Digitale hybride modelvoorbereiding voor virtuele planning van reconstructieve dentoalveolaire chirurgische ingrepen

Realistische virtuele modellen kunnen parodontale en alveolaire rijke defecten in drie dimensies laten zien. Daarom kunnen ze het chirurgische behandelingsproces ondersteunen en een dieper inzicht geven in postoperatieve genezingsmechanismen. In vergelijking met eerdere en bestaande methoden geeft de huidige aanpak elke anatomische structuur afzonderlijk weer.

Daarom geven deze virtuele 3D-modellen het echte klinische scenario realistisch weer. Deze methode helpt de beperkingen van traditionele diagnostische processen te overwinnen. Zo kan bijvoorbeeld de plaatsing van tandheelkundige implantaten worden gepland op 3D-modellen in plaats van plenaire beelden van de CBCT-scans.

Het huidige protocol kan worden toegepast op andere gebieden van de tandheelkunde, zoals endodontische microchirurgie, orthesen en reconstructieve chirurgie na resectie van aangezichtstumoren. Begin met de processegmentatie door toegang te krijgen tot de module Segmenteditor, selecteer het eerder gemaakte bijgesneden volume als het hoofdvolume van de actieve segmentatie. Gebruik Toevoegen om toe te voegen en Verwijderen om segmenten te verwijderen.

Wijzig vervolgens de naam van de segmenten volgens de anatomische structuur die ze zullen vertegenwoordigen. Start de segmentatie van het alveolaire bot door de lijst met effecten te openen en Level Tracing te selecteren, een semi-automatisch hulpmiddel dat het gebied schetst waar pixels dezelfde achtergrondwaarde hebben als de geselecteerde pixel. Sleep vervolgens de muis naar de omtrek van het bot op een van de 2D-weergaven en druk op de linkermuisknop om het segment op het geselecteerde segment van de gegevensset te genereren.

Gebruik vervolgens de handgereedschappen Schilderen en wissen om het segment aan te passen en fouten te corrigeren. Omlijn tanden en implantaten met behulp van het gereedschap Wissen en verwijder alle gemarkeerde pixels die ze vertegenwoordigen. Herhaal het proces op elk vijfde segment van de gegevensset in de geselecteerde richting.

Bereken na voltooiing van het omtrekproces de ontbrekende segmenten door Vullen tussen segmenten te selecteren in de lijst Effecten en klik op Initialiseren om contourinterpolatie te activeren. Als de resultaten bevredigend zijn, klikt u op Toepassen. Blader vervolgens na voltooiing door de dataset om incidentele fouten te controleren en te corrigeren.

Gebruik het effect Gladmaken door Mediaan te selecteren als afvlakkingsmethode. Stel vervolgens de kernelgrootte in op vijf bij vijf bij vijf pixels door de millimeterwaarde tussen haakjes aan te passen en op Toepassen te klikken om segmentgrenzen vloeiender te maken door uitsteeksels te verwijderen. Zodra de segmentatie van alveolair bot is voltooid, herhaalt u dezelfde stappen voor de segmentatie van tanden.

Selecteer segmentatie in de vervolgkeuzebalk om het STL-bestand van de intraorale scan als segmentatie toe te voegen. Beweeg de cursor over de module en selecteer in de zijbalk de Wizard Fiscale registratie. Kies in de vervolgkeuzemenu's in de secties Van fiducials en Naar Fiducial de optie Nieuwe markeringen makenFiducial.

Gebruik in het gedeelte Van naast de vervolgkeuzebalk het pictogram Een markeringspunt plaatsen om markeringspunten te plaatsen op goed gedefinieerde anatomische oriëntatiepunten op de intraorale optische scan of IOS. Markup-punten worden genummerd in volgorde van plaatsing. Plaats markeringen op dezelfde positie om de lijst Aan te maken.

En in dezelfde volgorde op de cone-beam computertomografie of CBCT-dataset moeten markeringspunten met hetzelfde nummer hetzelfde anatomische oriëntatiepunt vertegenwoordigen. Nadat de lijsten Aan gereed zijn, opent u het vervolgkeuzemenu in de sectie Transformatie van registratieresultaat van de zijbalk en selecteert u Nieuwe lineaire transformatie maken om een transformatie te maken. Open de module transformaties en selecteer de eerder gemaakte transformatie als de handeling van transformatie.

Verplaats in de sectie Transformatie toepassen de IOS-segmentatie en de lijst Van markeringen van het vak Transformeerbaar naar het vak Getransformeerd. Deze stap zal helpen om de IOS over de CBCT-dataset te plaatsen. Open de computerondersteunde ontwerp- of CAD-software en klik op Importeren op het startscherm.

Selecteer vervolgens de STL-modellen die eerder zijn geëxporteerd vanuit de DICOM-beeldverwerkingssoftware. Ga naar Sculpt in de menubalk. En selecteer in de penseelinventaris de Adaptieve reductie om geïmporteerde modellen te verfijnen.

Klik in de zijbalk op het tabblad Selecteren en kies Penseel als selectiegereedschap. Gebruik vervolgens de modus Penseel uitpakken en pas de grootte van het penseel aan. Selecteer met de borstel de kroon van elke tand totdat het marginale tandvlees op de IOS staat.

Selecteer op het tabblad Wijzigen de optie Vloeiende grens en klik op Toepassen als de resultaten bevredigend zijn. Ga naar Selecteren en kies Bewerken en scheiden om een individueel object te maken van het geselecteerde gebied. Ga vervolgens naar Analyse in de menubalk en selecteer Inspecteren.

Selecteer Vlakke vulling als de volledige vulmodus en klik op Alles automatisch herstellen om gesloten modellen te maken van het IOS-model en de modellen met gescheiden tanden. Kies in het menu Beeldhouwen de optie Glad penseel krimpen en strijk de randen van het gevulde gat glad. Gebruik de Shrink Smooth Brush op het gesegmenteerde tandmodel totdat de tanden volledig bedekt zijn door de tandkronen die gescheiden zijn van de IOS.

Selecteer in de objectzoeker zowel de afzonderlijke kroon als het gesegmenteerde model van dezelfde tand. Selecteer in de pop-upzijbalk Booleaanse unie en klik op Accepteren. Gebruik Shrink Smooth om de overgang vloeiender te maken.

Selecteer zowel bot- als wekedelenmodellen in de objectbrowser en kies vervolgens voor het Booleaanse verschil. Gebruik hetzelfde proces en vloeiende overgangen als beschreven, trek tanden af van het wekedelenmodel om de klinische situatie realistisch weer te geven. Kleur de oppervlakken van de modellen door Beeldhouwen te selecteren in de zijbalk en vervolgens de kleine schuifregelaar te schakelen van Volume naar Oppervlak.

Ga vanuit de penseelinventaris naar Paint Vertex en gebruik het kleurenwiel in de sectie Kleur om de gewenste kleur te selecteren. Kleur het oppervlak van elk model. De representatieve analyse toont de omtrek van het gepixelde gebied van belang met dezelfde achtergrondwaarde met een gele lijn.

De semi-automatische segmentatietool van niveautracering werd gebruikt in sagittale oriëntatie, gevolgd door daaropvolgende handmatige segmentatie. De resultaten van de semi-automatische segmentatie werden verfijnd met behulp van handmatige tools, zoals Paint en Erase. Voltooide segmentatie werd waargenomen in axiale, sagittale en coronale weergave en het 3D-model werd automatisch gegenereerd op basis van de eerder gemaakte segmenten.

Superoplegging van IOS en daaropvolgende CAD-modellering maakten het mogelijk om de klinische situatie in drie dimensies te bekijken. Level tracing is een efficiënte en slimme tool voor het detecteren van randen. Vanwege artefacten en spreiding moeten de gemaakte segmenten mogelijk nog steeds handmatig worden gewijzigd.

Dit proces is relatief nieuw. De resultaten tot nu toe zijn echter veelbelovend. 3D-modellen kunnen een enorm potentieel hebben bij de planning, uitvoering en evolutie van chirurgische ingrepen in de tandheelkunde en parodontologie.