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Medicine

내부 접근을 사용 하 여 상 악 재건을 위한 디자인 CAD/CAM 수술 가이드

doi: 10.3791/58015 Published: August 24, 2018

Summary

컴퓨터 지원 설계/컴퓨터 지원 제조 (CAD/CAM) 외과 가이드를 설계를 위한 방법 표시 됩니다. 절단 평면 분리, 유나이티드, 있으며 필요한 뼈 전송 쉽게 시각화를 두꺼워. 이러한 디자인 인쇄 되 고 정확도 3 차원 수 있습니다.

Abstract

컴퓨터 지원 설계/컴퓨터 지원 제조 (CAD/CAM)은 지금 악 안 면 수술에 대 한 대리점 기술로 평가 되 고 있습니다. 때문에이 기술은 저렴 하 고 사용할 수 있는 세계의 단지 한정 된 지역에서 우리는 소설 자체 접근을 사용 하 여 CAD/CAM 외과 가이드를 개발 했다. CAD 소프트웨어를 사용 하 여 상 악 절제술 지역 및 절단 평면 fibular 절단 평면 및 각도 결정 됩니다. 일단 절제 지역 결정, 필요한 얼굴 부울 한정자를 사용 하 여 추출 됩니다. 이러한 피상적인 얼굴 뼈의 표면 고 두꺼워 고체 안정화에 맞게 결합 된다. 뿐만 아니라 절단 비와 maxilla 가이드 하지만 또한 전송된 뼈 세그먼트의 위치 배열 표면 얼굴 두껍게 하 여 정의 됩니다. CAD 디자인.stl 파일로 기록 하 고 실제 수술 가이드 (3 차원) 인쇄 하는 3 차원으로. 가이드의 정확도 확인, 모델 수술 3 차원 인쇄 얼굴과 fibular 모델을 사용 하 여 수행 됩니다. 상업 가이드는 사용할 수 없습니다 외과 지원 하기 위해이 메서드를 사용할 수 있습니다.

Introduction

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CAD/CAM 기술의 사용에서 최근 증가 치과 및 틀니 일 있다. CAD/CAM의이 진화, 다음 CAD/CAM를 사용 하 여 osteocutaneous 플랩 전송은 지금 악성 종양1,2,3의 종양 광범위 절제술 후 악의 재건의 분야에 사용 됩니다. 서방 국가 있는 몇몇 회사는 공급 및 mandible 지역에 대 한 CAD/CAM 절단 가이드를 판매 하기 시작 했다. mandible의 CAD/CAM 재건 정확도4,5,6,7,,89,10 면에서 이점을가지고 간주 됩니다. ,11. 그러나, 불리는이 기술은 사용할 수 전세계 한정 된 지역에서 이며 그것은 매우 비싼12이다.입니다. 따라서, 상 악 병 변에 대 한 CAD/CAM 재건 하지 아직 인기가 있다. 상 악 재건의 건수 mandible, 보다 낮은 이며 상업 가이드 일반적으로 하지 않습니다.

상업적인 상 악 CAD/CAM 가이드 일본에서 판매 하지 않습니다, 때문에 우리 내부 접근을 사용 하 여 CAD/CAM 외과 가이드를 개발 했습니다. CAD/CAM 가이드의 임상 효과 보고13,14,15,,1617,18,19, 이미 되었습니다 하지만 아무 그들을 디자인 하는 방법의 보고입니다. 현재 보고서의 목적은 저가 사내 방식을 사용 하 여 CAD/CAM 디자인 방법을 보여줍니다 것입니다.

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Protocol

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이 연구는 저자의 기관 검토 위원회에 의해 승인 되었다 그리고 서 면된 동의 양식 모든 환자에 의해 완료 되었다.

1입니다. 자료의 준비

  1. 개인용 컴퓨터, 얼굴 뼈, 비 골, InVesalius20, 같은 변환 소프트웨어 및 3 차원 (3 차원) CAD 소프트웨어 (예를 들어, 믹서 기21)의 계산 된 단층 촬영 (CT) 데이터를 사용 합니다.
    참고: 최대 두께 1 m m 조각 CT 데이터의 정확한 디자인에 대 한 좋습니다. 실제 수술 시뮬레이션에 대 한 환자의 CT 데이터를 사용 합니다. 연구를 위한 무료 인간의 3 차원 데이터22를 사용 합니다.
  2. 디자인 뿐만 아니라 실제 개체 및 결과 확인 하는 3 차원 프린터23, 나사, 금속 접시, 그리고 작은 톱을 사용 합니다.
    참고: 현재 연구는 실험. 금속 격판덮개, 나사, 그리고 작은 톱 모델 수술을 위해 사용할 수 있습니다. 금속 번호판 대신 플라스틱 고정 플레이트 또한 수술 가이드와 함께 3 차원 프린터에서 인쇄할 수 있습니다.
  3. 얼굴 뼈의 3 차원 데이터 (.stl 형식)으로 비 골 InVesalius20를 사용 하 여 이미지 데이터를 전송 합니다.
    참고: CT 데이터는 기본적으로 2 차원 (2 차원) 그림의 형태로 기록 됩니다. 따라서, 3 차원 데이터를 사용 하기 전에 그것은 3 차원 데이터에는 데이터를 변환 하는 데 필요한입니다. 자유 소프트웨어는이 목적을 위해 충분 한. 이 보고서는 3 차원 파일;로 데이터를 전송 하는 방법을 설명 하지 않습니다. 교육용 비디오 및 가이드 다른 곳에서 사용할 수 있습니다.
  4. 믹서 기21로 각.stl 파일을 가져옵니다.
    참고: CAD 소프트웨어는 일반적으로.stl 스타일 3 차원 형식을 허용합니다. 처음, 상 악 및 fibular.stl 파일 그들을 가져와서 특정 CAD 소프트웨어에서 열 한다.

2입니다. 디자인

  1. 뼈 제거의 지역에 결정 하 고 뼈의 결함을 응고
    1. 결정 영역에 excised 됩니다.
      참고:이 실험 시뮬레이션 수술에는 maxilla의 일부는 삭제 영역으로 설정할 수 있습니다. 총 maxillectomy 후에 개조 어렵습니다, 때문에 maxilla의 단지 작은 부분 초보자를 위한 선택이 될 것입니다. 임상 설정에서 otorhinolaryngologists 암 지역에 따라 영역을 결정 합니다.
    2. 큰 비행기 만들고 개체 모드 (그림 1a1b)에서 제거 영역의 테두리에 놓습니다. 두 번째 평면 (그림 1b-1 d)를 배치 하 여 그를 따라 하 고 비행기 제거에 대 한 전체 영역을 둘러싸고 때까지 계속. 개체 모드에서이 비행기를 결합 한다.
    3. 이러한 모든 비행기의 꼭지점을 선택 하 고 제거에 대 한 영역을 둘러싸고 편집 모드에서 가장자리와 면 (그림 1e) 함으로써 서로 게 연결.
      참고: 절단 평면 복사 고 원래 비행기 사용 되 고 응고는 절단 될 때 삭제 하기 때문에 유지 되어야 한다. 현재 연구에서 모든 경우에 모든 비행기와 고체를 복사 것이 좋습니다 그들을 다시 사용할 수 있도록.
    4. 편집 모드에서 부울 한정자를 사용 하 여 얼굴 뼈에서 불과하다 솔리드를 뺍니다. 이 결과 면도 얼굴 뼈 (그림 1f), 상 악 결함 모델입니다.
  2. 비 골 뼈를 배치
    1. 상 악 결함 영역 (그림 2)에 비 골을 넣으십시오. 표식 (작은 큐브는 그림 2에 표시 된 보라색)으로 비 골 두 지점 (원심 fibular 머리와 측면 발목에서 인접 5 cm에서 8cm)에서 작은 큐브를 놓습니다.
      참고: 임상 상황에는 비는 8 cm fibular 머리에서 원심과 측면 발목에서 인접 5 cm 사이 사용할 수 있습니다. 이 표시, 우리가 쉽게 사용할 수 있는 영역을 이해할 수 있다.
    2. 작은 큐브를 부모 개체 모드에서 설정으로 비 골에 연결할.
    3. 재건은 필요 상 악 병 변에서 몇 가지 포인트에 표식으로 작은 큐브를 놓습니다. 이 표시와 필요한 복제 포인트의 가시성은 증가 합니다.
    4. 비는 중간에서 배치 하는 경우 개체 모드에서 치조 뼈의 앞 여백에 비를 맞게.
    5. 중간 상 악 뼈의 이전 비행기를 사용 하 여 첫 번째 fibular 뼈 평면 (그림 2b)으로.
    6. 개체 모드그림 2(c)에 적절 한 새로운 뼈 평면을 배치 합니다. 이 새로운 평면을 설정 부모로 서 비에 연결할.
      참고: 비 골에 부모를 설정 하 여이 새로운 뼈 비행기와 비 사이 상대적 방향은 항상 유지 비는 다른 장소로 이동 하는 경우에. 이러한 두 절단 평면으로 둘러싸인 비 골의 지역 첫 번째 fibular 블록 된다.
    7. 부모 개체 모드에서 설정 비 및 뼈의 2 개의 비행기를 복사 합니다. 복사 비 골에 있는 재건은 필요한 두 번째 영역에 양쪽 끝에 2 개의 절단 평면으로 첫 번째 블록 영역을 이동 (그림 2e) 두 번째 비 블록 계획.
    8. 개체 모드에서 새로운 비행기를 추가 하 여 두 번째 절단 평면을 배치 합니다.
      참고: 첫 번째 및 두 번째 절단 평면 두 번째 비 블록의 끝을 될 것입니다. 세 번째 블록은 필요한 경우, 유사한 절차 추가 됩니다. 인접 한 fibular 블록 사이의 간격의 적절 한 길이 유지 합니다.
      참고: 첫 번째 및 두 번째 블록 사이의 격차 편안한 뼈 데 키로 간주 됩니다. 이 간격이 넓은 경우는 뼈는 넓은 작업 공간 때문에 쉽게 될 것입니다 하지만 혈관 길이 다소 낭비입니다. 대조적으로, 간격이 좁은 경우에, 뼈 된다 성가신, 하지만 두 번째 또는 세 번째 블록은 사용 하지 않는 뼈의 낭비를 제거 하 여 디자인 될 수 있다.
  3. 설계 fibular 절단 가이드
    1. 만 비 골을 시각화 및 절단 평면 설계 개체 모드 (그림 3)에서 비 골 절단 가이드.
    2. 각 가공 평면을 편집 모드에서 (그림 3b-3d) 가장자리를 따라 꼭지점을 슬라이딩 하 여 비 골 절단 섹션의 절반 밖에 영역을 차지 하 더 작게 만듭니다.
      참고: 절단 가이드의 피팅 쪽은 비 골의 측면 측면 이다. 먹이 혈관 중간 부분에 있습니다, 때문에 가이드는 중간 측면에서 설계 되지 않았습니다.
    3. 개체 모드 (그림 4a-4e)에 고체를 만들려고 끝의 2 개의 비행기를 결합 한다. 이러한 모든 비행기의 꼭지점을 선택 하 고 사각형 고체를 형성 하는 편집 모드에서 가장자리와 면을 함으로써 그들을 서로 연결.
    4. 부울 한정자 (그림 5a-5 c)를 사용 하 여이 사각형 고체에서 비 골을 뺍니다.
      참고:이 빼기의 표면 fibular 측면 측면에 완전히 맞는. 모든 필요한 fibular 블록에 동일한 절차를 반복 합니다.
    5. 개체 모드에서 각 뺀된 솔리드를 결합 한다.
    6. 뺀된 솔리드 (그림 5d) 근처 한 큐브를 놓습니다. 기둥 (그림 5e-5 g)을 얼굴 압출 성형. 이러한 기둥 뺀 솔리드를 결합 한다. 이것은 fibular 절단 가이드 (그림 5 h-5j)입니다.
  4. 뼈 절단 가이드는 maxilla에 대 한
    참고: 잘라는 maxilla, 아니다 모든 절단 표면에 대 한 가이드를 디자인 하는 데 필요한 제한 된 영역 에서만 비를 사용 하 여 개축 될 수 있기 때문에. 일반적으로, 중간 치경과 측면 zygomatic 영역을 커버, 2 명의 절단 가이드, 설계 되었습니다.
    1. 준비 상 악 및 zygomatic 평면을 상 악 제거 후 원래 나머지 표면 했다. 폭에서 1 ㎝의 여백을 충분 한 (그림 6)입니다.
    2. 준비 단계 2.4.1에서에서 비행기를 진하게 솔리드화 한정자 (그림 6b)를 사용 하 여 편집 모드에서 그들을 강화 하기 위해 얼굴을 압출 성형.
    3. 양쪽;에 2.1, 단계에서 결정 했다 절제 비행기 이상 두꺼워 솔리드를 삭제 이것은 상 악 절단 가이드 설계 하는 방법 이다.
      참고: 피팅 표면 가변 하는 경우 작은 피팅 지역 충분 하다. 피팅 표면 플랫 될 경향이 경우 넓은 지역 가이드의 모든 차이 피하기 위해 필요 합니다.
  5. Fibular 세그먼트에 대 한 고정 가이드
    참고:는 maxilla에 전송 되는 Fibular 세그먼트 크기와 길이, 정확한 것으로 간주 됩니다 하지만 고정 가이드를 사용 하지 않으면 전송의 위치 자유롭게 일탈 할 수 있다. 비와 각 절단 평면 (단계 2.2에서에서 만든)로이 분야에서 다시 사용 됩니다.
    1. 편집 모드에서 비와 고체 (그림 7a7b) 양쪽에 절단 평면으로 교차 영역 밖으로 데리고 부울 한정자에 각 fibular 블록을 생성 합니다.
    2. 각 fibular 블록의 표면 표면의 절반 추출.
    3. 모든 개체 모드그림 7(c)에서 이러한 표면 결합 한다.
    4. 편집 모드에서 작은 얼굴 피팅 금속 플레이트에 대 한 공간을 확보 하 여 ( 그림 8) 절단 칼을 사용 하 여 삭제 합니다.
    5. 편집 모드 (그림 8b-8e)에서 응고 한정자를 사용 하 여 표면 진하게.
      참고: 최소 2-3 m m의 두께 고정 가이드를 안정화 하 고 휘게 하기 방지 하는 데 필요한. 날개 양쪽 끝에 설계 된 경우 어떤 금속 플레이트를 사용 하지 않고는 maxilla에 가이드를 도움이 됩니다.

3. 3 차원 인쇄 모델 수술 실제 가이드에 대 한

참고:이 보고서의 주요 목적은 수술 가이드; 디자인의 메서드를 표시 하는 것입니다. 아래 설명 된 절차는 3 차원 인쇄 필요 하지 않은 경우 필요 하지 않습니다.

  1. 3 차원 인쇄 될 수 있는.stl 형식 가이드의 디자인을 내보냅니다.
  2. 모든 가이드와 뼈를 인쇄 합니다.
    참고: 인쇄에 보트 부드러운 표면 인쇄를 방해 하 여 뼈, 거친된 표면 및 가난한 맞는 발생할 부드러운 있어야 비행기를 위쪽으로 지적 해야 합니다 그래서 간주 됩니다.
  3. 다음과 같이 모델 수술을 수행.
    1. 실제와 유사한 수술은 상 악 얼굴 뼈 모델에 가이드를 먼저 절단 (그림 9) 맞습니다. 그런 다음, 톱을 사용 하 여 가공 면 함께 얼굴 뼈를 잘라.
    2. Fibular 뼈 모델 fibular 절단 가이드를 부착 하 고 (그림 9b) 조각으로 잘라. (그림 9 c9 d) 고정 가이드를 fibular 블록을 연결 합니다.
    3. 이 고정 가이드 복잡 한 나사와 플레이트 (그림 9e)를 사용 하 여 상 악 결함을 수정 합니다. 고정 가이드 나사와 플레이트를 사용 하 여 첨부 하지 않는 지역에는 maxilla에 fibular 세그먼트를 고정 후 고정 가이드를 제거 합니다. 이 재건 (그림 9f) 완료합니다.
  4. 3 차원 복원 이미지를 스캔 하 고.stl 형식 3 차원 스캐너24를 사용 하 여 기록 합니다.
  5. 비교 후 모델 수술.stl 파일 및 비교 소프트웨어25를 사용 하 여 재구성 하는 CAD 디자인 (그림 10).
    참고: 가상 개조 설계 및 가이드 재건 모델을 비교 하 여 실제 정확도 계산 됩니다. CAD/CAM 정확도 악의 재건10에 2.5 m m 편차 내에서 얻은 것입니다, 때문에 유사한 정밀이 방법에서 요구 한다. 필요한 정확도 얻을 수 없는 경우 가상 디자인을 다시 실행 합니다.

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Representative Results

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여기에 제시 된 절차를 사용 하 여 절제 지역 먼저 결정 했다. CAD 소프트웨어를 사용 하 여 얼굴에 의해 circumscribed 완전히 했다 절제 지역. 이 지역 부울 연산을 통해 얼굴 뼈에서 공제 되었다. 비 이미지 결함에 배치 했다 그리고 fibular 절단 면 적절 한 복원된 지점에 배치 했다. 모든 fibular 절단 얼굴 설정 부모에 비 골에 연결 되었다. 이러한 얼굴 작은 고 고체를 만들기 위해 결합 되었다. 비 골이이 고체에서 공제 했다 되었고 fibular 절단 가이드. 얼굴 뼈의 나머지 표면도 두껍게 했다; 이들은 상 악 절단 가이드 되었다. Fibular 세그먼트의 피상적 측면 결합 되며 고정 가이드 될 추출. 마지막으로, fibular 절단 가이드, 상 악 절단 가이드와 fibular 고정 가이드는 믹서 기에 설계 되었습니다. 이 디자인 가이드는.stl 형태로 수출 되었다. 그들은 3 차원 인쇄 (그림 9a9b) 하 여 진짜 플라스틱 개체를 되었다.

