방법 논문

재건 치조골 수술 절차의 가상 계획을 위한 디지털 하이브리드 모델 준비

DOI:

10.3791/62743

⸱

2021년 8월 5일

 ,  ,  ,  , 
1Department of Periodontology, Semmelweis University, 2Empresa de Base Tecnológica Internacional de Canarias, S.L. (EBATINCA)

* These authors contributed equally

이 논문에서

요약

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

3차원(3D) 가상 하이브리드 모델을 생성하기 위한 워크플로는 방사선 사진 이미지 분할 방법 및 자유형 표면 모델링을 활용하여 원뿔 빔 컴퓨터 단층 촬영 데이터 세트 및 구강 내 광학 스캔을 기반으로 설계되었습니다. 디지털 모델은 재건 치조골 수술 절차의 가상 계획에 사용됩니다.

초록

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

이 기사에서는 가상의 하이브리드 3차원(3D) 모델 획득을 다루며, 방사선 이미지 분할, 공간 정합 및 자유형 표면 모델링의 시퀀스를 활용합니다. 먼저, 원뿔 빔 컴퓨터 단층 촬영 데이터 세트를 반자동 분할 방법으로 재구성했습니다. 치조골과 치아는 서로 다른 세그먼트로 분리되어 3D 형태 및 치주 골내 결손의 국소화를 평가할 수 있습니다. 급성 및 만성 치조골 융기 결손의 중증도, 범위 및 형태는 인접 치아와 관련하여 검증됩니다. 가상 복합 조직 모델에서 치과 임플란트의 위치를 3D로 계획할 수 있습니다. IOS 및 CBCT 데이터의 공간 정합과 후속 자유형 표면 모델링을 활용하여 사실적인 3D 하이브리드 모델을 획득하여 치조골, 치아 및 연조직을 시각화할 수 있습니다. IOS와 CBCT 연조직의 중첩을 통해 무치악 융기 위의 두께를 기본 뼈 치수에 대해 평가할 수 있습니다. 따라서 피판 설계 및 수술 피판 관리를 결정할 수 있으며 간헐적인 합병증을 피할 수 있습니다.

서론

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

치과의 기술 발전은 컴퓨터 지원 치료 계획 및 수술 절차 및 보철 재활의 시뮬레이션을 가능하게 했습니다. 디지털 치의학에서 3D 데이터 수집을 위한 두 가지 필수 방법은 (1) 원뿔 빔 컴퓨터 단층 촬영(CBCT)1 및 (2) 구강 내 광학 스캐닝(IOS)2입니다. 이러한 도구를 사용하여 모든 관련 해부학적 구조(치조골, 치아, 연조직)의 디지털 정보를 획득하여 치조골 재건 수술 절차를 계획할 수 있습니다.

콘빔 기술은 1996년 이탈리아의 한 연구 그룹에 의해 처음 소개되었습니다. 기존의 컴퓨터 단층 촬영에 비해 훨씬 낮은 방사선량과 더 높은 해상도를 제공하는 CBCT는 치과 및 구강 수술에서 가장 자주 사용되는 3D 이미징 방식이 되었습니다3. CBCT는 다양한 수술 절차(예: 치주 재생 수술, 치조골 융기 확대술, 치과 임플란트 식립, 양악 수술)를 계획하는 데 자주 사용됩니다1. CBCT 데이터 세트는 2D 이미지 및 3D 렌더링을 제공하는 방사선 영상 소프트웨어에서 보고 처리할 수 있지만 대부분의 이미징 소프트웨어는 3D 이미지 재구성을 위해 임계값 기반 알고리즘을....

액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.

프로토콜

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

이 연구는 헬싱키 선언에 따라 수행되었습니다. 원고를 준비하기 전에 서면 동의서가 제공되고 환자가 서명했습니다. 환자는 프로토콜 시연을 위한 데이터 사용 권한을 부여했습니다.

1. 방사선 영상 처리

  1. 소프트웨어에 DICOM 파일 로드
    1. 최신 버전의 의료 영상 소프트웨어를 다운로드하여 엽니다.
      알림: 소프트웨어를 열면 홈 화면이 나타납니다.
    2. 사이드바에서 DICOM 데이터 로드 를 클릭합니다.
      참고: DICOM 데이터베이스가 팝업되어 이전에 로드된 DICOM 데이터 세트를 보여줍니다.
      1. DICOM 데이터베이스에서 DICOM 파일 가져오기 를 클릭하고 대상 폴더에서 DICOM 데이터 세트를 선택한 다음 가져오기를 클릭합니다.
        참고: 새로 추가된 DICOM 데이터셋이 스터디 목록에 나타납니다.
    3. 스터디를 선택하고 창 하단의 로드 를 클릭합니다.
      참고: DICOM 데이터 세트가 열리고 로드된 데이터의 4가지 보기(관상, 축, 궁상 및 3D)가 표시됩니다. 노드는 왼쪽에 나열됩니다. 이론적으로, 설명된 방법은 이미지....

액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.

결과

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

가상 허용 3차원(3D) 모델은 방사선 이미지 분할, 공간 정합 및 자유 형식 모델링을 사용하여 생성할 수 있습니다. 모델은 임상 상황을 디지털 방식으로 묘사하여 다양한 외과적 개입을 3차원으로 계획할 수 있습니다. 뼈와 치아를 분리하여 분할하면 두 해부학적 구조 사이의 경계가 보이고, 3D 형태 및 치주 골내 결손의 국소화를 평가해야 합니다. 급성 및 만성 치조골 융기 결손의 중증도, 범위 및 형태는 인접 치아와 관련하여 평가할 수 있습니다. 의료 영상 처리 소프트웨어 인벤토리에서 볼 수 있는 다양한 반자동 분할 도구(그림 1)(그림 2)(예: 가장자리 감지 도구, 형태학적 윤곽 보간 알고리즘)는 분할 기간을 줄여줍니다(그림 3). 그러나 치아와 치조골의 복셀 강도 값이 유사하기 때문에 두 가지를 손으로 분리해야 하므로 시간이 많이 걸릴 수 있습니다. 분할 프로세스는 .......

액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.

토론

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

제시된 프로토콜을 사용하면 치주 및 폐포 결손 형태를 3차원(3D)으로 시각화할 수 있으므로 2D 진단 방법 및 임계값 알고리즘으로 생성된 3D 모델보다 임상 상황을 더 정확하게 묘사할 수 있습니다. 프로토콜은 (1) CBCT 데이터 세트의 반자동 분할, (2) CBCT 및 IOS의 공간 등록, (3) 자유 형식 표면 모델링의 세 가지 주요 단계로 나눌 수 있습니다. 기술적으로, 분할은 임의의 3차원 방사선 이미지 상에서 수행될 수 있고; 그러나 품질이 낮은 데이터 세트를 재구성하는 것은 더 어렵습니다. 따라서 더 작은 복셀 크기(~120μm), 튜브 전류(12mA) 및 양극 전압(80kV)이 권장됩니다14. 교합면에서 많은 양의 산란이 발생하기 때문에 CBCT 이미징 중에 교합 공간을 보존해야 합니다.

반자동 세그멘테이션 프로세스의 특정 단계는 자동화되어 있지만 일부 작업에는 여전히 수동으로 세그멘테이션이 필요하므로 프로세스 기간이 길.......

액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.

공개 사항

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

저자는 이해 상충이 없음을 선언합니다.

재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
3DSlicer3DSlicer (이 소프트웨어는 Queen에서 처음 개발되었습니다. 캐나다 대학교이며 오픈 소스이기 때문에 지속적으로 개발됩니다. s community)4.13.0-2021-03-19오픈 소스 방사선 촬영 이미지 처리 소프트웨어 플랫폼. 소프트웨어는 주로 일반 의학을 대상으로 하지만 모델링 도구를 통해 광범위한 세분화를 수행할 수 있습니다. 치과 목적으로도 사용
MeshmixerAutodesk Inc.3.5프로토 타입 개발 및 기본 3D 조각을 위해 개발 된 오픈 소스 자유형 표면 모델링 소프트웨어. 그러나 치과 목적의 도구의 유용성으로 인해 3D 모델뿐만 아니라 탐색 수술을 위한 정적 가이드도 설계할 수 있습니다.
, ,

참고문헌

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Jacobs, R., Salmon, B., Codari, M., Hassan, B., Bornstein, M. Cone beam computed tomography in implant dentistry: recommendations for clinical use. BMC Oral Health. 18 (1), 88(2018).
  2. Mangano, F., Gandolfi, A., Luongo, G., Logozzo, S. Intraoral scanners in ....

액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.

재인쇄 및 허가

이 JoVE 논문의 텍스트 또는 그림 재사용 허가 요청

허가 요청

태그

3

관련 논문