可读机辅助重建术后评估指南
2020年1月28日
本文提出了计算机辅助重建的实用、可行、可重复的评价指南，以在术后精度评价研究之间建立一致性。此协议将继续并指定此评估准则的早期版本。
在最近发表的一篇系统综述中，我们分析了评估计算机辅助重建精度的研究。由于规划和评价方法缺乏统一性，比较术后结果的能力有限。因此，我们提出了一个实用、可行、可重复的评价准则。
通过该指南，我们的目标是在未来有关术后准确性评估的研究之间创造统一性。我们认为，在确定可接受的月牙角偏差和与未来假肢有关的几乎计划牙科植入物的偏差方面，在确定可容忍的结果范围方面还有充足的空间。牙科学生和口腔重建研究小组成员Lars Leeuwrik将演示该手术。
首先打开基于图像的 3D 医疗软件。单击文件和磁盘中的新文件。然后选择包含术后扫描的 DICOM 图像的文件夹。
从列表中选择研究，然后单击转换。将弹出一个窗口，用于评估头骨的方向。向左单击方向字符更改方向。
然后单击"确定"进行验证。要创建 ROI，请单击阈值工具并定义一个阈值，其中包含具有特定灰色值间隔的曼迪贝骨骼的所有体素。手动调整洪斯菲尔德范围。
然后单击绿色按钮以验证分段。要编辑 ROI，请选择隔离工具。然后单击 3D 视图视图中的可操作性。
选择创建新 ROI 的结果，然后单击绿色按钮以验证隔离，这将导致所有未连接的结构消失。完成 ROI 后，单击工作流工具栏上的"添加零件"按钮。然后单击实体零件工具，选择可操作的后向，然后在平滑选项中选择。
单击绿色按钮进行验证。最后，在导出菜单中，选择可操作的后操作部分，选择输出目录，并使用标准比例表。单击绿色检查标记进行验证。
要确定法兰克福平面、中月平面和鼻塞，以统一定位头骨的术前 STL 模型，请打开评估软件，将术前 STL 文件拖动到弹出的屏幕中。单击构造、平面和三点平面，并使用控制左键单击内部声学前边缘和左侧红外线边线创建虚拟点。然后单击"创建并关闭"。
然后从构造菜单中选择线和双点线，然后通过控制左键单击纳斯ion和基础创建一个虚拟点。最后，选择"点"和控制左键单击纳斯图。单击操作、主对齐和平面线点，将参数平面 1 指定到标称参数平面 Z，将一线指定到线 Y，将 0.1 指定为全局坐标系。
选择术前操纵的 STL 文件。然后单击操作、CAD 和实际网格到 CAD。在弹出式菜单中选择新的 CAD 数据并重命名文件。
将术后 STL 模型拖动到软件中，重命名文件，并在网格下的左侧资源管理器菜单中的实际元素下选择 STL 文件。单击操作并定义实际主操作。然后单击操作、对齐、单个元素变换和三点对齐。
在弹出式菜单中，使用"控制左键单击"将下脚预操作的三个标称点与下位后操作的三个类似实际点组合在一起。然后选择"应用"并"关闭"。取消选择可操作的预操作，并在左侧资源管理器菜单中选择可操作的后操作。
使用曲面工具上的选择/取消选择，在侧侧和中侧选择残重物上的曲面。单击操作、对齐方式、主对齐方式和本地最佳拟合。选择所有 CAD 组作为目标元素，并设置 10 毫米的最大距离。
接下来，单击曲面工具上的"选择/取消选择"，并在上一步中选择的曲面内的横向上选择曲面。单击实际检查、CAD 比较和曲面比较。在弹出式菜单中，设置最大距离 10 毫米，然后单击"确定"。关闭可操作后操作的切换可见性。
使用选择贴片工具，左键单击曲面，然后单击工具栏上的放大镜。当圆形工具栏弹出时，单击"检查和偏差标签"算术平均值以显示平均值（以毫米为单位）。取消选择可操作的预操作，并选择可操作的后操作。
然后根据手稿方向选择曲面。单击操作、对齐方式、主对齐方式和本地最佳拟合。确保仅为软件的叠加算法选择两个圆锥体。
选择所有 CAD 组作为目标元素，并测量最大距离为 10 毫米。选择可操作的预操作，然后单击构造、点和曲面点，以确定在凹凸上级、锥形后部、垂直角和水平角上的虚拟点。接下来，通过单击构造、点和投影点，确定可操作后操作的虚拟点。
若要在两个虚拟点之间创建一条线，请单击构造线、线线和双点线。选择两个构造元素中的点。然后单击"创建并关闭"。
若要在两条线之间创建角度，请单击构造、角度、两个方向角度。选择第 1 行和第 2 行。然后单击"创建并关闭"。
使用此过程确定左右下垂的下垂角。通过单击构造、平面、平面和查看方向创建中月平面。在 Z 轴上选择两个点。
使用此平面创建日冕和轴向角。与上一步类似，为可操作的预操作创建一个中半平面。确定在可操作的预操作上相同的曼迪贝角。
通过在探索者菜单中选择一个可操作的预操作角度，将可操作的预操作角度连接到可操作的预操作角度。然后单击放大镜，测量原理，链接到实际元素。选择相应的可操作后角度，然后单击"确定"。使用可操作的预件文件，从构造菜单中选择点，并在牙科植入物的盖螺钉的中间和顶部通过控制左键单击创建虚拟点。
然后从构造菜单中选择点，控制左键单击在可操作后贴板文件中牙科植入物的盖螺钉的中间和顶部。右键单击第一个牙科植入物，然后单击测量原理并链接到实际元素。在下位后选择相同的牙科植入物，然后对所有牙科植入物重复此。
单击"检查"并选择 dXYZ 以显示牙科植入物的距离（以毫米为单位）。用提出了协议对詹姆斯·布朗三级人多体缺陷的重建进行了评价。计算了日冕、轴向和下垂角偏差和六个牙科植入物XYZ距离。
本指南根据詹姆斯·布朗的分类以及所有不同类型的骨瓣和固定方法适用于所有不同类型的毛骨缺陷类。目前，我们的团队正在开展一项全球多中心研究，以验证这一准则。我们预计在2020年夏季公布第一批成果。
概述
本文提出了一种用于计算机辅助下颌骨重建的实用且可重复的评估指南。目的是在不同研究中建立术后准确性评估的统一性。
关键研究组成部分
科学领域
- 口腔及颌面外科
- 计算机辅助手术
- 重建技术
背景
- 先前的研究在方法上缺乏统一性。
- 术后结果的比较分析有限。
- 需要标准化的评估协议。
- 关注下颌角度偏差和牙齿种植体定位。
研究目的
- 提出一个用于评估术后准确性的指南。
- 促进未来研究之间的比较。
- 提高对可接受结果范围的理解。
使用的方法
- 系统回顾现有的下颌骨重建研究。
- 开发逐步评估协议。
- 使用基于图像的3D医疗软件进行重建。
- 评估下颌骨的方向和分割。
主要结果
- 建立了可重复的评估指南。
- 使用3D软件展示了该协议。
- 识别了用于准确性评估的关键参数。
- 提高术后结果比较的潜力。
结论
- 提出的指南增强了评估的统一性。
- 解决了之前比较研究中的限制。
- 未来的研究可以在这种标准化方法的基础上继续进行。
常见问题
Executive Industry Relevance
Standardized postoperative evaluation in computer-assisted mandibular reconstruction is critical for cross-study comparability and predictive confidence in surgical outcomes. This guideline addresses the heterogeneity in imaging, defect classification, and quantitative assessment, enabling more reliable benchmarking and translational continuity in reconstructive workflows. Uniform accuracy evaluation supports risk-adjusted advancement and portfolio-level decision-making in surgical innovation pipelines.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables rigorous hypothesis testing of reconstructive accuracy using quantitative 3D metrics.
