مقالة منهجية

التطبيق السريري للأدلة الرقمية ذات الوصلات المغناطيسية المطبوعة ثلاثية الأبعاد لقطع عظم الفك العلوي القطعي الدقيق

3 مشاهدات

⸱

DOI:

10.3791/73391

⸱

سبتمبر 1, 2026

 ,  ,  ,  , 
1Digital Center of Stomatology, The Affiliated Stomatology Hospital, Kunming Medical University, 2Yunnan Key Laboratory of Stomatology, School of Stomatology, Kunming Medical University, 3Department of Oral and Maxillofacial Surgery, The Affiliated Stomatology Hospital, Kunming Medical University

في هذه المقالة

ملخص

يصف هذا البروتوكول التصميم الرقمي، والطباعة ثلاثية الأبعاد (3D)، والاستخدام أثناء الجراحة لأدلة قطع العظم المخصصة للمريض والمتصلة مغناطيسياً لإجراء عملية قطع عظم Le Fort I ثلاثية الأجزاء، وذلك لنقل الخطط الافتراضية بدقة وتحسين محاذاة الأجزاء العظمية.

الملخص

تقدم هذه الدراسة تصميم وتطبيقاً سريرياً لدليل قطع عظمي رقمي جديد ذي توصيل مغناطيسي لتعزيز دقة وكفاءة قطع العظم القطعي للفك العلوي. يعد قطع عظم Le Fort I القطعي تقنية أساسية لتصحيح التشوهات السنية والوجهية الفكية المعقدة في الاتجاهين المستعرض والعمودي، ومع ذلك فإن الطرق التقليدية التي تتضمن جراحة نماذج الجبس اليدوية تكون عرضة لأخطاء جسيمة. ولمعالجة هذه التحديات، يدمج هذا البروتوكول التخطيط الجراحي الافتراضي (VSP) باستخدام الأشعة المقطعية وبرامج نمذجة متخصصة لإنشاء نظام دليل مكون من جزأين مطبوع ثلاثي الأبعاد ومخصص لكل مريض. تم تصميم المكون الأساسي لتوجيه خط قطع Le Fort I الأفقي وخطوط خلع الضواحك الثنائية. وبمجرد كسر الفك العلوي للأسفل، يتم توصيل دليل قطعي ثانوي بالمكون الأساسي عبر أربعة مغناطيسات نيوديميوم مدمجة، يبلغ قطر كل منها 3 mm وسماكتها 1.5 mm. يوفر هذا التوصيل المغناطيسي تثبيتاً مستقراً وسريعاً وخالياً من التداخل، مما يسمح بتوجيه دقيق لخطوط قطع الحنك وخط الوسط. يوضح هذا البروتوكول التطبيق السريري لنظام دليل مغناطيسي معياري لنقل خطة قطع العظم الافتراضية لدى المرضى الذين يعانون من بروز الفك العلوي وتفاوت في عرض القوس السني. أظهر تحليل خريطة الألوان بعد الجراحة انحرافات سطحية موضعية تبلغ حوالي 0.5–0.9 mm حول حواف قطع العظم المرئية، مما يدعم الدقة الأولية لنقل منطقة قطع العظم. يوفر التصميم المغناطيسي المعياري توجيهاً مرحلياً لقطع العظم وقد يقلل من الحاجة إلى التعديلات المتكررة، وإزالة العظام غير الضرورية، والتعامل مع الأنسجة الرخوة، وهو ما يتوافق مع مبادئ الحفاظ على الأوعية الدموية، رغم أن تروية القطعة لم يتم تقييمها مباشرة. تتميز مغناطيسات النيوديميوم بأنها متوافقة حيوياً، وتحافظ على استقرارها بعد التعقيم، وتعتبر فعالة من حيث التكلفة نظراً لإمكانية إعادة استخدامها. وبالرغم من الهشاشة المحتملة لمواد الراتنج المطبوعة ثلاثية الأبعاد (3D) الحالية، فإن دليل قطع العظم الرقمي ذي التوصيل المغناطيسي يوفر قيمة سريرية كبيرة من خلال سد الفجوة بين التخطيط الافتراضي والتنفيذ الجراحي. تضمن هذه الطريقة إزالة العظام ووضعها بدقة عالية، مما يمثل تقدماً واعداً في الإجراءات الجراحية التقويمية المعقدة.

المقدمة

تعد عملية قطع العظم ليفورت الأولى القطعية (Segmental Le Fort I osteotomy) طريقة جراحية راسخة لتصحيح التباينات العرضية في الفك العلوي لدى المرضى البالغين هيكلياً. في عملية قطع العظم ليفورت الأولى ثلاثية القطع، يتم أولاً تحريك الفك العلوي عن طريق قطع عظم ليفورت الأولى، ثم يتم تقسيمه إلى ثلاث قطع من خلال عمليات قطع عظم بين سنية وحنكية. وهذا يتيح للجراح إعادة وضع القطعتين الأمامية والخلفية للفك العلوي وفقاً للإطباق المخطط له والتصحيح العرضي. وبناءً على الحركة المخطط لها لقطع الفك العلوي، يمكن استخدام هذه التقنية للتوسيع العرضي، أو تصحيح التشوه العرضي غير المتماثل، أو تقليل العرض المفرط لقوس الفك العلوي1,2. ومقارنةً بعملية قطع العظم ليفورت الأولى ذات القطعة الواحدة، تتطلب عملية قطع العظم ليفورت الأولى القطعية خطوط قطع عظم إضافية بين سنية وحنكية. وتزيد عمليات قطع العظم الإضافية هذه من تعقيد كل من التخطيط الجراحي الافتراضي والتنفيذ أثناء العملية2,3.

يُستخدم التخطيط الجراحي الافتراضي وتقنيات التصميم بمساعدة الكمبيوتر/التصنيع بمساعدة الكمبيوتر بشكل متزايد في جراحة تقويم الفكين لنقل الخطط السابقة للعملية إلى المجال الجراحي4,5. ويمكن لأدلة قطع العظم المخصصة لكل مريض أن تساعد في نقل خطوط قطع العظم المخطط لها إلى الموقع الجراحي وتقليل الحاجة إلى التحديد اليدوي5,6. ومع ذلك، في عملية قطع العظم من نوع Le Fort I ثلاثية الأجزاء، غالبًا ما يتم إجراء قطع Le Fort I الأولي، وعمليات قطع العظم بين السنية، وقطع العظم الحنكي في مراحل جراحية مختلفة3. فبعد كسر الفك العلوي للأسفل، تختلف إمكانية الوصول الجراحي والرؤية وظروف تثبيت الدليل عما كانت عليه قبل الكسر. وهذا قد يجعل من الصعب استخدام دليل تقليدي قطعة واحدة طوال تسلسل قطع العظم بالكامل. لذا، فإن الدليل المكون من وحدات والذي يمكن استخدامه بالتتابع قبل وبعد كسر الفك للأسفل، مع الحفاظ على علاقة مستقرة بين مكونات الدليل، قد يكون أكثر ملاءمة لهذا الإجراء.

تقدم هذه المقالة نظام دليل قطع عظمي مخصص للمريض ومتصل مغناطيسياً لعملية قطع عظم Le Fort I ثلاثية الأجزاء. يركز التطبيق النموذجي في هذا البروتوكول على تقليل عرض القوس السني لدى المرضى الذين يعانون من عرض مفرط في القوس الفكي العلوي. يُستخدم مكون الدليل الأول لتوجيه قطع عظم Le Fort I وعمليات قطع العظم بين الأسنان عبر مواقع خلع الضاحك الأول العلوي في كلا الجانبين. وبعد كسر الفك العلوي للأسفل، يتم توصيل مكون الدليل الثاني مغناطيسياً بالمكون الأول، ويُستخدم لتوجيه قطع عظم الحنك وإزالة عظم الحنك المخطط لها. يهدف هذا الأسلوب إلى توفير سير عمل قابل للتكرار للتخطيط الافتراضي، وتصميم الدليل الرقمي، والطباعة ثلاثية الأبعاد (3D)، وتجميع المغناطيس، والتطبيق المتسلسل لنظام الدليل أثناء الجراحة.

البروتوكول

تمت الموافقة على هذه الدراسة من قبل مجلس المراجعة المؤسسية بجامعة كونمينغ الطبية (رقم الموافقة KYKQ2024MEC0087)، وقد استكمل جميع المرضى نماذج الموافقة الكتابية.

