Préparation de modèles hybrides numériques pour la planification virtuelle d’interventions chirurgicales dento-alvéolaires reconstructives

Des modèles virtuels réalistes peuvent montrer des défauts parodontaux et alvéolaires riches en trois dimensions. Par conséquent, ils peuvent faciliter le processus de traitement chirurgical et fournir une compréhension plus approfondie des mécanismes de guérison postopératoires. Par rapport aux méthodes précédentes et existantes, l’approche actuelle présente chaque structure anatomique indépendamment.

Par conséquent, ces modèles virtuels 3D représentent le scénario clinique réel de manière réaliste. Cette méthode permet de surmonter les limites des processus de diagnostic traditionnels. Par exemple, la pose d’implants dentaires peut être planifiée sur des modèles 3D au lieu d’images plénières des scans CBCT.

Le protocole actuel peut être appliqué dans d’autres domaines de la dentisterie, tels que la microchirurgie endodontique, la chirurgie orthétique et la chirurgie reconstructive après une résection de tumeur faciale. Commencez par la segmentation du processus en accédant au module d’édition de segments, sélectionnez le volume recadré précédemment créé comme volume principal de la segmentation active. Utilisez Ajouter pour ajouter et Supprimer pour supprimer des segments.

Renommez ensuite les segments en fonction de la structure anatomique qu’ils représenteront. Commencez la segmentation de l’os alvéolaire en ouvrant la liste des effets et en sélectionnant Traçage de niveau, un outil semi-automatique qui délimite la région où les pixels ont la même valeur d’arrière-plan que le pixel sélectionné. Ensuite, faites glisser la souris sur le périmètre de la structure sur l’une des vues 2D, puis appuyez sur le bouton gauche de la souris pour générer le segment sur la tranche sélectionnée du jeu de données.

Utilisez ensuite les outils manuels Peindre et Effacer pour modifier le segment et corriger les erreurs. Tracez le contour des dents et des implants à l’aide de l’outil Effacer et supprimez tous les pixels en surbrillance qui les représentent. Répétez le processus toutes les cinq tranches du jeu de données dans l’orientation sélectionnée.

Une fois le processus de mise en plan terminé, calculez les segments manquants en sélectionnant Remplir entre les tranches dans la liste Effets, puis cliquez sur Initialiser pour activer l’interpolation des contours. Si les résultats sont satisfaisants, cliquez sur Appliquer. Ensuite, faites défiler l’ensemble de données une fois terminé pour vérifier et corriger les erreurs occasionnelles.

Utilisez l’effet Lissage en sélectionnant Médiane comme méthode de lissage. Définissez ensuite la taille du noyau sur cinq x cinq x cinq pixels en ajustant la valeur millimétrique entre crochets et en cliquant sur Appliquer pour lisser les limites des segments en supprimant les protubérances. Une fois la segmentation de l’os alvéolaire terminée, répétez les mêmes étapes pour la segmentation des dents.

Sélectionnez segmentation dans la barre déroulante pour ajouter le fichier STL de l’analyse intra-orale en tant que segmentation. Déplacez le curseur sur le module et, dans la barre latérale, sélectionnez l’assistant d’enregistrement de points de repère. Dans les menus déroulants des sections De points de repère et De point de repère, choisissez Créer de nouvelles marques de point de repère.

Dans la section De en regard de la barre déroulante, utilisez l’icône Placer un point de balisage pour placer des points de repère sur des repères anatomiques bien définis sur le balayage optique intra-oral ou IOS. Les points de balisage seront numérotés par ordre de placement. Placez les marqueurs dans la même position pour créer la liste À.

Et dans le même ordre sur l’ensemble de données de tomodensitométrie à faisceau conique ou CBCT, les points de balisage avec le même nombre doivent représenter le même point de repère anatomique. Une fois que les listes À sont prêtes, accédez au menu déroulant dans la section Transformation du résultat de l’enregistrement de la barre latérale et sélectionnez Créer une nouvelle transformation linéaire pour créer une transformation. Accédez au module de transformations et sélectionnez la transformation précédemment créée comme acte de transformation.

