Name: コンピュータ支援型下述者再建のための術後評価ガイドライン (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-01-28T12:30:00.000+00:00
Duration: 10 min 42 s
Description: 学ぶコンピュータ支援型下顎再建の術後評価ガイドライン。3D医療ソフトウェアを用いた再現性の高い評価プロトコルを確立し、術後精度の統一的な評価と研究間の比較を可能にする。

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この調査は、公的、商業、または非営利セクターの資金調達機関から特定の助成金を受け取りませんでした。

VU大学医療センターの医療倫理審査委員会(IRB00002991として米国人間研究保護局(OHRP)に登録)は、ヒト被験者を含む医学研究法(WMO)がこの研究に適用されないことを確認した。VU大学医療センターに割り当てられたFWA番号はFWA00017598です。
注: このプロトコルのすべてのステップを、2 つの異なるオブザーバーによって個別に検証します。
1. 頭蓋骨およびドナーサイトのイメージング
<ol><li>同じマシンとスキャナーの設定を使用して、複数の検出器 CT (MDCT) を使用して術前スキャンと術後スキャンの両方を実行し、パラメータ スライスの厚さ (ST) を設定して &lt;1.25 mm. 再構築後 6 週間以内に術後 MDCT スキャンを実行します。 注:アジュバント放射線療法の場合は、治療前に最初の術後MDCTスキャンを使用してください。</li>
</ol>2. 下顎骨欠損の分類
<ol><li>ブラウンの分類に従って下顎骨の欠陥を分類する8.</li>
</ol>術後CTスキャンのDICOM画像のセグメンテーション
<ol><li>イメージベースの 3D 医療ソフトウェアを開きます(例えば、InPrint 3.0 を模倣)。[ファイルと新規作成] をクリックすると、フォルダ ウィンドウが開きます。術後 CT スキャンの DICOM イメージを含むフォルダを選択し (フォルダ全体を選択)、リストで適切なスタディを選択し、[変換] をクリックします。頭蓋骨の向きを評価するためのウィンドウがポップアップ表示されます。</li>
	<li>方向文字を左クリックして、方向を変更します。[OK] をクリックして検証します。</li>
	<li>5 段階のセグメンテーション ワークフローを実行します。<ol>
<li>ROI を作成するには、[しきい値] ツールをクリックします。骨組織の密度に比例する灰色値の一定の間隔内で、下顎骨のすべてのボクセルを含むしきい値を定義して ROI を作成します。左と右の2つのスライダーを動かして、手動でハウンズフィールドの範囲を微調整します。緑色のボタンをクリックして、セグメンテーションを検証します。 注: しきい値ツールを使用すると、ユーザーは、ハウンズフィールド単位で表される密度の範囲内でボーンを選択できます。この手順の後、新しい ROI が [ROI] タブに表示され、ソフトウェアがワークフローの 2 番目のステップにジャンプします。</li>
		<li>ROI を編集するには、分離ツールを選択します。3D ビューポートで下顎をクリックすると、自動的にクラニウムから分離され、緑色になります。[新しい ROI で結果を作成 ]オプションを選択します。緑色のボタンをクリックして分離を検証し、その後、接続されていない構造がすべて消えます。ROI(「下向きのポストオペ」)の名前を変更します。 注: 必要に応じて、[投げ縄]ツールを使用して、イメージまたは 3D ビューポートで直接 ROI を編集してスキャタリングを削除します。CTスキャンの品質が悪い場合、顆人は頭蓋骨に接続することができます。その場合は、分割ツールをクリックして、ユーザーにフォアグラウンドと背景を定義するよう求めます。[前景] を選択し、軸クーペまたはコロナクーペを下向きに徹底的に選択します。背景を選択し、軸またはコロナクーペを徹底した上顎と頭蓋骨を選択します。前景に対応する領域はROIに保持され、背景に対応する領域は削除されます。緑色のボタンをクリックして検証します。</li>
		<li>ROI が完了し、3D モデルに変換する準備ができたら、ワークフロー ツールバーの [パーツの追加] ボタンをクリックします。ソリッドパーツツールをクリックします。ソリッドパーツの「下降可能」ポストオペを選択し、スムージングオプションで[オフ]を選択します。緑色のボタンをクリックして検証します。</li>
		<li>部品が構築されると、ソフトウェアは自動的にワークフローの 4 番目のステップである編集部品に移動します。作成した部品の輪郭を画像に表示して、部品の精度を評価します。[スムーズ] ツールをスキップします。</li>
		<li>ワークフローの最後のステップ (印刷準備) で、エクスポートメニューで「Mandible Post-op」部品を選択し、出力ディレクトリを選択し、1,00 スケールを選択して緑色のボタンをクリックして検証します。 注: 「下貸し可能なポストオペ」部分が.STL ファイル。</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. XYZ 軸の方向