1. التحضير قبل تصميم الدليل

  1. احفظ بيانات التصوير المقطعي المحوسب (CT) قبل الجراحة للمريض بتنسيق التصوير الرقمي والاتصالات في الطب (DICOM).
    ملاحظة: استخدم بيانات التصوير المقطعي ذات المقاطع الرقيقة كلما أمكن ذلك لتوفير طبقات صور كافية لإعادة بناء ثلاثية الأبعاد دقيقة. قد تؤدي جودة الصور الضعيفة، أو سمك المقاطع الكبير، أو عدم كفاية عدد المقاطع إلى تقليل دقة نموذج الفك العلوي المعاد بناؤه والتأثير على عملية قطع العظم الافتراضية وتصميم الدليل لاحقاً. في الحالة النموذجية، تم الحصول على صور التصوير المقطعي قبل الجراحة بسمك مقطع قدره 0.3 mm.
  2. استورد بيانات DICOM إلى برنامج إعادة البناء ثلاثي الأبعاد، مثل Mimics Research 21.0. اختر عتبة تقسيم مناسبة وأعد بناء الهيكل العظمي للوجه والفكين.
    ملاحظة: يجب أن تحافظ عتبة التقسيم على التراكيب التشريحية الهامة، بما في ذلك الفك العلوي، وجذور الأسنان، وأرضية الأنف، وعظم الحنك، مع تجنب تشوه سطح العظم الناتج عن عتبة منخفضة للغاية. في الحالة النموذجية، تم ضبط نطاق العتبة على 226–31743 HU. افحص النموذج المعاد بناؤه بعناية وأزل أي شوائب واضحة قبل تصديره.
  3. قم بإجراء المعالجة المسبقة للنموذج في برنامج إعادة البناء ثلاثي الأبعاد، بما في ذلك التقسيم، والتنعيم، وإزالة التراكيب غير الضرورية.
    ملاحظة: إذا كانت جودة صورة التصوير المقطعي كافية، فتجنب تنعيم نموذج الفك العلوي المعاد بناؤه قدر الإمكان. قد يؤدي التنعيم المفرط إلى تغيير مورفولوجيا السطح والتأثير على استقرار الدليل المدعوم بالعظم.
  4. استورد البيانات الممسوحة ضوئياً لنماذج الجبس السنية العلوية والسفلية إلى برنامج التخطيط الجراحي الافتراضي، مثل ProPlan CMF 3.0.
    ملاحظة: في الحالة النموذجية، تم مسح النماذج السنية باستخدام ماسح ضوئي للنماذج السنية بدقة تقل عن 10 µm.
  5. قم بمطابقة نماذج عظام الفك العلوي والسفلي مع نماذج المسح السني العلوية والسفلية المقابلة للحصول على نموذج مركب هيكلي-سني.
    1. استخدم أسطح الأسنان المستقرة للمطابقة كلما أمكن ذلك. افحص السطح الإطباقي، والقوس السنية، وموضع جذر السن بعد المطابقة للتأكد من تطابق البيانات الهيكلية والسنية بشكل صحيح.
  6. اجمع نتائج الفحص السريري، والتحليل الإطباقي، والتحليل القياسي الرأسي ثلاثي الأبعاد لتقييم تشوهات الفك العلوي والسفلي.
    ملاحظة: الغرض من هذه الخطوة ليس فقط تشخيص التشوه، ولكن أيضاً تحديد ما إذا كان قطع العظم Le Fort I ثلاثي القطع وتقليل عرض القوس مناسبين للمريض.

2. التخطيط الجراحي الافتراضي لقطع عظم الفك العلوي من النوع الأول لـ Le Fort بثلاث قطع

  1. إنشاء خطة جراحية افتراضية لعملية قطع عظم الفك العلوي Le Fort I ثلاثية القطع.
    ملاحظة: في هذا البروتوكول، تتضمن الحالة التمثيلية تقليل عرض القوس السني لدى مريض يعاني من عرض مفرط في القوس الفكي العلوي. يمكن تعديل منطق التصميم نفسه وفقاً لنمط تقسيم المريض وكمية إزالة العظم المخطط لها.
  2. تحديد الإطباق بعد الجراحة قبل وضع اللمسات النهائية على مواقع قطع الفك العلوي.
    ملاحظة: قبل التخطيط الرسمي لعملية قطع العظم الافتراضية، قم بإجراء جراحة نموذجية على نموذج الأسنان. قم بمحاكاة عملية قطع العظم، وأعد تجميع قطع الفك العلوي، وتحقق مما إذا كان يمكن تحقيق إطباق مستقر بعد الجراحة. استخدم هذه الخطوة لتقدير كمية إزالة العظم وموضع قطع العظم بشكل تقريبي. حدد العلاقة الإطباقية النهائية قبل تصميم خطوط قطع العظم النهائية.
  3. تصميم خط قطع العظم Le Fort I وفقاً لنهج قطع العظم Le Fort I التقليدي. وفي الوقت نفسه، قم بإجراء عملية قطع سهمي ثنائي الجانب لرموس الفك السفلي (BSSRO) افتراضياً على الفك السفلي وفقاً لتصميم الجراحة التقويمية المخطط له.
    ملاحظة: على الرغم من أن هذا البروتوكول يركز على دليل قطع عظم الفك العلوي، إلا أن قطع عظم الفك السفلي افتراضياً يكون ضرورياً عند التخطيط لجراحة الفكين. يسمح هذا بتحريك القطعة البعيدة من الفك السفلي وفقاً للإطباق النهائي.
  4. بعد عملية قطع العظم Le Fort I الافتراضية، قم بإنشاء خطوط فصل مؤقتة على الفك العلوي لتقسيمه إلى ثلاث قطع.
    ملاحظة: في هذا البروتوكول، تدرج مناطق الضواحك الأولى ثنائية الجانب ضمن مناطق التقسيم وإزالة العظم المخطط لها. يتم فصل الضواحك الأولى وعظم السنخ المحيط بها افتراضياً مع قطع الفك العلوي، بدلاً من إزالتها كخطوة مستقلة لخلع الأسنان.
  5. ضبط خطوط الفصل المؤقتة بعرض 0.01 mm تقريباً.
    ملاحظة: تُستخدم هذه الخطوط المؤقتة فقط لتقسيم الفك العلوي الافتراضي إلى ثلاث قطع. وهي لا تمثل عرض قطع العظم النهائي أو الكمية النهائية لإزالة العظم.
  6. مسح نموذج أسنان الفك العلوي ثلاثي القطع، ونموذج أسنان الفك السفلي، وسجل الإطباق الذي تم الحصول عليه من الجراحة النموذجية.
    ملاحظة: تمثل هذه البيانات الممسوحة ضوئياً الإطباق المستقر بعد الجراحة الذي تم تحديده بواسطة الجراحة النموذجية. استخدمها كمرجع للتسجيل الإطباقي الافتراضي.
  7. استيراد بيانات الجراحة النموذجية الممسوحة ضوئياً إلى برنامج التخطيط الجراحي الافتراضي.
  8. تسجيل نموذج الفك العلوي المقسم افتراضياً ونموذج الفك السفلي المقطوع افتراضياً مع إطباق الجراحة النموذجية الممسوح ضوئياً باستخدام التسجيل الإطباقي.
    ملاحظة: تنقل هذه الخطوة الإطباق النهائي من الجراحة النموذجية إلى الخطة الجراحية الافتراضية. بعد التسجيل، تحدد مواقع الأسنان الموضع النهائي للقطع الثلاث للفك العلوي والقطعة البعيدة للفك السفلي.
  9. إزالة العظم المتداخل بين قطع الفك العلوي المعاد وضعها. حافظ على قطع الفك العلوي المتطابقة كموضع وحجم مخطط لهما بعد الجراحة لقطع عظم الفك العلوي الثلاثة.
    ملاحظة: تشير المنطقة المتداخلة إلى العظم الذي يجب إزالته للسماح بتجميع القطع وفقاً للخطة الجراحية الافتراضية. تحقق من هذه المنطقة بالنسبة لجذور الأسنان المجاورة، وأرضية الأنف، وعظم الحنك. يجب تصميم منطقة قطع العظم وإزالة العظم المخطط لها لتجنب إصابة جذور الأسنان المجاورة، ويجب التحقق منها بعناية بالنسبة للهياكل التشريحية الهامة، بما في ذلك أرضية الأنف، والفتحة الكمثرية، والمنطقة تحت الحجاج، وعظم الحنك.
  10. إعادة قطع الفك العلوي الثلاثة إلى موضعها الأصلي بعد عملية قطع العظم Le Fort I الافتراضية. استخدم المسافة بين القطع كمنطقة إزالة العظم المخطط لها، وقم بإجراء عملية طرح بولينية (Boolean subtraction) للحصول على بيانات STL لمنطقة قطع العظم وإزالة العظم (الشكل 1).
    ملاحظة: يجب استخدام ملف STL هذا كأساس لتصميم فتحات قطع العظم ومنطقة التوصيل المغناطيسي لنظام الدليل. أثناء تصميم الدليل اللاحق، يجب أن تقتصر قاعدة الدليل وفتحات قطع العظم على المنطقة العظمية المكشوفة الضرورية، ولا ينبغي تمديدها دون داعٍ نحو جذور الأسنان، أو أرضية الأنف، أو المنطقة تحت الحجاج، أو الأنسجة الرخوة للحنك.

3. تصميم نظام دليل قطع العظم المتصل مغناطيسيًا

ملاحظة: يظهر سير عمل تصميم مكون الدليل الأول في الشكل 2.