모델 수술을 수행 했다 (그림 9c-9f). 상 악 절단 가이드와 fibular 절단 가이드 완전히 얼굴 뼈 및 fibular 뼈 모델에 장착 했다. 모델을 톱으로 절단 하 고 결과 티타늄 플레이트와 나사 고정도 완료 했다. 고정, 후 3 차원 복원 이미지를 3 차원 스캐너24로 결정 했다. 후 모델 수술.stl 파일 및 재구성 하는 CAD 디자인 가이드 및 비교 소프트웨어25를 사용 하 여 프로시저의 정확성 측면에서 비교 되었다. 그림 10; 모델 수술에서 데이터 표시 됩니다. 개조는 약 2 m m 편차 내에서 수행할 수 있습니다.

Figure 1
그림 1 : 상 악 절제술의 지역에 결정. () 원래 얼굴 뼈.stl 파일 블렌더를 가져옵니다. (b) 첫 번째 절단 평면 zygomatic 병 변에서 삽입 됩니다. (c) 다음 절단 평면에 배치 됩니다. (d) 가공 면의 치경 지역 설정도 됩니다. (e) 절단 평면 단결 해야 하 고 완전히 절단 영역을 둘러싸고. (f) 부울 한정자를 사용 하 여 maxillectomy 지역 얼굴 뼈에서 뺍니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 2
그림 2 : Fibular 세그먼트의 위치 계획. () fibular.stl 파일 블렌더를 가져옵니다. 비 골의 원심 부분 먼저 치경 지역에 배치 됩니다. (b) 절단 평면은 복사 하 고 부모 설정으로 비 골에 연결. (c) 계획 외과 의사의 취향에 따라 다음 가공 면 비 골에 배치 됩니다. 이 두 비행기 사이 끼여 fibular 영역이 됩니다 첫 번째 필요한 fibular 세그먼트. (d) 다음 fibular 세그먼트, 복사 비 골의 위치를 결정 하기 위해 배치 됩니다. 다음 절단 평면 또한 외과 의사의 판단에 따라 배치 됩니다. (e) 마지막으로,이 예제와 같이 세 fibular 블록 설계는. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 3
그림 3 : 가장자리를 따라 꼭지점 슬라이딩. 절단 평면의 () 3 쌍 비 부모 설정으로 연결 됩니다. (b-d) 적절 한 가이드 설계를, 비행기의 버텍스 편집 모드에서 가장자리를 따라 이동 합니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 4
그림 4 : Fibular 절단 가이드를 만들기 위해 준비를 위한 상자 디자인. ()이 가공 면이 될 적절 한 절단 가이드 크기 크기에서 감소 될. (b) 가공 면의 최종 크기를 강조 표시 됩니다. (c) 절단 평면 그림 3와 유사 하 게, 가장자리를 따라 꼭지점을 슬라이딩 하 여 결정 됩니다. (d) 두 절단 평면 개체 모드에서 새로운 비행기를 추가 하 여 결합 된다. (e) 마지막으로, 비행기를 편집 모드에서 전체 화면을 둘러싸고 추가 됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 5
그림 5 : Fibular 절단 가이드 만들기. (a) 그림 4에 표시 된 절차를 사용 하 여 세 개의 상자는 설계 되었습니다. (b) 각 상자는 부울 한정자의 빼기를 사용 하 여 비 골에 의해 공유 됩니다. (c) 반대 표면 각 상자는 완전히 fibular 표면으로 동일 합니다. (d) 기둥, 수 있도록 큐브 뺀된 솔리드 근처에 배치 됩니다. 이 큐브 (e) A 얼굴 압출입니다. (f) 주요 기둥이이 밀어내기를 반복 하 여 이루어집니다. (g) 다른 기둥을 추가 하 여 첨부 파일을 뺀된 고체 만들어집니다. (h) 기둥과 뺀된 솔리드 결합 된다. (ij)이 절단 가이드는 완전히 비 골의 표면에 맞는. 각 가장자리는 절단 톱 가이드 가공 면 된다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 6
그림 6 : 상 악 절단 가이드 디자인. () 나머지 서피스는 maxilla와는 zygoma 그냥 절단 영역에 인접 한 준비가 되어 있습니다. (b)이이 비행기는 솔리드 zygomatic 및 상 악 뼈, 응고 한정자를 사용 하 여 편집 모드에 맞게 구성 하 두꺼워. 이 고체의 가장자리 뼈 톱 가공 면 된다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 7
그림 7 : 전송 평면 밖으로 데리고. () 각 fibular 세그먼트 부울 한정자의 교집합을 사용 하 여 구분 됩니다. (b)이 경우 치경 재건은 우선 순위가 부여 zygomatic 굴지에. (c) 모든 표면 얼굴을 수집 하 고 고정 가이드의 건설에 대 한 준비를 결합. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 8
그림 8 : Fibular 세그먼트의 고정 가이드 디자인. () 칼 도구를 사용 하 여 라인 표면 표면 하도록. (b) A 작은 창 정점 및 면을 삭제 하 여 이루어집니다. 이 창 티타늄 플레이트 고정에 사용 됩니다. (c) 여러 창 후, 표면 표면 응고 한정자를 사용 하 여 두꺼워 이다. (de) 고정 가이드만의 시각 이다. 양쪽 끝에 날개는 나머지 얼굴 뼈에이 가이드를 해결 하기 위해 추가 됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 9
그림 9 : 수술 모델. () 3 차원 프린터, 얼굴 뼈, fibular 뼈 그리고 수술 가이드를 사용 하 여 실현 될 수 있다. (b) 절단 가이드 비에 완전히 맞게 검사 합니다. (cd) 절단 가이드를 사용 하 여 삭감 된 fibular 세그먼트 고정 가이드 설정 됩니다. 고정 가이드 완전히 컷된 세그먼트에 들어갈 수 있습니다. (ef) 티타늄 플레이트와 나사를 사용 하 여, fibular 세그먼트는 maxilla에 전송 됩니다. 고정 가이드를 제거한 후 추가 격판덮개 및 나사는 강력한 고정을 위한 추가 됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 10
그림 10 : 계획에 모델 비교. 수술 후 모델은 3 차원 스캔 및 가상 계획에 비해. 규모 (밀리미터) 가상 계획에서 편차 거리를 나타냅니다. 전송 된 뼈는 주로 금속 고정 플레이트 높은 편차 (빨간) 동안 낮은 편차 (녹색), 있다. 그러나, 편차 2mm 아래 크게 이다. 이 이미지는 그림 9에 표시 된 샘플에서 다른. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

