הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.

מאמר שיטה

יישום קליני של מדריכים דיגיטליים עם חיבורים מגנטיים בהדפסה תלת-ממדית עבור אוסטיאוטומיה סגמנטלית מדויקת של הלסת העליונה

95 צפיות

⸱

DOI:

10.3791/73391

⸱

1 בספטמבר 2026

 ,  ,  ,  , 

במאמר זה

סיכום

פרוטוקול זה מתאר את התכנון הדיגיטלי, ההדפסה התלת-ממדית (3D) והשימוש התוך-ניתוחי במדריכי אוסטאוטומיה מותאמי-חולה המחוברים מגנטית, עבור אוסטאוטומיה מסוג Le Fort I בעלת שלושה סגמנטים, במטרה להעביר תוכניות וירטואליות באופן מדויק ולשפר את יישור הסגמנטים.

תקציר

מחקר זה מציג את התכנון והיישום הקליני של מדריך דיגיטלי חדש לאוסטאוטומיה עם חיבור מגנטי, במטרה לשפר את הדיוק והיעילות של אוסטאוטומיה סגמנטלית של הלסת העליונה. אוסטאוטומיית Le Fort I סגמנטלית היא טכניקה חיונית לתיקון עיוותים מורכבים של הלסת והפנים במישור הרוחבי והאנכי, אך שיטות מסורתיות הכוללות ניתוח ידני על מודלי גבס נוטות לשגיאות משמעותיות. כדי להתמודד עם אתגרים אלו, פרוטוקול זה משלב תכנון כירורגי וירטואלי (VSP) באמצעות סריקות CT ותוכנת מידול ייעודית ליצירת מערכת מדריכים בעלת שני חלקים, מודפסת בתלת-ממד ומותאמת אישית למטופל. הרכיב העיקרי נועד להנחות את קווי האוסטאוטומיה האופקית של Le Fort I ואת קווי עקירת הפרה-מולארים דו-צדדית. לאחר שבוצעה שבירה של הלסת העליונה (down-fracture), מדריך סגמנטלי משני מחובר לרכיב העיקרי באמצעות ארבעה מגנטי נאודימיום מוטמעים, שכל אחד מהם בעל קוטר של 3 mm ועובי של 1.5 mm. חיבור מגנטי זה מספק הצמדה יציבה, מהירה ונטולת הפרעות, המאפשרת הנחיה מדויקת של קווי אוסטאוטומיה בחך ובקו האמצע. פרוטוקול זה מדגים את היישום הקליני של מערכת מדריכים מגנטית מודולרית להעברת תכנית האוסטאוטומיה הווירטואלית במטופלים עם בלט של הלסת העליונה וסטיות ברוחב הקשת. ניתוח מפת צבעים לאחר הניתוח הראה סטיות פני Surface deviations מקומיות של כ-0.5–0.9 mm מסביב לשולי האוסטאוטומיה הגלויים, דבר התומך בדיוק ראשוני של העברת אזור האוסטאוטומיה. התכנון המגנטי המודולרי מספק הנחיה מדורגת לאוסטאוטומיה ועשוי להפחית את הצורך בהתאמות חוזרות, הסרה מיותרת של עצם ומניפולציה של רקמות רכות, דבר התואם את עקרונות שימור כלי הדם, למרות שפרפוזיית הסגמנט לא נבדקה באופן ישיר. מגנטי נאודימיום הם תואמי ביולוגית, שומרים על יציבות לאחר עיקור והם יעילים מבחינה כלכלית בשל יכולת השימוש החוזר בהם. למרות השבירות הפוטנציאלית של חומרי שרף מודפסי תלת-ממד (3D) כיום, המדריך הדיגיטלי לאוסטאוטומיה עם חיבור מגנטי מציע ערך קליני משמעותי על ידי גישור הפער בין התכנון הווירטואלי לביצוע הניתוחי. שיטה זו מבטיחה הסרה ומיקום מדויקים מאוד של העצם, ומהווה התקדמות מבטיחה להליכים כירורגיים אורתוגנתיים מורכבים.

מבוא

אוסטאוטומיה סגמנטלית מסוג Le Fort I היא שיטה כירורגית מבוססת לתיקון פערים רוחביים בלסת העליונה (maxilla) אצל מטופלים בוגרים מבחינה שלדית. באוסטאוטומיה Le Fort I תלת-סגמנטלית, הלסת העליונה מנומת תחילה באמצעות אוסטאוטומיית Le Fort I ולאחר מכן מחולקת לשלושה סגמנטים באמצעות אוסטאוטומיות בין-שיניות וחיכיות. דבר זה מאפשר למנתח למקם מחדש את הסגמנטים הקדמיים והאחוריים של הלסת העליונה בהתאם לסגירה (occlusion) המתוכננת ולתיקון הרוחבי. בהתאם לתנועה המתוכננת של סגמנטים של הלסת העליונה, ניתן להשתמש בטכניקה זו להרחבה רוחבית, לתיקון עיוות רוחבי אסימטרי, או לצמצום רוחב מוגבר של קשת הלסת העליונה1,2. בהשוואה לאוסטאוטומיית Le Fort I של חלק אחד, אוסטאוטומיה סגמנטלית מסוג Le Fort I דורשת קווי אוסטאוטומיה בין-שיניים וחיכיים נוספים. אוסטאוטומיות נוספות אלו מגבירות את המורכבות הן של התכנון הכירורגי הווירטואלי והן של הביצוע תוך כדי ניתוח2,3.

תכנון ניתוחי וירטואלי וטכניקות של תכנון מ aided-computer/ייצור מ aided-computer נמצאים בשימוש גובר בניתוחים אורתוגנתיים להעברת תוכניות טרום-ניתוחיות לשטח הניתוח4,5. מדריכי אוסטאוטומיה מותאמים אישית למטופל יכולים לסייע בהעברת קווי האוסטאוטומיה המתוכננים לאתר הניתוח ולהפחית את הצורך בסימון ידני5,6. עם זאת, באוסטאוטומיה מסוג Le Fort I תלת-סגמנטית, האוסטאוטומיה הראשונית של Le Fort I, אוסטאוטומיות בין-שיניות ואוסטאוטומיה חיכית מבוצעות לרוב בשלבים כירורגיים שונים3. לאחר שבירה של הלסת העליונה כלפי מטה (downfracture), הגישה הכירורגית, הנראות והתנאים לייצוב המדריך שונים מאלה שהיו לפני השבירה. עובדה זו עלולה להקשות על שימוש במדריך רב-חלקים קונבנציונלי לאורך כל רצף האוסטאוטומיה. לפיכך, מדריך מודולרי שניתן להשתמש בו באופן רציף לפני ואחרי השבירה, תוך שמירה על קשר יציב בין רכיבי המדריך, עשוי להיות מתאים יותר לפרוצדורה זו.