注:術前のSTLモデルには、頭蓋骨、(ネオ)下顎骨、および事実上計画された歯科インプラント(計画されている場合)が含まれます。評価は、頭蓋骨と頭蓋骨の分離されたSTLファイルで簡単に動作しますが、お互いに固定された位置にあります。頭蓋骨と下顎の術前STLモデルが合併したら、3D医療ソフトウェア(上記の手順に従って)を使用して、下顎が頭蓋骨から分割されます。
<ol><li>評価版ソフトウェア (資料表) を開きます。ポップアップ画面で、操作前の STL ファイル (仮想プランを含む) をドラッグします。</li>
	<li>XYZ軸上の頭蓋の術前STLモデルの一様な向きのための、フランクフルト平面、中射歯面、およびナシオンを決定します。<ol>
<li>[構成 |平面 |3点平面とを使用して仮想点を作成し、Ctrl +左の両方の内部音響の周囲と左の法外マージン(フランクフルト平面)9をクリックします。STL モデルをポイントした後、[作成] をクリックして閉じます。</li>
		<li>[構成 |ライン |2 ポイントラインを選択し、Ctrl +を使用して仮想点を作成し、ナシオンと底面(中間線平面)10をクリックします。</li>
		<li>[構成 |ポイント |Ctrl キーを押しながらナシオンをクリックして、仮想ポイントをポイントして作成します。</li>
		<li>[操作 |メインアライメント |平面線点.実パラメータ「平面1」と名義パラメータ「平面Z」、実パラメータ「ライン1」を公称パラメータ「ラインY」、実パラメータ「ポイント1」を公称パラメータ「グローバル座標系」と組み合わせます。 注: 頭蓋骨および(ネオ)下顎の手術前の STL モデルが XYZ 軸に固定されるようになりました(図 1)。</li>
	</ol>
</li>
</ol>5. 術前および術後のSTLモデルの体積評価
注: ボリュームの類似度に関する術前後の STL モデルを調べて、精度測定に影響を与える可能性があるため、2 つのモデル間のボリュームの不正確さを可能な限り排除します。
<ol><li>すべての「メッシュ」が表示されている実際の要素の下で、術前(ネオ)下語のSTLファイルのみを選択します。[操作 |CAD |実際のメッシュから CAD へ.ポップアップ メニューで[新しい CAD データ] を選択し、ファイルの名前を変更します (例: "Mandible Pre-op") をクリックして、[OK]をクリックします。 注: 術前の STL モデルが、名目要素 |左側のエクスプローラメニューの CAD。</li>
	<li>術後の STL モデルをソフトウェアにドラッグします (プロトコルのセクション 3 で作成)。ファイルの名前を変更します (例: "下向きのポストオペ")。すべての「メッシュ」が表示されている左側のエクスプローラメニューの[実際の要素]の下にあるSTLファイルを選択します。[操作 |アライメント |単一要素変換 |3 ポイントの位置合わせ.</li>
	<li>ポップアップメニューで、「下向きのプリオペ」(例えば、下向きの上向き、水平、垂直コーナー)の3つの「名目ポイント」と、ctrl +左クリックで「下り可能なポストオペ」の3つの同様の「実際のポイント」を組み合わせます。[適用] と [閉じる] で検証する。 注:STLモデルは、これらの3つのランドマークに基づいておおよそ互いに重ね合わされます。これにより、次の手順でソフトウェアの計算が高速化されます。</li>
	<li>「下」プリオペの選択を解除し、左側のエクスプローラメニューで「下」のポストオペを選択します。下部のツールバーの[サーフェス上で選択/選択解除]ツールをクリックします。側面と内側の両側の残りの下面の表面を選択します(骨合成材料と接触していません)。</li>
	<li>[操作 |アライメント |メインアライメント |ローカル ベスト フィット.ポップアップ メニューで、ターゲット要素として[すべての CAD グループ] を選択します。最大距離 10.000 mm を使用します。 注:「下貸しポストオペ」の残りの部分の選択された部分は、「下貸方プリオペ」の同様の部分に正確に重ね合わされます。これで、両方のモデルが STL ボリューム評価の準備が整いました。</li>
	<li>下部のツールバーの[サーフェス上で選択/選択解除]ツールをクリックします。前のステップのサーフェス内の側面のみサーフェスを選択します。[検査] をクリックする |CAD比較 |実際のサーフェス比較.ポップアップメニューで最大距離10.00mmを使用し、OKで検証します。</li>
	<li>下向きのポストオペの表示/非表示をオフにします。[パッチ選択]ツールを使用して、選択したサーフェスを左クリックします。上のツールバーの虫眼鏡をクリックします。画面にラウンド ツールバーがポップアップ表示されます。[チェック |偏差ラベル算術平均と算術平均をmm単位で示します(図2)。</li>
	<li>算術平均が&lt;0.5 mmの場合は、このプロトコルのセクション6に進んでください。算術平均が0.5mmを超える場合は、閾値を調整して3D医療ソフトウェアで術後CTスキャン(DICOMファイル)セグメンテーションを繰り返します。算術平均 &lt;0.5mm が達成されるまで、セグメンテーションと重ね合わせを繰り返します。 注: 2 つの STL ボリュームは、有効な精度の比較を行う準備が整いました。</li>
</ol>6. コンディラープロセスの重ね合わせ
<ol><li>「下」プリオペの選択を解除し、左側のエクスプローラメニューで「下」のポストオペを選択します。下部のツールバーの[サーフェス上で選択/選択解除]ツールをクリックします。顆と垂直角の境界の後縁に垂直な切開部の最も高い尾口のポイント(下顎のノッチ)から平面(外側と内側)を描くことによって、両方の顆の表面全体を選択します。</li>
	<li>[操作 |アライメント |メインアライメント |ローカル ベスト フィット.ポップアップ メニューで、ターゲット要素として[すべての CAD グループ] を選択します。最大距離 10.000 mm を使用します。 注:"下り可能なポストオペ"の選択された顆は、正確に「下り可能プリオペ」(図3)のコンジに重ね合わされます。</li>
</ol>7. コロナ、軸、および矢状の下顎角度の計算
注:骨のランドマークの識別は、「下向きのプリオペ」と「下向きのポストオペ」STLモデルで別々に行われます。「下向きのプレオペ」で骨のランドマークを識別しながら、下向きのポストオペを選択解除し、その逆も同様です。
<ol><li>左側のエクスプローラメニューで「下り可能プリオペ」を選択します。[構成 |ポイント |表面点は、上のコンジオン(CS)上の仮想点を決定する(CS)、顆後部(CP)、垂直コーナー(VC)、およびブラウンらの分類に従って水平角(HC)8.</li>
	<li>左側のエクスプローラメニューで「下り可能なポストオペ」を選択します。[構成 |ポイント |突起点は、ブラウンらの分類に従って CS、CP、VC、HC 上の仮想点を決定する8. 注:ブラウンクラスIc、IIcまたはIVcの欠陥の場合、骨移植片の垂直セグメントまたはチタン/義足のコンディレの最も優れた部分と後部部分の仮想点を決定します。下顎切除が1つ以上の角を含む場合、骨移植片の2つのセグメント間の骨切り片面の最も劣った点を選択する。下顎切除が水平または垂直角の半分(骨移植片のセグメントの隣に残った下顎骨)しか含まれない場合、骨切除面の最も劣った部分の骨移植片のセグメント上の仮想点を決定する。ブラウンクラスI下顎欠陥の場合、骨移植片の水平セグメントの最も前および劣った部分の仮想点を決定し、この仮想点を水平角と考える。解剖学的な垂直または水平角の外側の(余分な)骨切り術の場合には、これらのコーナーに最も近い骨切り術を垂直または水平角として決定する。</li>
	<li>2 つの仮想ポイント間の線を作成するには、[構成 |ライン |2 ポイントライン.ポップアップメニューで作図要素の下にある2点を選択して、それらを線で接続します。[作成して閉じる] をクリックします。</li>
	<li>[構築] をクリックして、下向きプリオペと下着可能なポストオペの両方で中間解歯平面を作成する|平面 |[方向を表示する平面] :Z 軸上の 2 点を選択します。</li>
	<li>2 本の線分の間、または線分と平面の間に角度を作成するには、[構成 |角度 |2 方向の角度。次に、ポップアップ メニューで[1 行目]と[ライン/プレーン 2]を選択します。[作成して閉じる] をクリックします。</li>
	<li>エクスプローラメニューで「下り」のプリオペ角度を選択して「下り可能プリオペ」アングルをすべて「下り可能」のポストオペ角度に接続し、「虫眼鏡 |測定原理 |実際の要素へのリンク対応するマンブルポストオペ角度を選択し、[OK]をクリックします。</li>
	<li>この知識により、CS から VC までの線と中間の矢状線 (ML) の間の右および左のコロナの下顎の角度を決定します。<ol>
<li>VC から HC、ML までの線の間の右軸下顎角度と左軸下角を決定します。</li>
		<li>CP から VC までの線と VC から HC までの線の間の矢状の下顎角度を決定します。</li>
		<li>術後角度と仮想計画角度の間の度 (°) の偏差を計算して報告します。</li>
	</ol>
</li>
</ol>仮想計画歯科インプラントのXYZ偏差と距離XYZの計算
メモ:正しい比較のために術前計画中に正しい歯科インプラントの直径および高さ(カバーねじを含む)を使用してください。
<ol><li>[構成 |ポイント |指し、下り可能なプリオペファイル内の歯科インプラントのカバーねじの中央と上部でCtrl +左クリックを使用して仮想点を作成します。</li>
	<li>[構成 |ポイント |Surface Pointを使用し、下段埋め込み後のファイルの歯科インプラントのカバーねじの中央と上部で Ctrl + 左クリックを使用して仮想ポイントを作成します。</li>
	<li>右マウスボタンは、下り可能プリオペで最初の歯科インプラントをクリックします。[測定原理] をクリックします 。 |実際の要素へのリンク下着式ポストオペと同じ歯科インプラントを選択します。すべての歯科インプラントのためにこのプロシージャを繰り返す。</li>
	<li>左側のエクスプローラーメニューの下向きプリオペと下着可能なポストオペファイルの両方で、歯科インプラント上のすべてのポイントを選択します。上のツールバーの虫眼鏡をクリックします。画面にラウンド ツールバーがポップアップ表示されます。[チェック]をクリックし、dXYZを選択して、次の式を使用して、歯科用インプラントあたりの距離 XYZ を mm 単位で表示します。 <img src="/files/ftp_upload/60363/60363eq1.jpg">
</li>
</ol>

<ol><li>Rodby, K. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Advances+in+oncologic+head+and+neck+reconstruction%3A+systematic+review+and+future+considerations+of+virtual+surgical+planning+and+computer+aided+design%2Fcomputer+aided+modeling%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Plastic%2C+Reconstructive+%26+Aesthetic+Surgery%22%5BJournal%5D)">Advances in oncologic head and neck reconstruction: systematic review and future considerations of virtual surgical planning and computer aided design/computer aided modeling.</a> Journal of Plastic, Reconstructive & Aesthetic Surgery. 67 (9), 1171-1185 (2014).</li>
<li>Rengier, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((3D+printing+based+on+imaging+data%3A+review+of+medical+applications%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Computer+Assisted+Radiology+and+Surgery%22%5BJournal%5D)">3D printing based on imaging data: review of medical applications.</a> International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery. 5 (4), 335-341 (2010).</li>
<li>Marro, A., Bandukwala, T., Mak, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-Dimensional+Printing+and+Medical+Imaging%3A+A+Review+of+the+Methods+and+Applications%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Problems+in+Diagnostic+Radiology%22%5BJournal%5D)">Three-Dimensional Printing and Medical Imaging: A Review of the Methods and Applications.</a> Current Problems in Diagnostic Radiology. 45 (1), 2-9 (2016).</li>
<li>Mitsouras, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Medical+3D+Printing+for+the+Radiologist%5BTitle%5D)+AND+%22Radiographics%22%5BJournal%5D)">Medical 3D Printing for the Radiologist.</a> Radiographics. 35 (7), 1965-1988 (2015).</li>
<li>van Baar, G. J. C., Forouzanfar, T., Liberton, N., Winters, H. A. H., Leusink, F. K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Accuracy+of+computer-assisted+surgery+in+mandibular+reconstruction%3A+A+systematic+review%5BTitle%5D)+AND+%22Oral+Oncology%22%5BJournal%5D)">Accuracy of computer-assisted surgery in mandibular reconstruction: A systematic review.</a> Oral Oncology. 84, 52-60 (2018).</li>
<li>European Union Medical Device Regulation. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Regulation+%28EU%29+2017%2F745+of+the+European+Parliament+and+of+the+Council+of+5+April+2017+on+medical+devices%2C+amending+Directive+2001%2F83%2FEC%2C+Regulation+%28EC%29+No+178%2F2002+and+Regulation+%28EC%29+No+1223%2F2009+and+repealing+Council+Directives+90%2F385%2FEEC+and+93%2F42%2FEEC%5BTitle%5D)+AND+%22Official+Journal+of+the+European+Union%22%5BJournal%5D)">Regulation (EU) 2017/745 of the European Parliament and of the Council of 5 April 2017 on medical devices, amending Directive 2001/83/EC, Regulation (EC) No 178/2002 and Regulation (EC) No 1223/2009 and repealing Council Directives 90/385/EEC and 93/42/EEC.</a> Official Journal of the European Union. 60 (117), (2017).</li>
<li>van Baar, G. J. C., Liberton, N., Forouzanfar, T., Winters, H. A. H., Leusink, F. K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Accuracy+of+computer-assisted+surgery+in+mandibular+reconstruction%3A+A+postoperative+evaluation+guideline%5BTitle%5D)+AND+%22Oral+Oncology%22%5BJournal%5D)">Accuracy of computer-assisted surgery in mandibular reconstruction: A postoperative evaluation guideline.</a> Oral Oncology. 88, 1-8 (2019).</li>
<li>Brown, J. S., Barry, C., Ho, M., Shaw, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+new+classification+for+mandibular+defects+after+oncological+resection%5BTitle%5D)+AND+%22Lancet+Oncology%22%5BJournal%5D)">A new classification for mandibular defects after oncological resection.</a> Lancet Oncology. 17 (1), e23-e30 (2016).</li>
<li>Pittayapat, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+Frankfort+horizontal+plane+for+3D+cephalometry%3A+a+comparative+assessment+of+conventional+versus+novel+landmarks+and+horizontal+planes%5BTitle%5D)+AND+%22European+Journal+of+Orthodontics%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional Frankfort horizontal plane for 3D cephalometry: a comparative assessment of conventional versus novel landmarks and horizontal planes.</a> European Journal of Orthodontics. 40 (3), 239-248 (2018).</li>
<li>Green, M. N., Bloom, J. M., Kulbersh, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+simple+and+accurate+craniofacial+midsagittal+plane+definition%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Orthodontics+and+Dentofacial+Orthopedics%22%5BJournal%5D)">A simple and accurate craniofacial midsagittal plane definition.</a> American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics. 152 (3), 355-363 (2017).</li>
<li>van Eijnatten, M. B. F., de Graaf, P., Koivisto, J., Forouzanfar, T., Wolff, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+ct+parameters+on+stl+model+accuracy%5BTitle%5D)+AND+%22Rapid+Prototyping+Journal%22%5BJournal%5D)">Influence of ct parameters on stl model accuracy.</a> Rapid Prototyping Journal. 24 (4), 679-685 (2017).</li>
<li>Whyms, B. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effect+of+computed+tomographic+scanner+parameters+and+3-dimensional+volume+rendering+techniques+on+the+accuracy+of+linear%2C+angular%2C+and+volumetric+measurements+of+the+mandible%5BTitle%5D)+AND+%22Oral+Surgery%2C+Oral+Medicine%2C+Oral+Pathology%2C+and+Oral+Radiology%22%5BJournal%5D)">The effect of computed tomographic scanner parameters and 3-dimensional volume rendering techniques on the accuracy of linear, angular, and volumetric measurements of the mandible.</a> Oral Surgery, Oral Medicine, Oral Pathology, and Oral Radiology. 115 (5), 682-691 (2013).</li>
<li>Taft, R. M., Kondor, S., Grant, G. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Accuracy+of+rapid+prototype+models+for+head+and+neck+reconstruction%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Prosthetic+Dentistry%22%5BJournal%5D)">Accuracy of rapid prototype models for head and neck reconstruction.</a> Journal of Prosthetic Dentistry. 106 (6), 399-408 (2011).</li>
<li>Disa, J. J., Winters, R. M., Hidalgo, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Long-term+evaluation+of+bone+mass+in+free+fibula+flap+mandible+reconstruction%5BTitle%5D)+AND+%22The+American+Journal+of+Surgery%22%5BJournal%5D)">Long-term evaluation of bone mass in free fibula flap mandible reconstruction.</a> The American Journal of Surgery. 174 (5), 503-506 (1997).</li>
<li>Jereczek-Fossa, B. A., Orecchia, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Radiotherapy-induced+mandibular+bone+complications%5BTitle%5D)+AND+%22Cancer+Treatments+Reviews%22%5BJournal%5D)">Radiotherapy-induced mandibular bone complications.</a> Cancer Treatments Reviews. 28 (1), 65-74 (2002).</li>
<li>Tarsitano, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Accuracy+of+CAD%2FCAM+mandibular+reconstruction%3A+A+three-dimensional%2C+fully+virtual+outcome+evaluation+method%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Cranio-Maxillofacial+Surgery%22%5BJournal%5D)">Accuracy of CAD/CAM mandibular reconstruction: A three-dimensional, fully virtual outcome evaluation method.</a> Journal of Cranio-Maxillofacial Surgery. 46 (7), 1121-1125 (2018).</li>
<li>Roser, S. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+accuracy+of+virtual+surgical+planning+in+free+fibula+mandibular+reconstruction%3A+comparison+of+planned+and+final+results%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Oral+and+Maxillofacial+Surgery%22%5BJournal%5D)">The accuracy of virtual surgical planning in free fibula mandibular reconstruction: comparison of planned and final results.</a> Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 68 (11), 2824-2832 (2010).</li>
<li>De Maesschalck, T., Courvoisier, D. S., Scolozzi, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Computer-assisted+versus+traditional+freehand+technique+in+fibular+free+flap+mandibular+reconstruction%3A+a+morphological+comparative+study%5BTitle%5D)+AND+%22European+Archives+of+Oto-Rhino-Laryngology%22%5BJournal%5D)">Computer-assisted versus traditional freehand technique in fibular free flap mandibular reconstruction: a morphological comparative study.</a> European Archives of Oto-Rhino-Laryngology. 274 (1), 517-526 (2017).</li>
<li>Hidalgo, D. A., Pusic, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Free-flap+mandibular+reconstruction%3A+a+10-year+follow-up+study%5BTitle%5D)+AND+%22Plastic+and+Reconstructive+Surgery%22%5BJournal%5D)">Free-flap mandibular reconstruction: a 10-year follow-up study.</a> Plastic and Reconstructive Surgery. 110 (2), 438-451 (2002).</li>
<li>Schepers, R. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Accuracy+of+secondary+maxillofacial+reconstruction+with+prefabricated+fibula+grafts+using+3D+planning+and+guided+reconstruction%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Cranio-Maxillofacial+Surgery%22%5BJournal%5D)">Accuracy of secondary maxillofacial reconstruction with prefabricated fibula grafts using 3D planning and guided reconstruction.</a> Journal of Cranio-Maxillofacial Surgery. 44 (4), 392-399 (2016).</li>
</ol>

