Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Medicine
Click here for the English version

Medicine

تصميم CAD/CAM أدلة العمليات الجراحية لإعادة الإعمار فكي علوي باستخدام نهج الداخلية

Published: August 24, 2018 doi: 10.3791/58015
Automatic Translation
1, 2, 3, 1, 4, 1
1Department of Plastic and Reconstructive Surgery, Kyoto Prefectural University of Medicine, 2Department of Plastic and Reconstructive Surgery, Showa University Fujigaoka Hospital, 3Department of Plastic and Reconstructive Surgery, Fukuchiyama City Hospital, 4Department of Plastic and Reconstructive Surgery, Saiseikai Shiga Hospital

Summary

وترد أساليب لتصميم بمساعدة الحاسوب تصميم/الحاسوب تصنيع (CAD/CAM) جراحية دليل. فصل قطع طائرات والمتحدة وسميكة لتصور بسهولة نقل العظام اللازمة. يمكن أن تكون هذه التصاميم ثلاثية الأبعاد المطبوعة والتحقق من دقتها.

Abstract

ويتم الآن تقييم التصميم/الحاسوب التصنيع بمساعدة الكمبيوتر (CAD/CAM) كأسلوب التحضير لجراحة الوجه والفكين. لأن هذا الأسلوب مكلفة ومتوفرة في مناطق محدودة فقط في العالم، قمنا بتطوير رواية كندي/كام دليل الجراحية باستخدام نهج داخلية. باستخدام برنامج CAD، تتحدد منطقة الاستئصال فكي علوي وقطع الطائرات وطائرات قطع الشظوية والزوايا. حالما يتم البت في مجال استئصال، يتم استخراج وجوه الضرورية باستخدام معدل منطقية. هذه الوجوه سطحية متحدون لتناسب سطح العظام وسميكة لتحقيق الاستقرار في المواد الصلبة. القطع وأدلة الشظية والفك، بل أيضا يتم تعريف ترتيب الموقع الجزء المتعلق بنقل العظام بسماكة وجوه سطحية. تصميم كاد يتم تسجيلها كملفات.stl وثريديمينسيونالي المطبوعة (ثلاثي الأبعاد) كأدلة العمليات الجراحية الفعلية. للتحقق من دقة الأدلة، يتم إجراء عملية جراحية نموذج باستخدام نماذج الشظوية والوجه 3-د-طباعة. يمكن استخدام هذه الأساليب لمساعدة الجراحين التي لا تتوفر فيها أدلة تجارية.

Introduction

وقد استخدام تقنيات CAD/CAM مؤخرا زيادة في طب الأسنان وعمل بدلة. وعقب هذا التطور من CAD/CAM، أوستيوكوتانيوس رفرف التحويلات باستخدام CAD/CAM تستخدم الآن في ميدان التعمير الفك السفلي بعد بتر واسعة الأورام من الأورام الخبيثة1،،من23. وبدأت عدة شركات في البلدان الغربية لتوريد وبيع دليل قطع CAD/CAM لمنطقة الفك السفلي. وتعتبر إعمار الفك السفلي بشكل كاد/كام تتمتع بميزة من حيث دقة4،5،،من67،،من89،10 ،11. ولكن عيب هو أن تتوفر هذه التقنية في مناطق محدودة في العالم، وهي مكلفة جداً12. وهكذا، التعمير CAD/CAM للآفات فكي علوي لم تصبح بعد شعبية. عدد حالات إعادة الإعمار فكي علوي أقل من ذلك للفك السفلي، وأدلة تجارية ليست شائعة.

لأن لا أدلة CAD/CAM فكي علوي تجارية تباع في اليابان، قمنا بتطوير أدلة الجراحية CAD/CAM استخدام نهج داخلية. الفعالية السريرية للأدلة CAD/CAM تم بالفعل المبلغ عنها13،14،15،16،17،،من1819، ولكن هناك لا تقرير عن كيفية تصميم لهم. والغرض من هذا التقرير لإظهار طريقة التصميم المدعم بالحاسوب/استخدام نهج داخلية منخفضة التكلفة.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

وافق مجلس المراجعة المؤسساتية صاحبي هذه الدراسة، واستكملت أشكال الحصول على موافقة كتابية من جميع المرضى.

1-إعداد المواد

  1. استخدام جهاز كمبيوتر شخصي، البيانات (CT) تمجربهك المحسوبة لعظم الوجه والشظية، وتحويل البرامج مثل إينفيساليوس20وبرامج CAD (ثلاثي الأبعاد) ثلاثية الأبعاد (مثلاً، خلاط21).
    ملاحظة: ينصح بسمك الحد أقصى من شرائح 1 مم من البيانات المقطعية لتصميم دقة. لمحاكاة العمليات الجراحية الفعلية، استخدام البيانات المقطعية للمريض. للبحث، استخدام بيانات ثلاثية الأبعاد البشرية مجانية22.
  2. استخدام طابعة ثلاثية الأبعاد23ومسامير وألواح معدنية ومنشار صغير، للتحقق ليس فقط التصاميم ولكن أيضا الكائنات الحقيقية والنتائج.
    ملاحظة: هذه الدراسة تجريبي. يمكن استخدام الألواح المعدنية والمسامير ومنشار صغير لعملية جراحية نموذجية. بدلاً من الألواح المعدنية، يمكن طباعة ألواح البلاستيك-التثبيت أيضا بالطابعة ثلاثية الأبعاد، جنبا إلى جنب مع أدلة العمليات الجراحية.
  3. نقل بيانات التصوير عظم الوجه والشظية إلى بيانات ثلاثية الأبعاد (الشكل.stl) باستخدام إينفيساليوس20.
    ملاحظة: يتم تسجيل البيانات المقطعية أساسا في شكل ثنائي الأبعاد (2-d) الصور. وهكذا، قبل استخدام البيانات ثلاثية الأبعاد، من الضروري لتحويل البيانات إلى بيانات ثلاثية الأبعاد. البرمجيات الحرة غير كافية لهذا الغرض. هذا التقرير لا يوضح كيفية نقل البيانات إلى ملف ثلاثي الأبعاد؛ أشرطة فيديو تعليمية وأدلة متاحة في أماكن أخرى.
  4. استيراد كل ملف.stl في الخلاط21.
    ملاحظة: يقبل كندي البرمجيات عادة بتنسيق ثلاثي الأبعاد طراز.stl. في.stl الأولى، فكي علوي وشظوي ينبغي فتح الملفات في برنامج CAD المحددة عن طريق استيرادها.

