24 augustus 2018
Methoden voor het ontwerpen van een computer-aided design/computer-aided manufacturing (CAD/CAM) chirurgische gids worden weergegeven. Knipvlakken zijn gescheiden, Verenigd en verdikt om de nodige bot overdracht gemakkelijk te visualiseren. Deze ontwerpen kunnen driedimensionaal zijn gedrukt en gecontroleerd op nauwkeurigheid.
Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van belangrijke vragen op het gebied van hoofd-hals reconstructie over computerondersteund ontwerp bij de modellering en reconstructie van de maxilla. Het grootste voordeel van deze techniek is dat CAD- en CAM-simulaties voor iedereen toegankelijk zijn. De implicaties van deze techniek worden uitgebreid tot een reconstructieve chirurgie therapie, aangezien deze operaties meestal worden uitgevoerd met een vrijhandige benadering.
Na het selecteren van het botgebied dat moet worden verwijderd, maak een groot vlak en plaats het vlak op de rand van het te verwijderen gebied in de juiste computerondersteunde ontwerpsoftware. Plaats vervolgens meer vlakken totdat het hele te verwijderen gebied is omringd en selecteer de hoekpunten van de vlakken. Verbind de platen door randen en vlakken van de platen in de bewerkingsmodus aan te passen om het te verwijderen gebied te omringen.
Gebruik vervolgens een booleaanse modifier om de ontvangende vaste stof uit het gezichtsbot te halen om een geschoren gezichtsbot voor het model van het maxillaire defect te genereren. Booleaanse modifiers falen soms. Als dit gebeurt, raak niet in paniek.
En probeer het opnieuw. Plaats vervolgens een fibula in het gebied van het maxillaire defect en markeer de fibula met één kleine groene kubus acht centimeter distaal van de fibulakop en één kleine groene kubus vijf centimeter proximaal van de laterale malleolus. Plaats voor de maxilla rode kubussen voor de identificatie van de gereconstrueerde punten.
Gebruik een ouderinstelling in de objectmodus om de kleine kubussen aan de fibula te koppelen en plaats meer kleine markeringskubussen over de gebieden in de maxillaire laesie waar reconstructie noodzakelijk is om de zichtbaarheid van de noodzakelijke reproductiepunten te verhogen. Als de fibula van de middenlijn is verplaatst, pas de fibula aan de voorrand van het alveolare bot aan en gebruik het vorige vlak van de middenlijn maxillaire osteotomie als een eerste fibula osteotomie vlak. Plaats een nieuw osteotomie vlak waar dat gepast is.
En koppel dit nieuwe vlak aan de fibula als een ouderinstelling. Kopieer de fibula en twee osteotomie vlakken als een ouderinstelling in de objectmodus. En verplaats de gekopieerde fibula met het eerste blokgebied met twee snijvlakken aan beide uiteinden naar het secundaire gebied waar reconstructie noodzakelijk is om de tweede fibula blok te plannen.
Voeg vervolgens een nieuw vlak toe in de objectmodus om het tweede snijplateau te plaatsen. Om de fibula snijgids te ontwerpen, visualiseer alleen de fibula en snijvlakken en maak elke snijvlakte kleiner zodat elke vlakte slechts de helft van het gebied van de fibula snijsectie inneemt. Verbind twee eindvlakken om een vaste vorm in de objectmodus te bouwen en selecteer de hoekpunten van alle vlakken om een vast rechthoekig vlak te vormen.
Gebruik een booleaanse modifier om de fibula van het rechthoekige vlak te trekken en verenig elke afgetrokken vaste stof in de objectmodus. Plaats een kubus nabij de afgetrokken vaste stoffen en extrudeer de vlakken om pilaren te maken. Verbind vervolgens de pilaren met de afgetrokken vaste stoffen om de fibula snijgids te genereren.
Om de maxillaire snijgids te ontwerpen, voeg de maxillaire en zygomatischen vlakken toe voor het oorspronkelijke resterende oppervlak na de maxillaire verwijdering en extrudeer de vlakken om het vlak te verdikken. Gebruik de solidifieren modifier om de platen in de bewerkingsmodus te solidificeren en verwijder het verdikte object over de resectie vlakken aan beide uiteinden van de maxilla om de maxillaire snijgids te genereren. Om de fibula segment fixatie gids te genereren, gebruik snijvlakken aan beide uiteinden om het overlappende gebied tussen de fibula en de vaste constructie voor elke fibula blok in de booleaanse modifier te verwijderen.
Extracteer de helft van het oppervlakkige oppervlak van elke fibula blok en verenig alle oppervlakkige oppervlakken in de objectmodus. Gebruik vervolgens een mes om kleine vlakken te verwijderen om de ruimtes voor de metalen plaatfittingen te beveiligen en gebruik de solidificeren modifier om de oppervlakken te verdikken. Voor 3D-printing, exporteer de ontwerpen van de geleiders in STL-formaat en print alle geleiders en botten.
Pas vervolgens de maxillaire snijgids aan de gezichtsbotmodel en gebruik een zaag om het gezichtsbot langs het snijvlakte te snijden. Bevestig de fibula snijgids aan het fibula botmodel en snijd het bot in stukken. Bevestig vervolgens de fibula blokken aan de fixatie gids en gebruik schroeven en platen om de resulterende fixatie gids complex aan het maxillaire defect te bevestigen.
Bevestig vervolgens de fibula segmenten aan de maxilla waar de fixatie gids niet bevestigd is met extra schroeven en platen en verwijder de fixatie gids. De reconstructie is nu voltooid. De ontwerpen voor deze representatieve fibula snijden, maxillaire snijden en fibula fixatie geleiders zijn gemaakt en geëxporteerd in STL-formaat zoals gedemonstreerd voor 3D-printing.
De maxillaire snij- en fibula snijgeleiders werden vervolgens volledig aangepast aan de gezichtsbot en fibula botmodellen. De modellen werden gesneden met een zaag en het resulterende model werd bevestigd met titanium platen en schroeven. Een 3D gereconstrueerd beeld werd vervolgens bepaald door een 3D scanner binnen een ongeveer twee millimeter afwijking.
Tijdens het uitvoeren van deze procedure is het belangrijk om te onthouden om te controleren of elk object de omringende weefsels niet interfereert en dat de vasculaire pedikels niet worden samengedrukt of geknikt door het afgedrukte object en transversale weefsels. Door deze computergestuurde chirurgische benaderingen te gebruiken, kan de nauwkeurigheid van vrijhandige, reconstructieve chirurgietechnieken worden verbeterd.
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Dit artikel presenteert methoden voor het ontwerpen van computerondersteunde ontwerp-/computerondersteunde productie (CAD/CAM) chirurgische mallen voor reconstructies van hoofd en hals. De beschreven technieken verbeteren de nauwkeurigheid van reconstructieve chirurgische ingrepen door gebruik te maken van 3D-printtechnologie.
Deze eigen CAD/CAM-benadering maakt toegankelijk en goedkoop ontwerp van chirurgische gidsen mogelijk voor complexe maxillaire reconstructies, waarmee de beperkingen van commerciële systemen worden aangepakt. Door gebruik te maken van breed beschikbare 3D-modelleringssoftware en desktop 3D-printen, ondersteunt deze methode de preklinische validatie van reconstructieve strategieën in de hoofd-halsoncologie. Het vergroot het voorspellend vertrouwen in de chirurgische planning door patiëntspecifieke anatomische modellering en de intraoperatieve getrouwheid van de gids.
De methode kan worden geïntegreerd in vroege discovery-workflows door patiëntspecifieke anatomische modellen te leveren voor hypothese-gestuurde chirurgische planning, wat helpt bij het identificeren van de optimale reconstructieve benaderingen door middel van iteratieve verfijning van de guides.