نقدم بروتوكولا مفصلا للتحليل ثلاثي الأبعاد لتغيرات الأنسجة الرخوة باستخدام التصوير المجسم.
مقالة منهجية
نقدم بروتوكولا مفصلا للتحليل ثلاثي الأبعاد لتغيرات الأنسجة الرخوة باستخدام التصوير المجسم.
يعد تقييم تأثير علاج الأسنان والتقويم، بالإضافة إلى الجراحة الأقويمية على الأنسجة الرخوة للوجه، أمرا بالغ الأهمية، لأن هذه الأنواع من العلاج يمكن أن تؤثر بشكل كبير على جمالية الوجه، وبالتالي على رضا المرضى. التقييم الدقيق لاستجابة الأنسجة الرخوة في الوجه ضروري لتحقيق أفضل نتائج علاجية. التصوير المجسم ثلاثي الأبعاد (3D) هو أداة موثوقة وخالية من الإشعاع وغير جراحية يمكن استخدامها للتقييمات الكمية لسطح الأنسجة الرخوة، مما يوفر تمثيلا دقيقا للغاية لهياكل الوجه. يهدف هذا البروتوكول إلى إظهار منهجية يمكن استخدامها للتقييم الكمي لتغيرات الأنسجة الرخوة في الوجه باستخدام التصوير المجسم. في العرض التوضيحي للفيديو، استخدمنا برنامج تحليل صور ثلاثية الأبعاد. يتضمن البروتوكول المقترح خطوات تحضير الصورة، والتسجيل المكاني لمحور ثلاثي الأبعاد، واختيار وتراكب المناطق ذات الاهتمام، وحساب حجم المنطقة المدرجة بين صورتي سطح الأنسجة الرخوة المتورطتين في التقييم. تم اختبار هذا البروتوكول من حيث صلاحيته وقابليته للتكرار، ويمكن أن يكون له تطبيقات متنوعة لأغراض سريرية وبحثية.
تقييم تغيرات الأنسجة الرخوة في الوجه مهم في طب الأسنان لأن الأنسجة الرخوة للوجه جزء أساسي من التجميل والوظيفة وتعتبر جزءا أساسيا من تخطيط العلاج عبر تخصصات طب الأسنان. يسمح تقييم الأنسجة الرخوة للأطباء بالتنبؤ بتأثير التدخلات العلاجية - مثل تقويم الأسنان، وتركيبات الأسنان، والجراحة التقويمية - على مظهر الوجهوتوازنه. الاعتماد فقط على قياسات الهيكل العظمي أو الأسنان قد يؤدي إلى نتائج علاجية ضعيفة، حيث أن تحقيق الإغلاق المثالي و/أو العلاقات العظمية لا يترجم دائما إلى تغيرات متوازنة أو مرغوبة في الأنسجة الرخوة في الوجه2،3.
يعد تحليل الأنسجة الرخوة ضروريا لتخطيط العلاج الفردي لأنه يساعد في تحديد الخصائص الأساسية للوجه، وتوقع تأثيرات النمو والشيخوخة، والتنبؤ بكيفية تغير التدخلات السنية أو تقويم الأسنان أو الجراحة على ملامح الوجه والدعم البنيوي4،5. على وجه التحديد، تتأثر التغيرات في دعم الشفاه، وتقعر الوجه، وانخفاض ارتفاع الوجه بشكل مباشر بالتعديلات السنية والهيكلية، ويمكن أن تؤثر هذه التغيرات بشكل كبير على رضا المرضىوالنتيجة الجمالية المدركة. التقييم الدقيق لتغيرات الأنسجة الرخوة أمر بالغ الأهمية لتحقيق أفضل النتائج في المناطق التجميلية، خاصة في زراعة الأسنان وطب الأسنان الترميمي، حيث يكون الحفاظ أو زيادة حجم الأنسجة الرخوة ضروريا للحفاظ على المظهر الطبيعي والوظيفة6. حسنت تقنيات التصوير والمسح ثلاثي الأبعاد الحديثة دقة وقابلية تكرار قياسات الأنسجة الرخوة، مما سهل تشخيصا أفضل، وتخطيط العلاج، وتقييم النتائج 7,8,9.