2-التصميم

  1. اتخاذ قرار بشأن المنطقة لإزالة العظام وترسيخ وجود عيب في العظم
    1. البت في المنطقة أن اقتطعت.
      ملاحظة: في هذه الجراحة المحاكاة التجريبية، يمكن تعيين أي جزء من الفك الأعلى كمنطقة قصت. لأنه من الصعب إعادة الإعمار بعد ماكسيليكتومي مجموع، سوى جزء صغير من الفك سيكون خياراً للمبتدئين. في وضع سريرية، ستقرر أوتورهينولارينجولوجيستس المنطقة حسب المنطقة السرطانية.
    2. طائرة كبيرة ووضعه على الحدود مع المنطقة لإزالة في وضع الكائن (الأرقام 1a و 1b). اتبع ذلك بوضع طائرة ثانية (الأرقام 1 باء-1-د)، ومواصلة القيام بذلك حتى الطائرات التي تحيط المنطقة كلها لإزالة. توحد هذه الطائرات في وضع الكائن.
    3. حدد القمم جميع هذه الطائرات، والاتصال ببعضها البعض عن طريق الحواف والوجوه (الشكل 1ﻫ) في وضع التحرير لتطويق المناطق لإزالة.
      ملاحظة: يجب نسخ الطائرات الختان والمحافظة عليها لأن تستخدم هذه الطائرات الأصلي وإهمالها عند ترسيخ الختان. في هذه الدراسة، ينصح بنسخ كل طائرة والصلبة في كل مناسبة لكي يتسنى إعادة استخدامها.
    4. طرح الصلبة resectable من عظم الوجه باستخدام معدل منطقية في وضع التحرير. وهذا يؤدي في عظم الوجه حلق (الشكل 1و)، وهو نموذج عيب فكي علوي.
  2. وضع عظم الشظية
    1. ضع الشظية في منطقة العيب فكي علوي (الشكل 2). ضع مكعبات صغيرة عند نقطتين (القاصي من الرأس الشظوية والدانية من الكعب الوحشي 5 سم 8 سم) في الشظية كعلامات (الأرجواني مكعبات صغيرة تظهر في الشكل 2).
      ملاحظة: في حالات سريرية، يمكن استخدام الشظية بين القاصي من الرأس شظوي 8 سم و 5 سم الدانية من الكعب الوحشي. بهذا الوسم، يمكننا أن نفهم بسهولة في المناطق التي يمكن استخدامها.
    2. ربط مكعبات صغيرة بالشظية كأحد الوالدين الإعداد في وضع الكائن.
    3. ضع مكعبات صغيرة كعلامات في عدة نقاط في الآفة فكي علوي حيثما يلزم إعادة الإعمار. مع هذا الوسم، وهو زيادة إبراز النقاط الاستنساخ اللازمة.
    4. تناسب الشظية إلى الهامش الجبهة من العظام السنخية في وضع الكائن، إذا وضعت الشظية من خط الوسط.
    5. استخدام الطائرة السابقة من العظم فكي علوي خط الوسط كطائرة العظم شظوي أولى (الشكل 2ب).
    6. وضع طائرة العظم جديدة عند الاقتضاء في وضع الكائن (الشكل 2ج). ربط هذه الطائرة الجديدة بالشظية كأحد الوالدين الإعداد.
      ملاحظة: بواسطة تعيين الأصل إلى الشظية، الاتجاه النسبي بين هذه الطائرة الجديدة من العظم والشظية هو دائماً حتى ولو انتقلت الشظية إلى أماكن مختلفة. منطقة الشظية محاط بهذه الطائرات قطع اثنين يصبح كتلة شظوي الأولى.
    7. نسخ الشظية وطائرتين من العظم كوالد الإعداد في وضع الكائن. نقل هذه الشظية المنسوخة، التي لديها منطقة كتلة الأولى مع قطع طائرتان على طرفي، إلى المجال الثاني حيث من الضروري إعادة الإعمار (الشكل 2ه) تخطيط كتلة الشظية الثانية.
    8. ضع قطع الطائرة الثانية بإضافة طائرة جديدة في وضع الكائن.
      ملاحظة: القطع الأولى والثانية سوف تصبح نهايات كتلة الشظية الثانية. إذا كانت كتلة ثالثة ضروري، تتم إضافة إجراءات مماثلة. ينبغي الإبقاء على الطول المناسب للفجوات القائمة بين الكتل شظوي المتاخمة.
      ملاحظة: تعتبر الفجوة بين الكتلة الأولى والثانية أن يكون المفتاح إلى وجود العظم مريحة. إذا كانت هذه الفجوة واسعة، سوف يكون من السهل العظم بسبب مساحة عمل واسعة، ولكن طول الأوعية الدموية إلى حد ما يضيع. على النقيض من ذلك، إذا كانت الفجوة ضيقة، العظم يصبح مزعجة، ولكن يمكن تصميم الكتلة الثانية أو الثالثة بإزالة نفايات العظام غير المستخدمة.
