재건 치조골 수술 절차의 가상 계획을 위한 디지털 하이브리드 모델 준비

사실적인 가상 모델은 치주 및 치조골이 풍부한 결함을 3차원으로 보여줄 수 있습니다. 따라서 수술 치료 과정을 돕고 수술 후 치유 메커니즘에 대한 더 깊은 이해를 제공할 수 있습니다. 이전 및 기존 방법과 비교했을 때, 현재의 접근 방식은 각 해부학적 구조를 독립적으로 표시합니다.

따라서 이러한 3D 가상 모델은 실제 임상 시나리오를 사실적으로 표현합니다. 이 방법은 기존 진단 프로세스의 한계를 극복하는 데 도움이 됩니다. 예를 들어, 치과 임플란트 배치는 CBCT 스캔의 전체 이미지 대신 3D 모델에서 계획할 수 있습니다.

현재 프로토콜은 근관 미세 수술, 교정 수술 및 안면 종양 절제 후 재건 수술과 같은 다른 치과 분야에도 적용될 수 있습니다. 세그먼트 편집기 모듈에 액세스하여 프로세스 세그멘테이션을 시작하고 이전에 만든 잘린 볼륨을 활성 세그멘테이션의 마스터 볼륨으로 선택합니다. Add(추가)를 사용하여 세그먼트를 추가하고 Remove(제거)를 사용하여 세그먼트를 제거합니다.

그런 다음 세그먼트가 나타낼 해부학적 구조에 따라 세그먼트의 이름을 바꿉니다. 효과 목록을 열고 픽셀이 선택한 픽셀과 동일한 배경 값을 갖는 영역의 윤곽을 그리는 반자동 툴인 Level Tracing(레벨 추적)을 선택하여 치조골의 분할을 시작합니다. 그런 다음 마우스를 2D 뷰 중 하나의 골격 둘레로 드래그하고 마우스 왼쪽 버튼을 눌러 데이터셋의 선택한 슬라이스에 세그먼트를 생성합니다.

그런 다음 페인트 및 지우기 손 도구를 사용하여 세그먼트를 수정하고 실수를 수정합니다. 지우기 도구를 사용하여 치아와 임플란트의 윤곽을 그리고 이를 나타내는 강조 표시된 모든 픽셀을 삭제합니다. 선택한 방향의 데이터 세트의 다섯 번째 조각마다 이 프로세스를 반복합니다.

윤곽선 프로세스가 완료되면 효과(Effects) 목록에서 슬라이스 사이 채우기(Fill Between slices)를 선택하여 누락된 세그먼트를 계산하고 초기화(Initialize)를 클릭하여 윤곽선 보간을 활성화합니다. 결과가 만족스러우면 적용을 클릭합니다. 그런 다음 완료되면 데이터 세트를 스크롤하여 간헐적인 실수를 확인하고 수정합니다.

[매끄럽게 하기] 방법으로 [중간값]을 선택하여 [매끄럽게 하기] 효과를 사용합니다. 그런 다음 괄호 안의 밀리미터 값을 조정하고 적용을 클릭하여 커널 크기를 5 x 5 x 5 픽셀로 설정하여 돌출부를 제거하여 세그먼트 경계를 더 매끄럽게 만듭니다. 치조골의 분할이 완료되면 치아의 분할에 대해서도 동일한 단계를 반복합니다.

드롭다운 표시줄에서 분할을 선택하여 구강 내 스캔의 STL 파일을 분할로 추가합니다. 커서를 모듈 위로 이동하고 사이드바에서 기준 등록 마법사를 선택합니다. 기준점에서(From Fiducials) 및 기준점으로(To Fiducial) 섹션의 드롭다운 메뉴에서 새 마크업 만들기Fiducial을 선택합니다.

드롭다운 표시줄 옆의 시작 섹션에서 마크업 포인트 배치 아이콘을 사용하여 구강 내 광학 스캐닝 또는 IOS에서 잘 정의된 해부학적 랜드마크에 마커 포인트를 배치합니다. 마크업 포인트는 배치 순서대로 번호가 매겨집니다. 같은 위치에 마커를 배치하여 받는 사람 목록을 만듭니다.

그리고 원뿔 빔 컴퓨터 단층 촬영 또는 CBCT 데이터 세트에서 동일한 순서로 동일한 번호의 마크업 포인트는 동일한 해부학적 랜드마크를 나타내야 합니다. To 목록이 준비되면 사이드바의 Registration Result Transform 섹션에 있는 드롭다운 메뉴에 액세스하고 Create New Linear Transform 을 선택하여 변환을 생성합니다. 변환 모듈에 액세스하고 이전에 만든 변환을 변환 동작으로 선택합니다.

Apply Transform(변환 적용) 섹션에서 IOS 세그멘테이션(Split segmentation) 및 From Markups(마크업에서) 목록을 Transformable(변환 가능) 상자에서 Transformed(변환됨) 상자로 이동합니다. 이 단계는 CBCT 데이터 세트를 통해 IOS를 대체하는 데 도움이 됩니다. CAD(Computer-Aided Design) 또는 CAD 소프트웨어를 열고 홈 화면에서 가져오기(Import)를 클릭합니다.

그런 다음 DICOM 이미지 처리 소프트웨어에서 이전에 내보낸 STL 모델을 선택합니다. 메뉴 바에서 Sculpt로 이동합니다. 그리고 브러시 인벤토리에서 Adaptive Reduce를 선택하여 가져온 모델을 미세 조정합니다.

사이드바에서 선택 탭을 클릭하고 선택 도구로 브러시를 선택합니다. 그런 다음 브러시 둘러싸기 해제 모드를 사용하고 브러시 크기를 조정합니다. 브러시를 사용하여 가장자리 치은이 IOS에 올 때까지 각 치아의 크라운을 선택합니다.

수정(Modify) 탭에서 경계 부드럽게(Smooth Boundary)를 선택하고 결과가 만족스러우면 적용(Apply)을 클릭합니다. Select(선택)로 이동하고 Edit and Separate(편집 및 분리)를 선택하여 선택한 영역에서 개별 개체를 만듭니다. 그런 다음 메뉴 모음에서 Analysis(분석)로 이동하여 Inspect(검사)를 선택합니다.

Flat Fill(플랫 채우기)을 전체 채우기 모드로 선택하고 Auto Repair All(모두 자동 복구)을 클릭하여 IOS 모델 및 분리된 치아 모델에서 닫힌 모델을 생성합니다. [조각] 메뉴에서 [부드러운 브러시 축소]를 선택하고 채워진 구멍의 가장자리를 매끄럽게 만듭니다. IOS에서 분리된 치아 크라운으로 치아가 완전히 덮일 때까지 분할된 치아 모델에 Shrink Smooth Brush를 사용합니다.

개체 검색기에서 분리된 크라운과 동일한 치아의 분할된 모델을 모두 선택합니다. 팝업 사이드바에서 Boolean Union(부울 유니온)을 선택하고 Accept(수락)를 클릭합니다. [부드럽게 축소]를 사용하여 전환을 매끄럽게 합니다.

객체 브라우저에서 뼈 및 연조직 모델을 모두 선택한 다음 부울 차이를 선택합니다. 설명된 것과 동일한 프로세스와 부드러운 전환을 사용하여 연조직 모델에서 치아를 빼서 임상 상황을 사실적으로 표현합니다. 사이드바에서 Sculpt를 선택한 다음 작은 슬라이더를 Volume에서 Surface로 전환하여 모델의 표면에 색상을 지정합니다.

브러시 인벤토리에서 Paint Vertex로 이동하여 Color 섹션의 색상환을 사용하여 원하는 색상을 선택합니다. 각 모델의 표면에 색상을 지정합니다. 대표 분석은 동일한 배경 값을 가진 픽셀화된 관심 영역의 윤곽선을 노란색 선으로 보여줍니다.

레벨 트레이싱의 반자동 분할 도구는 시상 방향으로 사용되었으며, 이후 수동 분할이 뒤따랐습니다. 반자동 분할의 결과는 Paint 및 Erase와 같은 수동 도구를 사용하여 개선되었습니다. 완성된 분할은 축, 상, 관상에서 관찰되었으며, 이전에 생성된 세그먼트에서 3D 모델이 자동으로 생성되었습니다.

IOS의 중첩 및 후속 CAD 모델링을 통해 임상 상황을 3차원으로 볼 수 있었습니다. 레벨 트레이싱은 효율적이고 스마트한 에지 감지 도구입니다. 그러나 아티팩트 및 분산으로 인해 생성된 세그먼트를 수동으로 수정해야 할 수도 있습니다.

이 프로세스는 비교적 새로운 프로세스입니다. 그러나 지금까지의 결과는 매우 유망합니다. 3D 모델은 치과 수술 및 치주학에서 수술 절차의 계획, 실행 및 발전에 큰 잠재력을 가질 수 있습니다.