ככל שהטכנולוגיה מתפתחת והופכת לידידותית יותר למשתמש, תכנון פעולות ומדריכים כירורגיים ספציפיים למטופל ולוחיות הקיבוע צריכות להתבצע על ידי המנתח. אנו מציגים פרוטוקול עבור תכנון 3D של תנועות השלד אורתוגניד ו-3D תכנון והדפסה של לוחיות קיבוע ספציפיות למטופל ומדריכים כירורגיים.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
טיפול מומים פנים באמצעות תכנון תלת-ממד והדפסה של שתלים ספציפיים למטופל
* These authors contributed equally
במאמר זה
סיכום
תקציר
התפתחויות טכנולוגיות בתכנון כירורגי ושתלים ספציפיים למטופל מתפתחות כל הזמן. אדם יכול לאמץ את הטכנולוגיה כדי להשיג תוצאות טובות יותר, גם ביד פחות מנוסה, או להמשיך בלעדיו. ככל שהטכנולוגיה מתפתחת והופכת לידידותית יותר למשתמש, אנו מאמינים שהגיע הזמן לאפשר למנתח את האפשרות לתכנן את הפעולות שלו/שלה וליצור מדריכים כירורגיים ספציפיים למטופל ולוחיות קיבוע שיאפשרו לו שליטה מלאה על התהליך. אנו מציגים כאן פרוטוקול לתכנון תלת מימד של המבצע ואחריו תכנון תלת-ממדי והדפסה של מדריכים כירורגיים ושתלי קיבוע מיוחדים למטופלים. במהלך תהליך זה אנו משתמשים בשתי תוכנות מסחריות לתכנון בעזרת מחשב (CAD). אנו משתמשים גם התמזגו תצהיר מידול מדפסת עבור מדריכים כירורגי ו לייזר סלקטיבי מדפסת המדפסת עבור המטופל טיטניום מסוים שתלים הקיבעון. התהליך כולל רכישת דימות טומוגרפיה ממוחשבת (CT), 3d פילוח של הגולגולת ואת עצמות הפנים מן ה-CT, 3d תכנון של הפעולות, 3d תכנון שתלים המטופל-ספציפי השתל על פי המיקום הסופי של העצמות, 3d תכנון של מדריכים כירורגי לביצוע מדויק אוסטטומיה והכנת העצם לוחיות הקיבוע, והדפסה תלת-ממדית של מדריכי כירורגי ו יתרונות השיטה כוללים שליטה מלאה על הניתוח, מתוכננת האוסטאופת ולוחיות הקיבוע, צמצום משמעותי במחיר, צמצום משך הפעולה, ביצועים מעולים ותוצאות מדויקות מאוד. המגבלות כוללות את הצורך לשלוט בתוכניות CAD.
מבוא
הדפסה תלת-ממדית היא שיטת התוסף המבוססת על מיקום הדרגתי של שכבות מחומרים שונים, ובכך יוצרת עצמים תלת-ממדיים. הוא פותח במקור עבור אבי טיפוס מהיר הוצג בשנת 1984 על ידי צ'רלס הול, שנחשב ממציא השיטה סטריאואוליתוגרפיה מבוסס על מיצוק שכבות של photopolymer שרף1. הפיתוחים הטכנולוגיים בתכנון וירטואלי של ניתוחים ותכנון והדפסה של שתלים ספציפיים למטופל מתפתחים כל הזמן. חידושים נובעים הן בתחום המחשב באמצעות עיצוב בסיוע (CAD) התוכנה ובטכנולוגיות הדפסה תלת-ממדית2. במקביל להתפתחויות בטכנולוגיה, התוכנה והמדפסות הופכות לידידותיות יותר למשתמש. הדבר מקצר את הזמן הנדרש לתכנון והדפסה ומאפשר למנתח את האפשרות לתכנן את הפעולות שלו/שלה וליצור מדריכים כירורגיים ספציפיים למטופל ולוחיות הקיבוע שלו בשדה שהיה באופן בלעדי "מגרש משחקים" של המהנדס. התפתחויות אלה גם לאפשר מנתחים ומהנדסים להציג יישומים חדשים ועיצובים של שתלים ספציפיים לחולה3,4,5.