  1. قم بتصدير النماذج المطلوبة من برنامج التخطيط الجراحي الافتراضي، بما في ذلك نموذج الجمجمة والفك العلوي مع الأسنان العلوية المسجلة، والفك العلوي بعد عملية قطع عظم الفك العلوي الافتراضية وفق تقنية Le Fort I، وخط قطع عظم Le Fort I، والمنطقة المخطط لإزالة العظم منها في الفك العلوي.
    ​ملاحظة: قم بتصدير جميع النماذج في نظام الإحداثيات نفسه. لا تقم بتحريك النماذج أو تدويرها أو إعادة محاذاتها بعد التصدير، لأن ذلك قد يؤثر على دقة تصميم الدليل.
  2. استورد جميع النماذج المصدرة إلى برنامج تصميم ثلاثي الأبعاد، مثل 3-matic Research 13.0.
  3. قم بقص نموذج الجمجمة والفك العلوي مع تسوية الأسنان العلوية المسجلة، واحتفظ فقط بالمنطقتين تحت الحجاج والفكية اللازمتين لتصميم الدليل (الشكل 2أ).
    ملاحظة: يمكن أن يؤدي قص النموذج إلى تقليل حمل الحسابات على البرنامج. احتفظ بمساحة كافية من سطح عظم الفك العلوي لضمان تثبيت الدليل في موضعه، مع إزالة هياكل الجمجمة غير الضرورية.
  4. قم بتطبيق الـ تغليف الوظيفة المطبقة على نموذج الفك العلوي المقصوص (الشكل 2B).
    ملاحظة: تؤدي عملية التغليف (Wrapping) إلى إيجاد خلوص بسيط بين الدليل وسطح العظم. ويساعد هذا الخلوص في تثبيت الدليل بشكل أكثر سلاسة أثناء الجراحة. وفي الحالة النموذجية، تم الحفاظ على الخلوص الناتج عن التغليف بحيث يكون أقل من 1 مم. ويجب ضبط هذا الخلوص وفقاً لمدى ملاءمة الدليل، ودقة الطباعة، والمتطلبات السريرية.
  5. استخدم الـ علامة دالة لاختيار منطقة القاعدة للمكون التوجيهي الأول (الشكل 2B).
    ملاحظة: اختر منطقة أكبر قليلاً من هامش الدليل النهائي المتوقع، واشمل مناطق عظمية مستقرة قد تساعد في تثبيت الدليل. يمكن للتجويف المحيط بالفتحة الكمثرية والأسطح العظمية غير المنتظمة الأخرى أن تعزز استقرار الدليل المدعوم بالعظم. كما تتيح المنطقة المختارة الأوسع إمكانية تقليم حافة الدليل لاحقاً.
  6. قم بتغليف المنطقة المحددة لإنشاء سطح التوجيه الأولي (الشكل 2ج).
    ملاحظة: سيتم استخدام هذا السطح المغلف لإزالة التجاويف الغائرة في الخطوة التالية.
  7. قم بإزالة مناطق التقوض (undercuts) وفقاً لاتجاه الإدخال المخطط له للدليل (الشكل 2D).
  8. اقلب السطح الخالي من التجاويف السفلية (undercut-free surface) وقم بزيادة سمكه لتشكيل القاعدة الصلبة لمكون الدليل الأول.
  9. قم بقص حافة مكون التوجيه الأول (الشكل 2هـ).
  10. استخدم منطقة إزالة عظم الفك العلوي المخطط لها لقص مناطق الربط الثنائية لمكون الدليل الأول (الشكل 3).
    ملاحظة: يجب أن يتطابق عرض كل منطقة ربط مع عرض إزالة العظم المخطط له في منطقة الضاحك الأول المقابلة. لا تقم بتضييق هذه المنطقة لمجرد تقليل حجم الدليل. ولا تقم بتوسيعها بشكل مفرط، لأن ذلك قد يتطلب كشفاً غير ضروري للأنسجة الرخوة.
  11. قم باستيراد المكون الأول للموجه المقصوص إلى برنامج التخطيط الجراحي الافتراضي.
  12. قم بضبط نطاق وعرض خط قطع العظم لـ Le Fort I وفقاً لتصميم الدليل، ثم أنشئ شق قطع العظم لعملية Le Fort I، وأضف ثقوب التثبيت على مكون الدليل الأول من أجل التثبيت أثناء الجراحة باستخدام براغي التيتانيوم (الشكل 2F).
    ملاحظة: يجب أن يكون شق قطع العظم واسعاً بما يكفي للسماح بدخول شفرة المنشار، ولكن ليس واسعاً لدرجة تفقد معه تأثير التوجيه. في هذا البروتوكول، يبلغ عرض الشق 1 مم. يجب وضع ثقوب التثبيت في مناطق عظمية مستقرة، ويجب ألا تتداخل مع شق قطع العظم، أو جذور الأسنان، أو صفائح التثبيت المخطط لها.
  13. استخدم الفك العلوي بعد عملية قطع عظم الفك العلوي الافتراضية من النوع الأول (Le Fort I) كنموذج مرجعي لتصميم مكون الدليل الثاني.
  14. قم بتوليد قاعدة المكون الثاني للدليل باستخدام ذات الطريقة الموصوفة أعلاه، بما في ذلك القص، والتغليف، والتعليم، وإزالة التجاويف السفلية، والعكس، والتسميك (الشكل 4أ-E).
  15. قم بتقليم حافة مكون الدليل الثاني وفقاً لقطع العظم الحنكي المخطط له ومنطقة إزالة العظم.
    ملاحظة: يجب أن يتوافق عرض مكون الدليل الثاني مع المنطقة المخطط إزالتها من العظم. يتم تحديد هذا العرض من خلال الخطة الجراحية الافتراضية، ولا ينبغي تغييره دون إعادة مراجعة الخطة.
  16. حدد منطقة الربط الإنسية لمكون التوجيه الأول. أنشئ سطحاً من المنطقة المحددة، وانسخه إلى جزء جديد، ثم قم بزيادة سمك هذا السطح المنسوخ لتشكيل الجسم الصلب الرابط لمكون التوجيه الثاني (الشكل 4F و الشكل 5).
    ملاحظة: يجب أن يتطابق الجزء الصلب الرابط للمكون التوجيهي الثاني مع المنطقة الرابطة للمكون التوجيهي الأول. كما يجب أن تتوافق كلتا المنطقتين مع عرض إزالة العظم المخطط له في مناطق الضاحك الأول الثنائية.
  17. ادمج قاعدة الدليل الثانية المقصوصة مع الوصلة الصلبة لتشكيل مكون الدليل الثاني النهائي.

4. تصميم وصلة مغناطيس النيوديميوم

  1. حدد أسطح التوصيل المقابلة في مكوني التوجيه الأول والثاني.
  2. صمم أخدودين للمغناطيس في كل مكون توجيه وفقاً لحجم مغناطيسات النيوديميوم.
    ملاحظة: في هذا البروتوكول، تم تصميم كل أخدود لمغناطيس نيوديميوم بقطر 3 mm وسماكة 1.5 mm. يجب أن يتطابق حجم الأخدود مع الحجم الفعلي للمغناطيس. كما يجب محاذاة الأخاديد المزدوجة في مكوني التوجيه بدقة. إذا كانت الأخاديد ضحلة جداً، فقد تبرز المغناطيسات وتعيق اتصال الموجه. أما إذا كانت الأخاديد عميقة جداً أو غير محاذية، فقد يتأثر التجاذب المغناطيسي أو استقرار الموجه في موضعه.
  3. استخدم عملية الطرح البولياني (Boolean subtraction) أو وظيفة قطع مماثلة لإنشاء الأخاديد النهائية للمغناطيس في كلا مكوني التوجيه (الشكل 6).

