Her foreslår vi en praktisk, gjennomførbar og reproduserbar evalueringsretningfor dataassistert rekonstruksjon av mandible for å skape ensartethet mellom studier om postoperativ nøyaktighetsevaluering. Denne protokollen fortsetter og angir en tidligere publisering av denne evalueringslinjen.
Gyldige sammenligninger av postoperativ nøyaktighet resulterer i dataassistert rekonstruksjon av mandible er vanskelig på grunn av heterogenitet i bildemodaliteter, mandibulær defektklassifisering og evalueringsmetoder mellom studier. Denne retningslinjen bruker en trinnvis tilnærming som styrer prosessen med bildebehandling, klassifisering av mandibulære defekter og volumvurdering av tredimensjonale (3D) modeller, hvoretter en legitimert kvantitativ nøyaktighetsevalueringsmetode kan utføres mellom den postoperative kliniske situasjonen og den preoperative virtuelle planen. Condyles og de vertikale og horisontale hjørnene av mandible brukes som benete landemerker for å definere virtuelle linjer i dataassistert kirurgi (CAS) programvare. Mellom disse linjene beregnes aksial, koronar og begge sagittalmandibulære vinkler på både pre- og postoperative 3D-modeller av (neo)mandible og deretter avvikene beregnes. Ved å overpålegge den postoperative 3D-modellen til den forhåndsoperative praktisk talt planlagte 3D-modellen, som er festet til XYZ-aksen, kan avviket mellom pre- og postoperative praktisk talt planlagte tannimplantatstillinger beregnes. Denne protokollen fortsetter og angir en tidligere publisering av denne evalueringslinjen.
Dataassistert kirurgi (CAS) i rekonstruktiv kirurgi innebærer fire påfølgende faser: en virtuell planleggingsfase, en tredimensjonal (3D) modelleringsfase, en kirurgisk fase og en postoperativ evalueringsfase1. Planleggingsfasen starter med innhenting av en kraniofacial beregningstomografi (CT) skanning, og en donorsted CT eller CT angiografi (CTA) skanning. Ulike vevstyper tilsvarer en mengde røntgendempering, noe som fører til skanning av voxels med en bestemt grå verdi som er variert i henhold til Hounsfield-enheter (HU) (humant bein [+1000 HU], vann [0 HU], og luft [-1000 HU]). Disse bildene lagres i Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM) filformat. Ved å velge interesseområdene (ROIer) i segmenteringsprogramvare, kan 3D-modeller genereres2. Den mest populære og gjennomførbare segmenteringsteknikken er sterskler: voxels over en valgt HU terskelverdi er omsluttet i avkastningen. Disse voxels blir senere konvertert til 3D-modeller i Standard Tessellation Language (STL) filformat3,og lastet opp til CAS-programvare for å planlegge osteotomies og å designe 3D-enheter4. Under modelleringsfasen er de utformede enhetene 3D-utskrevet og sterilisert, etterfulgt av den kirurgiske fasen. Den endelige evalueringsfasen består av en postoperativ CT-skanning av pasientens hodeskalle, etterfulgt av en nøyaktighetsanalyse som sammenligner det postoperative resultatet med den preoperative virtuelle planen.
Vår nylig publiserte systematiske oversikt over nøyaktigheten av dataassisterte mandibulære rekonstruksjoner viste heterogenitet i bildeoppkjøp, klassifisering av mandibulære defekter og evalueringsmetoder. Denne heterogeniteten begrenser gyldige sammenligninger av postoperative resultater for hard vevsnøyaktighet mellom studiene5. Standardisering av CAS-faser i prosessen med mandibulær rekonstruksjon er viktig på grunn av den nye EU medisinsk utstyrsregulering (MDR), som krever Conformité Européenne (CE) sertifisering for alle forskjellige CAS-prosesser, og som vil være i drift fra våren 20206. Her presenterer vi en praktisk, gjennomførbar og reproduserbar evalueringsretningfor dataassisterte rekonstruksjoner av mandible for å skape ensartethet mellom studier om postoperativ nøyaktighetsevaluering. Denne protokollen fortsetter og spesifiserer en tidligere publisering av denne evalueringen retningslinje7, som for tiden blir testet i en stor multicenter kohort studie der alle forskjellige typer mandibulære rekonstruksjoner vil bli analysert for deres nøyaktighet som tar sikte på å oppdage utholdelige utfallsområder om funksjonalitet.