מאמר זה מציג מערכת מדריכים לאוסטאוטומיה המחוברים מגנטית ומותאמים אישית למטופף עבור אוסטאוטומיה של Le Fort I תלת-סגמנטית. היישום המייצג בפרוטוקול זה מתמקד בהפחתת רוחב הקשת אצל מטופלים עם רוחב קשת מקסילרית מוגבר. רכיב המדריך הראשון משמש להנחיית אוסטאוטומיית Le Fort I ואוסטאוטומיות בין-שניות דרך אתרי העקירה של השן הראשונה במיקום הפרמולר במקסילה משני הצדדים. לאחר שבירה של המקסילה כלפי מטה (downfracture), רכיב המדריך השני מחובר מגנטית לרכיב הראשון ומשמש להנחיית האוסטאוטומיה החיכית והסרה מתוכננת של עצם החיך. מטרת שיטה זו היא לספק זרימת עבודה הניתנת לשחזור עבור תכנון וירטואלי, עיצוב מדריכים דיגיטליים, הדפסה תלת-ממדית (3D), הרכבת מגנטים ויישום תוך-ניתוחי רצופי של מערכת המדריכים.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

פרוטוקול

מחקר זה אושר על ידי ועדת האתיקה המוסדית של אוניברסיטת קונמינג לרפואה (מספר אישור KYKQ2024MEC0087), וכל המטופלים חתמו על טפסי הסכמה בכתב.

1. הכנה לפני תכנון המדריכים

  1. שמרו את נתוני ה-computed tomography (CT) הפרה-אופרטיביים של המטופל בפורמט digital imaging and communications in medicine (DICOM).
    הערה: השתמשו בנתוני CT בעלי חתכים דקים ככל האפשר כדי לספק מספיק שכבות תמונה לשחזור תלת-ממדי מדויק. איכות תמונה נמוכה, עובי חתך גדול או מספר חתכים לא מספיק עלולים להפחית את דיוק המודל הלסתית המשוחזר ולהשפיע על האוסטאוטומיה הווירטואלית ועל תכנון המדריך לאחר מכן. במקרה המייצג, תמונות CT פרה-אופרטיביות נרכשו עם עובי חתך של 0.3 mm.
  2. ייבא את נתוני ה-DICOM לתוכנה לשחזור תלת-ממדי, כגון Mimics Research 21.0. בחרו סף סגמנטציה מתאים ושחזרו את השלד המקסילו-פציאלי.
    הערה: סף הסגמנטציה צריך לשמר מבנים אנטומיים חשובים, כולל הלסת העליונה, שורשי השיניים, רצפת האף ועצם החך, תוך מניעת עיוות של פני השטח של העצם שנגרם מסף נמוך מדי. במקרה המייצג, טווח הסף נקבע ל-226–31743 HU. בדקו את המודל המשוחזר בקפידה והסירו ארטיפקטים בולטים לפני הייצוא.
  3. בצעו עיבוד מקדימה למודל בתוכנת השחזור התלת-ממדי, כולל סגמנטציה, החלקה והסרה של מבנים שאינם נחוצים.
    הערה: אם איכות תמונת ה-CT מספקת, הימנעו מהחלקת המודל הלסתי המשוחזר ככל האפשר. החלקה יתר עלולה לשנות את מורפולוגיית פני השטח ולהשפיע על ההתאמה של המדריך הנתמך בעצם.
  4. ייבא את הנתונים הסרוקים של מודלי הגבס השיניים העליונים והתחתונים לתוכנה לתכנון כירורגי וירטואלי, כגון ProPlan CMF 3.0.
    הערה: במקרה המייצג, מודלי השיניים נסרקו באמצעות סורק מודלים שיניים עם דיוק של פחות מ-10 µm.
  5. בצעו רישום (Registration) של מודלי העצם של הלסת העליונה והתחתונה עם מודלי הסריקה השיניים התואמים כדי לקבל מודל שלד-שיניים משולב.
    1. השתמשו במשטחי שיניים יציבים לרישום ככל האפשר. בדקו את משטח הסגירה (occlusal surface), את קשת השיניים ואת מיקום שורשי השיניים לאחר הרישום כדי לאשר שנתוני השלד והשיניים תואמים כהלכה.
  6. שלבו את ממצאי הבדיקה הקלינית, ניתוח הסגירה וניתוח צפלומטרי תלת-ממדי כדי להעריך את העיוותים בלסת העליונה והתחתונה.
    הערה: מטרת שלב זה אינה רק לאבחן את העיוות, אלא גם לקבוע האם אוסטאוטומיה Le Fort I תלת-סגמנטית והפחתת רוחב הקשת מתאימות למטופל.