אחד מהיישומים הללו הוא תכנון 3D של ניתוחים אורתוגוניים ואחריו תכנון 3D והדפסה של מדריכים כירורגיים ולוחיות קיבוע ספציפיות למטופל. היסטורית, ניתוחים אורתוגאריים. תוכננו באמצעות ארטיטורים שימש לרישום מערכת היחסים של הלסת העליונה על המפרק לסתי-רקתי ובכך למקם את הגבס של המטופל בתוך הארטיטור. מאוחר יותר, התנועות כירורגי בוצעו על הגבס וופל אקרילי היה מוכן לעזור עם מיקום נכון של הלסתות במהלך הניתוח. שיטה זו שימש במשך שנים רבות והוא עדיין משמש כיום על ידי רוב, אבל הניצול של טומוגרפיה ממוחשבת קרן חרוט (CT) יחד עם סורקים פנים אוראלי ותוכנות CAD מותר תכנון מדויק, חוסך את הצורך facebows או מטיל והזזת לקראת יצירת וופלים מתוכננים דיגיטלית6. שיטה זו צמצמה את חוסר הדיוק של מניפולציה ידנית ומדידות, אך עדיין היו פגמים כולל באמצעות הלסת התחתונה הניתנת לפריסה כנקודת התייחסות למיקום הלסת העליונה וחוסר שליטה על המיקום האנכי של הלסת העליונה7. כך הוצגה שיטה חדשה. שיטה זו נקראת ניתוח "וופל" והיא מבוססת על מיקום מחדש של הלסתות אנטומית באמצעות מדריכי חיתוך כירורגי ולוחות טיטניום קיבעון מיוחדים לקיבוע8. שיטה זו פותרת את החסרונות של שיטת הופל הדיגיטלי שתוארה לפני כן. אנו נתאר שיטה זו, המאפשרת למנתח להשלים את החופש בתכנון ניתוחים אלה באופן ספציפי למטופל, עם שגיאות ואי-דיוקים אפשריים מינימליים. שיטה זו מאפשרת ניתוח "וופל", כלומר אין צורך להשתמש בלסת הנוגדת כהתייחסות למיקום מחדש של העצמות, ובכך להקטין את אי-דיוקים הנגזרים מהסתמכות זו9.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול
1. מיקום מחדש של הלסתות
הערה: סעיף זה מבוצע באמצעות תוכנת הדימות (כלומר, דולפין).
- לטעון את עצמות הפנים CT תמונה קבצים של המטופל (איור 1A) לתוך התוכנה על ידי בחירת כפתור 3d בצד שמאל ולחיצה על ייבוא DICOM חדש (איור משלים 1). היכנסו למצב עריכת תלת-ממד על-ידי לחיצה על 3D | ערוך.
- האוריינט התמונה התלת-ממדית באמצעות לחצן הכיוון משמאל. ליצור תמונה פנורמית באמצעות לבנות X-קרני לחצן בצד שמאל (איור משלים 2).
- עבור אל כלים | אורתוגניץ תכנון כירורגי | . התחל את הניו-בדיקה
- הצב את המקטעים בתמונה הפנורמית. חתוך כל פלח כדי להכיל את האזור של העצם המתאימה.
הערה: שלב ניקוי שימושי כאשר, לדיוק, קשת שיניים סרוקים וסריקת CT מונחים על מנת ליצור וופל. זה לא מצוין בניתוח "וופל" כפי שהוצג כאן וכך בשלב זה אפשר לנקות את הפגמים CT אם הם קיימים. - בחרו בניקור האוסטלי המתאים למטופל על המחבת השמאלית תחת כריתת האוסטאופת (כגון LeFort I, משונן ספליט וכו '). סמנו את המיקום המדויק של קווי הפיום על ידי הזזת העיגולים הצהובים (איור משלים 3).
הערה: חשוב ביותר לציין את האפאקסים השורש של השיניים כמיקום האוסטטומיה שנקבע כאן יהיה האחד שיבוצע מאוחר יותר על בסיס מדריכים כירורגיים. תמיד להימנע השורשים ולשמור על מרחק 5 מ"מ. - סמן ציוני דרך שונים על ידי לחיצה על שמאל על המיקום הנכון עבור כל נקודת ציון הציע.
הערה: חשוב למדידות ולמטרות תנועה בשלבים הבאים. - לבצע תנועות של מקטעי העצם. גרור את העצם למיקום הנכון, או לדיוק, לחץ לחיצה ימנית ובחר תנועות קלט באמצעות מקלדת.
- כדי לעקוב אחר התנועה של נקודות ציון מרכזיות, לחץ על כפתור אפשרויות הטיפול בצד שמאל ובחר הצג היסט ושולחנות מדידה.
הערה: בכרטיסיה הבאה ניתן לצפות בפעולה מראש ובפוסט כמעט מתוכננת (איור משלים 4). - לייצא את הקבצים stl של שתי המיקומים השונים של מקטעי העצם, אחד בשלב טרום הניתוח ואחד בשלב שלאחר הניתוח, באמצעות סרגל שקופית בצד שמאל ומקטעי ייצוא בלחצן stl בצד שמאל.
2. הכנת צלחות קיבוע ספציפיות למטופל ומדריכים כירורגיים
הערה: סעיף זה מבוצע באמצעות תוכנת העיצוב התלת-ממדית (כלומר, צורה חופשית מגיאומגית).