5. الطباعة ثلاثية الأبعاد وتجميع المغناطيس

  1. تصدير التصميم النهائي للدليل بصيغة STL.
  2. طباعة المكونين الأول والثاني للدليل ثلاثية الأبعاد باستخدام راتنج أدلة جراحية متوافق حيوياً.
    ملاحظة: في هذا البروتوكول، تمت طباعة مكونات الدليل باستخدام راتنج أدلة جراحية متوافق حيوياً بدقة 5760 × 3600 pixels. يجب اختيار مادة الطباعة والمعايير وفقاً لتعليمات الشركة المصنعة للطابعة والمتطلبات المؤسسية لتصنيع الأدلة الجراحية المستخدمة أثناء العمليات.
  3. إزالة هياكل الدعم وإتمام عمليات المعالجة اللاحقة وفقاً لتعليمات الشركة المصنعة. تنظيف مكونات الدليل باستخدام عامل التنظيف الموصى به من قبل الشركة المصنعة، وتجفيفها، ثم إجراء المعالجة النهائية لكل سطح في وحدة المعالجة. بعد المعالجة النهائية، يتم صقل آثار الدعم المتبقية على سطح الدليل.
    ملاحظة: في الحالة النموذجية، أجريت المعالجة النهائية لمدة 2 min على كل سطح. قد يختلف وقت المعالجة النهائية اعتماداً على مادة الراتنج والطابعة ووحدة المعالجة المستخدمة. يجب فحص فتحات قطع العظم، وقاعدة الدليل، وأخاديد المغناطيس بدقة بعد المعالجة اللاحقة؛ حيث إن الراتنج المتبقي أو مادة الدعم في هذه المناطق قد تؤثر على استقرار استقرار الدليل أو الاتصال المغناطيسي. يجب أن يقتصر الصقل على آثار الدعم المتبقية والأسطح غير الوظيفية؛ ولا ينبغي تعديل فتحات قطع العظم أو قاعدة الدليل أو أخاديد المغناطيس.
  4. تثبيت أربعة مغناطيسات نيوديميوم بقطر 3 mm وسُمك 1.5 mm في الأخاديد المخصصة.
  5. لصق المغناطيسات بإحكام في الأخاديد.
    ملاحظة: التأكد من قطبية جميع المغناطيسات مرة أخرى قبل اللصق. في هذا البروتوكول، تم لصق المغناطيسات في أخاديد الدليل باستخدام أسمنت راتنجي سني. يجب وضع الأسمنت الراتنجي وبلمرته وفقاً لتعليمات الشركة المصنعة. بعد اللصق، يتم اختبار ما إذا كان المكونان الدليلان يتصلان بسلاسة ويبقىان مستقرين. كما يجب فحص المغناطيسات الملحومة بعد التعقيم للتأكد من ثبات المغناطيس واستقرار اللصق قبل الاستخدام أثناء العملية.
  6. اختبار نظام الدليل المكتمل على نموذج الفك العلوي المطبوع ثلاثي الأبعاد (الشكل 7).
  7. التأكد من أن المكون الأول للدليل يتطابق مع سطح عظم الفك العلوي دون اهتزاز ملحوظ أو تداخل.
  8. توصيل المكون الثاني للدليل بالمكون الأول والتأكد من أن الاتصال المغناطيسي مستقر.
    ملاحظة: إذا لم يستقر الدليل بسلاسة، يجب فحص قاعدة الدليل، وخلوص الأنسجة الرخوة، وعمق المغناطيس، وسطح الاتصال. يمكن تشذيب الحواف غير الوظيفية البسيطة قبل التعقيم، ولكن لا ينبغي تعديل فتحات قطع العظم ومنطقة الاتصال المتعلقة بإزالة العظم دون إعادة التحقق من خطة الجراحة الافتراضية.
  9. تعقيم نظام الدليل وفقاً لبروتوكول التعقيم السريري المعتمد قبل الجراحة.
    ملاحظة: في هذا البروتوكول، تم تعقيم نظام الدليل المجمع باستخدام تعقيم بلازما بيروكسيد الهيدروجين منخفض الحرارة قبل الاستخدام أثناء العملية. يجب اختيار طريقة التعقيم وفقاً لمادة الراتنج، وخصائص المغناطيس، وتوافق المادة اللاصقة، والمتطلبات المؤسسية للاستخدام أثناء العمليات. بعد التعقيم، يتم فحص مجموعة الدليل والمغناطيس الكاملة للتأكد من سلامة الدليل، وثبات المغناطيس، واستقرار الاتصال المغناطيسي. في حال إعادة استخدام المغناطيسات في الاختبارات المختبرية أو التحضير السريري، يجب أن تتبع إعادة الاستخدام قواعد التعقيم ومكافحة العدوى المؤسسية. لا ينبغي إعادة استخدام المغناطيسات التي تعاني من تلف في الطلاء أو التآكل أو نقص في الثبات.

6. التطبيق أثناء الجراحة لنظام التوجيه

  1. أجرِ الجراحة التقويمية للفكين تحت التخدير العام وفقاً للإجراء الجراحي المخطط له.
    ملاحظة: في الحالة النموذجية، تضمن الإجراء الجراحي قطع عظم الفك العلوي Le Fort I ثلاثي القطع، وقطع الرأد السهمي الثنائي، وعملية تجميل الذقن مزدوجة الخطوات.
  2. اخلع الضواحك العلوية الأولى من الجانبين وفقاً للخطة الجراحية.
  3. اكشف عن منطقة قطع عظم الفك العلوي.
  4. ضع مكون الدليل الأول على سطح عظم الفك العلوي المكشوف (الشكل 8A).
  5. ثبّت مكون الدليل الأول بمسامير تيتانيوم عبر فتحات التثبيت المصممة مسبقاً.
  6. أجرِ قطع عظم الفك العلوي Le Fort I على طول شق القطع الموجود في مكون الدليل الأول (الشكل 8B).
  7. قم بإزاحة الفك العلوي للأسفل بعد إتمام عملية قطع Le Fort I.
  8. بعد إزاحة الفك العلوي للأسفل، ضع مكون الدليل الثاني وقم بتوصيله مغناطيسياً بمكون الدليل الأول (الشكل 8C).
    1. تأكد من استقرار مكون الدليل الثاني في موضعه تماماً ومن ثبات التوصيل المغناطيسي قبل إجراء القطع العظمي القطاعي.
    2. بما أن مكون الدليل الأول يظل مثبتاً في الفك العلوي بمسامير تيتانيوم، قم بتثبيت المكون الثاني بواسطة الواجهة المغناطيسية المحددة مسبقاً وتلامسه مع سطح عظم الحنك المكشوف.
    3. قبل إجراء القطع العظمي، تحقق من عدم وجود أنسجة رخوة أو خثرة دموية أو حطام عظمي متداخل بين الدليل وسطح العظم. لا تجبر المكون الثاني على الاستقرار في موضعه إذا تعذر تحقيق تثبيت مستقر.
  9. أجرِ عمليات القطع العظمي بين السني والحنكي تحت توجيه مكون الدليل الثاني (الشكل 8D).
  10. أزل نظام الدليل بعد إتمام عمليات القطع العظمي الموجهة، واستكمل بقية إجراءات الجراحة التقويمية للفكين وفقاً للخطة الجراحية.

7. تقييم الدقة بعد العملية الجراحية

  1. أعد بناء نموذج الوجه والفكين بعد الجراحة من بيانات التصوير المقطعي المحوسب (CT) بعد الجراحة باستخدام نفس برنامج إعادة البناء ثلاثي الأبعاد المستخدم في إعادة البناء قبل الجراحة، ثم قم بتصدير النموذج المعاد بناؤه بتنسيق STL. استخدم نفس عتبة التجزئة المستخدمة في إعادة بناء النموذج قبل الجراحة.
    ملاحظة: في الحالة النموذجية، تمت إعادة بناء نموذج التصوير المقطعي المحوسب بعد الجراحة باستخدام نفس نطاق العتبة المستخدم للنموذج قبل الجراحة، وهو 226–31743 HU، للحفاظ على الاتساق بين التخطيط قبل الجراحة وتقييم الدقة بعد الجراحة.
  2. استورد النموذج بعد الجراحة والتصميم الجراحي الافتراضي قبل الجراحة في برنامج تحليل البيانات ثلاثي الأبعاد، مثل Geomagic Wrap 2021.
  3. قم بمطابقة النموذج بعد الجراحة مع التصميم الجراحي الافتراضي قبل الجراحة باستخدام مناطق ثابتة في الجمجمة والوجه لم تخضع للجراحة كمنطقة مرجعية.
    ملاحظة: يجب عدم استخدام قطع الفك العلوي التي خضعت للجراحة كمرجع للمطابقة. يجب اختيار المنطقة المرجعية من المناطق الثابتة التي لم تتأثر بالجراحة، مثل المناطق المحيطة بنقطة النازيون (N)، والحافة تحت الحجاج/النقطة الحجاجية (Or)، والحافة العلوية للقناة السمعية الخارجية/النقطة المسامية (Po).
  4. بعد عملية المطابقة، حدد المنطقة ذات الاهتمام وأجرِ تحليل انحراف السطح بين النموذج بعد الجراحة والتصميم الجراحي الافتراضي قبل الجراحة.
  5. أنشئ خريطة ألوان لتصور الانحراف بين الأسطح المخطط لها والأسطح بعد الجراحة. سجل المسافة القصوى، ومتوسط المسافة، والانحراف المعياري، وتقدير جذر متوسط المربعات (RMS) الذي يوفره البرنامج.
    ملاحظة: يجب الإبلاغ عن متوسط المسافة وتقدير RMS بشكل منفصل، لأن متوسط المسافة قد يتأثر بالانحرافات الموجبة والسالبة. وإذا كانت متاحة، سجل أقصى انحرافات موجبة وسالبة بشكل منفصل. في هذا البروتوكول، تركز المنطقة ذات الاهتمام على منطقة قطع العظم وحواف قطع العظم المرئية، بدلاً من الموضع النهائي لجميع قطع الفك العلوي.
  6. لتقييم قابلية التكرار لدى الملاحظ الواحد، قام نفس الملاحظ المدرب بتكرار عملية المطابقة، واختيار المنطقة ذات الاهتمام، وتحليل الانحراف بعد فترة زمنية. تم حساب معاملات الارتباط داخل الفئة باستخدام نموذج التأثيرات المختلطة ثنائي الاتجاه للاتفاق المطلق.