著者たちは開示するものは何もない。

この術後評価ガイドラインは、コンピュータ支援下顎再建の精度解析の均一性の向上を促進することを目的とする。焦点は、下顎骨再建の成功を決定する4つの成分である:(1)両顆の位置、(2)骨切り片の角度、(3)骨移植片セグメントのサイズ、位置および固定、および(4)ガイド付き歯科の位置インプラント(即時実行され、仮想計画に含まれている場合)。
提案されたプロトコルの最初のステップでは、CT画像の品質がセグメント化されたSTLモデルの体積精度に影響を与えるため、術前イメージングと術後イメージングの両方に対するMDCTスキャンを推奨します。最大の体積偏差は、コーンビームコンピュータ断層撮影(CBCT)スキャナDICOMデータ11からセグメント化されたSTLモデルに見られます。これらの体積偏差は、3Dプリントされたテンプレートおよびガイドの精度とフィッティングに影響を与え、術前STLモデルと術後STLモデル間の術後精度測定にも影響を与えます。そのため、CASを用いた下顎再建には、術前後イメージングと手術後のイメージングの両方でMDCTスキャナを使用することをお勧めします。スライスの厚さは、STL ボリューム精度の最も影響を与える要因であり、<1.25 mm に設定する必要があります。スライスの厚さが高いほど、STL モデルの細部が失われ、精度測定12,13に影響します。CASを用いた下顎再建の精度に関する最近公表された系統的レビューは、著者5によって使用されるCTスキャナパラメータの材料および方法セクションで不十分な説明を示した。我々の意見では、CAS研究は常に材料および方法セクションの術前および術後のイメージングモダリティのタイプとパラメータを指定する必要があります。骨移植片のセグメントの容積、形状、および位置の長期的な変化を避けるために、術後MDCTスキャンは、再構成14の6週間以内に行われるべきである。アジュバント放射線療法の場合、下顎骨15の放射線関連病理を回避するために、治療前の最初の術後MDCTスキャンを使用する。
下顎骨欠損の分類は、同様の複雑性を持つ再構成を比較するために必要である。2016年、Brown et al.8は、クラス番号と再構成の複雑さとの関係を持つ4つのクラスを記述する下顎欠陥分類を提案した。CASソフトウェアにおける術前STLモデルと術後STLモデルのアラインメントにより、再構成の精度を評価することは、いくつかの困難を生じさせます。重ね合わせソフトウェア ツールは、反復近点アルゴリズムを使用して、STL モデルの選択した部分 (ソース) を、STL モデルの固定部分 (参照) に最も一致するように移動します。しかしながら、全体(ネオ)下下地の重ね合わせは、再構成プレートの散乱による不正確であり、これは、下述性16の術後臨床的位置を表すものではなく、全体の再建のシフトをもたらすであろう。同じ問題は、再構成17の孤立した部分を重畳しながら導入される。口の開口部は術前および術後のスキャンの間に常に異なるため、上顎と頭蓋骨を含む下顎の重ね合わせは不正確である。そこで、(ネオ)下顎骨の術後位置を評価するために、重ね合わせ問題を別々に回避するために、術前STLモデルと術後STLモデルの両方に下顎角度(De Maesschalckら18によって開拓された)を作成することにしました。しかし、歯科インプラントの位置を評価するために、我々は必ずしも重ね合わせソフトウェアツールを使用して、両方のモデルを整列する必要がありました。術前後のSTLモデルと術後のSTLモデルを、術後の間術関係に最も近いアプローチに合わせるため、両方の顆プロセスの重ね合わせのみが最も実現可能で、標準化された、再現可能な方法であると考えています。両顆の術後位置は不正確なネオアンディブル再構成によって影響を受ける可能性があるが、上顎間関係は正中線に対応し、したがって中矢状平面19の周りの両方の顆の位置を平均する。我々のプロトコルでは、術前のSTLモデルのみがCASソフトウェアの平面線点ツールを使用してXYZ軸に素早く固定され、歯科インプラントの術後偏差を決定できるベンチマークを表す。XYZ 軸上の固定された頭蓋骨の位置は、ケース間の小さな頭蓋の違いにつながる可能性があります。しかし、術後の3Dモデルが反復近点アルゴリズムに選択された両方の顆人のみで固定術前3Dモデルに重ね合わされた場合、歯科インプラント位置間の距離XYZに影響を及ぼさないため、これは歯科インプラント測定に影響を及ぼさない。
上述したように、De Maesschalck et al.18はCASを用いた下顎骨再建の硬い組織精度についての評価方法を開拓し、骨切り面決定の必要性をバイパスし、重ね合わせ用具の使用をバイパスした。この方法の最も重大な欠点は、標準化して再現可能である必要がある中間射歯面を決定するために使用される方法を指定できなかったことです。また、事実上計画された歯科インプラントは含まれておらず、下顎再建の複雑さの間の区別が欠けている。今後、ガイド付き歯科インプラントを適用する著者の数が増加する可能性があるため、事実上計画された歯科インプラントの術後位置の評価をプロトコルに含めた。2016年、Schepers et al.20は、CASを用いた、歯科インプラントあたりの中心点偏差(mm)および角度偏差(°)を測定することにより、下顎再建における事実上計画された歯科インプラントに対する優れた術後評価方法を提案した。この方法の主な制限は、実現可能性を低下させ、全体の再建の精度の概要を失う結果、インプラントあたりの測定量です。距離XYZ(dXYZ(mm)を測定することで、歯科インプラント1個につき1つの再現数を決定することで、より簡便な方法を提案する。歯科リハビリテーションに関しては、歯科インプラントの首の位置は、将来の義足のために決定的です。したがって、当社の評価プロトコルは、術前後STLモデルにおける歯科インプラントの首に仮想点を作成することを推奨しています。歯科インプラントの評価を実現可能に保つために、角度付きインプラントアバットメントで15°までの角度偏差を補正できるため、角度偏差の測定をスキップすることにしました。
提案されたガイドラインは、あらゆるタイプのドナー部位に適用可能であり、異なる骨移植片固定の可能性を可能にする。また、術後イメージングにおける金属固定部品のCT散乱は、ガイドライン5の測定には影響を及ぼさない。この評価ガイドラインでは、模倣inPrint 3.0とGOM検査プロフェッショナル2019を使用しました。ただし、このプロトコルでは、すべての CAS ソフトウェア パッケージで使用できるソフトウェア ツールについて説明しています。このガイドラインは、CASフェーズ中の精度とすべての異なるアプローチとの関係を異議を唱えるために、より標準化された統一されたアプローチに貢献することを目的としています。ブラウンクラスごとの許容下顎の角度偏差、事実上計画された歯科インプラントの術後位置との関係、および将来の義足のための許容可能な歯科インプラント偏差(dXYZ)を決定する上で、さらなる進歩の余地があります。現在、当社の部門では、上記のすべての変数を考慮した大規模なコホートでこのガイドラインを検証するための多施設調査を行っています。

