Preparación de modelos híbridos digitales para la planificación virtual de procedimientos quirúrgicos dentoalveolares reconstructivos

Los modelos virtuales realistas pueden mostrar defectos ricos periodontales y alveolares en tres dimensiones. Por lo tanto, pueden ayudar en el proceso de tratamiento quirúrgico y proporcionar una comprensión más profunda de los mecanismos de curación postoperatoria. En comparación con los métodos anteriores y existentes, el enfoque actual muestra cada estructura anatómica de forma independiente.

Por lo tanto, estos modelos virtuales 3D representan el escenario clínico real de forma realista. Este método ayuda a superar las limitaciones de los procesos diagnósticos tradicionales. Por ejemplo, la colocación de implantes dentales se puede planificar en modelos 3D en lugar de imágenes plenarias de las exploraciones CBCT.

El protocolo actual se puede aplicar en otros campos de la odontología, como la microcirugía endodóntica, la cirugía ortopédica y la cirugía reconstructiva después de la resección de tumores faciales. Comience con la segmentación del proceso accediendo al módulo editor de segmentos, seleccione el volumen recortado creado anteriormente como volumen maestro de la segmentación activa. Utilice Agregar para agregar y Eliminar para eliminar segmentos.

A continuación, cambie el nombre de los segmentos según la estructura anatómica que representarán. Inicie la segmentación del hueso alveolar abriendo la lista de efectos y seleccionando Trazado de nivel, una herramienta semiautomática que delinea la región donde los píxeles tienen el mismo valor de fondo que el píxel seleccionado. A continuación, arrastre el ratón hasta el perímetro del hueso en una de las vistas 2D y pulse el botón izquierdo del ratón para generar el segmento en la división seleccionada del conjunto de datos.

A continuación, utilice las herramientas Pintar y borrar a mano para modificar el segmento y corregir errores. Delinee los dientes y los implantes con la herramienta Borrar y elimine todos los píxeles resaltados que los representen. Repita el proceso en cada quinto sector del conjunto de datos en la orientación seleccionada.

Una vez completado el proceso de esquematización, calcule los segmentos que faltan seleccionando Rellenar entre sectores en la lista Efectos y haga clic en Inicializar para activar la interpolación de contorno. Si los resultados son satisfactorios, haga clic en Aplicar. A continuación, desplácese por el conjunto de datos una vez finalizado para comprobar y corregir errores ocasionales.

Utilice el efecto Suavizado seleccionando Mediana como método de suavizado. A continuación, establezca el tamaño del kernel en cinco por cinco por cinco píxeles ajustando el valor milimétrico entre corchetes y haciendo clic en Aplicar para suavizar los límites de los segmentos eliminando las protuberancias. Una vez completada la segmentación del hueso alveolar, repita los mismos pasos para la segmentación de los dientes.

Seleccione segmentación en la barra desplegable para agregar el archivo STL del escaneo intraoral como segmentación. Mueva el cursor sobre el módulo y, en la barra lateral, seleccione el Asistente de registro fiducial. En los menús desplegables de las secciones De fiduciales y A fiducial, elija Crear nuevas anotacionesFiducial.

En la sección Desde situada junto a la barra desplegable, utilice el icono Colocar un punto de marcado para colocar puntos de marcador en puntos de referencia anatómicos bien definidos en el escaneo óptico intraoral o IOS. Los puntos de marcado se numerarán en orden de colocación. Coloque los marcadores en la misma posición para crear la lista Para.

Y en el mismo orden en el conjunto de datos de tomografía computarizada de haz cónico o CBCT, los puntos de marcado con el mismo número deben representar el mismo punto de referencia anatómico. Una vez que las listas Para estén listas, acceda al menú desplegable en la sección Transformación de resultados de registro de la barra lateral y seleccione Crear nueva transformación lineal para crear una transformación. Acceda al módulo de transformaciones y seleccione la transformación creada anteriormente como el acto de transformación.

En la sección Aplicar transformación, mueva la segmentación de IOS y la lista De marcas del cuadro Transformable al cuadro Transformado. Este paso ayudará a superponer el IOS sobre el conjunto de datos CBCT. Abra el software de diseño asistido por ordenador o CAD y haga clic en Importar en la pantalla de inicio.

A continuación, seleccione los modelos STL exportados previamente desde el software de procesamiento de imágenes DICOM. Ve a Esculpir en la barra de menús. Y en el inventario de pinceles, seleccione la Reducción adaptativa para refinar los modelos importados.

En la barra lateral, haz clic en la pestaña Seleccionar y elige Pincel como herramienta de selección. A continuación, utilice el modo Desenvolver pincel y ajuste el tamaño del pincel. Con el cepillo, seleccione la corona de cada diente hasta que la encía marginal esté en el IOS.

En la pestaña Modificar, seleccione Suavizar límite y haga clic en Aplicar si los resultados son satisfactorios. Vaya a Seleccionar y elija Editar y separar para crear un objeto individual a partir del área seleccionada. A continuación, vaya a Análisis en la barra de menú y seleccione Inspeccionar.

Seleccione Relleno plano como el modo de llenado completo y haga clic en Reparación automática de todo para crear modelos cerrados a partir del modelo IOS y los modelos de dientes separados. En el menú Esculpir, elija Reducir pincel suave y alise los bordes del agujero relleno. Utilice el cepillo suave retráctil en el modelo de diente segmentado hasta que los dientes estén completamente cubiertos por las coronas dentales separadas del IOS.

En el navegador de objetos, seleccione tanto la corona separada como el modelo segmentado del mismo diente. En la barra lateral emergente, seleccione Unión booleana y haga clic en Aceptar. Usa Contraer suavizado para suavizar la transición.

Seleccione los modelos de hueso y tejido blando en el explorador de objetos y, a continuación, opte por la diferencia booleana. Utilizando el mismo proceso y transiciones suaves que se describen, reste los dientes del modelo de tejidos blandos para representar la situación clínica de forma realista. Colorea las superficies de los modelos seleccionando Esculpir en la barra lateral y, a continuación, cambiando el pequeño control deslizante de Volumen a Superficie.

Desde el inventario de pinceles, vaya a Pintar vértice y use la rueda de colores en la sección Color para seleccionar el color deseado. Colorea la superficie de cada modelo. El análisis representativo muestra el contorno de la región pixelada de interés con el mismo valor de fondo con una línea amarilla.

Se utilizó la herramienta de segmentación semiautomática de trazado de nivel en orientación sagital, seguida de la posterior segmentación manual. Los resultados de la segmentación semiautomática se refinaron con la ayuda de herramientas manuales, como Pintar y Borrar. La segmentación terminada se observó en vista axial, sagital y coronal, y el modelo 3D se generó automáticamente a partir de los segmentos creados anteriormente.

La superposición de IOS y el posterior modelado CAD permitieron visualizar la situación clínica en tres dimensiones. El rastreo de nivel es una herramienta de detección de bordes eficiente e inteligente. Sin embargo, debido a los artefactos y la dispersión, es posible que los segmentos creados deban modificarse manualmente.

Este proceso es relativamente nuevo. Sin embargo, los resultados hasta ahora son muy prometedores. Los modelos 3D podrían tener un enorme potencial en la planificación, ejecución y evolución de procedimientos quirúrgicos en cirugía dental y periodoncia.