- לחץ על קובץ | ייבוא מודל (משלימה איור 5a) כדי לייבא את הקבצים stl שהתקבלו משלב 1.9 מראה את המיקום של הלסת העליונה ואת פני הפנים בעקבות האונה, אבל לפני מיקום מחדש בעמדה הסופית.
- התחל בתכנון לוחיות הקיבוע הספציפיות למטופל במיקום הסופי של הלסת העליונה. בלוח הכלים שמשמאל תחת הקטגוריה מטוסים , בחר באפשרות צור מישור (משלים איור 6a). כאן העיצוב הראשוני של הלוחות יבוצעו. הזז באופן ידני את המטוס במקביל לעצם שבו ימוקמו הצלחת.
- תחת קטגוריית השרטוט (איור משלים 6b), בחר צורת עיגול וצור עיגולים עם גודל המתאים לברגים שישמשו מאוחר יותר. ליצור עיגול שני סביב האחרון 3 מ"מ גדול קוטר כדי לתאר את לוחית הקיבוע.
הערה: גודל העיגולים נקבע על פי ערכות הקיבעון המשמשות בכל מוסד. המעגלים ממוקמים מעל ומתחת לניתוח האוסטאופי המתוכנן (הוחלט כבר בסעיף 1). - להקרין את העיצוב מהמטוס עד העצם. תחת הקטגוריה עקומות (איור משלים 7), השתמש בכלי סקיצה של הפרוייקט ובחר את העיגולים שיועברו מהמטוס אל העצם.
- כדי לחבר את העיגולים החיצוניים לעיצוב של לוחית הגבול החיצונית, בחרו תחת הקטגוריה ' עקומות ' את הכלי המפוצל והגדירו את חלק העיגול שיוסר כדי לאפשר חיבור לעיגולים הסמוכים. בעזרת האפשרות ' בחר ', בחרו בחלק המוגדר בעיגול ומחקו אותו. תחת הקטגוריה עקומות , השתמש בכלי עקומת לצייר וחבר את העיגולים החיצוניים כדי ליצור צורה חיצונית רציפה של הלוח הספציפי למטופל.
- לפני יצירת לוחית הקיבוע, שכפל את הלסת העליונה על-ידי לחיצה ימנית ובחירה בשכפול מרשימת האובייקטים (איור משלים 7a). זה יאפשר את השימוש בכלי בוליאני בשלבים הבאים כדי ליצור את לוחית הקיבוע.
- תחת הקטגוריה חימר פירוט , השתמש בהבלטה בעזרת הכלי עיקול. זה יוצר את הנפח של צלחת הקיבעון מבוסס על עקומות שהוקרנת בעבר. בחר את עקומת הצורה החיצונית ולאחר מכן הצב את הסמן בצורת העיגול בתוך המשטח של הלוח המעוצב (שים לב שהסמן צריך להיות ממוקם בצד כדי להיות מובלט). בתחתית, לבחור את הפרמטרים של הפונקציה, בעיקר את האפשרות המרחק השולט את עובי צלחת הקיבעון העתידי.
- . הפרד את הצלחת מהלסת העליונה בשלב זה האפשרות הבוליאני מבוצעת. בחר את הלסת העליונה המקורית, לחץ לחיצה ימנית מתוך רשימת האובייקטים ולחץ על בוליאני | הסר מ -| לסת עליונה עם צלחת.
- כדי ליצור את החורים עבור הברגים, צייר את הברגים/סרוק אותם ולאחר מכן השתמש באפשרות בוליאני או השתמש בכלי SubD. תחת הקטגוריה משטחי subd (איור משלים 8), השתמש בחוט לגזור subd הכלי כדי ליצור מוטות בניצב לצלחת בגודל של החורים הרצויים, אשר מבוצעת בהתבסס על העיגולים שנוצרו בשלב 2.3 שמקורם המישור האנכי.
- הבא, להחסיר את המוטות מהצלחת באמצעות בוליאני | להסיר מתוך הטכניקה.
הערה: בשלב זה הצלחת הקיבעון הסופית מוכנה (איור משלים 9). יש לתכנן את המדריכים המתאימים לניתוח האוסטאופי כדי שלוחות יתאימו בצורה מושלמת. - כדי ליצור את המדריכים, למקם מחדש את הלסת העליונה למיקומו המקורי אך עם חורי הברגים המסומנים בעצם על פי לוחית הקיבוע שנוצרה במיקום הסופי של הלסת (שים לב לחורים בפנים האמצע לא לשנות מיקום כמו הפנים באמצע נשאר באותו מיקום).