- Supports mechanistic de-risking by clarifying sources of deviation in surgical outcomes.
- Facilitates functional validation of computer-assisted surgical planning tools.
Screening & Assay Development
- Standardizes the evaluation of reconstructed anatomical models for downstream comparative studies.
- Improves reproducibility and scalability of accuracy assessments across research centers.
- Provides quantitative outputs for benchmarking new surgical techniques or devices.
Translational & Preclinical Research
- Aligns evaluation methodology with translational endpoints relevant to prosthetic integration and functional restoration.
- Enables continuity from virtual planning through preclinical validation of reconstructive approaches.
- Supports risk-adjusted decisions for advancing surgical innovations toward clinical application.
Pipeline & Workflow Integration
This guideline positions quantitative accuracy evaluation as a critical inflection point from virtual planning to postoperative assessment in reconstructive surgery pipelines.
- Discovery Biology: Provides a framework for hypothesis-driven evaluation of anatomical reconstruction fidelity.
- Screening: Delivers reproducible, quantitative metrics for comparing surgical outcomes across cohorts.
- Analytics: Enables precise measurement of mandibular angle and implant position deviations for statistical analysis.
- Translational Research: Bridges preoperative planning with postoperative functional endpoints relevant to prosthetic fit.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable evaluation protocol applicable to diverse defect classes and fixation methods.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces ambiguity in reconstructive accuracy.
- Operational Value: Promotes standardization, reproducibility, and multicenter scalability.
- Strategic Value: Informs go/no-go decisions and enhances capital efficiency in surgical innovation portfolios.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization and advancement of reconstructive technologies.
Implementation Considerations
- Requires expertise in 3D imaging, anatomical landmark identification, and digital model manipulation.
- Depends on access to advanced image-based 3D medical and evaluation software.
- Necessitates cross-team agreement on landmark selection and measurement protocols.
- Adaptable to various mandibular defect classes and fixation strategies as per guideline scope.
- Practical limitations include imaging modality variability and the need for further validation in large cohorts.
Biopharma FAQs
Chapters in this video
0:04
Introduction
1:01
Segmentation of the DICOM Images of the Postoperative CT Scan
2:45
XYZ Axis Orientation
3:59
Volume Assessment of the Pre and Postoperative STL Models
6:19
Superimposition of the Condylar Processes
6:52
Calculation of the Coronal, Axial, and Sagittal Mandibular Angles
8:45
Calculation of the XYZ Deviations and Distance XYZ of the Virtually Planned Dental Implants
9:42
Results: Reconstruction of a Brown Class III Defect
10:04
Conclusion