2. תכנון כירורגי וירטואלי עבור אוסטאוטומיה של Le Fort I בשלושה מקטעים

  1. צור תכנון כירורגי וירטואלי לאוסטאוטומיה מסוג Le Fort I תלת-סגמנטלית.
    הערה: בפרוטוקול זה, המקרה המייצג כולל צמצום של רוחב הקשת במטופל עם רוחב קשת מקסילירה מוגבר. ניתן לשנות את לוגיקת התכנון בהתאם לדפוס הסגמנטציה של המטופל ולהסרת העצם המתוכננת.
  2. קבע את הסגר הפוסט-אופרטיבי לפני סיום קביעת מיקומי הסגמנטים המקסיליים.
    הערה: לפני תכנון וירטואלי פורמלי של האוסטאוטומיה, בצע ניתוח דגמים (model surgery) על דגם השיניים. סמלס את האוסטאוטומיה, הרכב מחדש את הסגמנטים המקסיליים, ובדוק אם ניתן להשיג סגר פוסט-אופרטיבי יציב. השתמש בשלב זה כדי להעריך באופן גס את כמות הסרת העצם ואת מיקום האוסטאוטומיה. קבע את יחסי הסגר הסופיים לפני תכנון קווי האוסטאוטומיה הסופיים.
  3. תכנן את קו האוסטאוטומיה של Le Fort I בהתאם לגישת האוסטאוטומיה המקובלת של Le Fort I. במקביל, בצע אוסטאוטומיה וירטואלית דו-צדדית של פיצול שגרית המנדיבולה (BSSRO) על הלסת התחתונה בהתאם לתכנון הכירורגי אורתוגנתי המתוכנן.
    הערה: למרות שפרוטוקול זה מתמקד במדריך לאוסטאוטומיה מקסילית, נדרשת אוסטאוטומיה מנדיבולרית וירטואלית כאשר מתוכננת ניתוח דו-לסתית. דבר זה מאפשר להזיז את הסגמנט הדיסטלי של המנדיבולה בהתאם לסגר הסופי.
  4. לאחר אוסטאוטומיה וירטואלית של Le Fort I, צור קווי הפרדה זמניים במקסילרה כדי לחלק אותה לשלושה סגמנטים.
    הערה: בפרוטוקול זה, אזורי הפרמולאר הראשון הדו-צדדיים נכללים באזורי הסגמנטציה והסרת העצם המתוכננים. הפרמולארים הראשונים ועצם האלבולאר שסביבם מופרדים וירטואלית יחד עם הסגמנטים המקסיליים, במקום להיות מוסרים כשלב נפרד של עקירה של שן.
  5. קבע את קווי ההפרדה הזמניים לרוחב של כ-0.01 mm.
    הערה: קווים זמניים אלו משמשים רק לחלוקת המקסילרה הווירטואלית לשלושה סגמנטים. הם אינם מייצגים את רוחב האוסטאוטומיה הסופי או את כמות הסרת העצם הסופית.
  6. סרוק את דגם השיניים המקסילי תלת-הסגמנטים, דגם השיניים המנדיבולרי ואת רישום הסגר שהתקבל מניתוח הדגמים.
    הערה: נתונים סרוקים אלו מייצגים את הסגר הפוסט-אופרטיבי היציב שנקבע בניתוח הדגמים. השתמש בהם כייחוס לרישום סגר וירטואלי.
  7. ייבא את נתוני ניתוח הדגמים הסרוקים לתוכנת התכנון הכירורגי הווירטואלית.
  8. בצע רישום (registration) של הדגם המקסילי המחולק וירטואלית ושל הדגם המנדיבולרי שעבר אוסטאוטומיה וירטואלית עם סגר ניתוח הדגמים הסרוק באמצעות רישום סגר.
    הערה: שלב זה מעביר את הסגר הסופי מניתוח הדגמים לתכנון הכירורגי הווירטואלי. לאחר הרישום, מיקומי השיניים קובעים את המיקום הסופי של שלושת הסגמנטים המקסיליים ושל הסגמנט המנדיבולרי הדיסטלי.
  9. הסר את העצם החופפת בין הסגמנטים המקסיליים שמוקמו מחדש. שמור את הסגמנטים המקסיליים ההתואמים כמיקום וגודל הפוסט-אופרטיבי המתוכנן של שלושת סגמנטי עצם המקסילרה.
    הערה: האזור החופף מצביע על העצם שיש להסיר כדי לאפשר הרכבת סגמנטים לפי התכנון הכירורגי הווירטואלי. בדוק אזור זה ביחס לשורשי השיניים הסמוכים, רצפת האף ועצם החך. יש לתכנן את אזור האוסטאוטומיה והסרת העצם כך שיימנע פגיעה בשורשי שיניים סמוכים, ויש לבדוק זאת בקפידה ביחס למבנים אנטומיים חשובים, כולל רצפת האף, הפתח הפירפורמי (piriform aperture), האזור התת-עיני ועצם החך.
  10. הזז את שלושת הסגמנטים המקסיליים חזרה למיקומם המקורי לאחר אוסטאוטומיה וירטואלית של Le Fort I. השתמש במרווח שבין הסגמנטים כאזור הסרת העצם המתוכנן, ובצע חיסור בוליאני (Boolean subtraction) כדי לקבל את נתוני ה-STL עבור אזור האוסטאוטומיה והסרת העצם (איור 1).
    הערה: קובץ STL זה ישמש כבסיס לתכנון חריצי האוסטאוטומיה ואזור החיבור המגנטי של מערכת המדריך. במהלך תכנון המדריך בהמשך, בסיס המדריך וחריצי האוסטאוטומיה צריכים להיות מוגבלים לאזור העצם החשוף הנחוץ ולא להימתח שלא לצורך לעבר שורשי השיניים, רצפת האף, האזור התת-עיני או רקמת החך הרכה.

3. תכנון מערכת מדריך האוסטאוטומיה המחוברת מגנטית

הערה: זרימת העבודה של תכנון רכיב המדריך הראשון מוצגת ב-איור 2.

  1. ייצאו את המודלים הנדרשים מתוכנת התכנון הכירורגי הווירטואלי, כולל את מודל הגולגולת והלסת העליונה עם המנשך העליון הרשום, הלסת העליונה לאחר אוסטאוטומיית Le Fort I וירטואלית, קו האוסטאוטומיה של Le Fort I ואת אזור הסרת עצם הלסת העליונה המתוכנן.
    ​הערה: ייצאו את כל המודלים באותה מערכת צירים. אין להזיז, לסובב או לסדר מחדש את המודלים לאחר הייצוא, שכן הדבר עלול להשפיע על דיוק תכנון המדריך.
  2. ייבאו את כל המודלים המיוצאים לתוכנת תכנון תלת-ממדי, כגון 3-matic Research 13.0.
  3. חתכו את מודל הגולגולת והלסת העליונה עם המנשך העליון הרשום, והשאירו רק את אזורי התת-מסביב-עיני (infraorbital) והלסת העליונה הדרושים לתכנון המדריך (איור 2A).
    הערה: חיתוך המודל יכול להפחית את עומס החישוב של התוכנה. השאירו מספיק משטח עצם של הלסת העליונה להשכבת המדריך, אך הסירו מבני גולגולת מיותרים.
  4. הפעילו את פונקציית ה-Wrap על מודל הלסת העליונה החתוך (איור 2B).
    הערה: פעולת ה-Wrapping יוצרת מרווח קטן בין המדריך למשטח העצם. מרווח זה מסייע להשכבה חלקה יותר של המדריך במהלך הניתוח. במקרה המייצג, המרווח שנוצר על ידי ה-wrapping נשמר מתחת ל-1 mm. יש להתאים את המרווח בהתאם להתאמת המדריך, דיוק ההדפסה והדרישות הקליניות.
  5. השתמשו בפונקציית ה-Mark כדי לבחור את אזור הבסיס של רכיב המדריך הראשון (איור 2B).
    הערה: בחרו אזור הגדול מעט משולי המדריך הסופיים הצפויים, וכללו אזורי עצם יציבים שעשויים לסייע בקיבוע המדריך. הקעירות סביב הפתח האגס (piriform aperture) ומשטחי עצם לא סדירים אחרים יכולים לשפר את היציבות של המדריך הנתמך בעצם. בחירה של שטח גדול יותר מאפשרת גם קיצוץ מאוחר יותר של קצה המדריך.
  6. בצעו Wrapping לאזור הנבחר כדי ליצור את משטח המדריך הראשוני (איור 2C).
    הערה: משטח wrapped זה ישמש להסרת שקעים (undercuts) בשלב הבא.
  7. הסירו שקעים בהתאם לכיוון ההחדרה המתוכנן של המדריך (איור 2D).
  8. הפכו את המשטח ללא השקעים והגדילו את עוביו כדי ליצור את הבסיס המוצק של רכיב המדריך הראשון.
  9. קצצו את קצה רכיב המדריך הראשון (איור 2E).
  10. השתמשו באזור הסרת עצם הלסת העליונה המתוכנן כדי לקצץ את אזורי החיבור הדו-צדדיים של רכיב המדריך הראשון (איור 3).
    הערה: רוחב כל אזור חיבור צריך להתאים לרוחב הסרת העצם המתוכנן באזור השן הקדמית הראשונה (first premolar) התואם. אין להצמיח אזור זה רק כדי להקטין את גודל המדריך. אין להרחיב אותו יתר על המידה, שכן הדבר עלול לדרוש הרחקה מיותרת של רקמה רכה.
  11. ייבאו את רכיב המדריך הראשון הקצוץ לתוכנת התכנון הכירורגי הווירטואלי.
  12. התאימו את הטווח והרוחב של קו האוסטאוטומיה של Le Fort I בהתאם לתכנון המדריך, צרו את חריץ האוסטאוטומיה עבור אוסטאוטומיית Le Fort I, והוסיפו חורי קיבוע על רכיב המדריך הראשון עבור קיבוע תוך-ניתוחי עם ברגי טיטניום (איור 2F).
    הערה: חריץ האוסטאוטומיה צריך להיות רחב מספיק כדי לאפשר להב המסור להיכנס, אך לא רחב מדי עד כדי אובדן השפעת ההנחיה שלו. בפרוטוקול זה, רוחב החריץ הוא 1 mm. את חורי הקיבוע יש למקם באזורי עצם יציבים, והם לא צריכים להפריע לחריץ האוסטאוטומיה, לשורשי השיניים או לפלטות קיבוע מתוכננות.
  13. השתמשו בלסת העליונה לאחר אוסטאוטומיית Le Fort I וירטואלית כמודל ייחוס לתכנון רכיב המדריך השני.
  14. צרו את הבסיס של רכיב המדריך השני באמצעות אותה שיטה שתוארה לעיל, כולל חיתוך, wrapping, סימון, הסרת שקעים, היפוך והגבהת עובי (איור 4A–E).
  15. קצצו את קצה רכיב המדריך השני בהתאם לאוסטאוטומיה החיכית המתוכננת ולאזור הסרת העצם.
    הערה: רוחב רכיב המדריך השני צריך להתאים לאזור הסרת העצם המתוכנן. רוחב זה נקבע על ידי התוכנית הכירורגית הווירטואלית ואין לשנותו ללא בדיקה מחדש של התוכנית.
  16. סמנו את אזור החיבור המדיאלי של רכיב המדריך הראשון. צרו משטח מהאזור המסומן, העתיקו אותו לחלק חדש, והגדילו את עובי המשטח המועתק כדי ליצור את מוצק החיבור של רכיב המדריך השני (איור 4F ו- איור 5).
    הערה: מוצק החיבור של רכיב המדריך השני צריך להתאים לאזור החיבור של רכיב המדריך הראשון. שני האזורים צריכים להתאים לרוחב הסרת העצם המתוכנן באזורי השן הקדמית הראשונה הדו-צדדיים.
  17. מזגו את בסיס המדריך השני הקצוץ עם מוצק החיבור כדי ליצור את רכיב המדריך השני הסופי.

4. תכנון חיבור מגנט הניאודימיום

  1. זהו את משטחי החיבור התואמים ברכיבי המדריך הראשון והשני.
  2. תכנן שני חריצי מגנט בכל רכיב מדריך בהתאם לגודלם של מגנטי הניאודימיום.
    הערה: בפרוטוקול זה, כל חריץ תוכנן עבור מגנט ניאודימיום בעל קוטר של 3 mm ועובי של 1.5 mm. גודל החריץ צריך להתאים לגודל המגנט בפועל. החריצים הזוגיים בשני רכיבי המדריך חייבים להיות מיושרים במדויק. אם החריצים רדודים מדי, המגנטים עלולים לבולט ולהפריע לחיבור המדריך. אם החריצים עמוקים מדי או אינם מיושרים, המשיכה המגנטית או התיישבות המדריך עלולות להיפגע.
  3. השתמש בחיסור בוליאני (Boolean subtraction) או בפונקציית חיתוך דומה כדי ליצור את חריצי המגנט הסופיים בשני רכיבי המדריך (איור 6).