- כדי לבצע זאת, למקם מחדש את הלסת עם עקומות עבור החורים המשמשים את צלחת הקיבעון הסופי למיקום המקורי של הלסת לפני התנועה. תחת הקטגוריה בחר/העבר חימר , השתמש באפשרות ' רשום חתיכות '. לבחור את המקור (התנועה לעמוד הלסת העליונה) ואת היעד (הלסת העליונה ופני האמצע לפני התנועה). השתמש במספר גדול של נקודות קבועות בשני האובייקטים לצורך דיוק במיקום מחדש.
- בהתבסס על חורים חדשים הממוקמים ליצור את המדריכים כירורגי באופן דומה כפי שמתואר לוחיות הקיבעון (שלבים 2.3-2.10).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תוצאות
כדי לבחון את השימוש הקליני בשיטה, אנו מציגים מקרה של נקבה בת 23. היא סבלה מ היפרפלזיה הקונדילר בגיל צעיר יותר בקונדיש הנכון והתוצאה היא סימטריה של שתי הלסתות. איור 1A מראה את הלסת העליונה ה, והלסת התחתונה של הלסתות מציגה את הסתירות בין לסתות. בתצוגה הקדמית, סימטריה חמורה ניתן לצפות כמפורט באמצעות הקווים הצהובים והאדומים. באמצעות תוכנת הדמיה (משלים איור 1), תוכנית טיפול כירורגי בוצעה (איורמשלים 2, משלים איור 3, ו משלים איור 4...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
דיון
תכנון והדפסה תלת-ממדיים היא אחת השיטות המתפתחת המהירות ביותר בתחום הכירורגי. זה לא רק כלי מבטיח לעתיד, אלא כלי מעשי המשמש כיום לתוצאות כירורגיות מדויקות מאוד ופתרונות ספציפיים למטופל. זה מאפשר תוצאות מדויקות מאוד ומפחית את התלות בניסיון של המנתח10. היא פותרת רבים מהחסרונות של השיטות הקודמות לניתוחי אופנה ישנות, אך העלויות מעכבים את היישום המלא של השיטה10. בתוך הבית תכנון והדפסה של מדריכי כירורגי להפחית את העלויות למרחב neglectable ומפחית באופן דרמטי את העלות של לוחית הקיבוע...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
גילויים
. למחברים אין מה לגלות
תודות
לא התקבלה מימון לעבודה זו.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
חומרים
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| תוכנת הדמיה של דולפין | Dolphin Imaging Systems LLC (Patterson Dental Supply, Inc) | ניתוח תלת מימד ותכנון וירטואלי של ניתוחים אורתוגנטיים | |
| תלת מימד | Geomagic Freeform | עיצוב הנדסי מפוסל |
מקורות
- Hull, C. W. Apparatus for production of three-dmensonal objects by stereo thography. , Arcadia, CA. US4575330A (1986).
- Shilo, D., Emodi, O., Blanc, O., Noy, D., Rachmiel, A. Printing the Future-Updates in 3D Printing for Surgical Applications. Rambam Maimonides Medical Journal. 9 (3), 20(2018).
- Emodi, O., Shilo, D., Israel, Y., Rachmiel, A. Three-dimensional planning and printing of guides and templates for reconstruction of the mandibular ramus and condyle using autogenous costochondral grafts. British Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 55 (1), 102-104 (2017).
- Leiser, Y., Shilo, D., Wolff, A., Rachmiel, A. Functional reconstruction in mandibular avulsion injuries. Journal of Craniofacial Surgery. 27 (8), 2113-2116 (2016).
- Rachmiel, A., Shilo, D., Blanc, O., Emodi, O. Reconstruction of complex mandibular defects using integrated dental custom-made titanium implants. British Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 55 (4), 425-427 (2017).
- Lauren, M., McIntyre, F. A new computer-assisted method for design and fabrication of occlusal splints. American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics. 133 (4), 130-135 (2008).
- Song, K. -G., Baek, S. -H. Comparison of the accuracy of the three-dimensional virtual method and the conventional manual method for model surgery and intermediate wafer fabrication. Oral Surgery, Oral Medicine, Oral Pathology, and Oral Radiology. 107 (1), 13-21 (2009).
- Mazzoni, S., Bianchi, A., Schiariti, G., Badiali, G., Marchetti, C. Computer-aided design and computer-aided manufacturing cutting guides and customized titanium plates are useful in upper maxilla waferless repositioning. Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 73 (4), 701-707 (2015).
- Hanafy, M., Akoush, Y., Abou-ElFetouh, A., Mounir, R. Precision of orthognathic digital plan transfer using patient-specific cutting guides and osteosynthesis versus mixed analogue-digitally planned surgery: a randomized controlled clinical trial. International Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 49 (1), 62-68 (2019).
- Tack, P., Victor, J., Gemmel, P., Annemans, L. 3D-printing techniques in a medical setting: a systematic literature review. Biomedical Engineering Online. 15 (1), 115(2016).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הדפסות חוזרות והרשאות