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Discussion

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CAD/CAM 재건 절단 가이드4,,56,7,8 사용 하는 동안 정확한 뼈 길이, 너비 및 각도 절단 뼈의 달성에 기여할 것으로 간주 ,9,10,11,12,13,,1415,16,17 ,,1819. 뼈의 양도 계약도 고정 가이드11를 사용 하 여 정확 하 게 간주 됩니다. 순서, 공정, 가공 면 및 배치 계획은 이미 결정 시 실제 수술 하기 전에, 때문에 시간 절약 또 다른 장점은2,12,,1314이다.

또한, 이러한 이론적인 장점 이외에 CAD/CAM 기술의 강도 외과 가이드 때문에 어떤 의사 줄일 수 같은 장소에 같은 방식으로, 따라서 기술 표준화 이다. 가이드 매우 정확한 경우에, 그것이 모든 외과 의사 결과 오히려 전문성에 의존 하는 직접 방식을 사용 하는 것 보다는 정확한 재구성 결과 얻을 수 있습니다 가능 합니다. 이 CAD/CAM 기술은 아주 최근에 나왔다, 보고서와 비슷한이 몇 가지 있습니다. 상업 가이드 서방 국가;에서 사용할 수 있습니다. 그러나, 설계 방법을 일반인에 게 공개 되지 않습니다. 이 설계 방법은 새로운으로, 우리가 개발 하 고 미래에 널리 확산을 기대 합니다.

사내 CAD/CAM 이렇게 항상 우월을 설명 하지 않습니다. 한 임상 문제는 CT 시험 데이터 또는 얇고 정밀한 조각의 만들어 하지 수술 직전 얻은 고 의사 결정 하지 않습니다에 절제 지역에 신속 하 게 또는 갑자기 절제 지역 변경 때이 기술을 쓸모 없게 intra-operatively.