5. הדפסה בתלת-ממד והרכבת מגנטים

  1. ייצא את עיצוב המדריך הסופי בפורמט STL.
  2. הדפיסו בתלת-ממד את רכיבי המדריך הראשון והשני באמצעות שרף למדריכים כירורגיים תואם ביולוגית.
    הערה: בפרוטוקול זה, רכיבי המדריך הודפסו באמצעות שרף למדריכים כירורגיים בעל תאימות ביולוגית ברזולוציה של 5760 × 3600 פיקסלים. יש לבחור את חומר ההדפסה ואת הפרמטרים בהתאם להוראות יצרן המדפסת ולדרישות המוסדיות לייצור מדריכים כירורגיים תוך-ניתוחיים.
  3. הסיר את מבני התמיכה והשלם את עיבוד הפוסט (post-processing) בהתאם להוראות היצרן. נקה את רכיבי המדריך באמצעות חומר הניקוי המומלץ על ידי היצרן, ייבש אותם ובצע פוסט-אשייה (post-cure) לכל משטח ביחידת אשייה. לאחר הפוסט-אשייה, לטש את סימני התמיכה שנותרו על פני השטח של המדריך.
    הערה: במקרה המייצג, ביצעו פוסט-קיורינג (post-curing) למשך 2 דקות על כל משטח. זמן הפוסט-קיורינג עשוי להשתנות בהתאם לחומר השרף, למדפסת וליחידת הקיורינג שבה נעשה שימוש. יש לבדוק בקפידה את חריצי האוסטאוטומיה, בסיס המדריך וחריצי המגנט לאחר העיבוד המשני. שאריות שרף או חומר תמיכה באזורים אלה עלולות להשפיע על התיישבות המדריך או על החיבור המגנטי. יש להגביל את הליטוש לסימני תמיכה שנותרו ולמשטחים שאינם פונקציונליים; אין לשנות את חריצי האוסטאוטומיה, את בסיס המדריך ואת חריצי המגנט.
  4. הטמיעו ארבעה מגנטים של נאודימיום בעלת קוטר של 3 מ"מ ובעובי של 1.5 מ"מ לתוך החריצים השמורים.
  5. הדביקו את המגנטים בצורה מאובטחת בתוך החריצים.
    הערה: יש לאשר שוב את הקוטביות של כל המגנטים לפני ההדבקה. בפרוטוקול זה, המגנטים הודבקו אל תוך חריצי ההדרכה באמצעות צמנט שרירי דנטלי. יש למרוח ולהקשות (polymerize) את צמנט השריר בהתאם להוראות היצרן. לאחר ההדבקה, יש לבדוק אם שני רכיבי ההדרכה מתחברים בצורה חלקה ונשארים יציבים. יש לבחון את המגנטים המודבקים גם לאחר הסטריליזציה כדי לאשר את אחיזת המגנט ואת יציבות ההדבקה לפני השימוש האינטרה-אופרטיבי.
  6. בחנו את מערכת ההנחיה המושלמת על דגם הלסת העליונה המודפס בתלת-ממד (איור 7).
  7. וודאו כי רכיב המדריך הראשון מתיישב על פני השטח של עצם הלסת העליונה ללא נדנוד ניכר או הפרעה.
  8. חברו את רכיב ההובלה השני לרכיב ההובלה הראשון ואשרו כי החיבור המגנטי יציב.
    הערה: אם המדריך אינו יושב בצורה חלקה, יש לבדוק את בסיס המדריך, את המרווח מרקמות רכות, את עומק המגנט ואת משטח החיבור. ניתן לקלף קצוות קטנים שאינם פונקציונליים לפני הסטריליזציה, אך אין לשנות את חריצי האוסטאוטומיה ואת אזור החיבור הקשור להסרת עצם ללא בדיקה מחודשת של התכנית הכירורגית הווירטואלית.
  9. יש לעקר את מערכת ההנחיה בהתאם לפרוטוקול העיקור הקליני המאושר לפני הניתוח.
    הערה: בפרוטוקול זה, מערכת ההסגירה המורכבת עברה עיקור באמצעות עיקור בפלזמת פרוקסיד מימן בטמפרטורה נמוכה לפני השימוש האינטראופרטיבי. יש לבחור את שיטת העיקור בהתאם לחומר השרף, תכונות המגנט, התאימות לדבקים ודרישות המוסד לשימוש אינטראופרטיבי. לאחר העיקור, יש לבחון את מכלול המדריך והמגנט השלם כדי לאשר את שלמות המדריך, את השמירה על המגנט ואת יציבות החיבור המגנטי. אם המגנטים נעשה בהם שימוש חוזר בבדיקות מעבדה או בהכנה קלינית, השימוש החוזר חייב להתבצע בהתאם לכללי העיקור ובקרת הזיהומים של המוסד. אין להשתמש שוב במגנטים עם פגיעה בציפוי, קורוזיה או ירידה ביכולת ההצמדה.

6. יישום תוך-ניתוחי של מערכת ההנחיה

  1. בצע את הניתוח האורתוגנאתי תחת הרדמה כללית בהתאם להליך הכירורגי המתוכנן.
    הערה: במקרה המייצג, ההליך הכירורגי כלל אוסטאוטומיית Le Fort I תלת-סגמנטית, אוסטאוטומיית sagittal split ramus דו-צדדית וגניופלסטיה בשני שלבים.
  2. חלץ את הפרמולרים הראשונים של הלסת העליונה משני הצדדים בהתאם לתכנית הניתוחית.
  3. חשוף את אזור האוסטאוטומיה של הלסת העליונה.
  4. מקם את רכיב המדריך הראשון על פני השטח החשופים של עצם הלסת העליונה (איור 8A).
  5. קבע את רכיב המדריך הראשון באמצעות ברגי טיטניום דרך חורי הקיבוע שתוכננו מראש.
  6. בצע את אוסטאוטומיית Le Fort I לאורך חריץ האוסטאוטומיה של רכיב המדריך הראשון (איור 8B).
  7. בצע שבירה למטה (downfracture) של הלסת העליונה לאחר השלמת אוסטאוטומיית Le Fort I.
  8. לאחר השבירה למטה של הלסת העליונה, מקם את רכיב המדריך השני וחבר אותו מגנטית לרכיב המדריך הראשון (איור 8C).
    1. וודא שרכיב המדריך השני מושב במקומו באופן מלא ושהחיבור המגנטי יציב לפני ביצוע האוסטאוטומיה הסגמנטית.
    2. מכיוון שרכיב המדריך הראשון נותר מקובע ללסת העליונה באמצעות ברגי טיטניום, ייצב את הרכיב השני באמצעות הממשק המגנטי שהוגדר מראש ומגעו עם פני השטח החשופים של עצם החיך.
    3. לפני האוסטאוטומיה, בדוק שלא נמצאים רקמות רכות, קרישי דם או שיירי עצם בין המדריך לבין פני השטח של העצם. אל תכריח את הרכיב השני למקומו אם לא ניתן להשיג הושבה יציבה.
  9. בצע את האוסטאוטומיות הבין-שיניות ובחיך תחת הנחייתו של רכיב המדריך השני (איור 8D).
  10. הסר את מערכת המדריכים לאחר השלמת האוסטאוטומיות המונחות, והמשך בשאר הפרוצדורות האורתוגנאתיות בהתאם לתכנית הניתוחית.

