Summary
כאן, אנו מציעים הערכה מעשית, מעשית ומיוניתן לשחזור עבור שחזור באמצעות מחשב של הלסת התחתונה כדי ליצור אחידות בין המחקרים בנוגע להערכת דיוק של הניתוח. פרוטוקול זה ממשיך ומציין פרסום מוקדם יותר של הערכה זו מנחה.
Abstract
השוואות התקפות של הדיוק הפוסט-פעיל באמצעות שחזור באמצעות מחשב של הלסת התחתונה קשות בשל הטרוגניות בשיטות דימות, סיווג פגמים בלסת התחתונה ומתודולוגיות הערכה בין לימודים. הנחה זו משתמשת בגישה צעד-אחר-צעד המנחה את תהליך הדימות, סיווג של פגמים בלסת והערכת נפח של מודלים תלת-ממדיים (3D), ולאחר מכן ניתן לבצע שיטת הערכה לגיטימציה להערכת דיוק כמותית בין המצב הקליני הפוסט-פעיל לבין התוכנית הווירטואלית שלפני הניתוח. הקונדיקלס והפינות האנכיות והאופקיות של הלסת התחתונה משמשות כציוני דרך גרליים להגדרת קווים וירטואליים בתוכנת הניתוח בעזרת המחשב (CAS). בין הקווים האלה הצירי, המשונן וזוויות הלסת התחתונה מחושבים הן בדגמי תלת-ממד מלפני ובשני הצדדים של הלסת התחתונה (הניאו) ולאחר מכן הסטיות מחושבות. על-ידי הטלת מודל תלת-ממד פוסט-ממדי לדגם תלת-ממד המתוכנן כמעט, שהוא קבוע לציר XYZ, הסטייה בין מראש לפני הניתוח המתוכנן לטיפול בשתלים דנטליים יכולה להיות מחושבת. פרוטוקול זה ממשיך ומציין פרסום מוקדם יותר של הערכה זו מנחה.
Introduction
ניתוח באמצעות מחשב (CA) בניתוח שיחזור כרוך בארבעה שלבים רצופים: שלב תכנון וירטואלי, שלב תלת-מימדי (3D) מידול, שלב כירורגי, ושלב הערכה פוסט-ניתוחית1. שלב התכנון מתחיל עם הבידור של סריקת טומוגרפיה ממוחשבת (CT), וסריקת אתר התורם CT או CT (CTA) סריקה. סוגי רקמה מגוונים מקבילים לכמות של קרני רנטגן, שמובילה לסריקת voxels עם ערך אפור מסוים נע בהתאם ליחידות האוננספילד (HU) (עצם האדם [+ 1000 HU], מים [0 HU], ואוויר [-1000 HU]). תמונות אלה מאוחסנות בתבנית קובץ של הדמיה דיגיטלית ותקשורת ברפואה (DICOM). על-ידי בחירת אזורי הריבית (ROIs) בתוכנה פילוח, מודלים תלת-ממדיים יכולים להיווצר2. טכניקת הפילוח הנפוץ והריאלי ביותר היא סף: voxels מעל ערך הסף הנבחר של HU מוקפים ב-ROI. Voxels אלה מומרים לאחר מכן לדגמי תלת-ממד בתבנית קובץ הפסיפס הסטנדרטי (STL)3, והועלה לתוך תוכנת CAS כדי לתכנן את הכריתת הניכמיות ולעצב מכשירים תלת-ממדיים4. במהלך שלב הדוגמנות, המכשירים מעוצבים הם תלת-ממד מודפסים ומעוקר, ואחריו שלב ניתוח. שלב ההערכה הסופית מורכב סריקת CT של המטופל הפוסט, ואחריו ניתוח דיוק השוואת התוצאה הפוסט-אופרטיבית עם התוכנית הווירטואלית לפני הניתוח.
סקירה שיטתית שפורסמה לאחרונה לגבי דיוק של שחזורים ללסת באמצעות המחשב הראו טרוגניות ברכישת תמונה, סיווג של פגמים הלסת, ומתודולוגיות הערכה. טרוגניות זה מגביל את ההשוואות התקפות של הדיוק של הרקמה הקשה הפוסט-מבצעית בין לימודים5. סטנדרטיזציה של שלבי CAS בתהליך שחזור הלסת חשוב בשל התקן החדש של האיחוד האירופי התקנים רפואיים (MDR), אשר דורש Conformité Européenne (CE) הסמכה עבור כל תהליכי CAS שונים, אשר יהיה פעיל מהאביב 20206. כאן, אנו מציגים הערכה מעשית, מעשית ומיוניתן להערכה עבור שחזורים באמצעות מחשב של הלסת התחתונה כדי ליצור אחידות בין המחקרים בנוגע להערכת דיוק של הניתוח. פרוטוקול זה ממשיך ומציין פרסום מוקדם יותר של הערכה זו מנחה7, אשר נמצא כעת נבדק הגדול מגוון להיכנס למחקר הקבוצה שבה כל הסוגים השונים של שחזורים הלסת יהיה מנותח עבור הדיוק שלהם במטרה לגלות את טווחי התוצאה נסבל לגבי פונקציונליות.
Protocol
האתיקה הרפואית הוועדה לסקירת המרכז הרפואי של אוניברסיטת VU (רשום במשרד ארה ב עבור הגנות מחקר האדם [OHRP] כמו IRB00002991) אישר כי המחקר הרפואי מעורבים חוק הנבדקים האנושיים (WMO) אינו חל על מחקר זה. מספר ה-FWA שהוקצה למרכז הרפואי של אוניברסיטת VU הוא FWA00017598.
הערה: אמת את כל השלבים בפרוטוקול זה באופן עצמאי על-ידי שני משקיפים שונים.
1. הדמיה באתר הגולגולת והתורמים
- לבצע סריקה לפני ולאחר הניתוח באמצעות מזהה מכשיר CT (MDCT), באמצעות הגדרות אותו מחשב וסורק, עם עובי פרוסת הפרמטר (ST) להגדיר < 1.25 מ"מ. בצע את סריקת MDCT לאחר הניתוח בתוך שישה שבועות לאחר השחזור.
הערה: במקרה של הטיפול בקרינה, השתמש בסריקת MDCT הראשונה לפני הטיפול.
2. סיווג לפגם בלסת התחתונה
- סווג את פגם הלסת התחתונה לפי סיווג בראון ואח '8.
3. פילוח תמונות DICOM של סריקת CT שלאחר הניתוח
- פתח את תוכנת 3D המבוססת על התמונה הרפואית (למשל, מחקה inPrint 3.0). לחץ על קובץ וחדש מהדיסק, ולאחר מכן ייפתח חלון תיקיה. בחר את התיקייה המכילה את תמונות DICOM של סריקת ה-CT שלאחר הניתוח כדי לייבא (בחר את התיקייה כולה), בחר את המחקר הנכון ברשימה ולחץ על המרה. חלון יצוץ להערכת כיוון הגולגולת.
- שינוי הכיוון על-ידי לחיצה על תווי הכיוון; לחץ על אישור כדי לאמת.
- בצע את זרימת העבודה מפלח 5 שלבים.
- כדי ליצור ROI, לחץ על הכלי סף . צור את ה-ROI על ידי הגדרת הסף המכיל את כל הvoxels של עצם הלסת בתוך פרק זמן מסוים של ערכי אפור, הפרופורציונאלית לצפיפות הרקמה הגרמית. כוונן באופן ידני את טווח האונספילד על-ידי הזזת שני המחוונים משמאל ומימין. לחץ על הכפתור הירוק כדי לאמת את הפילוח.
הערה: הכלי הסף מאפשר למשתמש לבחור את העצם בטווח צפיפות, המבוטא ביחידות האוננספילד. לאחר שלב זה, ROI חדש מופיע בכרטיסיה ROI והתוכנה קופצת לשלב השני של זרימת העבודה. - לעריכת ROI, בחרו בכלי בודד ; לחץ על הלסת התחתונה באשנב 3D, אשר יהיה מבודד באופן אוטומטי מן הגולגולת והופך ירוק. בחר באפשרות צור תוצאה ב-ROI חדש. לחץ על הכפתור הירוק כדי לאמת את הבידוד ולאחר מכן כל המבנים שאינם מחוברים נעלמים. שנה את שם ההחזר ("לסת תחתונה פוסט-אופ").
הערה: לחלופין, השתמשו בכלי לאסו להסרת פיזור באמצעות עריכת התשואה ישירות על התמונות או באשנב התלת-ממד. כאשר סריקת CT היא באיכות ירודה, הקונדיקלס יכול להיות מחובר לגולגולת. במקרה זה, לחץ על הכלי פיצול , המבקש מהמשתמש להגדיר קידמה ורקע. בחר את הקידמה ובחר את הלסת התחתונה ביסודיות את הצירית או את הקופסי. בחר את הרקע ובחר את לסת ואת הגולגולת יסודית הציר או הקופסי. האזור המקביל לקידמה יישמר בהחזר התשואה והאזור התואם לרקע יימחק. לחץ על הכפתור הירוק כדי לאמת. - כאשר ROI מסתיים ומוכן להמרה לדגם תלת-ממד, לחצו על הלחצן ' הוסף חלק ' בסרגל הכלים של זרימת העבודה. לחצו על הכלי ' חלק מלא '. בחרו בחלק המלא של הלסת התחתונה שלאחר הניתוח ובחרו באפשרות ' החלקה '. לחץ על הכפתור הירוק כדי לאמת.
- כאשר החלקים נבנים, התוכנה מגיעה באופן אוטומטי לשלב הרביעי של זרימת העבודה: עריכת חלק. עם קווי המתאר של החלקים שנוצרו המוצגים על התמונות, להעריך את הדיוק של החלקים. דלג על הכלי החלק .
- בשלב האחרון של זרימת העבודה (להכין הדפסה), בחר את החלק הלסת התחתונה בתפריט הייצוא, בחר את ספריית הפלט, בחר את הסולם 1, 00 ולחץ על הלחצן הירוק כדי לאמת.
הערה: החלק של "לסת תחתונה פוסט-אופ" מיוצא כעת כ-. קובץ STL.
- כדי ליצור ROI, לחץ על הכלי סף . צור את ה-ROI על ידי הגדרת הסף המכיל את כל הvoxels של עצם הלסת בתוך פרק זמן מסוים של ערכי אפור, הפרופורציונאלית לצפיפות הרקמה הגרמית. כוונן באופן ידני את טווח האונספילד על-ידי הזזת שני המחוונים משמאל ומימין. לחץ על הכפתור הירוק כדי לאמת את הפילוח.
4. XYZ כיוון הציר
הערה: מודל STL לפני הניתוח כולל את הגולגולת, (ניאו) הלסת התחתונה, ואת השתלים שיניים המתוכנן כמעט (אם מתוכננת). שימו לב כי ההערכה פועלת בקלות עם קובצי STL נפרדים של הגולגולת והגולגולת, אך עדיין במצב קבוע זה לזה. כאשר דגם STL מראש של הגולגולת והלסת התחתונה מתמזגים, השתמשו בתוכנה הרפואית התלת-ממדית (בעקבות הצעדים המתוארים לעיל) כדי לפצל את הלסת התחתונה מהגולגולת.
- פתח את תוכנת ההערכה (טבלת חומרים). גרור את קובץ STL שלפני הניתוח (כולל תוכנית וירטואלית) במסך הקפץ.
- לקבוע את מישור פרנקפורט, midsagittal המטוס, ואת nasion עבור כיוון אחיד של מודל STL טרום הניתוח של הגולגולת על ציר XYZ.
- לחץ על בניית | מטוס | מישור של 3 נקודות וליצור נקודה וירטואלית באמצעות Ctrl + שמאל לחץ הן על המישור האקוסטי הפנימי והן את שולי התשתית השמאלית (מישור פרנקפורט)9. לחץ על צור וסגור לאחר הצבעה על מודל STL.
- לחץ על בניית | שורה | קו 2 נקודות וליצור נקודה וירטואלית באמצעות Ctrl + שמאל לחץ על nasion ואת הציון (midsagittal מטוס)10.
- לחץ על בניית | נקודה | הצבע וצור נקודה וירטואלית על-ידי שימוש ב-Ctrl + left לחץ על nasion.
- לחץ על פעולות | יישור ראשי | . נקודת שורת מטוס לשלב את הפרמטר בפועל "מישור 1" עם הפרמטר הנומינלי "מישור Z", הפרמטר בפועל "קו 1" עם הפרמטר הנומינלי "קו Y", ואת הפרמטר בפועל "נקודה 1" עם הפרמטר הנומינלי "מערכת קואורדינטות גלובלית".
הערה: מודלים STL מראש של הגולגולת ו (ניאו) הלסת התחתונה קבועים כעת לציר XYZ (איור 1).
5. הערכת נפח של מודלים STL מראש ופוסט-מבצעי
הערה: בדוק מודלים STL לפני ואחרי הניתוח על הדמיון כדי לשלול אי-דיוקים בין שני הדגמים ככל האפשר, שכן הם יכולים להשפיע על מדידות דיוק.
- בחר את קובץ STL של הלסת התחתונה בלבד (ניאו) תחת רכיבים ממשיים, כאשר כל "רשתות שינוי" מוצגות. לחץ על פעולות | CAD | רשת שינוי בפועל ל-CAD. בחר נתוני CAD חדשים בתפריט הנפתח, שנה את שם הקובץ (לדוגמה, "הלסת התחתונה לפני ניתוח") ולחץ על אישור.
הערה: מודל STL שלפני הניתוח גלוי כעת תחת רכיבים נומינלי | CAD בתפריט הסייר השמאלי. - גרור את מודל STL שלאחר הניתוח לתוך התוכנה (שנוצרה במהלך סעיף 3 של הפרוטוקול). שנה את שם הקובץ (לדוגמה, "הלסת התחתונה פוסט-אופ"). בחר את קובץ STL תחת רכיבים בפועל בתפריט הסייר השמאלי שבו מוצגים כל "רשתות שינוי". לחץ על פעולות | יישור | המרת אלמנט בודד | יישור של 3 נקודות.
- בתפריט הקפץ, לשלב 3 "נקודות נומינלית" על "הלסת התחתונה לפני הלסת" (g., מחבר מעולה, אופקי, ואנכי הפינה של התחתונה) עם 3 דומה "נקודות בפועל" על "לסת תחתונה הפוסט" על ידי ctrl + שמאל לחיצה. אמת עם החל וסגור.
הערה: מודלים STL יהיה בערך על גבי זה על בסיס אלה 3 ציוני דרך. פעולה זו תאיץ את חישובי התוכנה במהלך השלבים הבאים. - בטל את הבחירה בלסת התחתונה ובחר את הלסת התחתונה שלאחר הניתוח בתפריט השמאלי של הסייר. לחצו על הכלי ' בחר/בטל ביטול משטח ' בסרגל הכלים התחתון. בחר משטח על שריד הלסת התחתונה הן בצד הרוחבי והן בצדדים המדידיים (לא במגע עם חומר האוסטסינתזה).
- לחץ על פעולות | יישור | יישור ראשי | התאמה מיטבית מקומית. בחר בכל קבוצות ה-CAD כרכיב המיועד בתפריט הנפתח. קח את המרחק המירבי של 10.000 מ"מ. ודא עם החל וסגור.
הערה: החלק הנבחר של שארית הלסת התחתונה של "הלסת התחתונה הפוסט" מונח במדויק על החלק הדומה של "לפני הלסת התחתונה". עכשיו שני הדגמים מוכנים להערכת נפח STL. - לחצו על הכלי ' בחר/בטל ביטול משטח ' בסרגל הכלים התחתון. בחרו משטח רק בצד הצדדי של השלב הקודם. לחץ על הבדיקה | השוואת CAD | השוואת פני שטח על בפועל. השתמש במרחק מקסימלי של 10.00 מ"מ בתפריט הנפתח ואמת עם אישור.
- כבה את הניראות הדו של. הלסת התחתונה שלאחר הניתוח השתמשו בכלי בחירת טלאי , לחצו שמאלה על המשטח שנבחר. לחץ על זכוכית המגדלת בסרגל הכלים שלעיל. סרגל כלים עגול מופיע במסך. לחץ על בדוק | ממוצע אריתמטיקה של תווית סטייה והממוצע האריתמטי ב-mm יוצג (איור 2).
- במקרה של ממוצע אריתמטי < 0.5 מ"מ, המשך לסעיף 6 של פרוטוקול זה. במקרה של ממוצע אריתמטי > 0.5 מ"מ, חזור על הסריקה של סריקת CT של הניתוח (DICOM file) בתוכנה הרפואית התלת-ממדית על-ידי התאמת ערכי הסף. חזור על הפילוח והטלת הסופרפוזיציה עד שממוצע חשבוני < 0.5 מ"מ מושגת.
הערה: שני אמצעי האחסון של STL מוכנים כעת עבור השוואות דיוק חוקיות.
6. הטלת מענק של תהליכי הקונדילר
- בטל את הבחירה בלסת התחתונה ובחר את הלסת התחתונה שלאחר הניתוח בתפריט השמאלי של הסייר. לחצו על הכלי ' בחר/בטל ביטול משטח ' בסרגל הכלים התחתון. בחר את המשטחים כולו של שני condyles על ידי ציור מטוסים (הצד הצדדי והמדיאלי) מן הנקודה caudal ביותר של incisura מדומה (חריץ הלסת) בניצב לקצה האחורי של הגבול בין condyles והפינה האנכית.
- לחץ על פעולות | יישור | יישור ראשי | התאמה מיטבית מקומית. בחר בכל קבוצות ה-CAD כרכיב המיועד בתפריט הנפתח. קח את המרחק המירבי של 10.000 מ"מ. ודא עם החל וסגור.
הערה: הקונדיקלס שנבחרו לפוסט "הלסת התחתונה" מונחים באופן מדויק על הקונדיקלס של "הלסת התחתונה לפני הניתוח" (איור 3).
7. חישוב של זוויות הלסת, הצירית והמשונן
הערה: זיהוי ציוני דרך של גרמיות מבוצע בנפרד בדגמי STL לפני הלסת התחתונה והלסת התחתונה של הפוסט-אופ. בטל את הבחירה בלסת התחתונה בזמן שהוא מזהה ציוני דרך בתוך "לפני הלסת התחתונה", ולהיפך.
- בחר את הלסת התחתונה שלפני הניתוח בתפריט הסייר השמאלי. לחץ על בניית | נקודה | פני השטח כדי לקבוע נקודות וירטואליות על מעולה מחבר (CS), האחורי מחבר (CP), הפינה האנכית (VC), ואת הפינה האופקית (HC) לפי סיווג בראון ואח '8.
- בחר את הלסת התחתונה שלאחר op בתפריט הסייר השמאלי. לחץ על בניית | נקודה | נקודת הקרנה כדי לקבוע נקודות וירטואליות בפקולטה למדעי המחשב, CP, VC ו-HC בהתאם לסיווג בראון ואח '8.
הערה: עבור בראון מחלקה Ic, IIc או IVc פגמים, לקבוע נקודות וירטואליות על החלק העליון והאחורי ביותר של המקטע האנכי של שתל העצם או טיטניום/מתותבת condyle. אם כריתת הלסת התחתונה כוללת אחת או יותר פינות, בחר את הנקודה הנחותה ביותר של מישור אוסטטומיה בין שני מגזרים של שתל העצם. כאשר הניתוח הלסת התחתונה כולל רק חצי של פינה אופקית או אנכית (שארית הלסת התחתונה ליד קטע של שתל העצם), לקבוע נקודה וירטואלית על מקטע של שתל עצם על החלק הנחות ביותר של מישור אוסטטומיה. במקרה של שיעור חום אני פגם הלסת התחתונה, לקבוע נקודה וירטואלית על החלק הקדמי והנחות ביותר של המקטע האופקי של השתל העצם ולשקול נקודה וירטואלית זו כמו הפינה האופקית. במקרה של שיטות האוסטאופנה מחוץ לפינה האנטומית או האופקית, יש לקבוע את האונה הקרובה ביותר לפינות אלה כפינה אנכית או אופקית. - כדי ליצור קו בין 2 נקודות וירטואליות, לחץ על בניית | שורה | . קו 2 נקודות בחר 2 נקודות תחת רכיבי בנייה בתפריט הקפץ כדי לחבר אותם עם קו. לחץ על צור וסגור.
- צור מטוס midsagittal הן הלסת התחתונה והן את הלסת התחתונה בלחיצה על הבנייה | מטוס | מישור בכיוון הצגת כיוונים. בחר 2 נקודות על ציר Z.
- כדי ליצור זווית בין 2 שורות, או בין קו למישור, לחץ על בניית | זווית | זווית 2 כיוונים. לאחר מכן בחר באפשרות שורה 1 ושורה/מישור 2 בתפריט הנפתח. לחץ על צור וסגור.
- חברו את כל זוויות הלסת התחתונה לזוויות הלסת התחתונה על-ידי בחירת זווית הלסת התחתונה לפני ניתוח בתפריט explorer, ולאחר מכן לחץ על זכוכית מגדלת | עקרון המדידה | קישור לרכיב בפועל. בחרו בזווית המתאימה שלאחר הלסת התחתונה ולחצו על הלחצן ' אשר'.
- עם הידע הזה, לקבוע את זוויות הלסת הימנית השמאלית התחתונה בין הקווים מ CS כדי VC ואת הקו midsagittal (ML).
- קבעו את זוויות הלסת הימנית והשמאלית בין הקווים מ-VC ל-HC ו-ML.
- קבע את זוויות הלסת המשונן בין הקווים מ CP ל VC ואת הקווים מ VC ל-HC.
- חשב ודווח על הסטיות במעלות (°) בין זוויות הניתוח הדו לבין הזוויות המתוכננות הווירטואליות.
8. חישוב של סטיות XYZ ומרחק XYZ של השתלת שיניים מתוכננת כמעט
הערה: השתמש בקוטר ובגובה של השתל הדנטלי הנכון (כולל בורג מכסה) במהלך תכנון טרום הניתוח להשוואה נכונה.
- לחץ על בניית | נקודה | הצבע וצור נקודה וירטואלית על-ידי שימוש ב-Ctrl + לחיצה שמאלית באמצע ובחלק העליון של בורגי הכיסוי של שתלים דנטליים בקובץ לפני ניתוח הלסת התחתונה .
- לחץ על בניית | נקודה | נקודת משטח וליצור נקודה וירטואלית על-ידי שימוש ב-Ctrl + לחיצה שמאלית באמצע ובחלק העליון של בורגי הכיסוי של שתלים דנטליים בקובץ הלסת התחתונה שלאחר op .
- לחצן העכבר הימני לחץ על שתל השיניים הראשון בלסת התחתונה לפני הניתוח. לחץ על מדידת עיקרון | קישור לרכיב בפועל. בחר את אותו שתל דנטלי של הלסת התחתונה שלאחר הניתוח. חזור על הליך זה עבור כל שתלים דנטליים.
- בחר את כל הנקודות על שתלי השיניים בתוך הלסת התחתונה לפני ניתוח ואת הלסת התחתונה של הקבצים בתפריט explorer שמאל. לחץ על זכוכית המגדלת בסרגל הכלים שלעיל. סרגל כלים עגול מופיע במסך. לחץ על בדוק ובחר dxyz כדי להציג את המרחק XYZ ב mm לכל שתל דנטלי באמצעות הנוסחה:
Representative Results
שוחזר במחלקה שלנו עם הכנף החופשית של הפיבולה כאתר תורם. מיקום מונחה שיניים ישירה שתל בוצע עם שימוש של מדריך חיתוך בולה אשר כללה גם מדריכים שתל דנטלי. השחזור הוערך באמצעות ההנחיה המוצגת. הסטיות המשונן, הצירית והלסת התחתונה (°) ושישה מרחקים XYZ שיניים (mm), חושבו ודווחו (איור 4 ואיור 5).
איור 1: התמצאות אחידה של מודל STL לפני הניתוח של הגולגולת על ציר XYZ עם מטוס פרנקפורט הוקרן לציר Z (הקו האדום), המטוס midsagittal מוקרן לציר Y (הקו הירוק), ואת nasion מוקרן לציר X (כחול). אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
איור 2: חלק מהצד הימני של הלסת התחתונה (ללא מעורבות של חומר אוסטסינתזה הגורם לפיזור) של מודל stl המתוכנן כמעט מתוכננת על גבי מודל stl הפוסט-פעיל. לאחר מכן, תוכנת CAS משמשת לחישוב הממוצע האריתמטי. סטיית 0.02 mm בין שני אמצעי האחסון בדוגמה זו נופלת בתוך הנורמה (< 0.5 מ"מ) כדי להמשיך לשלב הבא של ההערכה המנחה. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
איור 3: הטלת מודל של המודל stl לאחר הניתוח (אפור) על מודל stl לפני הניתוח, שתוקן לתוכנית הווירטואלית (כחול). רק שני התהליכים הקונדיתיים נבחרים עבור האלגוריתם של הנקודה הקרובה ביותר (אדום). אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
איור 4: שחזור של פגם בשיעור חום שלישי באמצעות הכנף החופשית של הפיבולה כאתר תורם. בדוגמה זו, שש שתלי שיניים מתוכננים כמעט ממוקמים במהלך השחזור באמצעות מדריך 3D. זוויות הקוראליות, הצירית והמשונן מחושבות הן בדגם תלת-ממד המתוכנן למעשה ובדגם תלת-ממד שלאחר הניתוח. הסטיות בין הזוויות במעלות (°) מוצגות. CS, מעולה מחבר; CP, הישבן האחורי; VC, פינה אנכית; HC, פינה אופקית; ML, midsagittal קו; בעלי כנף, שקית בחינם. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
איור 5: סטיות השתל הדנטלי על X, Y ו Z ציר והמרחק XYZ (dXYZ) של ששת שתלים מונחה שיניים מונחה. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
Discussion
זו הערכה פוסט-אופרטיבית המנחה שואפת להקל על אחידות מוגברת של ניתוח דיוק של שחזורים הלסת באמצעות המחשב. המוקד הוא על ארבעה רכיבים הקובע את ההצלחה של שחזור הלסת: (1) את המיקום של שני condyles, (2) את הזוויות של מטוסי הניקור, (3) גודל, מיקום וקיבוע של מקטעי שתל העצם, ו (4) את המיקום של שיניים מודרך שתלים (אם בוצעו באופן מיידי וכלולים בתכנון הווירטואלי).
בשלב הראשון של הפרוטוקול שלנו הציע, אנו ממליצים על סריקת MDCT הן הדמיה מראש והן לאחר הניתוח, כי האיכות של תמונות CT משפיע על דיוק עוצמת הקול של מודלים STL מקוטע. סטיות הנפח הגדול ביותר נמצאים בדגמי STL מקוטע מתוך טומוגרפיה ממוחשבת של קרן חרוט (CBCT) סורק DICOM נתונים11. סטיות העוצמה הללו משפיעות על הדיוק וההתאמה של תבניות מודפסות ומדריכים תלת-ממדיים, וכך גם משפיע על מדידות דיוק של הניתוח הדו בין מודלים STL לפני הניתוח. לכן, אנו ממליצים על שימוש בסורקי MDCT בהדמיה טרום-ומבצעית לשיקום הלסת באמצעות CAS. עובי פרוסה הוא הגורם המשפיע ביותר בדיוק בעוצמת הקול STL ויש להגדיר < 1.25 מ"מ. עובי פרוסה גבוה תשואות לאובדן פרטים במודלים STL ומשפיע על מדידות דיוק12,13. סקירה שיטתית שפורסמה לאחרונה על דיוק בשחזור הלסת באמצעות CAS הראה תיאור גרוע בחומרים ושיטות בסעיף הפרמטרים של סורק CT בשימוש על ידי סופרים5. לדעתנו, לימודי CAS צריכים תמיד לציין את הסוג והפרמטרים של שיטות דימות מראש ופוסט-מבצעיות בתחום החומרים והשיטות. כדי למנוע שינויים ארוכי טווח באמצעי האחסון, בצורה ובמיקום של חלקי שתל העצם, יש לבצע את סריקת MDCT בתוך שישה שבועות לאחר שחזור14. במקרה של שדון טיפול בקרינה, להשתמש בסריקה הראשונה MDCT לפני הטיפול כדי למנוע את הקרינה הקשורה לפתולוגיה בעצם הלסת15.
סיווג של פגמים הלסת נדרש כדי להשוות שחזורים עם מורכבות דומה. בשנת 2016, בראון ואח '8 הציע סיווג פגם ללסת התחתונה המתאר ארבעה כיתות, עם קשר בין מספר המחלקה לבין מורכבות השיחזור. היישור של מודלים STL טרום ושלאחר הניתוח בתוכנת CAS כדי להעריך את הדיוק של השחזור מציג כמה קשיים. כלי התוכנה על-ידי מעביר חלק נבחר של מודל STL (המקור) כדי להתאים ביותר לחלק קבוע של מודל STL (ההפניה) באמצעות אלגוריתם הנקודה הקרובה האיטרטיבית. עם זאת, הטלת הלסת התחתונה (הניאו) אינה מדויקת בשל פיזור של לוחית השחזור, אשר תוביל למשמרות של השחזור כולו, לא מייצגת את המיקום הקליני הפוסט-פעיל של הלסת התחתונה16. אותה בעיה מוצגת בעוד שההטלת חלקים מבודדים של השחזור17. הטלת-על של הלסת התחתונה כולל את הגולגולת ואת מדויק מכיוון שפתיחת הפה תמיד תהיה שונה במהלך סריקת טרום וניתוח. לכן, כדי להעריך את המיקום הפוסט-פעיל של הלסת התחתונה (ניאו) החלטנו ליצור זוויות הלסת (החלוץ של דה מאסצ'וק ואח') עלמודלים STL לפני ואחרי הניתוח בנפרד כדי לעקוף את בעיות על הטלת הסופרפוזיציה. עם זאת, כדי להעריך את עמדות השתל שיניים אנחנו בהכרח צריכים ליישר את שני הדגמים, באמצעות כלי התוכנה על ידי הטלת מענק. כדי ליישר לפני ולאחר מודלים STL הניתוח עם הגישה הקרובה ביותר ליחסי הלסת הקלינית של הניתוח הפנימי, אנו מאמינים כי על הטלת שניהם רק תהליכים condylar היא השיטה הריאלי ביותר, סטנדרטית והניתן להתרבות. למרות העמדה הפוסט-פעיל של שני condyles ניתן להשפיע על ידי שחזור מדויק neomandible, הקשר בין הלסת הבין מקסימום יהיה להתאים את קו האמצע, ובכך ממוצע המיקום של שני condyles סביב המטוס midsagittal19. בפרוטוקול שלנו, רק מודל STL לפני הניתוח הוא קבוע במהירות לציר XYZ באמצעות כלי מישור-קו בתוכנת CAS, המייצג בחינת ביצועים שממנה ניתן לקבוע את הסטיות הפוסט-אופרטיביות של השתלים דנטליים. מיקום הגולגולת הקבוע בציר XYZ יכול להוביל להבדלי צימטרי קטנים בין המקרים. עם זאת, אין לזה השפעה על מדידות השתל שיניים, כי אין לו השלכות על מרחק XYZ ב mm בין עמדות השתל שיניים כאשר מודל 3D הניתוח הוא על גבי מודל 3D קבוע preאופרטיעם רק שני condyles נבחר עבור אלגוריתם הנקודה הקרובה האיטרטיבית.
כפי שמתואר לעיל, דה מאסצ'וק ואח '18 החלוץ שיטת הערכה לדיוק רקמות קשות של שחזור הלסת באמצעות רשויות אישורים, תוך עקיפת הצורך בקביעת המישור האוסטאופת ועקיפת השימוש בכלי הטלת מענק. החיסרון הרציני ביותר של שיטה זו הוא שהוא נכשל בציון השיטה המשמשת לקביעת המישור הmidsagittal, שצריך להיות מתוקננת ומתואפשר. כמו כן, אין כמעט שתלי שיניים מתוכננים כלולים והבחנה בין מורכבות של שחזורים הלסת חסר. כללנו את הערכה של עמדות הניתוח של שתלים שיניים מתוכננים כמעט בפרוטוקול שלנו, כי מספר מחברים החלת שתלים שיניים מונחה בעתיד צפוי להגדיל. בשנת 2016, Schepers et al.20 הציע שיטת הערכה מצוינת לניתוח מערכת השיניים עבור שתלים דנטליים מתוכננים כמעט בשיקום הלסת באמצעות רשויות אישורים על ידי מדידת סטיית הנקודה במרכז (mm) ו סטייה זוויתית (°) לכל שתל דנטלי. המגבלה העיקרית של שיטה זו היא כמות המידות לכל שתל אשר מפחית את הכדאיות ואת התוצאות לאובדן סקירה של דיוק של השחזור כולו. אנו מציעים שיטה פשוטה יותר על-ידי קביעת מספר אחד בלבד לשתל דנטלי על ידי מדידת מרחק XYZ (dXYZ in mm). לגבי שיקום השיניים, המיקום של הצוואר של שתל השיניים הוא החלטי עבור תותבות עתידי. לכן, פרוטוקול ההערכה שלנו ממליץ יצירת נקודות וירטואליות על הצוואר של שתלים דנטליים במודלים STL טרום והניתוח. כדי לשמור על הערכה של שתלים דנטליים אפשרי החלטנו לדלג על מדידות סטייה זוויתית, כי סטיות זוויתי עד 15 ° ניתן לתקן עם אסיביות שתל זוויתי.
הצעת ההנחיה שלנו היא ישימה עבור כל סוגי אתרי התורמים ומאפשר השתלת עצם שונה אפשרויות קיבוע. כמו כן, פיזור CT של חלקי קיבוע מתכת בהדמיה הפוסט-אופרטיביים לא ישפיעו על מדידות של ההנחיה5. בהערכה זו הנחה, השתמשנו מחקה inPrint 3.0 ו גום בדוק מקצועי 2019. עם זאת, הפרוטוקול מתאר כלי תוכנה הזמינים בכל חבילות התוכנה של CAS. הנחה זו שואפת לתרום לגישה הרבה יותר סטנדרטית ואחידה לקשר בין הדיוק לבין כל הגישות השונות במהלך שלבי CAS. יש שפע מקום להתקדמות נוספת בקביעת סטיות מקובלת זווית הלסת לכל מחלקה בראון, הקשר שלהם עם עמדות הניתוח של שתלים מתוכננים כמעט שיניים, ו סטיות השתל שיניים מקובלים (dXYZ) עבור תותבות עתידיות. כיום, מחלקת המחלקה שלנו מנהלת מחקר כדי לאמת את ההנחיה הזאת בקבוצה גדולה, הלוקחת גם את כל המשתנים הנ ל בחשבון.