النتائج

باستخدام سير العمل هذا، تم إنجاز خطة جراحية افتراضية مخصصة للمريض ونظام دليل قطع عظمي متصل مغناطيسياً لعملية قطع عظم Le Fort I ثلاثية الأجزاء. تم دمج بيانات التصوير المقطعي المحوسب (CT) قبل الجراحة مع مسوحات النماذج السنية لإنشاء نموذج مركب للهيكل العظمي والأسنان. وفي الحالة النموذجية، تم إجراء التخطيط الافتراضي لتقليل عرض القوس السنية لمريض يعاني من عرض مفرط في القوس الفكية العلوية. استُخدمت مواقع خلع الضواحك الأولى ثنائية الجانب كمناطق لقطع العظم بين الأسنان، كما تم تصميم خط قطع العظم الحنكي ومنطقة إزالة العظم الوتدية وفقاً للإطباق النهائي ومواقع الأجزاء المخطط لها. وبعد اعتماد خطوط قطع العظم، صُمم نظام الدليل باستخدام برنامج 3-matic Research 13.0. صُمم مكون الدليل الأول لتوجيه عملية قطع عظم Le Fort I وعمليات قطع العظم بين الأسنان، بينما صُمم مكون الدليل الثاني لتوجيه قطع العظم الحنكي بعد كسر الفك العلوي للأسفل. خُصصت أخاديد يبلغ قطرها حوالي 3 mm وعمقها 1.5 mm لمغناطيسات النيوديميوم. وبعد الطباعة ثلاثية الأبعاد، تم دمج أربعة مغناطيسات نيوديميوم ولصقها في مكونات الدليل. وقد أظهر الدليل المكتمل اتصالاً مغناطيسياً مستقراً وأمكن تثبيته على نموذج الفك العلوي المطبوع دون تمايل أو تداخل ملحوظ.

أُجري تقييم الدقة بعد الجراحة عن طريق إعادة بناء نموذج الوجه والفكين بعد الجراحة من بيانات CT وتركيبه فوق التصميم الجراحي الافتراضي قبل الجراحة باستخدام برنامج لتحليل البيانات ثلاثية الأبعاد، مثل Geomagic Wrap 2021. وفي خمسة مرضى عولجوا بهذا البروتوكول، استُخدم تحليل خريطة الألوان لتقييم انحراف السطح المحلي حول منطقة قطع العظم وحواف قطع العظم المرئية. وفي الحالة النموذجية، كانت المناطق المجاورة لحواف قطع العظم المرئية تظهر بشكل أساسي باللون الأخضر إلى السماوي على خريطة الألوان، وهو ما يتوافق مع انحرافات سطحية محلية تبلغ حوالي 0.5–0.9 mm (الشكل 9). وأسفر تحليل انحراف السطح الأساسي المعتمد على منطقة الاهتمام (ROI) عن متوسط انحراف موقع بإشارة قدره 0.379 mm، ومتوسط انحرافات موجبة وسالبة بلغت 1.133 mm و -0.865 mm على التوالي، وانحراف معياري قدره 1.321 mm، وانحراف جذر متوسط المربعات (RMS) قدره 1.374 mm، وأقصى انحرافات موجبة وسالبة بلغت 3.560 mm و -3.560 mm على التوالي. وقد تتأثر هذه المعايير الكمية بشكل كبير بتموضع القطع بعد الجراحة، ولا ينبغي تفسيرها كقياسات مباشرة لدقة نقل خط قطع العظم. لُوحظت أنماط انحراف مماثلة في منطقة قطع العظم لدى المرضى الأربعة الآخرين، حيث أظهرت الانحرافات المحلية حول حواف قطع العظم نطاقاً تقريبياً مماثلاً. وأظهرت تحليلات الانحراف المتكررة المعتمدة على منطقة الاهتمام (ROI) إمكانية تكرار ممتازة من قبل الملاحظ نفسه، مع قيم ICC > 0.90. وفي جميع المرضى الخمسة الذين عولجوا بهذا البروتوكول، تحسن الإطباق ومظهر الوجه الجانبي بعد الجراحة، وتم تثبيت الدليل بسلاسة، ولم تكن هناك حاجة لتعديل الدليل أثناء الجراحة أو حدوث أي فشل متعلق بالدليل. كما لم تُلاحظ أي مضاعفات متعلقة بالدليل، أو إصابة في جذور الأسنان، أو عدوى، أو تفكك في الجرح، أو انتكاسة أثناء فترة المتابعة.

figure-results-1
الشكل 1: التخطيط الجراحي الافتراضي لقطع عظم الفك العلوي من نوع Le Fort I المكون من ثلاثة أجزاء. (A) منظر حنكي للنموذج الافتراضي للفك العلوي المستخدم في التخطيط لعملية قطع عظم Le Fort I المكون من ثلاثة أجزاء. تشير المنطقة الخضراء إلى منطقة قطع العظم وإزالة العظم المخطط لها. (B) منظر جانبي لمنطقة قطع العظم وإزالة العظم المخطط لها. تم جعل أجزاء عظم الفك العلوي شفافة لتصور جذور الأسنان، مما يوضح العلاقة بين الجذور المتجاورة ومنطقة قطع العظم المخطط لها. (C) منظر معزول لمنطقة إزالة العظم. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

figure-results-2
الشكل 2: سير عمل تصميم مكون الدليل الأول. (A) تم قص نموذج الجمجمة والفك العلوي مع تسجيل الأسنان العلوية للاحتفاظ فقط بالمناطق تحت الحجاج والفك العلوي المطلوبة لتصميم الدليل. (B) تم تغليف نموذج الفك العلوي المقصوص، واختيار منطقة القاعدة لمكون الدليل الأول باستخدام وظيفة Mark. (C) تم تغليف المنطقة المختارة لتوليد سطح الدليل الأولي. (D) تمت إزالة التجاويفات (Undercuts) وفقاً لاتجاه الإدخال المخطط له للدليل. (E) تم عكس السطح الخالي من التجاويفات، وتسميكه، وتشذيبه لتشكيل القاعدة الصلبة لمكون الدليل الأول. (F) تمت إضافة فتحة قطع العظم لعملية Le Fort I وثقوب التثبيت إلى مكون الدليل الأول لتوجيه قطع العظم أثناء الجراحة وتثبيت براغي التيتانيوم. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

figure-results-3
الشكل 3: تصميم مناطق الربط لمكون الدليل الأول. (A,B) تم تقليم مناطق الربط الثنائية وفقاً لمنطقة إزالة عظم الفك العلوي المخطط لها. وقد تطابق عرض كل منطقة ربط مع عرض عملية قطع العظم وإزالة العظم المخطط لها في منطقة الضاحك الأول المقابلة. (C) منظر أمامي لمكون الدليل الأول يوضح شق قطع العظم، وثقوب تثبيت براغي التيتانيوم، ومنطقة إزالة العظم المخطط لها. تشير المنطقة الخضراء إلى منطقة إزالة العظم المخطط لها، ويشير حرف "W" الأحمر إلى عرضها المخطط له، ويشير الخط المتقطع البرتقالي إلى خط قطع العظم، وتشير الأسهم الزرقاء إلى ثقوب تثبيت براغي التيتانيوم. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

figure-results-4
الشكل 4: سير عمل تصميم مكون الدليل الثاني. (A–E) تم إنشاء قاعدة مكون الدليل الثاني باستخدام نفس سير عمل مكون الدليل الأول، بما في ذلك القص، واللف، والتعليم، وإزالة التجاويف السفلية، والعكس، والتسميك. ثم تم تشذيب حافة مكون الدليل الثاني وفقاً لعملية قطع عظم الحنك المخطط لها ومنطقة إزالة العظم. (F) تم تحديد منطقة التوصيل الإنسية لمكون الدليل الأول واستخدامها لإنشاء الجسم الصلب الواصل لمكون الدليل الثاني. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

figure-results-5
الشكل 5: تصميم المنطقة الرابطة لمكون الدليل الثاني. (A,B) تم تحديد منطقة الربط الإنسية لمكون الدليل الأول، ثم نُسخ السطح المحدد إلى جزء جديد. بعد ذلك، تمت زيادة سمك هذا السطح المنسوخ لتشكيل الكتلة الرابطة لمكون الدليل الثاني. وقد صُممت الكتلة الرابطة لتتوافق مع سطح الربط وعرض إزالة العظم المخطط له لمكون الدليل الأول. (C) منظر علوي لمكون الدليل الثاني يوضح عملية قطع العظم الحنكية المخطط لها ومنطقة إزالة العظم. تشير المنطقة الخضراء إلى منطقة إزالة العظم المخطط لها، ويشير الخط البرتقالي المتقطع إلى خط قطع العظم الحنكي. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

figure-results-6
الشكل 6: تصميم تجاويف المغناطيس في مكوني التوجيه. تم إنشاء تجاويف المغناطيس في مناطق التوصيل المقابلة لمكوني التوجيه الأول والثاني باستخدام عملية الطرح البولياني (Boolean subtraction). يوضح الشكل الجوانب الإنسية لمكونات التوجيه المكتملة. أحد الجانبين مملوء بنماذج صفراء لمحاكاة وضع مغناطيسات النيوديميوم، بينما يظهر الجانب الآخر تجاويف المغناطيس المحجوزة مباشرة. تشير الأسهم الزرقاء إلى تجاويف المغناطيس المحجوزة. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

figure-results-7
الشكل 7: مقارنة بين نظام الدليل المطبوع والتصميم الرقمي النهائي. (A–D) يوضح الصف العلوي مكونات الدليل المطبوعة ثلاثية الأبعاد بعد تجميع مغناطيس النيوديميوم، ونظام الدليل المكتمل مثبتًا على نموذج الفك العلوي المطبوع. (E–H) يوضح الصف السفلي التصميم الرقمي النهائي المقابل لمكونات الدليل واتصالها على نموذج الفك العلوي الافتراضي. وقد كان نظام الدليل المطبوع المكتمل متوافقًا مع التصميم الرقمي، وكان من الممكن تثبيته على نموذج الفك العلوي قبل الجراحة. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

