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

現実的な仮想モデルは、歯周病や歯槽に富む欠陥を3次元で示すことができます。したがって、それらは外科的治療プロセスを支援し、術後の治癒メカニズムをより深く理解することができます。以前の方法や既存の方法と比較して、現在のアプローチは各解剖学的構造を独立して表示します。

したがって、これらの3D仮想モデルは、実際の臨床シナリオをリアルに表現しています。この方法は、従来の診断プロセスの限界を克服するのに役立ちます。例えば、歯科インプラントの埋入は、CBCTスキャンの全体画像ではなく、3Dモデルで計画することができます。

現在のプロトコルは、歯内療法マイクロサージェリー、矯正外科、顔面腫瘍切除後の再建手術など、歯科の他の分野に適用できます。セグメントエディターモジュールにアクセスしてプロセスセグメンテーションから開始し、以前に作成したクロップボリュームをアクティブなセグメンテーションのマスターボリュームとして選択します。追加するには [追加] を使用し、セグメントを削除するには [削除] を使用します。

次に、セグメントが表す解剖学的構造に従ってセグメントの名前を変更します。歯槽骨のセグメンテーションを開始するには、エフェクトのリストを開き、選択したピクセルと同じ背景値を持つピクセルの領域をアウトライン化する半自動ツールであるレベルトレースを選択します。次に、2D ビューの 1 つでボーンの周囲にマウスをドラッグし、マウスの左ボタンを押して、データセットの選択したスライスにセグメントを生成します。

次に、手のペイントツールと消去ツールを使用して、セグメントを修正し、間違いを修正します。消去ツールを使用して歯とインプラントの輪郭を描き、それらを表すハイライトされたピクセルをすべて削除します。選択した方向のデータセットの 5 番目のスライスごとにこのプロセスを繰り返します。

アウトライン作成プロセスが完了したら、「効果」リストから「スライス間を塗りつぶす」を選択して欠落しているセグメントを計算し、「初期化」をクリックして輪郭補間をアクティブにします。満足のいく結果が得られたら、「適用」をクリックします。次に、完了時にデータセットをスクロールして、時折発生する間違いを確認して修正します。

スムージング方法として「中央値」を選択して、スムージング効果を使用します。次に、ブラケット内のミリメートル値を調整してカーネルサイズを 5 x 5 x 5 ピクセルに設定し、[適用]をクリックして、突起を削除してセグメント境界を滑らかにします。歯槽骨のセグメンテーションが完了したら、歯のセグメンテーションについて同じ手順を繰り返します。

ドロップダウンバーからセグメンテーションを選択して、口腔内スキャンのSTLファイルをセグメンテーションとして追加します。カーソルをモジュールの上に移動し、サイドバーから [Fiducial Registration Wizard] を選択します。[From Fiducials] セクションと [To Fiducial] セクションの両方のドロップダウン メニューから、[Create New MarkupsFiducial] を選択します。

ドロップダウンバーの横の[From]セクションで、[マークアップポイントを配置]アイコンを使用して、口腔内光学スキャンまたはIOSの明確に定義された解剖学的ランドマークにマーカーポイントを配置します。マークアップ ポイントには、配置順に番号が付けられます。同じ位置にマーカーを配置して、宛先リストを作成します。

また、コーンビームコンピュータ断層撮影またはCBCTデータセットでは、同じ番号のマークアップポイントが同じ解剖学的ランドマークを表す必要があります。[To] リストの準備ができたら、サイドバーの [Registration Result Transform] セクションのドロップダウン メニューにアクセスし、[Create New Linear Transform] を選択して変換を作成します。変換モジュールにアクセスし、以前に作成した変換を変換の行為として選択します。

[Apply Transform] セクションで、[IOS segmentation] と [From Markups] リストを [Transformable] ボックスから [Transformed] ボックスに移動します。この手順は、CBCTデータセットにIOSを重ね合わせるのに役立ちます。コンピューター支援設計またはCADソフトウェアを開き、ホーム画面で[インポート]をクリックします。

次に、DICOM画像処理ソフトウェアから以前にエクスポートしたSTLモデルを選択します。メニューバーの[スカルプト]に移動します。そして、ブラシインベントリから、Adaptive Reduceを選択して、インポートしたモデルをリファインします。

サイドバーで、[選択]タブをクリックし、選択ツールとして[ブラシ]を選択します。次に、アンラップブラシモードを使用して、ブラシのサイズを調整します。ブラシを使用して、辺縁歯肉がIOSに来るまで各歯のクラウンを選択します。

「修正」(Modify) タブで「境界をスムーズ」(Smooth Boundary) を選択し、満足のいく結果が得られれば「適用」(Apply) をクリックします。「選択」に移動し、「編集と分離」を選択して、選択した領域から個々のオブジェクトを作成します。次に、メニュー バーの [分析] に移動し、 [検査] を選択します。

全体充填モードとして[フラット充填]を選択し、[すべて自動修復]をクリックして、IOSモデルと分離された歯モデルから閉じたモデルを作成します。スカルプト(Sculpt)メニューで、スムーズ ブラシの縮小(Shrink Smooth Brush)を選択し、塗り潰した穴のエッジを滑らかにします。IOSから分離された歯冠で歯が完全に覆われるまで、セグメント化された歯モデルでシュリンクスムースブラシを使用します。

オブジェクトブラウザで、分離したクラウンと、同じ歯のセグメント化されたモデルの両方を選択します。ポップアップサイドバーで、[Boolean Union]を選択し、[Accept]をクリックします。シュリンク スムーズ(Shrink Smooth)を使用して、トランジションを滑らかにします。

オブジェクト ブラウザーで骨モデルと軟部組織モデルの両方を選択し、ブール値の差を選択します。説明と同じプロセスとスムーズな移行を使用して、軟部組織モデルから歯を差し引き、臨床状況を現実的に表現します。サイドバーから[スカルプト](Sculpt)を選択し、小さなスライダを[ボリューム](Volume)から[サーフェス](Surface)に切り替えて、モデルのサーフェスに色を付けます。

ブラシインベントリから [Paint Vertex (頂点をペイント)] に移動し、[Color (色)] セクションのカラーホイールを使用して目的の色を選択します。各モデルの表面に色を付けます。代表的な解析では、同じ背景値を持つピクセル化された関心領域のアウトラインが黄色のラインで示されています。

レベルトレースの半自動セグメンテーションツールは、矢状方向で使用され、その後、手動セグメンテーションが行われました。半自動セグメンテーションの結果は、ペイントやイレースなどの手動ツールを使用して改良されました。完成したセグメンテーションを軸面、矢状部、冠状部で観察し、以前に作成したセグメントから3Dモデルを自動生成しました。

IOSのスーパーインポジションとその後のCADモデリングにより、臨床状況を3次元で表示できるようになりました。レベルトレースは、効率的でスマートなエッジ検出ツールです。ただし、アーティファクトや散乱により、作成されたセグメントを手動で変更する必要がある場合があります。

このプロセスは比較的新しいものです。しかし、これまでのところ、結果は非常に有望です。3Dモデルは、歯科外科や歯周病学における外科手術の計画、実行、進化に大きな可能性を秘めています。