Disclosures
. למחברים אין מה לגלות
Acknowledgments
מחקר זה לא קיבל כל מענק ספציפי מסוכנויות מימון במגזר הציבורי, המסחרי או לא למטרות רווח.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| GOM Inspect Professional 2019 | GOM | Evaluation software | |
| Mimics inPrint 3.0 | Materialise | Image-based 3D medical software |
References
- Rodby, K. A., et al. Advances in oncologic head and neck reconstruction: systematic review and future considerations of virtual surgical planning and computer aided design/computer aided modeling. Journal of Plastic, Reconstructive & Aesthetic Surgery. 67 (9), 1171-1185 (2014).
- Rengier, F., et al. 3D printing based on imaging data: review of medical applications. International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery. 5 (4), 335-341 (2010).
- Marro, A., Bandukwala, T., Mak, W. Three-Dimensional Printing and Medical Imaging: A Review of the Methods and Applications. Current Problems in Diagnostic Radiology. 45 (1), 2-9 (2016).
- Mitsouras, D., et al. Medical 3D Printing for the Radiologist. Radiographics. 35 (7), 1965-1988 (2015).
- van Baar, G. J. C., Forouzanfar, T., Liberton, N., Winters, H. A. H., Leusink, F. K. J. Accuracy of computer-assisted surgery in mandibular reconstruction: A systematic review. Oral Oncology. 84, 52-60 (2018).
- European Union Medical Device Regulation. Regulation (EU) 2017/745 of the European Parliament and of the Council of 5 April 2017 on medical devices, amending Directive 2001/83/EC, Regulation (EC) No 178/2002 and Regulation (EC) No 1223/2009 and repealing Council Directives 90/385/EEC and 93/42/EEC. Official Journal of the European Union. 60 (117), (2017).
- van Baar, G. J. C., Liberton, N., Forouzanfar, T., Winters, H. A. H., Leusink, F. K. J. Accuracy of computer-assisted surgery in mandibular reconstruction: A postoperative evaluation guideline. Oral Oncology. 88, 1-8 (2019).
- Brown, J. S., Barry, C., Ho, M., Shaw, R. A new classification for mandibular defects after oncological resection. Lancet Oncology. 17 (1), e23-e30 (2016).
- Pittayapat, P., et al. Three-dimensional Frankfort horizontal plane for 3D cephalometry: a comparative assessment of conventional versus novel landmarks and horizontal planes. European Journal of Orthodontics. 40 (3), 239-248 (2018).
- Green, M. N., Bloom, J. M., Kulbersh, R. A simple and accurate craniofacial midsagittal plane definition. American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics. 152 (3), 355-363 (2017).
- van Eijnatten, M. B. F., de Graaf, P., Koivisto, J., Forouzanfar, T., Wolff, J. Influence of ct parameters on stl model accuracy. Rapid Prototyping Journal. 24 (4), 679-685 (2017).
- Whyms, B. J., et al. The effect of computed tomographic scanner parameters and 3-dimensional volume rendering techniques on the accuracy of linear, angular, and volumetric measurements of the mandible. Oral Surgery, Oral Medicine, Oral Pathology, and Oral Radiology. 115 (5), 682-691 (2013).
- Taft, R. M., Kondor, S., Grant, G. T. Accuracy of rapid prototype models for head and neck reconstruction. Journal of Prosthetic Dentistry. 106 (6), 399-408 (2011).
- Disa, J. J., Winters, R. M., Hidalgo, D. A. Long-term evaluation of bone mass in free fibula flap mandible reconstruction. The American Journal of Surgery. 174 (5), 503-506 (1997).
- Jereczek-Fossa, B. A., Orecchia, R. Radiotherapy-induced mandibular bone complications. Cancer Treatments Reviews. 28 (1), 65-74 (2002).
- Tarsitano, A., et al. Accuracy of CAD/CAM mandibular reconstruction: A three-dimensional, fully virtual outcome evaluation method. Journal of Cranio-Maxillofacial Surgery. 46 (7), 1121-1125 (2018).
- 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).
- De Maesschalck, T., Courvoisier, D. S., Scolozzi, P. Computer-assisted versus traditional freehand technique in fibular free flap mandibular reconstruction: a morphological comparative study. European Archives of Oto-Rhino-Laryngology. 274 (1), 517-526 (2017).
- Hidalgo, D. A., Pusic, A. L. Free-flap mandibular reconstruction: a 10-year follow-up study. Plastic and Reconstructive Surgery. 110 (2), 438-451 (2002).
- Schepers, R. H., et al. Accuracy of secondary maxillofacial reconstruction with prefabricated fibula grafts using 3D planning and guided reconstruction. Journal of Cranio-Maxillofacial Surgery. 44 (4), 392-399 (2016).