Dans la section Appliquer la transformation, déplacez la segmentation IOS et la liste À partir des annotations de la zone Transformable vers la zone Transformé. Cette étape permet de superposer l’IOS sur l’ensemble de données CBCT. Ouvrez le logiciel de conception assistée par ordinateur ou de CAO, puis cliquez sur Importer sur l’écran d’accueil.

Sélectionnez ensuite les modèles STL précédemment exportés depuis le logiciel de traitement d’image DICOM. Accédez à Sculpter dans la barre de menus. Et dans l’inventaire des pinceaux, sélectionnez la réduction adaptative pour affiner les modèles importés.

Dans la barre latérale, cliquez sur l’onglet Sélectionner et choisissez Pinceau comme outil de sélection. Utilisez ensuite le mode Développer le pinceau et ajustez la taille du pinceau. À l’aide de la brosse, sélectionnez la couronne de chaque dent jusqu’à ce que la gencive marginale soit sur l’IOS.

Dans l’onglet Modifier, sélectionnez Lisser la limite et cliquez sur Appliquer si les résultats sont satisfaisants. Accédez à Sélectionner et choisissez Modifier et séparer pour créer un objet individuel à partir de la zone sélectionnée. Ensuite, accédez à Analyse dans la barre de menus et sélectionnez Inspecter.

Sélectionnez Flat Fill comme mode de remplissage complet, puis cliquez sur Auto Repair All pour créer des modèles fermés à partir du modèle IOS et des modèles de dents séparées. Dans le menu Sculpter, choisissez Réduire le pinceau lisse et lisser les bords du trou rempli. Utilisez la brosse rétractable lisse sur le modèle de dent segmentée jusqu’à ce que les dents soient complètement recouvertes par les couronnes dentaires séparées de l’IOS.

Dans l’explorateur d’objets, sélectionnez à la fois la couronne séparée et le modèle segmenté de la même dent. Dans la barre latérale contextuelle, sélectionnez Union booléenne et cliquez sur Accepter. Utilisez l’option Réduire le lissage pour lisser la transition.

Sélectionnez les modèles d’os et de tissus mous dans l’explorateur d’objets, puis optez pour la différence booléenne. En utilisant le même processus et des transitions douces que décrits, soustrayez les dents du modèle des tissus mous pour représenter la situation clinique de manière réaliste. Colorez les surfaces des modèles en sélectionnant Sculpter dans la barre latérale, puis en faisant passer le petit curseur de Volume à Surface.

Dans l’inventaire des pinceaux, accédez à Peindre le sommet et utilisez la roue chromatique dans la section Couleur pour sélectionner la couleur souhaitée. Colorez la surface de chaque modèle. L’analyse représentative montre le contour de la région d’intérêt pixélisée avec la même valeur d’arrière-plan avec une ligne jaune.

L’outil de segmentation semi-automatique du traçage de niveau a été utilisé en orientation sagittale, suivi d’une segmentation manuelle ultérieure. Les résultats de la segmentation semi-automatique ont été affinés à l’aide d’outils manuels, tels que Paint et Erase. La segmentation terminée a été observée en vue axiale, sagittale et coronale, et le modèle 3D a été généré automatiquement à partir des segments créés précédemment.

La superposition de l’IOS et la modélisation CAO ultérieure ont permis de visualiser la situation clinique en trois dimensions. Le traçage de niveau est un outil efficace et intelligent de détection des bords. Toutefois, en raison des artefacts et de la dispersion, il peut être nécessaire de modifier manuellement les segments créés.

Ce processus est relativement nouveau. Cependant, les résultats obtenus jusqu’à présent sont très prometteurs. Les modèles 3D pourraient avoir un énorme potentiel dans la planification, l’exécution et l’évolution des procédures chirurgicales en chirurgie dentaire et en parodontologie.