디자인을 만드는 문제는 디자이너에 보고 하 고 수술을 배울 충분 한 경험이 없는 경우는 적절 한 외과 가이드 디자인 얻을 수 없습니다. 모든 후, 그 상황에서 디자이너가 모른다 무엇 정확한 공간을 실제 외과 모든 수술 상황에서 개체의 자유 위해 만들 것 이다.

비용 문제를 3 차원 프린터는 실제 가이드 실현 재판 및 오류 디자인을 만드는 초급 디자이너 필요 합니다. 후 잘 경험이 풍부한 디자이너, 디자인의 구체화는 더 이상 필수. 다행히도, 컴퓨터와 3 차원 프린터 되고있다 저렴, 즉 우리가 디자인 하 고 제조 하지 수술 가이드 독립적으로 비싼 회사의 서비스에 의존 하지 않고. 불이익은 우리가 아직 3 차원 인쇄 금속판 고정에 사용 할 수 없습니다. 플라스틱은 우리가 3 차원 인쇄에 사용할 수 있는 주요 소재 이다. 따라서, 수술 전에 미리 금속 접시를 벤드 해야 합니다 우리. 금속을 처리할 수 있는 저렴 한 3 차원 프린터 사용으로 미래에 올 것으로 예상 된다로 고정 플레이트 또한 설계 된 수 있습니다, 그리고 모든 절차 무료 손 기술에 보다 적게 의존 됩니다.

융합된 증 착 모델링 (FDM) 이용한 3 차원 인쇄 기술 중 하나입니다. 3 차원 개체를 노즐을 통해 열가 소성 고분자를 압출 하 여 만들어집니다. 열가 소성 물자 감기를 얻을 때 내부 응력 변형 (휨)26를 생성할 수 있습니다. 아크릴로 니트 릴 부 타 디 엔 스 티 렌 (ABS) 및 polylactic 산 (PLA)는 열가 소성 필 라 멘 트에 사용 되는 주된 플라스틱. Petropolis 외. 7 , ABS mandible 모델 특히 휘게 하는 경향이 있기 때문에, ABS 플라스틱 외과 모델 PLA에 비해 덜 이상적입니다 언급 했다. ABS와 PLA 플라스틱은 sterilizable 및 서식27로 봉사 하기 위하여 충분히 엄밀한 가스. ABS에 비해, PLA는 낮은 용융 온도와 덜 유연 합니다. 따라서, 임상 상황에서 PLA와 저온 플라즈마 살 균 방법 45 ° C이 하를 사용 우리. 우리가 사용 하는 PLA의 유리 온도 60 ° C, 때문에 우리 오토 클레이 브 살 균 (약 121 ° C) 또는 에틸렌 가스 산화 살 균 (약 60 ° C) 사용 하지 않았다.

휘게 변형 가능성이 남아 있다. 그러나, 이전 보고서28악 안 면 수술 분야에서 FDM 인쇄 모델의 정확도 검증. 몇 가지 기사 사용 건조 인간의 mandible FDM 인쇄 복사 스캔된 CT 데이터를 사용 하 여 비교 연구. 이러한 연구는 소비자 등급 FDM 인쇄 모델은 수락 가능한 정확도, 산업 선택적 레이저 소 결 (SLS) 프린터27,,2930의 결과 유사 했다. 니 잠 외. 1 CT 스캔의 품질 차원 오류, 신속한 프로토 타입 기계와 함께 결정 하는 주요 요인 중 하나입니다 또한 주장 했다.

정확한 가이드는 사실상 설계 되었습니다 경우에 인쇄 가이드 가끔 맞지 않는다 수술 외과 뼈 모델. 우리는 거기에이 대 한 두 가지 이유를 고려 했다.

1. 가이드는 첨부 하도록 영역의 표면 뼈 다 귀 모양이 너무 플랫 (특히 maxilla) 푹 하 게 이다. 이러한 표면 부드럽고 하지 고르지 있다면, 가이드 표면 미 끄 러운 될 경향이 이며 잘못 된 뼈 지역에 잘못 피팅의 가능성이 있다. 이 문제를 방지 하려면 연결 된 지역 설계 되어야 한다 넓고 광범위 한 정확한 뼈 다 귀 영역을 잡으려고. 같은 시간에 연결 된 지역 더 큰 되 면, undermined 지역 더 크게 된다, 더 넓은 흉터에 결과.