  3. تصميم أدلة قطع شظوي
    1. تصور فقط الشظية وقطع طائرات لتصميم دليل قطع الشظية في وضع الكائن (الشكل 3).
    2. تصغير كل طائرة قطع لاحتلال فقط نصف المساحة للمقطع قطع الشظية بانزلاق الذروات على طول الحواف (أرقام 3b-3d) في وضع التحرير.
      ملاحظة: هو الجانب المناسب من دليل قطع الجانب الوحشي الشظية. لأن سفن التغذية تقع في الجانب الآنسي، لا يهدف الدليل في الجانب الآنسي.
    3. توحيد طائرتين لتنتهي بناء متين في وضع الكائن (4a الأرقام-4e). حدد الذروات من جميع هذه الطائرات وربطها ببعضها البعض بوجوه وحواف في وضع التحرير شكل متين مستطيلة.
    4. طرح الشظية من هذا الصلب مستطيلة باستخدام معدل قيمة منطقية (5a الأرقام-ج 5).
      ملاحظة: سطح هذا الطرح يناسب تماما الجانب الجانبي الشظوية. وتتكرر نفس الإجراءات في كل كتلة شظوي اللازمة.
    5. توحيد كل الصلبة المطروحة في وضع الكائن.
    6. ضع مكعب قرب المطروحة المواد الصلبة (الشكل 5د). قذف وجوه جعل الأعمدة (5e الأرقام-5 غ). توحد هذه الدعائم للمواد الصلبة المطروحة. وهذا هو دليل قطع الشظوية (ح الأرقام 5-5 ياء).
  4. دليل قطع العظم الفك
    ملاحظة: قطع في الفك، ليس ضروريا لتصميم الدليل لكل سطح القطع، لأن مناطق محدودة فقط ليتم بناؤها باستخدام الشظية. عادة، يتم تصميم دليلين القطع، التي تشمل مجالات زيجوماتيك السنخية والوحشي الآنسي،.
    1. إعداد الطائرات فكي علوي وزيجوماتيك التي كانت على السطح الأصلي المتبقي بعد إزالة فكي علوي. هامش 1 سم في العرض كافية (الشكل 6).
    2. قذف وجوه إعدادها في الخطوة 2.4.1 رشاقته الطائرة وترسيخ لهم في وضع التحرير باستخدام المعدل سوليديفي (الشكل 6ب).
    3. حذف صلبة سميكة عبر الطائرات الاستئصال، التي تقررت في الخطوة 2-1، على كلا الطرفين؛ هذه الكيفية التي صممت أدلة القطع فكي علوي.
      ملاحظة: إذا هو خشونة السطح المناسب، منطقة تركيب أصغر كافية. إذا كان السطح المناسب أن تكون مسطحة، مطلوب مساحة كبيرة لتجنب أي انزلاق للدليل.
  5. دليل التثبيت لشرائح شظوي
    ملاحظة: تعتبر شظوي الأجزاء التي ستنقل إلى الفك الأعلى إلى أن تكون دقيقة في حجم وطول، ولكن يمكن أن تنحرف موقع النقل بحرية إذا لم يتم استخدام دليل التثبيت. الشظية، وكل سطح القطع (كما في الخطوة 2، 2) تستخدم مرة أخرى في هذا الجزء.
    1. بناء كل كتلة شظوي في المعدل منطقية بإخراج منطقة التقاطع بين الشظية والصلبة مع قطع طائرات على طرفي (الأرقام 7a و 7b) في وضع التحرير.
    2. استخراج نصف سطح كل كتلة شظوي سطحية.
    3. توحيد جميع هذه الأسطح في وضع الكائن (الشكل 7ج).
    4. حذف وجوه صغيرة في وضع التحرير باستخدام سكين قطع ( الشكل 8) لتأمين الأماكن لتركيب لوحات معدنية.
    5. رشاقته على السطح باستخدام معدل توطيد في وضع التحرير (8b الأرقام-8e).
      ملاحظة: الحد أدنى 2 – 3 مم سمك ضروري لتحقيق الاستقرار في دليل التثبيت وتجنب تشويه. إذا تم تصميم الجناح على كلا الطرفين، وسوف يساعد دليل الفك دون استخدام أي لوحات معدنية.

3-الطباعة ثلاثي الأبعاد لعملية جراحية نموذجية وأدلة حقيقية

ملاحظة: الهدف الرئيسي من هذا التقرير لإظهار طريقة تصميم أدلة الجراحية؛ الإجراء الموضح أدناه غير ضرورية إذا لم يلزم الطباعة ثلاثية الأبعاد.

  1. تصدير تصاميم الأدلة في شكل.stl، التي يمكن أن تكون طباعة ثلاثية الأبعاد.
  2. طباعة جميع الأدلة والعظام.
    ملاحظة: تعتبر الطوافات في الطباعة، لزعزعة سلسة الطباعة السطحية وتؤدي إلى نوبة خشنة السطح والفقيرة للعظام، وحيث تجب إلى الطائرة التي يجب أن يكون سلسا نحو الأعلى.
  3. إجراء الجراحة النموذجي على النحو التالي:
    1. جراحة مماثلة إلى الفعلية، تناسب إس قطع دليل على عظم الوجه النموذجي الأول (الشكل 9). بعد ذلك، قص عظم الوجه جنبا إلى جنب مع سطح القطع باستخدام منشار.
    2. إرفاق دليل قطع شظوي نموذج شظوي العظام وأجزاء (الشكل 9ب). إرفاق كتل شظوي إلى دليل التثبيت (ج 9 أرقام و 9 د).
    3. إصلاح هذا دليل التثبيت المعقدة لعيب فكي علوي باستخدام مسامير وألواح (الشكل 9ه). بعد تحديد شرائح الشظوية للفك الأعلى في المنطقة حيث لا نعلق دليل التثبيت باستخدام مسامير وألواح، إزالة دليل التثبيت. وهذا يكمل إعادة إعمار (الشكل 9و).
  4. مسح الصورة 3-د-أعيد بناؤها وتسجيله في تنسيق.stl باستخدام ماسح ضوئي ثلاثي الأبعاد24.
  5. مقارنة الملف.stl نموذج ما بعد الجراحة وكاد بناؤها التصميم (الشكل 10) باستخدام البرمجيات مقارنة بين25.
    ملاحظة: يحسب بمقارنة تصميم التعمير الظاهري ونموذج التعمير المصحوبة بمرشدين، الدقة الفعلية. لأنه يتم الحصول على دقة CAD/CAM داخل انحراف 2.5 ملم في إعادة بناء الفك السفلي10، ينبغي أن يشترط على دقة مماثلة في هذا الأسلوب. إذا كان لا يمكن الحصول على الدقة المطلوبة، إعادة تصميم الظاهري.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

استخدام الإجراء المعروضة هنا، تم تحديد منطقة الاستئصال أولاً. استخدام برنامج CAD، كان مقيداً في مجال استئصال تماما بالوجوه. تم طرح هذا المجال من عظم الوجه بعملية منطقية. صورة الشظية انصب على العيب، ووجوه شظوي قطع وضعت في النقاط المناسبة التي أعيد بناؤها. قطع شظوي جميع وجوه مرتبطة بالشظية في أصل الإعداد. وقدمت أصغر هذه الوجوه ومتحدين لجعل المواد الصلبة. الشظية طرح من هذه المواد الصلبة وأصبحت بعد ذلك أدلة قطع شظوي. كما كانت سميكة السطوح المتبقية في عظم الوجه؛ وأصبحت هذه الأدلة فكي علوي القطع. المتحدة الجانبين سطحية الشظوية الأجزاء واستخراجها لتصبح دليل تثبيت. وأخيراً، صممت الدليل قطع الشظوية والدليل القطع فكي علوي، ودليل التثبيت شظوي في خلاط. تم تصدير هذه التصاميم من الأدلة في شكل.stl. أنها أصبحت كائنات حقيقية البلاستيك عن طريق الطباعة ثلاثية الأبعاد (الأرقام 9a و 9b).

تم إجراء عملية جراحية نموذجية (ج 9 أرقام-9f). دليل القطع فكي علوي ودليل قطع شظوي كانت مزودة تماما إلى عظم الوجه ونماذج شظوي العظام. وأجريت أيضا قطع النماذج مع رأي وتحديد النتائج مع ألواح التيتانيوم ومسامير. بعد تثبيت البرنامج، تحددها صورة 3-د-أعيد بناء ماسح ثلاثي الأبعاد24. كانت مقارنة الملف.stl نموذج ما بعد الجراحة وتصميم CAD بناؤها من حيث دقة الأدلة والإجراءات باستخدام البرمجيات مقارنة بين25. وترد البيانات من نموذج عملية جراحية في الشكل 10؛ يمكن تنفيذ إعادة الإعمار تقريبا داخل انحراف 2 مم.

Figure 1
الشكل 1 : البت في مجال استئصال فكي علوي- يتم استيراد الملف.stl العظام الوجه () الأصلي إلى خلاط. (ب) الأول قطع الطائرة يتم إدراج في الآفة زيجوماتيك. يتم وضع (ج) التالي قطع الطائرة. (د) يتم أيضا تعيين الطائرة قطع من منطقة السنخية. (ه) القطع الطائرات يجب أن تكون متحدة وتطويق منطقة الختان تماما. (و) باستخدام معدل منطقية، يتم طرح منطقة ماكسيليكتومي من عظم الوجه. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 2
الشكل 2 : تخطيط موقع شرائح الشظوية. يتم استيراد الملف ().stl الشظوية الخلاط. ويوضع الجزء القاصي من الشظية في منطقة السنخية أولاً. (ب) القطع الطائرة هو نسخ وربطها بالشظية كوالد الإعداد. (ج) وفقا لما يفضله الجراح التخطيط، يتم وضع الطائرة قطع التالي على الشظية. منطقة شظوي هي تقع بين هذه طائرتي يصبح الجزء شظوي الضرورية الأولى. يتم وضع (د) لتحديد موقع للجزء القادم الشظوية، الشظية المنسوخة. وتوضع أيضا قطع الطائرات القادمة وفقا للحكم الصادر عن الجراح. (ه) وأخيراً، صممت ثلاث كتل الشظوية، كما هو الحال في هذا المثال. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 3
الشكل 3 : انزلاق الذروة على طول الحافة. () ثلاثة أزواج من الطائرات قطع مرتبطة بالشظية كوالد الإعداد. (ب-د) للحصول على تصميم دليل مناسبة، يتم نقل ذروة الطائرة على طول الحافة في وضع التحرير. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 4
الشكل 4 : تصميم المربع للتحضير لجعل الدليل قطع الشظوية. () الطائرة قطع هذا هو الذهاب إلى تخفيض في الحجم لتصبح حجم دليل قطع مناسبة. (ب) الحجم النهائي للقطع وهو أبرز. (ج) القطع الطائرة يتحدد بانزلاق الذروة على طول الحافة، وبالمثل إلى الرقم 3. (د) الطائرتين قطع متحدون بإضافة الطائرة الجديدة في وضع الكائن. (ﻫ) أخيرا، تتم إضافة الطائرات تطويق السطح كله في وضع التحرير. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 5
الشكل 5 : تقديم الدليل قطع شظوي. () استخدام الإجراءات هو مبين في الشكل 4، صممت ثلاثة مربعات. (ب) كل مربع تتقاسمها الشظية استخدام الطرح من معدل قيمة منطقية. (ج) العكس السطح كل مربع هو تماما نفس السطح شظوي. (د) جعل الأعمدة، ويوضع مكعب قرب المواد الصلبة المطروحة. (ه) وجه هذا المكعب هو مقذوف. (و) بتكرار هذا البروز، يرصد الدعامة الرئيسية. (ز) مصنوعة بإضافة الركنين الآخرين، المرفقات للمواد الصلبة المطروحة. (ح) الدعامة والمواد الصلبة المطروحة. (و ياء) يناسب هذا الدليل القطع تماما إلى سطح الشظية. ويصبح كل حافة قطع الطائرة، الذي يوجه منشار القطع. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 6
الرقم 6 : تصميم دليل قطع فكي علوي- تعد فقط المتاخمة لمنطقة قطع السطوح () المتبقية في الفك والوجنة. (ب) هذه الطائرات وهي سميكة لتشييد الصلبة لتناسب على عظام فكي علوي وزيجوماتيك، باستخدام معدل توطيد في وضع التحرير. الحافة الصلبة هذا يصبح الطائرة قطع منشار العظام. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 7
الشكل 7 : أخذ طائرة نقل. () يتم فصل كل قطعة شظوي استخدام تقاطع معدل منطقية. (ب) وفي هذه الحالة، إعادة الإعمار السنخية أولوية على مدى الأهمية التي زيجوماتيك. (ج) يتم جمع كل وجه سطحية والمتحدة للإعداد لبناء دليل التثبيت. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 8
الشكل 8 : تصميم دليل تثبيت الأجزاء الشظوية. () باستخدام أداة سكين، مصممة الخطوط على السطح سطحية. (ب) نافذة صغيرة من قبل حذف الرؤوس والوجوه. يتم استخدام هذا الإطار لتثبيت لوحة التيتانيوم. (ج) بعد إجراء العديد من النوافذ، وسميكة على السطح سطحية استخدام معدل توطيد. (د وه) هو تصور فقط دليل التثبيت. في كلا طرفي، تتم إضافة الأجنحة لإصلاح هذا دليل على عظم الوجه الباقية. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 9
الرقم 9 : نموذج عملية جراحية- () يمكن أن تتحقق باستخدام طابعة ثلاثية الأبعاد وعظم الوجه، وعظم الشظوية وأدلة العمليات الجراحية. يتم فحص الدليل (ب) القطع لتناسب الشظية تماما. (ج ود) يتم تعيين شرائح شظوي التي قطعت باستخدام دليل القطع إلى دليل التثبيت. دليل التثبيت يمكن أن يصلح تماما لقطع شرائح. (e و f) باستخدام ألواح التيتانيوم ومسامير، شرائح شظوي ينقلون إلى الفك. بعد إزالة دليل التثبيت، يتم إضافة لوحات إضافية ومسامير لتثبيت أقوى. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 10
الرقم 10 : مقارنة النموذج للخطة. هذا النموذج ما بعد الجراحة هو ثلاثي الأبعاد تم مسحها ضوئياً ومقارنة بالخطة الافتراضية. يظهر المقياس (ملليمتر) المسافة الانحراف عن الخطة الافتراضية. ومعظمها العظام المحولة انحراف منخفض (أخضر)، بينما لوحات معدنية التثبيت انحراف أعلى (أحمر). ومع ذلك، الانحراف إلى حد كبير أدناه 2 مم. هذه الصورة يختلف عن النموذج هو مبين في الشكل 9. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

ويعتبر التعمير CAD/CAM الإسهام في تحقيق العظم دقيقة طول وعرض، وزاوية في قطع العظام أثناء استخدام قطع خطوط إرشاد4،5،،من67،8 ،9،10،11،،من1213،،من1415،16،17 ،،من1819. ترتيبات نقل العظام تعتبر أيضا أن تكون دقيقة باستخدام دليل تثبيت11. لأن الفعل يتم البت في أمر، وعملية، والقطع، وخطة ترتيب قبل الجراحة الفعلية، توفير الوقت آخر ميزة2،،،من1213،14.

وعلاوة على ذلك، بالإضافة إلى مزايا هذه النظرية، قوة تقنية CAD/CAM أنه بسبب الأدلة الجراحية، أي الجراح يمكن قص في نفس المكان بنفس الطريقة، وبالتالي توحيد الأسلوب. إذا كانت الأدلة دقيقة جداً، فمن الممكن أن كل الجراح يمكن الحصول على نتائج دقيقة التعمير بدلاً من استخدام نهج خالية من ناحية حيث النتائج بدلاً من ذلك تعتمد على الخبرة. لأن هذا الأسلوب CAD/CAM برز مؤخرا جداً، تقارير مماثلة لهذا قليلة. أدلة تجارية تتوفر في البلدان الغربية؛ ومع ذلك، أساليب تصميم ليست مفتوحة للجمهور. كما يعد هذا الأسلوب تصميم جديد، نتوقع أن تكون البلدان المتقدمة النمو وتنتشر على نطاق واسع في المستقبل.

هذا النهج CAD/CAM داخلية لا تثبت دائماً التفوق. المشكلة السريرية واحد أن هذا الأسلوب تصبح عديمة الجدوى عند البيانات المقطعية الامتحان ليست مصنوعة من شرائح رقيقة وغرامة، أو يتم الحصول عليها قبل الجراحة، والجراح أما عدم اتخاذ قرار بشأن منطقة الاستئصال بسرعة أو تتغير فجأة في مجال استئصال داخل عمليا.

مشكلة صنع التصميم أنه، إذا لم يقم المصمم خبرة كافية لرؤية ومعرفة العملية الجراحية، تصميم دليل جراحية مناسبة لا يمكن الحصول على. بعد كل شيء، في هذه الحالة، المصمم لا تعرف ما هي مساحة الضبط الجراح الفعلية من شأنه أن يجعل من أجل أن يكون خاليا من الكائنات في كل حالة من الحالات الجراحية.

كمشكلة تكلفة، طابعة ثلاثية الأبعاد أمر ضروري للمبتدئين مصمم لإنشاء تصاميم التجربة والخطأ لتجسيد هذه الأدلة الفعلية. بعد أن أصبح مصمم جيدا من ذوي خبرة، لم يعد تجسيد التصميم لا غنى عنه. لحسن الحظ، أجهزة الكمبيوتر والطابعات ثلاثية الأبعاد أصبحت أرخص، مما يعني أننا تصميم وتصنيع أدلة العمليات الجراحية بشكل مستقل دون الاضطرار إلى الاعتماد على خدمات الشركات باهظة الثمن. عيب أننا لا نستطيع بعد ثلاثي الأبعاد طباعة الألواح المعدنية المستخدمة لتثبيت البرنامج. البلاستيك من المواد الرئيسية التي يمكن أن نستخدمها للطباعة ثلاثية الأبعاد. وهكذا، نحن يجب أن ينحني قبل لوحات معدنية قبل الجراحة. كما من المتوقع غير مكلفة الطابعات ثلاثية الأبعاد التي يمكن التعامل مع المعادن حيز الاستخدام في المستقبل، يمكن أيضا أن تصمم لوحات التثبيت ثم، وجميع الإجراءات ستكون أقل اعتماداً على تقنيات خالية من ناحية.

تنصهر فيها ترسب النمذجة (FDM) واحدة من تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد الأكثر استخداماً. كائنات ثلاثية الأبعاد تم إنشاؤها بواسطة البثق البوليمرات الحرارية من خلال فوهة. عند الحصول على المواد الحرارية الباردة، قد تولد الضغوط الداخلية التشوهات (تشويه)26. ستايرين بوتادين أكريلونيتريل (ABS) وحمض اللبنيك (جيش التحرير الشعبي) هي الغالبة اللدائن المستخدمة خيوط اللدائن. بتروبوليس et al. 7 المشار إليها، لأن إس الفك السفلي نماذج يتم عرضه بوجه خاص لتزييفها، مواد ABS البلاستيكية أقل مثالية لنماذج العمليات الجراحية بالمقارنة مع جيش التحرير الشعبي الصيني. المواد البلاستيكية ABS وجيش التحرير الشعبي الصيني هي الغاز تعقيمها وصارمة بما فيه الكفاية ليكون بمثابة قالب27. بالمقارنة مع القيمة المطلقة، جيش التحرير الشعبي الصيني أقل مرونة مع انخفاض درجة حرارة ذوبان. وهكذا، كنا جيش التحرير الشعبي الصيني وطريقة تعقيم بلازما درجات الحرارة المنخفضة تحت 45 درجة مئوية في حالة سريرية. نظراً لأن درجة حرارة الزجاج لجيش التحرير الشعبي الصيني استخدمنا 60 درجة مئوية، ونحن لم تستخدم اﻷوتوكﻻف التعقيم (حوالي 121 درجة مئوية) أو التعقيم أكسيد غاز الإيثيلين (حوالي 60 درجة مئوية).

وتظل إمكانية تزييفها التشوه. ومع ذلك، صحة التقارير السابقة دقة النماذج المطبوعة بشركة في مجال جراحة الوجه والفكين28. تستخدم العديد من المقالات دراسة مقارنة للفك السفلي البشرية الجافة ومتماثلة FDM المطبوعة باستخدام البيانات المقطعية الممسوحة ضوئياً. وأظهرت هذه الدراسات أن الصف المستهلك بشركة طباعة نماذج بدقة مقبولة، مماثلة لنتائج الليزر الانتقائي الصناعية تلبد (سلس) الطابعات27،،من2930. نزام et al. 1 القول بأن نوعية المقطعية أيضا أحد المحددات الرئيسية لأخطاء الأبعاد، جنبا إلى جنب مع الجهاز النموذج السريع.

حتى إذا تم تصميم أدلة دقيقة تقريبا، الأدلة المطبوعة في بعض الأحيان لا تتناسب مع نماذج العظام قبل العملية الجراحية. ونحن نعتبر هناك سببان لذلك.

1-الشكل عظمى سطحية للمنطقة حيث يهدف الدليل أن يعلق مسطحة جداً أن يكون مدمن مخدرات (لا سيما الفك). إذا كانت هذه الأسطح السلس وغير متساوية، على سطح دليل المعرضة لأن تصبح زلقة وإمكانية تركيب سوء إلى منطقة عظمى خاطئة. لتجنب هذه الحالة، منطقة المرفقة وينبغي تصميم أوسع وأوسع نطاقا للقبض على منطقة عظمى الدقيق. في الوقت نفسه، إذا كانت منطقة المرفقة يصبح أكبر، منطقة تقوض يصبح أكبر، الذي ينتج ندبة أوسع.

2. من ناحية أخرى، دليل العمليات الجراحية البلاستيكية صعبة أيضا لتناسب إذا كان الشكل من هذا السطح متفاوتة ومعقدة جداً. لأن سطح خشن مع العديد من العمليات الصغيرة للأدلة CAD/CAM الحث على مقاومة الاحتكاك عندما تعلق على العظام، مفرط ينضب والسطوح دليل معقدة أيضا عرضه لسوء تناسب إلى المكان الخطأ. لتجنب هذه الحالات، الطباعة التجربة والخطأ ونموذج عملية جراحية قبل الجراحة الفعلية ضرورية. كنتيجة لذلك، الاستعانة بمصادر خارجية الطباعة ثلاثية الأبعاد غير مستحسن.

أخيرا، حتى لو كان الدليل قادرة على احتواء في الجراحة النموذجية، عندما لا يصلح في حالات سريرية، ينبغي أن يكون نوعا من الدليل المرجعي. وهذا يشبه عندما لا تتناسب مع الأدلة التجارية. القرارات النهائية في الجراحة الحقيقية ينبغي أن تستند إلى الاعتراف بجماليات الوجه وانسداد بالجراح، وليس من الدليل.

على الرغم من أن تكلفة الظاهر يبدو أن تكون أرخص باستخدام نهج CAD/CAM داخلية من النهج التجاري، التكلفة، الذي يشمل العمل التطوعي للجراح والوقت لتصميم وطباعة، الحقيقية دائماً التقليل من شأن أو مهملة. ومع ذلك، حتى إذا كانت الأدلة التجارية أصبحت أرخص، لا يزال لديه هذا النهج الداخلية ميزة فريدة من نوعها، وهي أن الجراحين يمكن مباشرة وسهولة إجراء عمليات إعادة البناء على التجربة والخطأ في محاكاة افتراضية وندرك العلاقة الموقع بين عظم الوجه والأجزاء الشظوية.

تصميم أدلة يقتصر على الأنسجة الصلبة مثل العظام في هذا التقرير. ومع ذلك، يمكن تصميم أدلة الجراحي للأنسجة اللينة قطع وتحديد مثل أنسجة الدهون أو العضلات. وتعتبر الأدلة تكون قابلة للتطبيق في العمليات الجراحية غرض القيام بالتعمير الهيكلية ثلاثي الأبعاد باستخدام الأنسجة الرخوة. وسيصمم إرشادات التثبيت قريبا لإعادة بناء الثدي بعد جراحة سرطان الجر في إعادة صياغة أفضل احتواء الأنسجة الدهنية المحولة من البطن للثدي.

وفي الختام، باستخدام نهج داخلية، CAD/CAM الجراحية أدلة يمكن تصميم وطباعتها في مستشفى. بالإضافة إلى استخدام تعمير دقيقة من CAD/CAM، يمكن أيضا استخدام هذه التقنيات من الجراحين الذين يعيشون خارج المناطق التي تتوفر فيها أدلة تجارية. هذا الأسلوب خيار لإعادة البناء فكي علوي.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

الكتاب ليس لها علاقة بإعلان.

Acknowledgments

وأيد هذا العمل جزئيا JSPS كاكينهي المنحة رقم JP17K11914.

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/

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Hirsch, D. L., et al. Use of computer-aided design and computer-aided manufacturing to produce orthognathically ideal surgical outcomes: A paradigm shift in head and neck reconstruction. Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 67 (10), 2115-2122 (2009).
  2. Hanasono, M. M., Skoracki, R. J. Computer-assisted design and rapid prototype modeling in microvascular mandible reconstruction. The Laryngoscope. 123 (3), 597-604 (2013).
  3. Roser, S. M., et al. The accuracy of virtual surgical planning in free fibula mandibular reconstruction: Comparison of planned and final results. Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 68 (11), 2824-2832 (2010).
  4. Ayoub, N., et al. Evaluation of computer assisted mandibular reconstruction with vascularized iliac crest bone graft compared to conventional surgery: A randomized prospective clinical trial. Trials. 15, 114 (2014).
  5. Stirling, C. E., et al. Simulated surgery and cutting guides enhance spatial positioning in free fibular mandibular reconstruction. Microsurgery. 35 (1), 29-33 (2015).
  6. Schepers, R. H., et al. Accuracy of fibula reconstruction using patient-specific CAD/CAM reconstruction plates and dental implants: a new modality for functional reconstruction of mandibular defects. Journal of Cranio-Maxillofacial Surgery. 43 (5), 649-657 (2015).
  7. Tarsitano, A., et al. Mandibular reconstructions using computer-aided design/computer-aided manufacturing: a systematic review of a defect-based reconstructive algorithm. Journal of Cranio-Maxillofacial Surgery. 43 (9), 1785-1791 (2015).
  8. Wilde, F., et al. Multicenter study on the use of patient-specific CAD/CAM reconstruction plates for mandibular reconstruction. International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery. 10 (12), 2035-2051 (2015).
  9. Huang, J. W., et al. Preliminary clinic study on computer assisted mandibular reconstruction: the positive role of surgical navigation technique. Maxillofacial Plastic and Reconstructive Surgery. 37 (1), 20 (2015).
  10. Numajiri, T., Nakamura, H., Sowa, Y., Nishino, K. Low-cost design and manufacturing of surgical guides for mandibular reconstruction using a fibula. Plastic and Reconstructive Surgery - Global Open. 4 (7), 805 (2016).
  11. Numajiri, T., Tsujiko, S., Morita, D., Nakamura, H., Sowa, Y. A fixation guide for the accurate insertion of fibular segments in mandibular reconstruction. Journal of Plastic, Reconstructive & Aesthetic Surgery. Open. 12 (8), 1-8 (2017).
  12. Toto, J. M., et al. Improved operative efficiency of free fibula flap mandible reconstruction with patient specific, computer-guided preoperative planning. Head & Neck. 37 (11), 1660-1664 (2015).
  13. Avraham, T., et al. Functional outcomes of virtually planned free fibula flap reconstruction of the mandible. Plastic and Reconstructive Surgery. 134 (628), 634- (2014).
  14. Sieira, G. R., et al. Surgical planning and microvascular reconstruction of the mandible with a fibular flap using computer-aided design, rapid prototype modeling, and precontoured titanium reconstruction plates: A prospective study. British Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 53 (1), 49-55 (2015).
  15. Seruya, M., Fisher, M., Rodriguez, E. D. Computer-assisted versus conventional free fibula flap technique for craniofacial reconstruction: An outcomes comparison. Plastic and Reconstructive Surgery. 132 (5), 1219-1225 (2013).
  16. Metzler, P., et al. Three-dimensional virtual surgery accuracy for free fibula mandibular reconstruction: Planned versus actual results. Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 72 (12), 2601-2604 (2014).
  17. Numajiri, T., et al. Using an in-house approach to CAD/CAM reconstruction of the maxilla. Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 76 (6), 1361-1369 (2018).
  18. Bosc, R., et al. Mandibular reconstruction after cancer: An in-house approach to manufacturing cutting guides. International Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 46 (1), 24-29 (2017).
  19. Ganry, L., et al. Three-dimensional surgical modeling with an open-source software protocol: Study of precision and reproducibility in mandibular reconstruction with the fibula free flap. International Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 46 (8), 946-950 (2017).
  20. InVesalius. , Available from: https://www.cti.gov.br/en/invesalius (2018).
  21. Blender. , Available from: https://www.blender.org/ (2018).
  22. Free3D. , Available from: https://free3d.com/3d-models/human (2018).
  23. MakerBot Replicator+. , Available from: https://www.makerbot.com/replicator/ (2018).
  24. Artec Eva Lite. , Available from: https://www.artec3d.com/portable-3d-scanners/artec-eva-lite (2018).
  25. The CloudCompare. , Available from: http://www.danielgm.net/cc/ (2018).
  26. Guerrero-de-Mier, A., Espinosa, M. M., Dominguez, M. Bricking: A new slicing method to reduce warping. Procedia Engineering. 132, 126-131 (2015).
  27. Petropolis, C., Kozan, D., Sigurdson, L. Accuracy of medical models made by consumer-grade fused deposition modeling printers. Plastic Surgery. 23 (2), Oakville, Ont. 91-94 (2015).
  28. Alsoufi, M. S., Elsayed, A. E. Warping deformation of desktop 3D printed parts manufactured by open source fused deposition modeling (FDM) system. International Journal of Mechanical and Mechatronics Engineering (IJMME) - International Journal of Engineering and Sciences (IJENS). 17 (4), 7-16 (2017).
  29. Maschio, F., Pandya, M., Olszewski, R. Experimental validation of plastic mandible models produced by a "low-cost" 3-dimensional fused deposition modeling printer. Medical Science Monitor. 22, 943-957 (2016).
  30. Rendon-Medina, M. A., Andrade-Delgado, L., Telich-Tarriba, J. E., Fuente-Del-Campo, A., Altamirano-Arcos, C. A. Dimensional error in rapid prototyping with open source software and low-cost 3D-printer. Plastic and Reconstructive Surgery - Global Open. 6 (1), 1646 (2018).
  31. Nizam, A., Gopal, R. N., Naing, L., et al. Dimensional accuracy of the skull models produced by rapid prototyping technology using stereolithography apparatus. Archives of Orofacial Sciences. 1, 60-66 (2006).

Tags

الطب، 138 قضية، جراحة الفك-الوجه، والجراحة الدقيقة، رفرف مجاناً، الشظية، التعمير الفك الفك السفلي، وتعمير الرأس والرقبة
تصميم CAD/CAM أدلة العمليات الجراحية لإعادة الإعمار فكي علوي باستخدام نهج الداخلية
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Numajiri, T., Morita, D., Nakamura,… 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).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter