Подготовка цифровой гибридной модели для виртуального планирования реконструктивных зубочелюстных хирургических вмешательств

Реалистичные виртуальные модели могут отображать пародонтальные и альвеолярные дефекты в трех измерениях. Таким образом, они могут помочь в процессе хирургического лечения и обеспечить более глубокое понимание механизмов послеоперационного заживления. По сравнению с предыдущими и существующими методами, современный подход отображает каждую анатомическую структуру независимо.

Таким образом, эти виртуальные 3D-модели реалистично представляют реальный клинический сценарий. Этот метод помогает преодолеть ограничения традиционных диагностических процессов. Например, установка зубных имплантатов может быть спланирована на 3D-моделях, а не на полных изображениях КЛКТ.

Данный протокол может быть применен и в других областях стоматологии, таких как эндодонтическая микрохирургия, ортопедическая хирургия и реконструктивная хирургия после резекции опухоли лица. Начните процесс сегментации, зайдя в модуль редактора сегментов, выберите ранее созданный обрезанный объем в качестве основного объема активной сегментации. Используйте Добавить, чтобы добавить, и Удалить, чтобы удалить сегменты.

Затем переименуйте сегменты в соответствии с анатомической структурой, которую они будут представлять. Начните сегментацию альвеолярной кости, открыв список эффектов и выбрав Level Tracing, полуавтоматический инструмент, который очерчивает область, где пиксели имеют то же значение фона, что и выбранный пиксель. Затем перетащите мышь на периметр кости на одном из 2D-видов и нажмите левую кнопку мыши, чтобы сгенерировать сегмент на выбранном срезе набора данных.

Затем используйте ручные инструменты Рисование и Стирание, чтобы изменить сегмент и исправить ошибки. Обведите контуры зубов и имплантатов с помощью инструмента «Стереть» и удалите все выделенные пиксели, представляющие их. Повторите этот процесс для каждого пятого среза набора данных в выбранной ориентации.

После завершения процесса структурирования вычислите недостающие сегменты, выбрав «Заполнить между фрагментами» в списке «Эффекты», и нажмите кнопку «Инициализировать», чтобы активировать интерполяцию контуров. Если результаты удовлетворительные, нажмите кнопку Применить. Затем прокрутите набор данных по завершении, чтобы проверить и исправить случайные ошибки.

Используйте эффект «Сглаживание», выбрав «Медиана» в качестве метода сглаживания. Затем установите размер ядра пять на пять на пять пикселей, отрегулировав значение миллиметра в скобке и нажав кнопку Применить, чтобы сделать границы сегментов более гладкими, удалив выступы. После того, как сегментация альвеолярной кости завершена, повторите те же действия для сегментации зубов.

Выберите сегментацию из выпадающего списка, чтобы добавить STL-файл интраорального сканирования в качестве сегментации. Наведите курсор на модуль и на боковой панели выберите мастер реперной регистрации. В раскрывающихся меню в разделах «От реперных знаков» и «К реперным знакам» выберите «Создать новую меткуФидуциальную».

В разделе «От» рядом с раскрывающимся списком используйте значок «Разместить точку разметки», чтобы разместить маркерные точки на четко определенных анатомических ориентирах при интраоральном оптическом сканировании или IOS. Точки разметки будут пронумерованы в порядке размещения. Поместите маркеры в одно и то же положение, чтобы создать список «Кому».

И в том же порядке на наборе данных конусно-лучевой компьютерной томографии или КЛКТ точки разметки с одинаковым номером должны представлять один и тот же анатомический ориентир. После того как списки «Кому» будут готовы, откройте раскрывающееся меню в разделе «Преобразование результата регистрации» на боковой панели и выберите «Создать новое линейное преобразование», чтобы создать преобразование. Откройте модуль transforms и выберите ранее созданное преобразование в качестве акта преобразования.

В разделе «Применить преобразование» переместите сегментацию IOS и список «Из пометок» из поля «Преобразуемый» в поле «Преобразовать». Этот шаг поможет наложить IOS на набор данных КЛКТ. Откройте программное обеспечение системы автоматизированного проектирования или САПР и нажмите «Импорт» на главном экране.

Затем выберите модели STL, ранее экспортированные из программного обеспечения для обработки изображений DICOM. Перейдите в раздел Sculpt в строке меню. А в перечне кистей выберите Адаптивное уменьшение для уточнения импортированных моделей.

На боковой панели нажмите на вкладку «Выделение» и выберите «Кисть» в качестве инструмента выделения. Затем используйте режим Unwrap Brush и отрегулируйте размер кисти. С помощью щетки выберите коронку каждого зуба до тех пор, пока краевая десна не окажется на IOS.

На вкладке "Изменить" выберите "Сглаживание контура" и нажмите кнопку "Применить", если результаты удовлетворительны. Перейдите в раздел Выделение и выберите Редактировать и Отделить, чтобы создать отдельный объект из выделенной области. Затем перейдите в раздел «Анализ» в строке меню и выберите «Проверить».

Выберите "Плоская заливка" в качестве режима полной заливки и нажмите кнопку "Автоматически восстановить все", чтобы создать замкнутые модели из модели IOS и моделей с разделенными зубьями. В меню «Скульптура» выберите «Сжать гладкую кисть» и сгладьте края заполненного отверстия. Используйте термоусадочную гладкую щетку на сегментированной модели зуба до тех пор, пока зубы не будут полностью покрыты зубными коронками, отделенными от IOS.

В обозревателе объектов выберите как отдельную коронку, так и сегментированную модель одного и того же зуба. На всплывающей боковой панели выберите Boolean Union и нажмите Принять. Используйте инструмент «Сглаживание» для сглаживания перехода.

Выберите модели костей и мягких тканей в обозревателе объектов, а затем выберите логическое различие. Используя тот же процесс и плавные переходы, как описано, вычтите зубы из модели мягких тканей, чтобы реалистично представить клиническую ситуацию. Раскрасьте поверхности моделей, выбрав «Скульптура» на боковой панели, а затем переключив маленький ползунок с «Громкость» на «Поверхность».

В инвентаре кистей перейдите в Paint Vertex и используйте цветовой круг в разделе Color, чтобы выбрать нужный цвет. Раскрасьте поверхность каждой модели. Репрезентативный анализ показывает контур пиксельной области интереса с тем же значением фона желтой линией.

Использовался полуавтоматический инструмент сегментации трассировки уровней в сагиттальной ориентации с последующей ручной сегментацией. Результаты полуавтоматической сегментации уточнялись с помощью ручных инструментов, таких как Paint и Erase. Завершенная сегментация наблюдалась в аксиальном, сагиттальном и корональном виде, а 3D-модель была сгенерирована автоматически из ранее созданных сегментов.

Суперналожение IOS и последующее CAD-моделирование позволило увидеть клиническую ситуацию в трех измерениях. Отслеживание уровня — это эффективный и интеллектуальный инструмент обнаружения краев. Однако из-за артефактов и разброса созданные сегменты все же может потребоваться доработать вручную.

Этот процесс является относительно новым. Тем не менее, результаты пока очень многообещающие. 3D-модели могут иметь огромный потенциал в планировании, выполнении и эволюции хирургических процедур в стоматологической хирургии и пародонтологии.