再建外科におけるコンピュータ支援手術(CAS)は、仮想計画段階、3次元(3D)モデリング段階、手術段階、術後評価フェーズの4つの連続した段階を伴う。計画段階は、頭蓋顔面コンピュータ断層撮影(CT)スキャン、ドナーサイトCTまたはCT血管造影(CTA)スキャンの取得から始まります。多様な組織タイプはX線減衰量に対応し、これは、ハウンズフィールド単位(HU)(ヒトの骨[+1000 HU]、水[0 HU]、および空気[-1000 HU])に従って範囲の特定の灰色値を持つスキャンボクセルにつながります。これらの画像は、デジタルイメージングと通信医学(DICOM)ファイル形式で保存されます。セグメンテーション ソフトウェアで対象地域 (ROI) を選択することで、3D モデルを2つ生成できます。最も一般的で実行可能なセグメンテーション手法はしきい値です:選択した HU しきい値を上回るボクセルは ROI に囲まれています。これらのボクセルは、その後、標準テッセレーション言語(STL)ファイル形式3で3Dモデルに変換され、骨切り術を計画し、3Dデバイス4を設計するためにCASソフトウェアにアップロードされます。モデリング段階では、設計されたデバイスは3Dプリントされ、滅菌され、続いて外科段階が続きます。最終評価段階は、患者の頭蓋骨の術後CTスキャンと、術後の結果と術前の仮想計画を比較する正確性分析で構成される。
最近発表されたコンピュータ支援下顎再建の精度に関する系統的レビューでは、画像取得における不均一性、下顎骨欠損の分類、評価方法が示されました。この不均一性は、術後の硬組織精度の有効な比較を研究5の間で制限する。下顎再建の過程でのCAS段階の標準化は、すべての異なるCASプロセスに対してコンフォーミテ・ユーロペエンヌ(CE)認証を要求し、2020年春から運用される新しい欧州連合医療機器規制(MDR)のために重要です。ここでは、術後精度評価に関する研究間の均一性を生み出すために、下述のコンピュータ支援再構成のための実用的で実現可能で再現可能な評価ガイドラインを提示する。このプロトコルは継続し、機能性に関する許容可能な結果範囲を発見することを目的としてすべての異なるタイプの下顎再建が正確に分析される大規模な多施設コホート研究で現在テストされているこの評価ガイドライン7の以前の出版を指定します。

<table><tbody><tr><td>GOM Inspect Professional 2019</td><td>GOM</td><td></td><td>評価ソフトウェア</td></tr><tr><td>Mimics inPrint 3.0</td><td>Materialise</td><td></td><td>画像ベースの3D医療ソフトウェア</td></tr></tbody></table>

コンピュータ支援型下述者再建のための術後評価ガイドライン

A Postoperative Evaluation Guideline for Computer-Assisted Reconstruction of the Mandible

術後精度の有効な比較は、画像化モダリティの不均一性、下顎骨欠損分類、および研究間の評価方法により、コンピュータ支援による下顎骨の再構成が困難である。本ガイドラインは、画像化のプロセス、下顎骨欠損の分類、三次元(3D)モデルの体積評価を導く段階的なアプローチを使用し、その後、合法的な定量精度評価法を実行することができます術後の臨床状況と術前の仮想計画との間。下述の顆と垂直および水平の角は、コンピュータ支援手術(CAS)ソフトウェアの仮想線を定義するために骨のランドマークとして使用されます。これらの線の間に軸、コロナ、および両方の矢状下顎角は(ネオ)下顎骨の術前と術後の両方の3Dモデルで計算され、その後偏差が計算される。術後の3Dモデルを、XYZ軸に固定された術前計画3Dモデルに重ね合わせることにより、術前と術後の事実上計画された歯科インプラント位置の偏差を計算することができる。このプロトコルは継続して、この評価ガイドラインの以前の公開を指定します。

ジェームズ・ブラウンクラスIII下顎骨欠損は、ドナーサイトとしてフィブラフリーフラップで私たちの部門で再建されました。直接ガイド付き歯科インプラントの配置は歯科インプラントガイドを含んでいる線維の切断ガイドの使用と行った。再構成は、提示されたガイドラインで評価した。冠状動脈、軸および矢状下顎角偏差(°)および6つの歯科インプラントXYZ距離(mm)を計算し、報告した(図4および図5)。
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60363/60363fig1.jpg"> 図1:Z軸に投影されたフランクフルト平面(赤線)、Y軸に投影された中間の矢状面(緑色の線)、およびX軸に投影されたナジオン(青い線)を持つXYZ軸上の頭蓋骨の術前STLモデルの一様な方向。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60363/60363fig1large.jpg" target="_blank">この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。</a>

<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60363/60363fig3.jpg"> 図3:術後STLモデル(灰色)を手術前のSTLモデルに重ね合わせ、仮想計画に改訂(青)反復近点アルゴリズム (赤) には、両方の中間プロセスのみが選択されます。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60363/60363fig3large.jpg" target="_blank">この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60363/60363fig4a.jpg"> 図4:ドナー部位としてフィブラフリーフラップを用いたブラウンクラスIII欠陥の再構成。この例では、3Dガイドを使用して再建中に6つの仮想計画歯科インプラントが一次配置されています。コロナ、軸、矢状の角度は、術前計画3Dモデルと術後3Dモデルの両方で計算されます。角度の角度の偏差 (°) が表示されます。CS、優れたコンディレ;CP、コンジの後部;VC、垂直コーナー;HC、水平コーナー;ML、 中矢状線;FFF、フィブラフリーフラップ。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60363/60363fig4large.jpg" target="_blank">この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60363/60363fig5.jpg"> 図5:6つのガイド付き歯科インプラントのX、YおよびZ軸および距離XYZ(dXYZ)上の歯科インプラント偏差。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60363/60363fig5large.jpg" target="_blank">この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。</a>

ここでは、術後精度評価に関する研究間の均一性を生み出すために、下述のコンピュータ支援再構成のための実用的で実現可能で再現可能な評価ガイドラインを提案する。このプロトコルは継続して、この評価ガイドラインの以前の公開を指定します。

Valid comparisons of postoperative accuracy results in computer-assisted reconstruction of the mandible are difficult due to heterogeneity in imaging ...