figure-results-8
الشكل 8: الاستخدام المتسلسل لمكونات الدليل الأول والثاني أثناء العملية الجراحية. (A) بعد إجراء الشق ورفع السديلة المخاطية السمحاقية، تم وضع مكون الدليل الأول على سطح عظم الفك العلوي المكشوف وتثبيته ببراغي تيتانيوم عبر ثقوب التثبيت قبل إجراء قطع عظم Le Fort I. يشير السهم الأصفر إلى مكون الدليل الأول، ويشير السهم الأزرق إلى برغي تثبيت من التيتانيوم. (B) خط قطع عظم Le Fort I المكتمل بعد التوجيه بواسطة مكون الدليل الأول. (C) وضع مكون الدليل الثاني بعد كسر الفك العلوي للأسفل والربط المغناطيسي بمكون الدليل الأول. يشير السهم الأصفر إلى مكون الدليل الثاني، ويشير السهم الأزرق إلى الواجهة المغناطيسية التي تحتوي على مغناطيسات النيوديميوم. (D) تظهر خطوط قطع العظم بين السنية المكتملة وخط قطع العظم الحنكي بعد الاستخدام المتسلسل لمكوني الدليل. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

figure-results-9
الشكل 9: تحليل التراكب وخريطة الألوان للنماذج المخطط لها ونماذج ما بعد الجراحة. تم تسجيل نموذج الوجه والجمجمة المعتمد على الأشعة المقطعية لما بعد الجراحة مع التصميم الجراحي الافتراضي لما قبل الجراحة باستخدام مناطق قحفية وجهية مستقرة وغير خاضعة للجراحة كمنطقة مرجعية. ظهرت المناطق المرجعية المستقرة باللون الأخضر بشكل أساسي، بينما أظهرت قطع الفك العلوي المعاد وضعها ومناطق التثبيت انحرافات أكبر. كانت مناطق قطع العظم من نوع Le Fort I والقطع العظمي الجزئي يغلب عليها اللون الأخضر إلى الأزرق، وهو ما يتوافق مع مقدار انحراف سطحي محلي مقدر بنحو 0.5–0.9 mm بناءً على المقارنة البصرية مع مقياس الألوان. تمثل هذه القيمة تقديرًا تقريبيًا بناءً على خريطة الألوان وليس متوسط انحراف محسب مباشرة، وقد تتأثر بوضعية القطع بعد الجراحة. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

المناقشة

تعد عملية قطع العظم Le Fort I ثلاثية القطع أكثر تعقيداً من عملية Le Fort I أحادية القطعة. في هذا الإجراء، لا يتم تحريك الفك العلوي فحسب، بل يتم أيضاً تقسيمه إلى قطع عظمية منفصلة. وبعد التقسيم، يجب إعادة وضع كل قطعة من الفك العلوي لتحقيق إطباق مستقر بعد الجراحة وتصحيح عرضي مخطط له7,8. لذلك، تعتمد دقة هذا الإجراء على خطوتين رئيسيتين: التخطيط الدقيق لمواقع القطع النهائية قبل الجراحة، والنقل الدقيق لخطوط قطع العظم المخطط لها ومناطق إزالة العظم أثناء الجراحة4,9. وقد صُمم نظام الأدلة المتصل مغناطيسياً والموصوف في هذا البروتوكول لدعم هاتين الخطوتين من خلال ربط التخطيط الجراحي الافتراضي بالتطبيق المتسلسل للأدلة أثناء الجراحة. وتتمثل الخطوة الحرجة الأولى في بناء الخطة الجراحية الافتراضية على إطباق مستقر بعد الجراحة. وفي هذا البروتوكول، تُستخدم جراحة النماذج وتثبيت نماذج الأسنان لتوفير تأكيد بصري ويدوي مباشر للإطباق بعد عملية Le Fort I ثلاثية القطع10. وبمجرد تأكيد الإطباق، يمكن تحديد الموقع النهائي لكل قطعة في البرنامج. ثم يجب تخطيط مقدار إزالة العظم السنخي والحنكي وفقاً للمواقع النهائية للقطع، بدلاً من الاعتماد على التقدير البصري وحده. وقبل تصميم الدليل، يجب مراجعة خطوط قطع العظم بالنسبة لجذور الأسنان المجاورة، وأرضية الأنف، وعظم الحنك. تهدف هذه الخطوة إلى تقليل مخاطر إصابة الهياكل المحيطة وتسهيل النقل المحكوم لمنطقة إزالة العظم المخطط لها إلى المجال الجراحي. وإذا كان خط قطع العظم قريباً جداً من جذر السن أو إذا كانت إزالة العظم الحنكي المخطط لها غير كافية لتقليل عرض القوس السنية، فيجب تعديل الخطة الافتراضية قبل طباعة الدليل. أما الخطوة الحرجة الثانية فهي التثبيت المستقر للدليل المدعوم بالعظم. وبخلاف الأدلة المدعومة بالأسنان، قد تحتوي الأدلة المدعومة بالعظم على عدد أقل من التجاويف التشريحية (undercuts) للتثبيت؛ لذا، يجب تمديد قاعدة الدليل لتشمل مناطق عظمية مستقرة وغير منتظمة كلما أمكن ذلك. وفي الفك العلوي، يمكن أن يساعد التقعر حول الفتحة الكمثرية والأسطح العظمية غير المنتظمة الأخرى في تحسين وضعية الدليل11. إن وضع قاعدة الدليل على سطح عظمي مسطح فقط قد يزيد من خطر التذبذب أو الإزاحة أثناء قطع العظم. وبناءً على ذلك، يجب التأكد من استقرار الدليل وتجميع المكونات على مراحل قبل البدء بقطع العظم، بينما يتم تناول استكشاف الأخطاء وإصلاحها بالتفصيل فيما يتعلق بتذبذب الدليل والاتصال المغناطيسي وتثبيت المكونات بشكل منفصل. وبالإضافة إلى خطوات التخطيط والنقل أثناء الجراحة، يوفر التقييم بعد الجراحة أساساً مهماً لتقييم مدى نجاح تنفيذ البروتوكول. وتتمثل خطوة حرجة أخرى في هذا التقييم في تفسير الدقة بعد الجراحة وفقاً للغرض من نظام الأدلة. وبما أن هذا الدليل مصمم لنقل خطوط قطع العظم المخطط لها ومناطق إزالة العظم، فيجب التمييز بين نقل منطقة قطع العظم وبين إعادة تموضع قطعة الفك العلوي بشكل عام، والتي قد تتأثر بتثبيت القطعة، والتدعيم، والصفائح المستخدمة بعد الجراحة، وإعادة بناء النموذج. وعلى الرغم من تسجيل معاملات انحراف السطح القائمة على منطقة الاهتمام (ROI) كمياً من أجل الاكتمال، إلا أن هذه القيم قد تعكس أيضاً تأثيرات وضع القطع بعد الجراحة، وبالتالي لا ينبغي تفسيرها على أنها قياسات مباشرة لدقة نقل خط قطع العظم. وعليه، يجب اعتبار نتائج الخريطة اللونية في هذا البروتوكول تقييماً أولياً للتطابق السطحي المحلي بين مناطق قطع العظم المخطط لها وتلك التي نُفذت بعد الجراحة، بدلاً من اعتبارها دليلاً مباشراً على دقة وضع قطعة الفك العلوي بشكل عام.