Denne postoperative evalueringslinjen tar sikte på å legge til rette for økt ensartethet av nøyaktighetsanalyse av dataassisterte mandibulære rekonstruksjoner. Fokuset er på fire komponenter som bestemmer suksessen til mandibulær rekonstruksjon: (1) posisjonen til begge condyles, (2) vinklene til osteotomiflyene, (3) størrelsen, posisjonen og fikseringen av bentransplantatsegmentene, og (4) posisjonen til de guidede tannbehandlingene implantater (hvis umiddelbar ten utført og inkludert i den virtuelle planleggingen).
I det første trinnet i vår foreslåtte protokoll anbefaler vi MDCT-skanning for både pre- og postoperativ bildebehandling, fordi kvaliteten på CT-bilder påvirker volumnøyaktigheten til segmenterte STL-modeller. De største volumavvikene finnes i STL-modeller segmentert ut av kjeglestrålecomputertomografi (CBCT) skanner DICOM data11. Disse volumavvikene påvirker nøyaktigheten og tilpasningen av 3D-trykte maler og guider, og påvirker dermed også postoperative nøyaktighetsmålinger mellom pre- og postoperative STL-modeller. Derfor anbefaler vi bruk av MDCT-skannere i både pre- og postoperativ avbildning for mandibulær rekonstruksjon ved hjelp av CAS. Skivetykkelse er den mest påvirkende faktoren i STL-volumnøyaktighet og bør stilles inn <1,25 mm. En høyere skivetykkelse gir tap av detaljer i STL-modellene og påvirker nøyaktighetsmålinger12,13. En nylig publisert systematisk oversikt over nøyaktighet i mandibulær rekonstruksjon ved hjelp av CAS viste dårlig beskrivelse i materialer og metoder delen av CT skanner parametere som brukes av forfattere5. Etter vår mening bør CAS-studier alltid spesifisere type og parametere for pre- og postoperative bildemodaliteter i material- og metodeseksjonen. For å unngå langsiktige endringer i volum, form og posisjon av segmentene av beintransplantatet, bør den postoperative MDCT-skanningen utføres innen seks uker etter rekonstruksjon14. Ved adjuvant strålebehandling, bruk den første postoperative MDCT-skanningen før behandlingen for å unngå strålingsrelatert patologi i mandibulær bein15.
Klassifisering av mandibulære defekter er nødvendig for å sammenligne rekonstruksjoner med lignende kompleksitet. I 2016 foreslo Brown et al.8 en mandibulær defektklassifisering som beskriver fire klasser, med en relasjon mellom klassenummeret og kompleksiteten i gjenoppbyggingen. Justeringen av pre- og postoperative STL-modeller i CAS-programvaren for å evaluere nøyaktigheten av rekonstruksjonen introduserer noen vanskeligheter. Programvareverktøyet for superplassering flytter en valgt del av en STL-modell (kilden) slik at den best samsvarer med en fast del av en STL-modell (referansen) ved hjelp av en iterativ nærmestepunktalgoritme. Imidlertid er overlegg av hele (neo) mandible unøyaktig på grunn av spredning av rekonstruksjonsplaten(e), noe som vil føre til endringer av hele rekonstruksjonen, ikke representerer den postoperative kliniske posisjonen til den mandible16. Det samme problemet innføres mens superimposing isolerte deler av rekonstruksjonen7. Superimposition av mandible inkludert maxilla og cranium er unøyaktig fordi munnåpningen alltid vil være forskjellig under pre- og postoperativ skanning. Derfor, for å evaluere den postoperative posisjonen til (neo)mandible bestemte vi oss for å skape mandibulære vinkler (pioner av De Maesschalck et al.18) på både pre-og postoperative STL-modeller separat for å omgå superimposition problemer. Men for å evaluere tannimplantatposisjonene trengte vi nødvendigvis å justere begge modellene, ved hjelp av programvareverktøyet for superimposition. For å justere pre- og postoperative STL-modeller med nærmeste tilnærming til det kliniske postoperative intermaxillary forholdet, tror vi at overplassering av bare begge condylar prosesser er den mest gjennomførbare, standardiserte og reproduserbare metoden. Selv om den postoperative posisjonen til begge condyles kan påvirkes av unøyaktig neomandibel rekonstruksjon, vil intermaxillary forholdet romme til midtlinjen og dermed gjennomsnitt posisjonen til begge condyles rundt midsagittal flyet19. I vår protokoll er bare den preoperative STL-modellen raskt festet til XYZ-aksen ved hjelp av et planlinjepunktverktøy i CAS-programvaren, som representerer en referanse som de postoperative avvikene til tannimplantatene kan bestemmes fra. Den faste skallen posisjon på XYZ aksen kan føre til små cephalometriske forskjeller mellom tilfeller. Dette har imidlertid ingen innflytelse på tannimplantatmålingene, fordi det ikke har noen konsekvenser for avstanden XYZ i mm mellom tannimplantatstillinger når den postoperative 3D-modellen legges over den faste preoperative 3D-modellen med bare begge condyles valgt for iterativ nærmest punktalgoritme.