المعيار الذهبي لتقييم الأنسجة الرخوة هو التصوير ثلاثي الأبعاد التسلسلي لقياس تغيرات حجم الأنسجة الرخوة، مدعوما بالفحص السريري والأعراض التي يبلغ عنها المريض10. الطريقة الأكثر دقة وقابلية للتكرار هي التصوير المجسم ثلاثي الأبعاد التسلسلي أو المسح السطحي بالليزر، والذي يسمح بقياس بدقة لتغيرات حجم الأنسجة الرخوة مع مرور الوقت10،11،12. وقد وصفت منشورات سابقة طرقا كمية لتقييم تغيرات الأنسجة الرخوة في الوجه في الأدبيات الفموية والفكينية، رغم أن النتائج المبلغ عنها لا تزال متباينة للغاية 10,11,12,13,14,15,16,17. ومع ذلك، في معظم الدراسات السابقة، لم يتم تضمين تفاصيل الخطوات المتضمنة، وغالبا لا يتم الإبلاغ عن قابلية تكرار النتائج. علاوة على ذلك، لا يوجد عرض فيديو للجزء اليدوي من العملية، وهو ما سيكون ذا قيمة كبيرة عمليا للأطباء والباحثين المهتمين بإجراء تقييم الأنسجة الرخوة. يعرض هذا الفيديو بالتفصيل منهجية لإجراء تقييم تغير حجمي ثلاثي الأبعاد شبه آلي وعالي الدقة وقابل للتكرار باستخدام تصوير سطح الوجه.
تم تنفيذ هذا البروتوكول وفقا للإرشادات الأخلاقية التي وضعتها لجنة المراجعة المؤسسية للمعاهد الوطنية للصحة (NIDCR IRB #16-D-0040). تم الحصول على موافقة مستنيرة من جميع المشاركين بموجب بروتوكول معتمد من NIH IRB (NCT02639312)، يسمح باستخدام الصور الفوتوغرافية ثلاثية الأبعاد للوجه في المنشورات البحثية. تم إجراء جميع التصويرات في عيادة الأسنان التابعة للمعاهد الوطنية للصحة باستخدام نظام تصوير ثلاثي الأبعاد18. راجع جدول المواد للتفاصيل المتعلقة بالبرمجيات المستخدمة في هذا البروتوكول. تم الحصول على موافقة صريحة لاستخدام صور الوجه ثلاثية الأبعاد المستخدمة في هذا البروتوكول.
1. تحضير الصورة
2. تسجيل الصورة الأساسية إلى شبكة المحاور ثلاثية الأبعاد
ملاحظة: يتم تحديد الصورة الأساسية بواسطة تصميم الدراسة. هذه الصورة هي مرجع يتم تسجيل الصور اللاحقة للموضوع الفردي منه. يتم تحديد تماثل الخط الأوسط كما يلي:
3. تعليقات معالم
ملاحظة: تم اختيار تسجيل معلم للأنسجة الرخوة بدلا من طريقة سطحية لأخذ التغيرات في التوافر السطحي بشكل أفضل، والذي يقتصر على جودة الصورة ويقتصر على المناطق غير المتأثرة بالجراحة. يجب أن يكون تسلسل تعليقات المعالم نفسه لكل صورة. إذا أمكن، قم بتعليق على معلم خاص بالمريض، مثل ندبة أو شامة، تقع خارج المنطقة المتأثرة بالجراحة. يجب أن يعتمد اختيار المعلم على مجال الاهتمام لكل تقييم.
4. اختيار مجالات الاهتمام في قياس الصورة الأساسية والحجم
5. تسجيل الصور اللاحقة، تراكب منطقة الاهتمام، وقياس الحجم
يصف هذا البروتوكول بالتفصيل نهجا موحدا وقابلا للتكرار لتقييم تغيرات الأنسجة الرخوة في الوجه ثلاثي الأبعاد. تسمح التصوير المجسم بقياس تورم الوجه بدقة من خلال التقاط تغيرات السطح مع مرور الوقت. باستخدام عملية تسجيل موجهة بالمعالم التاريخية، يتم محاذاة الصور بعد العملية إلى خط أساس مستقر، مما يتيح تراكب ومقارنة المناطق المتأثرة بالجراحة. يتم تعريف منطقة الاهتمام باستخدام حدود تشريحية قابلة للتكرار، ويتم حساب الحجم المقابل بالمليمترات المكعبة (سم3). وبما أن كل موضوع يعمل كضابط تحكم داخلي مستقل، فإن الأحجام المطلقة ليست قابلة للمقارنة مباشرة بين الموضوعات في هذا التحليل.

الشكل 1: عرض القياس الحجمي ثلاثي الأبعاد. إثبات استخدام هذا البروتوكول للتقييم الكمي لكمية التورم في الوجه بعد الجراحة العمودية الجسدية. (أ) الصورة الأساسية التي تم الحصول عليها بعد عام من الجراحة، عندما تم التخلص تماما من التورم بعد العملية. تم تسجيل الصورة على شبكة ثلاثية الأبعاد باستخدام العلامات التشريحية التالية: كانثي ثنائي الوسط والجانبي، جلابيلا. مع تعريف عائد الاستثمار. (ب) صورة بعد العملية بعد أسبوع من الجراحة، حيث يعاني معظم المرضى من أكبر تورم. تم تسجيله على نفس شبكة المحاور، مع إسقاط عائد الاستثمارات الأساسي على الصورة. (ج) تراكب الصور الأساسية وبعد العملية لتأكيد دقة المحاذاة. (د) الأقنعة الحجمية المولدة من عائد الاستثمارات في كلا النقطتين الزمنيتين، مع القياس الحجمي الناتج بالمليمتر المكعب (سم3). (ه) خريطة حرارية تقارن فروق الحجم بين الأقنعة؛ يشير الأزرق والأخضر إلى زيادة الحجم، بينما يشير الأصفر والبرتقالي إلى انخفاض الحجم مقارنة بالصورة الأساسية. يتم تضمين مؤشر أرقام ملون كمرجع. كما يتم توفير الفرق الحجمي الدقيق بين القناعين كمخرج. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
أصبح التصوير ثلاثي الأبعاد هو معيار الرعاية في مجالي طب الأسنان وجراحة الجمجمة والوجه ويقدم تقييمات كمية للأنسجة الرخوة عالية الدقة11. كما تم التحقق من صحة قابلية تكرار ودقة وضع المعالم التشريحية على الصور ثلاثية الأبعاد في دراسات سابقة19. لذلك، تمكن التصوير المجسم أو صور الأنسجة الرخوة ثلاثية الأبعاد من الحصول على قياسات أنثروبومترية دقيقة وقياس التغيرات في الأنسجة الرخوة من خلال مقارنات الصور الطولية.
غالبا ما تصف الأدبيات السابقة حول تقييم الأنسجة الرخوة للوجه طرقا تتطلب تدريبا مكثفا في برامج تحليل الصور المتخصصة، أو دمج أنماط وأنواع مختلفة من البرمجيات، أو تدوين عدة معالم، مما قد يتطلب وقتا وجهدا كبيرين من المستخدمين 11,13,14,20,21,22,23,24,25، 26. كما يتم تقديم تراكب قائم على المنطقة كخيار من قبل برامج مختلفة وقد تم تنفيذه في دراسات سابقة27. هذه أداة تركيب بديلة يمكن استخدامها بدلا من التعليق اليدوي للمعالم. ومع ذلك، وبناء على الخبرة العملية للمؤلفين بعد اختبار كلا الطريقتين كجزء من دراسة جماعية بأثر رجعي، كان التراكب القائم على المعالم خيارا أسهل وأكثر دقة.
السبب الرئيسي هو أن التراكب القائم على المنطقة كان أكثر حساسية للفروق الصغيرة بين الصور المتراكبة، مثل، على سبيل المثال، وجود حتى شعرة واحدة على سطح الجلد أو التوجيه الدقيق للرأس. هذه مشكلة جوهرية في الدراسات الاستعادية كان يمكن تجنبها باستخدام بروتوكول التقاط صور أكثر توحيدا، كما هو موضح أدناه. ومع ذلك، فإن المنشورات السابقة التي تستخدم التراكب القائم على المعالم لا تتضمن إرشادا تدريجيا للعملية بحيث يمكن تكرارها بسهولة من قبل أطباء و/أو باحثين آخرين. نقدم هنا إطارا موحدا لقياس التغيرات الحجمية، وهو مدمج بالفعل في برامج التصوير الحالية. هذا نهج بسيط لتقييمات الأنسجة الرخوة الحجمية لا يتطلب خبرة في مجال تحليل الصور لإكماله.
بعض التحديات التقنية التي غالبا ما تواجهها أثناء تراكب صور سطح الوجه تتعلق بوجود شعر الوجه. اعتمادا على طوله وسماكته، يمكن أن يؤثر شعر الوجه بشكل كبير على دقة الفحوصات لأن سطح الجلد يكون مخففا. وبالتالي، فإن المقارنة بين الفحوصات، التي هي تقييم كمي عالي الحساسية، ستكون غير موثوقة. لذلك، يوصى بشدة بوجود القليل جدا من شعر الوجه أو، من الناحية المثالية، عدم وجود شعر وجه قبل الحصول على فحوصات الوجه ثلاثية الأبعاد. يجب أيضا وضع شعر الشخص بعيدا عن الوجه، مما يسمح برؤية واضحة للوجه والجبهة والأذنين.
بالإضافة إلى ذلك، غالبا ما يميل المرضى الذين يعانون من أنماط تنفس فموية أو عدم كفاءة في استخدام الشفاه بسبب تناقضات هيكلية كامنة إلى وضعية الجلوس مع تباعدة شفاههم. قد يصبح هذا مشكلة أثناء مقارنة الفحوصات التسلسلية، خاصة عندما لا يكون موقع الشفاه متسقا. يجب أن يكون موقع الشفاه قابلا للتكرار عندما يتم تضمين مسحين أو أكثر تم أخذهما في نقاط زمنية مختلفة في التقييمات الحجمية المقارنة. وأخيرا، يجب أيضا تجنب تعابير الوجه أثناء التقاط الفحوصات لأسباب تتعلق بالاتساق وقابلية التكرار. يوصى بالتقاط جميع الصور مع الحفاظ على تعبير وجه محايد، مع إغلاق شفتيه إن أمكن، والحفاظ على ملامسة أسنانه في علاقاته المعتادة مع العض. يعتبر هذا الموقف الأسهل في التكرار مع مرور الوقت.
علاوة على ذلك، من المهم أيضا توجيه المشاركين بشكل مناسب، حتى يعرفوا بالضبط ما يجب عليهم فعله وما الذي تتضمنه عملية التقاط الصور. لنفس السبب، يجب تدريب ومعايرة الأفراد المشاركين في التقاط الصور مع بعضهم البعض، عندما يكون هناك أكثر من شخص مشارك. يمكن أن يحسن ذلك جودة الفحوصات بشكل كبير، وبالتالي دقة التقييمات الكمية.
باختصار، يوفر هذا البروتوكول دليلا عمليا للتقييمات السريرية المستقبلية والدراسات البحثية التي تهدف إلى تقييم تأثير أنواع التدخلات العلاجية المختلفة على جماليات الوجه، بالإضافة إلى تقدم عمليات الشفاء في حالة التقييمات الطولية. يمكن أن يكون هذا النوع من التقييم مفيدا جدا في مجالات مختلفة من طب الأسنان، وخاصة في مجالات التعويضات الثابتة والقابلة للإزالة، وتقويم الأسنان، والجراحة الأقويمية28، 29، 30، 31، 32، 33، 34. ستوفر الدراسات البحثية التي تركز على استجابة الأنسجة الرخوة لتدخلات الأسنان و/أو الأنسجة العظمية معلومات قيمة حول تأثير هذه الأساليب المختلفة للعلاج على منحنى الأنسجة الرخوة في الوجه، وهو عنصر أساسي في نتيجة العلاج الشاملة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تكون التقييمات الطولية لتغيرات الأنسجة الرخوة المرتبطة بالشيخوخة مفيدة بنفس القدر حول التأثير طويل الأمد الذي يمكن أن تحدثه أنواع العلاج المختلفة على ملف الأنسجة الرخوة. يمكن استخدام هذه المعلومات في المستقبل كجزء من أساليب محاكاة نتائج العلاج المخصصة، والتي قد تكون جزءا أساسيا من تخطيط العلاج واستشارات المرضى.
لا يوجد لدى المؤلفين تضارب مصالح للكشف عنها.
وقد دعم هذا البحث برنامج البحوث الداخلية التابع للمعهد الوطني لأبحاث الأسنان والوجه والجمجمة (NIDCR) التابع للمعاهد الوطنية للصحة (NIH).
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| كاميرا فيكترا H1 | كانفيلد ساينتيفك | لا يوجد | نظام التصوير ثلاثي الأبعاد المحمول |
| برنامج فيكترا | كانفيلد ساينتيفك | لا يوجد | برنامج تحليل الصور |
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن