Een postoperatieve evaluatierichtlijn voor computerondersteunde wederopbouw van de onderkaak
28 januari 2020
Hier stellen we een praktische, haalbare en reproduceerbare evaluatierichtlijn voor computerondersteunde reconstructie van de onderkaak voor om uniformiteit te creëren tussen studies met betrekking tot postoperatieve nauwkeurigheidsevaluatie. Dit protocol gaat verder en specificeert een eerdere publicatie van deze evaluatierichtlijn.
In een onlangs gepubliceerde systematische review analyseerden we studies die de nauwkeurigheid van computerondersteunde reconstructies van de onderkaak beoordeelden. Door een gebrek aan uniformiteit in plannings- en evaluatiemethoden was het vermogen om postoperatieve resultaten te vergelijken beperkt. Daarom hebben we een praktische, haalbare en reproduceerbare evaluatierichtlijn voorgesteld.
Met deze richtlijn willen we uniformiteit creëren tussen toekomstige studies met betrekking tot postoperatieve nauwkeurigheidsevaluatie. Wij zijn van mening dat er veel ruimte is voor verdere vooruitgang bij het bepalen van aanvaardbare uitkomstbereiken met betrekking tot aanvaardbare mandibulaire hoekafwijkingen en met betrekking tot afwijkingen van de vrijwel geplande tandheelkundige implantaten in relatie tot toekomstige protheses. De procedure wordt gedemonstreerd door Lars Leeuwrik, tandheelkundestudent en lid van onze onderzoeksgroep Oral Reconstruction.
Begin met het openen van de op afbeeldingen gebaseerde 3D-medische software. Klik op bestand en nieuw vanaf de schijf. Selecteer vervolgens de map met de DICOM-afbeeldingen van de postoperatieve scan.
Kies de studie uit de lijst en klik op converteren. Er verschijnt een venster voor de beoordeling van de oriëntatie van de schedel. Wijzig de afdrukstand door links op de oriëntatietekens te klikken.
Klik vervolgens op OK om te valideren. Als u een ROI wilt maken, klikt u op het drempelmodel en definieert u een drempelwaarde met alle voxels van het mandibulaire bot met een bepaald interval van grijze waarde. Handmatig tweaken van de Hounsfield bereik.
Klik vervolgens op de groene knop om de segmentatie te valideren. Als u de ROI wilt bewerken, kiest u het hulpprogramma isoleren. Klik vervolgens op de onderkaak in het 3D-weergavepunt.
Selecteer resultaat maken in nieuwe ROI en klik op de groene knop om de isolatie te valideren waardoor alle niet-verbonden structuren verdwijnen. Wanneer de ROI is voltooid, klikt u op de knop Onderdeel toevoegen op de werkbalk werkstroom. Klik vervolgens op het gereedschap vast onderdeel, selecteer de onderkaakpostop en selecteer deze uit in de vloeiende opties.
Klik op de groene knop om te valideren. Selecteer ten slotte in het exportmenu het onderkaakpostonderdeel, kies de uitvoermap en gebruik de standaardschaal. Klik op het groene vinkje om te valideren.
Om het frankfurtige vliegtuig, midsagittale vlak en nasion te bepalen voor uniforme oriëntatie van het preoperatieve STL-model van de schedel, opent u de evaluatiesoftware en sleept u het preoperatieve STL-bestand naar het opgedoken scherm. Klik op construct, vlak en driepuntsvlak en maak een virtueel punt met Control Left Click op zowel de interne akoestische foramina als de linker infraorbitale marge. Klik vervolgens op maken en sluiten.
Selecteer vervolgens lijn en tweepuntsregel in het construct-menu en maak een virtueel punt door Control Left Te klikken op de nasion en het basion. Selecteer tot slot punt en Controle links Klik op de nasion. Klik op bewerkingen, hoofduitlijning en vlaklijnpunt en wijs het parametervlak aan op het nominale parametervlak Z, regel één op lijn Y en 0.1 naar het globale coördinatensysteem.
Selecteer het STL-bestand van de preoperatieve onderkaak. Klik vervolgens op bewerkingen, CAD en werkelijke mesh naar CAD. Selecteer de nieuwe CAD-gegevens in het pop-upmenu en wijzig de naam van het bestand.
Sleep het postoperatieve STL-model naar de software, wijzig de naam van het bestand en selecteer het STL-bestand onder werkelijke elementen in het menu linkerverkenner onder mazen. Klik op bewerkingen en definieer het werkelijke stramien. Klik vervolgens op bewerkingen, uitlijning, transformatie van één element en uitlijning met drie punten.
Combineer in het pop-upmenu de drie nominale punten op de onderkaakvooronder met drie vergelijkbare werkelijke punten op de onderkaakpostop met Behulp van Control Left Click. Selecteer vervolgens toepassen en sluiten. Schakel de onderkaakvoorlap uit en selecteer de onderkaakpost in het linker explorermenu.
Gebruik het gereedschap selecteren/deselecteren op het oppervlak om een oppervlak op de restkaak aan zowel de zijdelingse als de mediale zijde te selecteren. Klik op bewerkingen, uitlijning, hoofduitlijning en lokaal het beste passen. Selecteer alle CAD-groepen als doelelement en stel een maximale afstand van 10 millimeter in.
Klik vervolgens op het gereedschap Selecteren/deselecteren op het oppervlak en selecteer een oppervlak aan alleen de zijdelingse zijde binnen het oppervlak dat in de vorige stap is geselecteerd. Klik op inspectie, CAD-vergelijking en oppervlaktevergelijking op de werkelijke. Stel in het pop-upmenu een maximale afstand van 10 millimeter in en klik op OK. Schakel de zichtbaarheid van de onderkaakpost uit.
Gebruik het gereedschap Patch selecteren, klik links op het oppervlak en klik vervolgens op het vergrootglas op de werkbalk. Wanneer de ronde werkbalk verschijnt, klikt u op controleren en het afwijkingenlabel rekenkundig betekent om het gemiddelde in millimeters weer te geven. Schakel de onderkaak voorlap uit en selecteer de onderkaakpostop.
Selecteer vervolgens het oppervlak volgens de handschriftaanwijzing. Klik op bewerkingen, uitlijning, hoofduitlijning en lokaal het beste passen. Zorg ervoor dat alleen beide condyles zijn geselecteerd voor het superpositiealgoritme van de software.
Selecteer alle CAD-groepen als doelelement en neem een maximale afstand van 10 millimeter. Selecteer de onderkaakvoorop en klik vervolgens op construeren, punt en oppervlaktepunt om virtuele punten op de condyle superior, condyle achterste, verticale hoek en horizontale hoek te bepalen. Bepaal vervolgens de virtuele punten op de onderkaakpost door op construct, punt en projectiepunt te klikken.
Als u een lijn wilt maken tussen twee virtuele punten, klikt u op construeren, lijn en tweepuntsregel. Selecteer twee punten in aanbouw. Klik vervolgens op maken en sluiten.
Als u een hoek tussen twee lijnen wilt maken, klikt u op constructie, hoek, hoek met twee richtingen. Selecteer regel één en regel twee. Klik vervolgens op maken en sluiten.
Gebruik dit proces om de juiste en linker sagittale mandibulaire hoeken te bepalen. Maak een midsagittale vlak door te klikken op constructie, vlak, vlak en het bekijken van richtingen. Selecteer twee punten op de Z-as.
Gebruik dit vlak om de coronale en axiale hoeken te creëren. Net als bij de vorige stap, maak een midsagittale vlak voor de onderkaak preop. Bepaal dezelfde mandibulaire hoeken op de onderkaak preop.
Sluit de onderkaak voorhoeken aan op de onderkaakposthoeken door een onderkaakvoorhoek in het explorermenu te selecteren. Klik vervolgens op het vergrootglas, meetprincipe, link naar het werkelijke element. Selecteer de bijbehorende onderkaak postop hoek en klik op OK. Werken met de onderkaak preop bestand, selecteer punt uit de constructie menu en maak een virtueel punt door Control Left Klikken in het midden en de bovenkant van de cover schroeven van de tandheelkundige implantaten.
Selecteer vervolgens punt uit het construct menu en Control Left Klik in het midden en boven van de cover schroeven van de tandheelkundige implantaten in de onderkaak postop bestand. Klik met de rechtermuisknop op het eerste tandimplantaat in de onderkaakvoorlop, klik vervolgens op meetprincipe en link naar het werkelijke element. Selecteer hetzelfde tandimplantaat in de onderkaak postop en herhaal dit voor alle tandheelkundige implantaten.
Klik op check en selecteer dXYZ om de afstand in millimeters voor de tandheelkundige implantaten weer te geven. De reconstructie van een James Brown klasse III mandibulaire defect werd geëvalueerd met de gepresenteerde protocol. De coronale, axiale en sagittale mandibulaire hoekafwijkingen en zes tandheelkundige implantaat XYZ afstanden werden berekend.
Deze richtlijn is van toepassing op alle verschillende soorten mandibulaire defectklassen volgens de classificatie van James Brown en op alle verschillende soorten benige flappen en fixatiemethoden. Momenteel voert onze groep een wereldwijde multicenter studie uit om deze richtlijn in een groot cohort te valideren. We verwachten de eerste resultaten in de zomer van 2020 te presenteren.
Overzicht
Dit artikel stelt een praktische en reproduceerbare evaluatierichtlijn voor voor computergestuurde reconstructie van de onderkaak. Het doel is om uniformiteit te realiseren in postoperatieve nauwkeurigheidsevaluatie tussen studies.
Belangrijke studiecomponenten
Wetenschapsgebied
- Orale en maxillofaciale chirurgie
- Computergestuurde chirurgie
- Reconstructietechnieken
Achtergrond
- Eerdere studies ontbraken uniformiteit in methodologieën.
- Vergelijkende analyse van postoperatieve uitkomsten was beperkt.
- Behoefte aan gestandaardiseerde evaluatieprotocollen.
- Focus op afwijkingen in de hoek van de onderkaak en positionering van tandimplantaten.
Doel van het onderzoek
- Een richtlijn voorstellen voor het evalueren van postoperatieve nauwkeurigheid.
- Vergelijking tussen toekomstige studies mogelijk maken.
- Verbeterde begrip van acceptabele uitkomstbereiken.
Gebruikte methoden
- Systematische beoordeling van bestaande studies over onderkaakreconstructie.
- Ontwikkeling van een stapsgewijs evaluatieprotocol.
- Gebruik van beeldgebaseerde 3D medische software voor reconstructie.
- Beoordeling van oriëntatie en segmentatie van de onderkaak.
Belangrijkste resultaten
- Totstandkoming van een reproduceerbare evaluatierichtlijn.
- Demonstratie van het protocol met behulp van 3D-software.
- Identificatie van sleutelparameters voor nauwkeurigheidsbeoordeling.
- Mogelijkheid voor verbeterde vergelijkingen van postoperatieve uitkomsten.
Conclusies
- De voorgestelde richtlijn verbetert uniformiteit in evaluaties.
- Het lost eerdere beperkingen in vergelijkende studies op.
- Toekomstig onderzoek kan voortbouwen op deze gestandaardiseerde aanpak.
Veelgestelde vragen
Executive Industry Relevance
Standardized postoperative evaluation in computer-assisted mandibular reconstruction is critical for cross-study comparability and predictive confidence in surgical outcomes. This guideline addresses the heterogeneity in imaging, defect classification, and quantitative assessment, enabling more reliable benchmarking and translational continuity in reconstructive workflows. Uniform accuracy evaluation supports risk-adjusted advancement and portfolio-level decision-making in surgical innovation pipelines.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables rigorous hypothesis testing of reconstructive accuracy using quantitative 3D metrics.
- Supports mechanistic de-risking by clarifying sources of deviation in surgical outcomes.
- Facilitates functional validation of computer-assisted surgical planning tools.
Screening & Assay Development
- Standardizes the evaluation of reconstructed anatomical models for downstream comparative studies.
- Improves reproducibility and scalability of accuracy assessments across research centers.
- Provides quantitative outputs for benchmarking new surgical techniques or devices.
Translational & Preclinical Research
- Aligns evaluation methodology with translational endpoints relevant to prosthetic integration and functional restoration.
- Enables continuity from virtual planning through preclinical validation of reconstructive approaches.
- Supports risk-adjusted decisions for advancing surgical innovations toward clinical application.
Pipeline & Workflow Integration
This guideline positions quantitative accuracy evaluation as a critical inflection point from virtual planning to postoperative assessment in reconstructive surgery pipelines.
- Discovery Biology: Provides a framework for hypothesis-driven evaluation of anatomical reconstruction fidelity.
- Screening: Delivers reproducible, quantitative metrics for comparing surgical outcomes across cohorts.
- Analytics: Enables precise measurement of mandibular angle and implant position deviations for statistical analysis.
- Translational Research: Bridges preoperative planning with postoperative functional endpoints relevant to prosthetic fit.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable evaluation protocol applicable to diverse defect classes and fixation methods.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces ambiguity in reconstructive accuracy.
- Operational Value: Promotes standardization, reproducibility, and multicenter scalability.
- Strategic Value: Informs go/no-go decisions and enhances capital efficiency in surgical innovation portfolios.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization and advancement of reconstructive technologies.
Implementation Considerations
- Requires expertise in 3D imaging, anatomical landmark identification, and digital model manipulation.
- Depends on access to advanced image-based 3D medical and evaluation software.
- Necessitates cross-team agreement on landmark selection and measurement protocols.
- Adaptable to various mandibular defect classes and fixation strategies as per guideline scope.
- Practical limitations include imaging modality variability and the need for further validation in large cohorts.
Biopharma FAQs
Chapters in this video
0:04
Introduction
1:01
Segmentation of the DICOM Images of the Postoperative CT Scan
2:45
XYZ Axis Orientation
3:59
Volume Assessment of the Pre and Postoperative STL Models
6:19
Superimposition of the Condylar Processes
6:52
Calculation of the Coronal, Axial, and Sagittal Mandibular Angles
8:45
Calculation of the XYZ Deviations and Distance XYZ of the Virtually Planned Dental Implants
9:42
Results: Reconstruction of a Brown Class III Defect
10:04
Conclusion