ينبغي مراعاة العديد من فحوصات السلامة والتعديلات وخطوات استكشاف الأخطاء وإصلاحها قبل الاستخدام أثناء العملية لنظام التوجيه المغناطيسي. يُستخدم الاتصال المغناطيسي لتبسيط التطبيق المرحلي لنظام التوجيه. يمكن لمغانط النيوديميوم الصغيرة أن توفر قوة جذب كافية في مساحة محدودة، وقد استُخدمت في تطبيقات طبية وسنية12,13,14. في هذا البروتوكول، تكون المغانط مدمجة في مكونات الدليل ولا تُستخدم كأجهزة نشطة مزروعة. ومع ذلك، يجب مراعاة السلامة المغناطيسية. ونظرًا لأن جراحة تقويم الفكين تُجرى عادةً للبالغين الشباب، فإن أجهزة تنظيم ضربات القلب، ومزيلات الرجفان القابلة للزرع، والأجهزة المزروعة الأخرى الحساسة للمغناطيس غير شائعة في هذه الفئة من المرضى15,16. ومع ذلك، يجب فحص المرضى قبل الجراحة. وفي حال وجود مثل هذه الأجهزة، يجب مناقشة استخدام المكونات المغناطيسية مع طبيب التخدير وطبيب القلب والفريق الجراحي17,18. أما بالنسبة للمرضى الذين لديهم أجهزة مزروعة حساسة للمغناطيس، فيجب النظر في تصميم دليل غير مغناطيسي أو طريقة توجيه بديلة، ما لم يوافق الفريق المختص على استخدام المكونات المغناطيسية. وقد أشارت دراسات سابقة إلى أن التعقيم لا يقلل بشكل ملحوظ من قوة الاحتفاظ بمغانط النيوديميوم19. ومع ذلك، يجب فحص تجميعة الدليل والمغناطيس الكاملة بعد التعقيم وقبل الاستخدام أثناء العملية. وبالرغم من أن المغانط مدمجة في مكونات الدليل وتُستخدم لفترة قصيرة فقط في المجال الجراحي المفتوح، يجب مراعاة مخاطر التآكل لأن مغانط النيوديميوم والحديد والبورون (NdFeB) قد تتآكل إذا تضرر غلافها الواقي20. كما يجب التأكد من عدد المغانط وموقعها وقطبيتها واتجاهها وثباتها أثناء الاختبار قبل الجراحة على النموذج المطبوع ثلاثي الأبعاد. ولا يجوز استخدام أي مكون من مكونات الدليل يعاني من قطبية مغناطيسية غير صحيحة، أو ارتخاء في المغناطيس، أو فشل في الترابط، أو تلف في الغلاف، أو تآكل، أو تمايل، أو عدم استقرار في التثبيت، ويجب إعادة تصنيعه قبل الجراحة. وعلى الرغم من أن الدليل المخصص للمريض يُستخدم لمرة واحدة، فإن إعادة استخدام المغانط -في حال السماح بذلك- يجب أن تتبع قواعد إعادة المعالجة ومكافحة العدوى المؤسسية، ويجب التخلص من المغانط التي تعاني من تلف في الغلاف أو تآكل أو انخفاض في قوة الاحتفاظ. وفي نظام التوجيه هذا، يتوافق عرض منطقة الاتصال المغناطيسي مع العرض المخطط لإزالة العظم في عملية قطع العظم القطعي. وبمجرد تحديد عرض قطع العظم بناءً على الإطباق بعد الجراحة ومواقع القطع النهائية، لا ينبغي تغيير هذا العرض فقط لتقليل حجم الدليل. وبناءً على ذلك، يتقيد حجم وعدد مغانط النيوديميوم بمساحة الاتصال المتاحة وسماكة الدليل ومدى كشف الأنسجة الرخوة. وإذا كان الاتصال المغناطيسي غير مستقر أثناء الاختبار قبل الجراحة، يجب فحص سطح الاتصال واتجاه المغناطيس وعمقه ومدى ملاءمة الدليل أولاً. إن مجرد زيادة حجم المغناطيس أو عدده قد يجعل الدليل أكثر ضخامة وقد يتطلب كشفاً أوسع للأنسجة الرخوة. وإذا كان من الصعب إدخال الدليل أو إزالته، يمكن تقليم المخطط الخارجي والحواف غير الوظيفية، ولكن لا ينبغي تغيير فتحات قطع العظم ومنطقة الاتصال المتعلقة بإزالة العظم دون إعادة التحقق من خطة الجراحة الافتراضية. وإذا تمايل الدليل أثناء العملية أو إذا لم يستقر المكون الثاني بعد كسر الفك العلوي للأسفل، فلا ينبغي إجبار الدليل على الاستقرار في موضعه. ويجب فحص تداخل الأنسجة الرخوة، وعدم اكتمال كشف العظم، وجود خثرات دموية، أو حطام عظمي، واستقرار المكون الأول، واتجاه المغناطيس قبل إعادة تثبيت الدليل. وفي حال تعذر تحقيق تثبيت مستقر، يجب التخلي عن الدليل واستخدام طريقة توجيه بديلة. وإذا كان خط قطع العظم الحنكي غير واضح، يجب تحسين الكشف والري وإيقاف النزف وسحب الأنسجة الرخوة قبل المتابعة. وإذا انفصل مغناطيس أو انكسر الدليل الراتنجي أثناء قطع العظم، يجب إزالة الدليل على الفور، واستعادة جميع المغانط أو شظايا الدليل وعدّها قبل إغلاق الجرح. وينبغي تحضير نسخة احتياطية معقمة من الدليل المخصص للمريض كلما أمكن ذلك؛ وإلا يجب إكمال عملية قطع العظم باستخدام الخطة قبل الجراحة، أو المعالم التشريحية، أو أي طريقة توجيه أخرى متاحة. وإذا كان من الصعب إجراء قطع العظم الحنكي باستخدام مثقاب أو منشار تقليدي، يمكن النظر في استخدام مشرط عظم فوق صوتي. قد يكون هذا مفيداً لأن الحنك الصلب يكون رقيقاً وكثيفاً، كما أن الأنسجة الرخوة الحنكية رقيقة أيضاً. ويمكن للأدوات الكهرضغطية (Piezoelectric) قطع الأنسجة المعدنية مع تقليل مخاطر إصابة الأنسجة الرخوة، ولكن سرعة القطع قد تكون أبطأ21,22. ويجب استخدام ري كافٍ لتقليل تولد الحرارة23. بالإضافة إلى ذلك، قد تكون المادة الراتنجية المستخدمة في الطباعة ثلاثية الأبعاد هشّة وقد تنكسر تحت تأثير القوة المفرطة أثناء العملية24. وفي الدراسات المستقبلية، يمكن النظر في الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد، مثل طباعة سبائك التيتانيوم، لتحسين القوة الميكانيكية لنظام التوجيه، على الرغم من أن دقتها وتكلفتها وقابليتها للتصنيع وتطبيقها السريري تتطلب مزيداً من التقييم25,26.

هناك عدة قيود لهذه الطريقة. فعلى الرغم من إمكانية تكييف مبدأ التصميم مع أنماط مختلفة من قطع عظم الفك العلوي من النوع Le Fort I ثلاثي الأجزاء، إلا أن التطبيق النموذجي في هذا البروتوكول يركز على تقليل عرض القوس السني من خلال مواقع خلع الضواحك الأولى ثنائية الجانب. وهناك حاجة إلى مزيد من التحقق قبل تطبيق سير العمل هذا على أنماط تقسيم أخرى أو حالات التوسيع المستعرض. بالإضافة إلى ذلك، لا يزال مكون الدليل الثاني يتطلب كشفاً كافياً وتثبيتاً مستقراً بعد كسر الفك العلوي للأسفل؛ حيث إن ضعف الكشف أو عدم استقرار التثبيت قد يؤثر على دقة قطع عظم الحنك. وأخيراً، يقوم البروتوكول الحالي بشكل أساسي بتقييم نقل خط قطع العظم وجدوى الدليل، ولا يثبت أن هذه الطريقة تقلل من وقت العملية، أو النزيف، أو التورم بعد الجراحة، أو المضاعفات. لذا يجب تقييم هذه النتائج في دراسات سريرية مستقبلية بعينات أكبر وتصاميم مقارنة.

بالمقارنة مع التحديد اليدوي الحر، تقوم هذه الطريقة بتحويل خطة قطع العظم الافتراضية إلى دليل جراحي مخصص للمريض أثناء العملية. وقد يؤدي ذلك إلى تقليل الاعتماد على التقدير البصري، وعمليات تشذيب العظام المتكررة، والتعديلات التجريبية أثناء عملية قطع Le Fort I لثلاث قطع عظمية6. ومن خلال تحديد خطوط قطع العظم ومناطق إزالة العظم قبل الجراحة، قد يقلل الدليل أيضاً من إزالة العظام غير الضرورية ويحسن إمكانية التحكم في تجميع القطع العظمية. وتتمثل الميزة الرئيسية لهذه الطريقة، مقارنة بالدليل التقليدي المكون من قطعة واحدة، في تصميمها التركيبي المتدرج؛ حيث يُستخدم مكون الدليل الأول قبل كسر الفك العلوي (maxillary downfracture) لتوجيه قطع Le Fort I وعمليات قطع العظم بين الأسنان، بينما يتم توصيل المكون الثاني بعد الكسر لتوجيه قطع العظم الحنكي. ويتوافق هذا التسلسل مع سير العمل الجراحي لعملية قطع Le Fort I لثلاث قطع عظمية، ويتجنب استخدام دليل واحد تحت ظروف جراحية مختلفة. ونظراً لأن الحفاظ على المخاطية الحنكية، والأوعية الدموية الحنكية النازلة، وتروية القطع العظمية أمر بالغ الأهمية في عملية قطع Le Fort I القطعية، فإن هذا النهج المتدرج قد يساعد في دعم مبادئ الجراحة الحافظة للأوعية الدموية من خلال تقليل التعرض والمناولة غير الضروريةين. ومع ذلك، لم يتم تقييم تروية القطع العظمية بشكل مباشر في هذا البروتوكول. كما يسمح التصميم المخصص للمريض بتخطيط عرض إزالة العظم في الجهتين اليسرى واليمنى بشكل منفصل وفقاً للإطباق النهائي ومواقع القطع العظمية. وبناءً على ذلك، يمكن لنظام الدليل استيعاب إزالة العظام غير المتماثلة، وهو أمر شائع في عملية قطع Le Fort I لثلاث قطع عظمية، خاصة لدى المرضى الذين يعانون من عرض مفرط في القوس الفكية العلوية مما يتطلب تقليل عرض القوس.