2. 반면에, 플라스틱 외과 가이드의이 형태는 너무 복잡 하 고 고르지 못한 경우에 맞게 어려운 이기도 합니다. CAD/CAM 가이드의 많은 작은 프로세스와 거친 표면 마찰 저항 뼈에 부착 될 때 유도, 지나치게 호흡이 고 복잡 한 가이드 표면 잘못 잘못 된 장소에 맞게 하는 경향이 있습니다. 이러한 상황을 방지 하려면 평가판 및 오류 인쇄 및 모델 수술 실제 수술 전에 필요 하다. 그 결과, 3 차원 인쇄를 아웃소싱 하지 않는 좋습니다.

마지막으로, 경우에 가이드 임상 상황에 맞지 않는 경우 모델 수술에 맞게 수 있었다, 그것은 참조 가이드의 종류를 고려 되어야 한다. 이것은 상업 가이드 적합 하지 않다 때 비슷합니다. 실제 수술에 최종 결정은 외과 의사에 의해, 아니라 가이드에 의해 폐색 및 얼굴 미학의 인식에 따라 여야 한다.

명백한 비용 상업적인 접근 보다 사내 CAD/CAM 접근 사용 싼 것 처럼 보이지만, 실제 비용, 의사의 자발적인 작업과 디자인 및 인쇄에 대 한 시간을 포함 하는 항상 과소 또는 무시. 그러나, 경우에 상업 가이드 저렴 될,이 사내 여전히 방식은 외과 수 직접 쉽게 가상 시뮬레이션에 평가판-및-오류 복원 수행 하 고 간의 위치 관계를 실현 한 독특한 장점을 얼굴 뼈 그리고 fibular 세그먼트입니다.

가이드의 디자인은이 보고서에서 뼈 같은 단단한 조직에 제한 됩니다. 그러나, 부드러운 조직 절단과 지방 이나 근육 조직 등 담합에 대 한 외과 가이드를 디자인할 수 있습니다. 가이드 소프트 티슈를 사용 하 여 3 차원 구조 재구성을 수행의 목적으로 수술에 적용할 수 있도록 간주 됩니다. 고정 가이드 곧 가슴에 복 부 로부터 옮겨진된 지방 조직의 최적 재편에 암 절제 수술 후 유 방 복원에 대 한 설계 됩니다.

결론적으로, 내부 접근을 사용 하 여 CAD/CAM 외과 가이드 설계 고 병원에서 인쇄. CAD/CAM에 의해 정확한 개조를 사용 하 여,이 기술은 또한 상업 가이드를 사용할 수 있는 영역 밖에 서 거주 하는 외과 의사에 의해 사용할 수 있습니다. 이 기술은 상 악 개조에 대 한 옵션입니다.

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Disclosures

저자는 선언할 수 없다.

Acknowledgments

이 작품 JSP KAKENHI 보조금 번호 JP17K11914에 의해 부분적으로 지원 되었다.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Information Technology Center, Renato Archer, Campinas, Brazil InVesalius Free software https://www.cti.gov.br/en/invesalius
The Blender Foundation, Amsterdam, Netherlands Blender Free software https://www.blender.org/
TurboSquid, Inc. 935 Gravier St., Suite 1600, New Orleans, LA. Free 3D skeletal data file Free3D https://free3d.com/3d-models/human
MakerBot Industries, LLC One MetroTech Center, 21st Fl, Brooklyn, NY. MakerBot Replicator+ https://www.makerbot.com/replicator/
YouTube (Google, Inc.), 901 Cherry Ave. San Bruno, CA video sharing website. https://www.youtube.com/results?search_query=invesalius+dicom+to+stl
Artec 3D, 2, rue Jean Engling, Luxembourg Artec Eva Lite https://www.artec3d.com/portable-3d-scanners/artec-eva-lite
CloudCompare CloudCompare http://www.danielgm.net/cc/

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내부 접근을 사용 하 여 상 악 재건을 위한 디자인 CAD/CAM 수술 가이드
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Numajiri, T., Morita, D., Nakamura, H., Yamochi, R., Tsujiko, S., Sowa, Y. Designing CAD/CAM Surgical Guides for Maxillary Reconstruction Using an In-house Approach. J. Vis. Exp. (138), e58015, doi:10.3791/58015 (2018).More

Numajiri, T., Morita, D., Nakamura, H., Yamochi, R., Tsujiko, S., Sowa, Y. Designing CAD/CAM Surgical Guides for Maxillary Reconstruction Using an In-house Approach. J. Vis. Exp. (138), e58015, doi:10.3791/58015 (2018).

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