7. הערכת דיוק לאחר הניתוח

  1. שחזר את המודל המקסילופציאלי הפוסט-אופרטיבי מנתוני CT פוסט-אופרטיביים באמצעות אותה תוכנת שחזור תלת-ממדית ששימשה לשחזור הפרה-אופרטיבי, וייצא את המודל המשוחזר בפורמט STL. השתמש באותו סף סגמנטציה (segmentation threshold) ששימש לשחזור המודל הפרה-אופרטיבי.
    הערה: במקרה המייצג, המודל של ה-CT הפוסט-אופרטיבי שוחזר תוך שימוש באותו טווח סף של המודל הפרה-אופרטיבי, 226–31743 HU, כדי לשמור על עקביות בין התכנון הפרה-אופרטיבי להערכת הדיוק הפוסט-אופרטיבית.
  2. ייבא את המודל הפוסט-אופרטיבי ואת התכנון הכירורגי הווירטואלי הפרה-אופרטיבי לתוכנה לניתוח נתונים תלת-ממדיים, כגון Geomagic Wrap 2021.
  3. בצע רישום (Register) של המודל הפוסט-אופרטיבי לתכנון הכירורגי הווירטואלי הפרה-אופרטיבי, כאשר אזורים קרניו-פציאליים יציבים שלא עברו ניתוח משמשים כאזור הייחוס.
    הערה: אין להשתמש במקטעים המקסילריים המנותחים כייחוס לרישום. יש לבחור את אזור הייחוס מאזורים יציבים שלא הושפעו מהניתוח, כגון האזורים סביב ה-nasion (N), ה-infraorbital rim/orbitale (Or), והשוליים העליונים של תעלת השמיעה החיצונית/porion (Po).
  4. לאחר הרישום, בחר את אזור העניין (region of interest) ובצע ניתוח סטיית פני שטח (surface deviation analysis) בין המודל הפוסט-אופרטיבי לבין התכנון הכירורגי הווירטואלי הפרה-אופרטיבי.
  5. צור מפת צבעים כדי להמחיש ויזואלית את הסטייה בין המשטחים המתוכננים לפוסט-אופרטיביים. רשום את המרחק המקסימלי, המרחק הממוצע, סטיית התקן והערכת ה-RMS המסופקים על ידי התוכנה.
    הערה: יש לדווח על המרחק הממוצע ועל הערכת ה-RMS בנפרד, כיוון שהמרחק הממוצע עשוי להיות מושפע מסטיות חיוביות ושליליות. במידה וניתן, רשום את הסטיות החיוביות והשליליות המקסימליות בנפרד. בפרוטוקול זה, אזור העניין מתמקד באזור האוסטאוטומיה ובשולי האוסטאוטומיה הגלויים, ולא במיקום הסופי של כלל המקטעים המקסילריים.
  6. כדי להעריך את השחזור הבין-צופה (intraobserver reproducibility), אותו צופה מיומן חזר על הרישום, בחירת ה-ROI וניתוח הסטייה לאחר פרק זמן. מקדמי מתאם תוך-מעמדיים (Intraclass correlation coefficients) חושבו באמצעות מודל אפקטים מעורבים דו-כיווני להסכמה מוחלטת.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

באמצעות זרימת עבודה זו, הושלמו תכנית ניתוח וירטואלית ספציפית למטופל ומערכת מדריכי אוסטאוטומיה המחוברים מגנטית עבור אוסטאוטומיה של Le Fort I בשלושה מקטעים. נתוני CT טרום-ניתוחיים וסריקות של מודלים דנטליים שולבו ליצירת מודל שלד-שיניים משולב. במקרה המייצג, בוצעה תכנית וירטואלית לצמצום רוחב הקשת במטופל עם רוחב קשת מקסילרית מוגבר. אתרי עקירה של פרמולות ראשונות דו-צדדיות שימשו כאזורי האוסטאוטומיה הבין-שינאיים, וקו האוסטאוטומיה החיכי ואזור הסרת העצם בצורת טריז תוכננו בהתאם לסגירה הסופית ולמיקומי המקטעים המתוכננים. לאחר סיום תכנ...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

אוסטאוטומיית Le Fort I תלת-סגמנטית היא מורכבת יותר מאוסטאוטומיית Le Fort I של חלק אחד. בהליך זה, הלסת העליונה לא רק מנופלת, אלא גם מחולקת לסגמנטים נפרדים של עצם. לאחר הסגמנטציה, יש למקם מחדש כל סגמנט של הלסת העליונה כדי להשיג סגר פוסט-אופרטיבי יציב ואת התיקון הרוחבי המתוכנן7,8. לכן, דיוקו של הליך זה תלוי בשני שלבים עיקריים: תכנון פרה-אופרטיבי מדויק של המיקומים הסופיים של הסגמנטים והעברה תוך-ניתוחית מדויקת של קווי האוסטאוטומיה המתוכננים ואזורי הסרת העצם

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

למחברים אין ניגודי עניינים להצהיר עליהם.