بشكل عام، توفر هذه الطريقة سير عمل قابلاً للتكرار يربط بين التخطيط الجراحي الافتراضي، وتصميم الدليل الرقمي، والطباعة ثلاثية الأبعاد، وتجميع المغناطيس، والتطبيق أثناء العملية الجراحية. وقد تساعد الجراحين في نقل عملية قطع العظم المخطط لها بشكل أكثر اتساقاً، كما قد تكون مفيدة في التدريب الجراحي. ويجب أن تقارن الدراسات المستقبلية هذه الطريقة بعملية قطع العظم اليدوية أو الأدلة التقليدية لتحديد ما إذا كانت يمكن أن تقلل من وقت العملية، والصدمات الجراحية، والمضاعفات.

الإفصاحات

يصرح المؤلفون بعدم وجود تضارب في المصالح.

شكر وتقدير

تلقّت هذه الدراسة تمويلاً بدعم من فريق جامعة كونمينغ الطبية لتشخيص وعلاج التشوهات القحفية الوجهية المعقدة (2024XKTDTS08)، ومشروع أبحاث المركز الطبي السريري بمقاطعة يوننان (2024YNLCYXZX0227، 2024YNLCYXZX0229)، ومركز يوننان للأبحاث السريرية لأمراض الفم (202505AJ310001)، وخطة دعم تدريب المواهب رفيعة المستوى بمقاطعة يوننان (YNWR-MY-2020-086).

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
3-matic Research 13.0Materialiseالإصدار 13.0يستخدم للتصميم الرقمي لمكونات الدليل، بما في ذلك القص، واللف، والتعليم، وإزالة التقوض، والعكس، والتسميك، والتشذيب، وعمليات Boolean.
Autoscan-DS-EX pro SHINING 3Dhttps://www.shining3ddental.com/solution/ds-ex-pro-lab-sacnner/ماسح ضوئي ثلاثي الأبعاد؛ يستخدم لمسح النماذج السنية العلوية والسفلية وسجل الإطباق.
Calibra Universal dual-cure self-adhesive Dentsply Sironahttps://www.dentsplysirona.com/en-in/discover/discover-by-brand/calibra-cements/calibra-universal.htmlأسمنت راتنجي؛ لربط مغناطيسات النيوديميوم في الدليل الجراحي المطبوع ثلاثي الأبعاد.
CT scannerSiemens Healthineers, Erlangen, Germanyhttps://www.siemens-healthineers.com/computed-tomography64-row/128-slice؛ يستخدم لإعادة البناء ثلاثي الأبعاد لنموذج الوجه والجمجمة/الفك العلوي.
Edge MAX/Edge E2 RAYSHAPEhttps://www.rayshape3d.com/3d-printers/edge-e2/طابعة ثلاثية الأبعاد؛ تستخدم لطباعة مكونات الدليل الأول والثاني.
Geomagic Wrap 20213D Systemsالإصدار 2021يستخدم لتراكب النماذج بعد الجراحة وتحليل انحراف خريطة الألوان.
Mimics Research 21.0Materialiseالإصدار 21.0يستخدم للتجزئة، وإعادة البناء ثلاثي الأبعاد، وإزالة الهياكل غير الضرورية.
Neodymium magnetsتم شراؤها من Jinyixin Magneticshttps://jingxin-magnet.com/ قطر 3 mm × سمك 1.5 mm ؛ تُزرع في أخاديد المغناطيس المخصصة لربط مكونات الدليل الأول والثاني.
ProPlan CMFMaterialiseالإصدار 3.0.1يستخدم للتخطيط الجراحي التقويمي الافتراضي، بما في ذلك قطع عظم Le Fort I، وتخطيط BSSRO، والتجزئة، وتسجيل الإطباق.
ResinRAYSHAPESGV2/Model 1 lvoryتستخدم لتصنيع مكونات دليل قطع العظم المتصل مغناطيسياً أثناء الجراحة.
ShapeCure RAYSHAPE https://www.rayshape3d.com/post-processing/uv-curing-machine-shapecure/وحدة معالجة (تصلب)

المراجع

  1. Johnson King O, Jones F, Sharma PK. Surgical management of maxillary transverse discrepancies in the orthognathic patient: A narrative review. Front Oral Maxillofac Med. 2026;8:3.
  2. Haas Junior OL, et al. Stability and surgical complications in segmental Le Fort I osteotomy: A systematic review. Int J Oral Maxillofac Surg. 2017;46(9):1071-87.
  3. Kato RM, et al. Is three-piece maxillary segmentation surgery a stable procedure? Korean J Orthod. 2024;54(2):128-35.
  4. Alkhayer A, Piffkó J, Lippold C, Segatto E. Accuracy of virtual planning in orthognathic surgery: A systematic review. Head Face Med. 2020;16(1):34.
  5. Lee YJ, Oh JH, Kim SG. Virtual surgical plan with custom surgical guide for orthognathic surgery: Systematic review and meta-analysis. Maxillofac Plast Reconstr Surg. 2024;46(1):39.
  6. Kang SH, Kim HJ, Park HW, Lee SH. Maxillary cutting guide for executing a simulated osteotomy and removing the bony interference during orthognathic surgery. J Med Devices. 2015;9(4):044505.
  7. Posnick JC, Adachie A, Choi E. Segmental maxillary osteotomies in conjunction with bimaxillary orthognathic surgery: Indications, safety, and outcome. J Oral Maxillofac Surg. 2016;74(7):1422-40.
  8. Starch-Jensen T, Blæhr TL. Transverse expansion and stability after segmental Le Fort I osteotomy versus surgically assisted rapid maxillary expansion: A systematic review. J Oral Maxillofac Res. 2016;7(4):e1.
  9. Rios O, Lerhe B, Chamorey E, Savoldelli C. Accuracy of segmented Le Fort I osteotomy with virtual planning in orthognathic surgery using patient-specific implants: A case series. J Clin Med. 2022;11(19):5495.
  10. Amarista FJ, et al. Comparison of occlusion using conventional versus virtual model surgery in segmental maxillary orthognathic surgery using the American Board of Orthodontics discrepancy index. J Oral Maxillofac Surg. 2025;83(10):1216-22.
  11. Lee YJ, Kim SG. Custom surgical guide for orthognathic surgery. Oral Biol Res. 2025;49:1.
  12. Yüksel C. The use of neodymium magnets in healthcare and their effects on health. North Clin Istanb. 2017;5(3):268-73.
  13. Yu Y, Li X. Current application of magnetic materials in the dental field. Magnetochemistry. 2024;10(7):46.
  14. Rodrigues L, Jawale B, Jamenis S, Sadhunavar T. Application of magnets in orthodontics: A review. IP J Surg Allied Sci. 2020;2(3):50-57.
  15. Meisgeier A, et al. Epidemiologic trends and increasing inequalities in orthognathic surgery in Germany: A nationwide analysis 2005-2022. Sci Rep. 2025;15(1):6223.
  16. Stalhand G, Abdiu A, Rasmusson L, Abtahi J. Distribution of orthognathic surgery among the Swedish population: A retrospective register-based study. Acta Odontol Scand. 2023;81(5):414-21.
  17. Ozkartal T, et al. Perioperative management of patients with cardiac implantable electronic devices and utility of magnet application. J Clin Med. 2022;11(3):691.
  18. Kim M, Kwon CH. Perioperative management of patients with cardiac implantable electronic devices. Korean J Anesthesiol. 2024;77(3):306-15.
  19. Mathieu P, et al. Effect of autoclave and hydrogen peroxide vapor sterilization on magnetic strength of NdFeB magnets. J Mater Sci. 2026;61(21):14881-90.
  20. Kusumadewi AN, Damayanti L, Rukiah, Risdiana, Manicone PF. Factors affecting the attractive force of dental magnetic attachment: A literature review for guiding dentists in clinical application. Int J Dent. 2022;2022(1):9711285.
  21. Raj H, Singh M, Shah AK. Piezo-osteotomy in orthognathic surgery: A comparative clinical study. Natl J Maxillofac Surg. 2022;13(2):276-82.
  22. Demirbas AE, Bilge S, Celebi S, Kutuk N, Alkan A. Is ultrasonic bone scalpel useful in Le Fort I osteotomy? J Oral Maxillofac Surg. 2020;78(1):141.e1-141.e10.
  23. Stanbouly D, Besmer AV, Lee KC, Chuang SK. Unconventional osteotomies in orthognathic surgery: A narrative review. Front Oral Maxillofac Med. 2024;6:6.
  24. Rizzante F, et al. Are physical and mechanical properties of 3D resins dependent on the manufacturing method? Odontology. 2025;113(2):542-48.
  25. Sarraf M, et al. A state-of-the-art review of the fabrication and characteristics of titanium and its alloys for biomedical applications. Biodes Manuf. 2022;5(2):371-95.
  26. Khorsandi D, et al. 3D and 4D printing in dentistry and maxillofacial surgery: Printing techniques, materials, and applications. Acta Biomater. 2021;122:26-49.

إعادة الطباعة والأذونات

الوسوم

1
اتصل بنا
أوصِ بها للمكتبة

الخصوصية

شروط الاستخدام

السياسات

2026 © حقوق الطبع والنشر MyJoVE Corporation. جميع الحقوق محفوظة.