Som beskrevet ovenfor, De Maesschalck et al.18 pioner en evalueringsmetode for hardt vev nøyaktighet av mandibulær rekonstruksjon ved hjelp av CAS, omgå behovet for osteotomi fly bestemmelse og omgå bruk av en superimposition verktøy. Den mest alvorlige ulempen med denne metoden er at den ikke klarte å spesifisere metoden som brukes til å bestemme midsagittal flyet, som må standardiseres og reproduserbare. Heller, ingen nesten planlagte tannimplantater er inkludert og en differensiering mellom kompleksiteten av mandibulære rekonstruksjoner mangler. Vi inkluderte evalueringen av postoperative stillinger av nesten planlagte tannimplantater i vår protokoll fordi antall forfattere som bruker veiledede tannimplantater i fremtiden, sannsynligvis vil øke. I 2016 foreslo Schepers et al.20 en utmerket postoperativ evalueringsmetode for praktisk talt planlagte tannimplantater i mandibulær rekonstruksjon ved hjelp av CAS ved å måle senterpunktavviket (mm) og vinkelavvik (°) per tannimplantat. Hovedbegrensningen av denne metoden er mengden målinger per implantat som reduserer gjennomførbarheten og resulterer i tap av oversikt over nøyaktigheten av hele rekonstruksjonen. Vi foreslår en mer forenklet metode ved å bestemme ett rekapitulerende nummer per tannimplantat ved å måle avstanden XYZ (dXYZ i mm). Med hensyn til tannrehabilitering er plasseringen av halsen på tannimplantatet avgjørende for fremtidige proteser. Derfor anbefaler vår evalueringsprotokoll å lage virtuelle punkter på halsen på tannimplantatene i pre- og postoperative STL-modeller. For å holde evalueringen av tannimplantatene mulig bestemte vi oss for å hoppe over vinkelavviksmålinger, fordi vinkelavvik på opptil 15° kan korrigeres med vinklede implantatdistanser.
Vår foreslåtte retningslinje gjelder for alle typer givernettsteder og gir mulighet for ulike muligheter for reparasjon av bentransplantat. Ct spredning av metall fiksering sparts i den postoperative avbildningen vil heller ikke påvirke målinger av retningslinje5. I denne evalueringsveiledningen brukte vi Mimics inPrint 3.0 og GOM Inspect Professional 2019. Protokollen beskriver imidlertid programvareverktøy som er tilgjengelige i alle CAS-programvarepakker. Denne retningslinjen har som mål å bidra til en mye mer standardisert og ensartet tilnærming for å protestere mot relasjoner mellom nøyaktighet og alle forskjellige tilnærminger i CAS-fasene. Det er rikelig rom for videre fremgang i å bestemme akseptable mandibulære vinkelavvik per Brown klasse, deres forhold til de postoperative posisjonene til nesten planlagte tannimplantater, og akseptable tannimplantatavvik (dXYZ) for fremtidige proteser. For tiden gjennomfører vår avdeling en multisenterstudie for å validere denne retningslinjen i en stor kohort, som også tar hensyn til alle de ovennevnte variablene.
The authors have nothing to disclose.
Denne forskningen mottok ingen spesifikk bevilgning fra finansieringsbyråer i offentlig, kommersiell eller ikke-profittsektorer.
GOM Inspect Professional 2019 | GOM | Evaluation software | |
Mimics inPrint 3.0 | Materialise | Image-based 3D medical software |