תודות

המחקר קיבל מימון נתמך על ידי צוות אוניברסיטת קונמינג לרפואה לאבחון וטיפול במומים קראניו-פציאליים מורכבים (2024XKTDTS08), פרויקט מחקר של המרכז הרפואי הקליני של מחוז יונאן (2024YNLCYXZX0227, 2024YNLCYXZX0229), המרכז למחקר קליני למחלות הפה של יונאן (202505AJ310001), ותוכנית התמיכה להכשרת כישרונות ברמה גבוהה של מחוז יונאן (YNWR-MY-2020-086).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
3-matic Research 13.0מימש (Materialise)גרסה 13.0משמש לתכנון דיגיטלי של רכיבי המדריך, כולל חיתוך (cropping), עטיפה (wrapping), סימון, הסרת שקעים (undercut removal), היפוך, העביה, קיצצ (trimming) ופעולות בוליאניות.
Autoscan-DS-EX pro SHINING 3Dסורק המעבדה DS-EX Pro דיוק גבוה, גמישות בשימוש וביצועים יוצאי דופן ה-DS-EX Pro הוא סורק מעבדה מדויק וגמיש, המעניק ביצועים יוצאי דופן ופרודוקטיביות גבוהה. הסורק תוכנן לספק פתרון סריקה רב-תכליתי המותאם למגוון רחב של יישומים דנטליים, החל מסריקת דגמים קטנים ועד לסריקה של קשתים שלמות. מאפיינים בולטים: דיוק גבוה: טכנולוגיית סריקה מתקדמת המבטיחה רמת דיוק גבוהה ביותר, קריטית לייצור שיקוםים דנטליים מדויקים. גמישות בשימוש: תמיכה במגוון רחב של חומרים וסוגי דגמים, מה שהופך אותו לכלי ורסטילי עבור כל מעבדה דנטלית. מהירות ויעילות: תהליך סריקה מהיר המקצר את זמן העבודה ומגביר את התפוקה של המעבדה. ממשק ידידותי: תוכנה אינטואיטיבית המאפשרת ניהול קל של הסריקות, עיבוד נתונים מהיר ושילוב חלק עם תוכנות CAD דנטליות. יישומים: - סריקת דגמי גבס של לסתות. - סריקת דגמי אימפלאנטים. - הכנה של גשרים, כתרים ושיקומים פרוסטטיים. - סריקה של דגמים לצורך תכנון חיוכים (Smile Design). ה-DS-EX Pro מהווה שדרוג משמעותי לתהליך העבודה במעבדה, תוך מעבר לזרימת עבודה דיגיטלית מלאה המבטיחה תוצאות עקביות ואיכותיות עבור הרופא והמטופל כאחד.סורק תלת-ממדי; משמש לסריקת דגמי השיניים העליונים והתחתונים ושל רישום הסגר
Calibra Universal דבק עצמי דו-אשרי (dual-cure) Dentsply SironaCalibra Universal הוא סמיך ונוח לעבודה, המעניק ביצועים אמינים ועקביים בכל סוגי ההשחזות. סמיכות אופטימלית לעבודה נוסחה עם סמיכות אופטימלית המבטיחה טיפול קל, מניעה נזילות ומבטיחה התאמה מדויקת של השחזור. חומר קישור רב-תכליתי ניתן להשתמש ב-Calibra Universal להדבקת שחזורי שרף, קרמיקה, זירקוניה ומתכת, תוך מתן פתרון אחד רב-גוני לצרכים קליניים שונים. חוזק הדבקה גבוה מבטיח קישור חזק ועמיד למצעי שן ושחזור, ובכך מפחית את הסיכון לנשירה של שחזורים לאורך זמן. תאימות למספר שיטות עבודה מותאם לעבודה בשיטות שונות, כולל השחזות קטנות וגדולות, ומספק ורסטיליות למטפל במגוון רחב של מקרים. נוחות בשימוש הנדס למתן מענה מהיר ויעיל במרפאה, עם תהליך יישום פשוט המקצר את זמן הטיפול ללא פגיעה באיכות התוצאה.סמנט שרף; להדבקת מגנטים מניאודימיום לתוך המדריך הכירורגי המודפס בתלת-ממד.
סורק CTSiemens Healthineers, ארלנגן, גרמניהhttps://www.siemens-healthineers.com/computed-tomography64 שורות/128 פרוסות; משמש לשחזור תלת-ממדי של מודל הפנים והגולגולת/הלסת העליונה.
Edge MAX/Edge E2 RAYSHAPEמדפסות תלת-ממד / Edge E2 Edge E2: מדפסת תלת-ממד בטכנולוגיית DLP למסחור וייצור תעשייתי מערכת הדפסה מהירה, מדויקת ויציבה, המיועדת לייצור המוני של חלקים קטנים ובינוניים. מאפיינים מרכזיים: * מהירות הדפסה גבוהה: שימוש בטכנולוגיית DLP המאפשרת הדפסת שכבה שלמה בבת אחת, מה שמקצר משמעותית את זמן הייצור. * דיוק ורזולוציה גבוהים: רזולוציית XY מדויקת להשגת פרטים עדינים וסבילות מידות קפדניות. * נפח הדפסה אופטימלי: תא הדפסה המותאם לייצור סדרתי של רכיבים תעשייתיים. * תאימות למגוון רחב של שרפים: תמיכה בחומרי הדפסה בעלי תכונות מכניות שונות, כולל שרפים קשיחים, גמישים והנדסיים. * תהליך עבודה יעיל: תכנון המיועד להפחתת זמן ההכנה וההסרה, לשיפור הפרודוקטיביות בקו הייצור. יישומים: * אבטיפוסים מהירים (Rapid Prototyping) * ייצור רכיבים לתעשיית הרפואה והדנטליקה * ייצור תכשיטים ודגמי יציקה * ייצור רכיבים הנדסיים קטנים ומורכבים מפרט טכני: (הערה: המפרט המלא מופיע בדף המוצר במקור) * טכנולוגיית הדפסה: DLP (Digital Light Processing) * רזולוציית שכבה: (בהתאם למפרט היצרן) * גודל תא הבנייה: (בהתאם למפרט היצרן) * מקור אור: (בהתאם למפרט היצרן)מדפסת תלת-ממדית; משמשת להדפסת רכיבי המדריך הראשונים והשניים.
Geomagic Wrap 20213D Systemsגרסה 2021משמש להחפפה של מודלים לאחר ניתוח ולניתוח סטיות באמצעות מפת צבעים.
Mimics Research 21.0Materialiseגרסה 21.0משמש לסגמנטציה, לשחזור תלת-ממדי ולהסרה של מבנים שאינם נחוצים.
מגנטים של ניאודימיוםנרכש מ-Jinyixin Magneticshttps://jingxin-magnet.com/ קוטר 3 מ"מ × 1.5 מ"מ  עובי; מוטמעים לתוך חריצי המגנטים השמורים כדי לחבר בין רכיבי ההנחיה הראשונים והשניים.
ProPlan CMFמימושגרסה 3.0.1משמש לתכנון וירטואלי של ניתוח אורתוגנתי, כולל אוסטאוטומיה מסוג Le Fort I, תכנון BSSRO, סגמנטציה ורישום סגר (occlusal registration).
שרףRAYSHAPESGV2/Model 1 Ivoryמשמש לייצור רכיבי מדריך האוסטאוטומיה עם חיבור מגנטי תוך-ניתוחי.
ShapeCure RAYSHAPE https://www.rayshape3d.com/post-processing/uv-curing-machine-shapecure/יחידת פחיתה

מקורות

  1. Johnson King O, Jones F, Sharma PK. Surgical management of maxillary transverse discrepancies in the orthognathic patient: A narrative review. Front Oral Maxillofac Med. 2026;8:3.
  2. Haas Junior OL, et al. Stability and surgical complications in segmental Le Fort I osteotomy: A systematic review. Int J Oral Maxillofac Surg. 2017;46(9):1071-87.
  3. Kato RM, et al. Is three-piece maxillary segmentation surgery a stable procedure? Korean J Orthod. 2024;54(2):128-35.
  4. Alkhayer A, Piffkó J, Lippold C, Segatto E. Accuracy of virtual planning in orthognathic surgery: A systematic review. Head Face Med. 2020;16(1):34.
  5. Lee YJ, Oh JH, Kim SG. Virtual surgical plan with custom surgical guide for orthognathic surgery: Systematic review and meta-analysis. Maxillofac Plast Reconstr Surg. 2024;46(1):39.
  6. Kang SH, Kim HJ, Park HW, Lee SH. Maxillary cutting guide for executing a simulated osteotomy and removing the bony interference during orthognathic surgery. J Med Devices. 2015;9(4):044505.
  7. Posnick JC, Adachie A, Choi E. Segmental maxillary osteotomies in conjunction with bimaxillary orthognathic surgery: Indications, safety, and outcome. J Oral Maxillofac Surg. 2016;74(7):1422-40.
  8. Starch-Jensen T, Blæhr TL. Transverse expansion and stability after segmental Le Fort I osteotomy versus surgically assisted rapid maxillary expansion: A systematic review. J Oral Maxillofac Res. 2016;7(4):e1.
  9. Rios O, Lerhe B, Chamorey E, Savoldelli C. Accuracy of segmented Le Fort I osteotomy with virtual planning in orthognathic surgery using patient-specific implants: A case series. J Clin Med. 2022;11(19):5495.
  10. Amarista FJ, et al. Comparison of occlusion using conventional versus virtual model surgery in segmental maxillary orthognathic surgery using the American Board of Orthodontics discrepancy index. J Oral Maxillofac Surg. 2025;83(10):1216-22.
  11. Lee YJ, Kim SG. Custom surgical guide for orthognathic surgery. Oral Biol Res. 2025;49:1.
  12. Yüksel C. The use of neodymium magnets in healthcare and their effects on health. North Clin Istanb. 2017;5(3):268-73.
  13. Yu Y, Li X. Current application of magnetic materials in the dental field. Magnetochemistry. 2024;10(7):46.
  14. Rodrigues L, Jawale B, Jamenis S, Sadhunavar T. Application of magnets in orthodontics: A review. IP J Surg Allied Sci. 2020;2(3):50-57.
  15. Meisgeier A, et al. Epidemiologic trends and increasing inequalities in orthognathic surgery in Germany: A nationwide analysis 2005-2022. Sci Rep. 2025;15(1):6223.
  16. Stalhand G, Abdiu A, Rasmusson L, Abtahi J. Distribution of orthognathic surgery among the Swedish population: A retrospective register-based study. Acta Odontol Scand. 2023;81(5):414-21.
  17. Ozkartal T, et al. Perioperative management of patients with cardiac implantable electronic devices and utility of magnet application. J Clin Med. 2022;11(3):691.
  18. Kim M, Kwon CH. Perioperative management of patients with cardiac implantable electronic devices. Korean J Anesthesiol. 2024;77(3):306-15.
  19. Mathieu P, et al. Effect of autoclave and hydrogen peroxide vapor sterilization on magnetic strength of NdFeB magnets. J Mater Sci. 2026;61(21):14881-90.
  20. Kusumadewi AN, Damayanti L, Rukiah, Risdiana, Manicone PF. Factors affecting the attractive force of dental magnetic attachment: A literature review for guiding dentists in clinical application. Int J Dent. 2022;2022(1):9711285.
  21. Raj H, Singh M, Shah AK. Piezo-osteotomy in orthognathic surgery: A comparative clinical study. Natl J Maxillofac Surg. 2022;13(2):276-82.
  22. Demirbas AE, Bilge S, Celebi S, Kutuk N, Alkan A. Is ultrasonic bone scalpel useful in Le Fort I osteotomy? J Oral Maxillofac Surg. 2020;78(1):141.e1-141.e10.
  23. Stanbouly D, Besmer AV, Lee KC, Chuang SK. Unconventional osteotomies in orthognathic surgery: A narrative review. Front Oral Maxillofac Med. 2024;6:6.
  24. Rizzante F, et al. Are physical and mechanical properties of 3D resins dependent on the manufacturing method? Odontology. 2025;113(2):542-48.
  25. Sarraf M, et al. A state-of-the-art review of the fabrication and characteristics of titanium and its alloys for biomedical applications. Biodes Manuf. 2022;5(2):371-95.
  26. Khorsandi D, et al. 3D and 4D printing in dentistry and maxillofacial surgery: Printing techniques, materials, and applications. Acta Biomater. 2021;122:26-49.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

גלה מאמרים נוספים

מדריך בחיבור מגנטיהדפסה תלת-ממדיתתכנון כירורגי וירטואליאוסטאוטומיה מסוג Le Fort Iמדריך דיגיטלי לאוסטאוטומיהבליטת לסנח עלוןחוסר התאמה ברוחב הקשתמגנטי ניאודימיוםניתוח אורתוגנתי