最近発表された体系的なレビューでは、下顎のコンピュータ支援再建の精度を評価する研究を分析しました。計画と評価の方法論の均一性が欠如しているため、術後の結果を比較する能力は限られていました。そこで、実用的で、実現可能で再現性のある評価ガイドラインを提案した。本ガイドラインにより、術後精度評価に関する今後の研究の間に均一性を生み出すことを目指しています。許容可能な下顎角偏差に関する許容可能な結果範囲の決定と、将来の義足に関連して事実上計画された歯科インプラントの偏差に関して、さらなる進展の余地があると感じています。この手順は、歯科学生で口腔再建研究グループのメンバーであるラース・レーウリックによって実証されます。まず、画像ベースの3D医療ソフトウェアを開きます。[ファイル] をクリックし、ディスクから新規作成します。次に、術後スキャンの DICOM イメージが格納されているフォルダーを選択します。リストからスタディを選択し、[変換]をクリックします。頭蓋骨の向きを評価するためのウィンドウがポップアップします。方向の文字を左クリックして、方向を変更します。次に、[OK] をクリックして検証します。ROI を作成するには、しきい値ツールをクリックし、一定の間隔のグレー値を持つ下顎骨のすべてのボクセルを含むしきい値を定義します。ハウンズフィールドの範囲を手動で調整します。次に、緑のボタンをクリックしてセグメンテーションを検証します。ROI を編集するには、分離ツールを選択します。次に、3D ビューポイントで下顎をクリックします。[新しい ROI で結果を作成] を選択し、緑色のボタンをクリックして、接続されていないすべての構造が消える原因となる分離を検証します。ROI が完了したら、ワークフロー ツールバーの [パーツの追加] ボタンをクリックします。次に、ソリッドパーツ ツールをクリックし、下顎のポストップを選択して、スムージング オプションでオフを選択します。確認するには、緑色のボタンをクリックします。最後に、エクスポートメニューで、下顎のポストップ部分を選択し、出力ディレクトリを選択し、標準のスケール1を使用します。検証する緑色のチェック マークをクリックします。術前の頭蓋骨のSTLモデルの一様な向きのためのフランクフルト平面、中頭座面、および鼻を決定するには、評価ソフトウェアを開き、動作前のSTLファイルを画面にドラッグします。構造、平面、および 3 点平面をクリックし、内部音響の面と左の眼窩マージンの両方で[左クリックをコントロール]を使用して仮想点を作成します。次に、[作成して閉じる] をクリックします。次に、構築メニューからラインと2点線を選択し、ナシオンとベイションを左クリックして仮想点を作成します。最後に、ポイントを選択し、左にコントロールをクリックして、ナシオンをクリックします。操作、主線形、および平面の線点をクリックし、パラメータ平面を公称パラメータ平面 Z に、ライン 1 からライン Y、グローバル座標系に 0.1 を指定します。術前の下顎の STL ファイルを選択します。次に、CAD に対する操作、CAD、および実際のメッシュをクリックします。術後のSTLモデルをソフトウェアにドラッグし、ファイル名を変更し、メッシュの下の左側のエクスプローラメニューの実際の要素の下でSTLファイルを選択します。操作をクリックし、実際のマスターを定義します。次に、操作、配置、単一要素変換、3 点配置をクリックします。ポップアップメニューで、コントロール左クリックを使用して、下顎前置きの3つの公称ポイントと下顎ポストップの3つの同様の実際のポイントを組み合わせます。次に、[適用] を選択して閉じます。下顎前駆の選択を解除し、左のエクスプローラメニューで下顎のポストップを選択します。サーフェス上で選択/選択解除ツールを使用して、側面側と内側側の両方の残骸の下顎のサーフェスを選択します。クリック操作、線形、メイン位置合わせ、およびローカル最適フィット。すべての CAD グループを対象要素として選択し、最大距離を 10 ミリメートルに設定します。次に、[サーフェス上で選択/選択解除]ツールをクリックし、前のステップで選択したサーフェス内の側面のみを選択します。実際の検査、CAD 比較、および表面比較をクリックします。ポップアップ メニューで、最大距離を 10 ミリメートルに設定し、[OK] をクリックします。下顎のポストップのトグル表示をオフにします。パッチ選択ツールを使用して、サーフェスを左クリックし、ツールバーの虫眼鏡をクリックします。丸いツールバーがポップアップ表示されたら、[チェック] をクリックし、ラベル算術平均を偏差して平均をミリメートル単位で表示します。下顎前駆の選択を解除し、下顎栓栓を選択します。次に原稿の方向に合わせて表面を選択します。クリック操作、線形、メイン位置合わせ、およびローカル最適フィット。ソフトウェアの重ね合わせアルゴリズムに対して、コンディレの両方のみが選択されていることを確認します。すべての CAD グループをターゲット要素として選択し、最大距離 10 ミリメートルを使用します。下顎前置を選択し、構築、点、およびサーフェスポイントをクリックして、コンディレ上層、顆後部、垂直コーナー、水平コーナーの仮想ポイントを決定します。次に、構築点、点点、投影点をクリックして、下顎栓の仮想点を決定します。2 つの仮想ポイント間に線を作成するには、構成、線分、2 点の線をクリックします。コンストラクション要素の下の 2 つの点を選択します。次に、[作成して閉じる] をクリックします。2 本の線の間に角度を作成するには、構成、角度、2 方向の角度をクリックします。1 行目と 2 行目を選択します。次に、[作成して閉じる] をクリックします。このプロセスを使用して、右および左の矢状下顎角を決定します。構造、平面、平面、および表示方向をクリックして、中頭座面を作成します。Z 軸上の 2 つの点を選択します。この平面を使用して、コロナ角と軸方向の角度を作成します。前のステップと同様に、下顎前視の中頭座面を作成します。下顎前眼で同じ下顎角を決定します。エクスプローラメニューで下顎前蓋の前視角度を選択して、下顎前視角度を下顎栓角に接続します。次に、虫眼鏡をクリックし、測定原理、実際の要素へのリンクをクリックします。対応する下顎のポストップ角度を選択し、[OK]をクリックします。下顎前置前置ファイルを使用して、構築メニューからポイントを選択し、歯科インプラントのカバーネジの中央と上部を左クリックして仮想ポイントを作成します。次に、下顎のポストップファイルの歯科インプラントのカバーねじの中央と上部にあるコンストラクトメニューとコントロール左クリックからポイントを選択します。下顎前置前置術の最初の歯科インプラントを右クリックし、測定原理をクリックして実際の要素にリンクします。下顎のスポストップで同じ歯科インプラントを選択し、すべての歯科インプラントのためにこれを繰り返す。チェックをクリックし、dXYZ を選択して、歯科インプラントの距離をミリメートル単位で表示します。ジェームズ・ブラウンクラスIIIの下顎欠損の再構成を、提示されたプロトコルで評価した。冠状動脈、軸方向、および矢状下顎角偏差と6つの歯科インプラントXYZ距離を計算した。このガイドラインは、ジェームズ・ブラウンの分類に従って、すべての異なるタイプの下顎欠損クラスおよびすべての異なるタイプの骨フラップおよび固定方法に適用可能である。現在、当社グループは、このガイドラインを大規模なコホートで検証するために、グローバルな多施設調査を行っています。2020年夏には初めての成果を発表する予定です。

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Research

JoVE Journal

Medicine

医学

コンピューター援用設計/計算機援用製造 (CAD/CAM)...

社内の取り組みを用いた上顎再建の CAD/CAM サージカル ガイドの設計

このプロトコルは骨の欠陥の再建のための3D計画および印刷の使用を記述する。セグメンテーションツールを使用して3Dモデルを作成し、その後に3D設計ソフトウェアを作成し、アブレーション手術や第2段階に付随する再建目的で患者固有のインプラントを作成します。...

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ここでは、リアルタイムダイナミックナビゲーションシステムを使用して、重度の萎縮性上顎患者に正確な四肢頬骨インプラント留置を実現するためのプロトコルを提示します。...

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歯槽骨再建手術の仮想計画のためのデジタルハイブリッドモデル作成

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術後免疫抑制のメカニズムを探索し、新しい周術期免疫療法を評価するための手術侵襲のマウス腫瘍モデル

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歯科医学、真度と精度を測定するための新しい方法の精度

この研究の目標は、多施設の臨床試験環境におけるDVT量の定量的評価のために、長期循環ガドリニウムベースの造影剤と直接血栓イメージングを用いた磁気共鳴静脈造影法を使用することです。観察者間および観察者内の変動性評価を実施し、プロトコルの再現性を決定しました。...

深部静脈血栓症の評価と定量化のための多施設MRIプロトコル

学ぶコンピュータ支援型下顎再建の術後評価ガイドライン。3D医療ソフトウェアを用いた再現性の高い評価プロトコルを確立し、術後精度の統一的な評価と研究間の比較を可能にする。

コンピュータ支援型下述者再建のための術後評価ガイドライン

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