine. Adv Mater. 32 (13), 1902516(2020).
- Rajantie, H., et al. Health-related quality of life in patients surgically treated for orbital blow-out fracture: a prospective study. Oral Maxillofac Surg. 25, 373-382 (2021).
- Som, P., Shugar, J., Brandwein, M. Anatomy and physiology of the sinonasal cavities. Head Neck Imaging. 3, 87-147 (2003).
- René, C. Update on orbital anatomy. Eye. 20 (10), 1119-1129 (2006).
- Nakamura, T., Gross, C. W. Facial fractures: analysis of five years of experience. Arch Otolaryngol. 97 (3), 288-290 (1973).
- Parsons, G. S., Mathog, R. H. Orbital wall and volume relationships. Arch Otolaryngol Head Neck Surg. 114 (7), 743-747 (1988).
- Ellis, E. III, Tan, Y. Assessment of internal orbital reconstructions for pure blowout fractures,cranial bone grafts versus titanium mesh. J Oral Maxillofac Surg. 61, 442(2003).
- Emodi, O., Nseir, S., Shilo, D., Srouji, H., Rachmiel, A. Antral wall approach for reconstruction of orbital floor fractures using anterior maxillary sinus bone grafts. J Craniofac Surg. 29 (4), e421-e426 (2018).
- Blumer, M., et al. Customized titanium reconstruction of orbital fractures using a mirroring technique for virtual reconstruction and 3d model printing. J Oral Maxillofac Surg. 79 (1), 200.e201-200.e200 (2021).
- Blumer, M., Essig, H., Steigmiller, K., Wagner, M. E., Gander, T. Surgical outcomes of orbital fracture reconstruction using patient-specific implants. J Oral Maxillofac Surg. 79 (6), 1302-1312 (2021).
- Krasovsky, A., et al. Comparison of patient specific implant reconstruction vs conventional titanium mesh reconstruction of orbital fractures using a novel method. J Craniomaxillofac Surg. 52 (4), 491-502 (2024).
- Danko, I., Haug, R. H. An experimental investigation of the safe distance for internal orbital dissection. J Oral Maxillofac Surg. 56 (6), 749-752 (1998).
- Rontal, E., Rontal, M., Guilford, F. Surgical anatomy of the orbit. Ann Otol Rhinol Laryngol. 88, 382-386 (1979).
- Sigron, G. R., et al. Functional and cosmetic outcome after reconstruction of isolated, unilateral orbital floor fractures (blow-out fractures) with and without the support of 3d-printed orbital anatomical models. J Clin Med. 10 (16), 3509(2021).
- Kotecha, S., Ferro, A., Harrison, P., Fan, K. Orbital reconstruction: a systematic review and meta-analysis evaluating the role of patient-specific implants. Oral Maxillofac Surg. 27 (2), 213-226 (2023).
- Stoor, P., et al. Rapid prototyped patient specific implants for reconstruction of orbital wall defects. J Craniomaxillofac Surg. 42 (8), 1644-1649 (2014).
إعادة الطباعة والأذونات
الوسوم
