Summary
هنا، نقترح مبادئ توجيهية عملية وقابلة للتنفيذ وقابلة للاستنساخ للتقييم لإعادة بناء الفك السفلي بمساعدة الكمبيوتر من أجل خلق الاتساق بين الدراسات المتعلقة بتقييم دقة ما بعد الجراحة. يستمر هذا البروتوكول ويحدد منشورًا سابقًا لإرشادات التقييم هذه.
Abstract
من الصعب إجراء مقارنات صحيحة لنتائج دقة ما بعد الجراحة في إعادة بناء الفك السفلي بمساعدة الكمبيوتر بسبب عدم التجانس في طرائق التصوير، وتصنيف عيب الفك السفلي، ومنهجيات التقييم بين الدراسات. يستخدم هذا المبدأ التوجيهي نهجًا تدريجيًا يوجه عملية التصوير وتصنيف عيوب الفك السفلي وتقييم حجم النماذج ثلاثية الأبعاد ( 3D ) ، وبعد ذلك يمكن إجراء طريقة تقييم دقة كمية شرعية بين الوضع السريري بعد الجراحة والخطة الافتراضية قبل الجراحة. وتستخدم condyles والزوايا الرأسية والأفقية من الفك السفلي كمعالم عظمية لتحديد خطوط افتراضية في برنامج الجراحة بمساعدة الكمبيوتر (CAS). بين هذه الخطوط يتم حساب زوايا الفك السفلي المحوري، التاجي، وكلا من الزوايا الفك السفلي ة القوس على كل من النماذج ثلاثية الأبعاد قبل وبعد الجراحة من الفك السفلي (الجدد) وبعد ذلك يتم حساب الانحرافات. من خلال فرض نموذج 3D ما بعد الجراحة إلى نموذج 3D المخطط له تقريبًا قبل الجراحة ، والذي تم إصلاحه إلى محور XYZ ، يمكن حساب الانحراف بين مواضع زراعة الأسنان المخطط لها تقريبًا قبل وبعد الجراحة. يستمر هذا البروتوكول ويحدد منشورًا سابقًا لإرشادات التقييم هذه.
Introduction
الجراحة بمساعدة الكمبيوتر (CAS) في الجراحة الترميمية تنطوي على أربع مراحل متتالية: مرحلة التخطيط الافتراضي ، مرحلة النمذجة ثلاثية الأبعاد (3D) ، مرحلة جراحية ، ومرحلة تقييم ما بعد الجراحة1. تبدأ مرحلة التخطيط بالحصول على تصوير مقطعي للطريقة القحفية (CT) ، وتصوير مقطعي أو تصوير مقطعي مقطعي (CTA) لموقع متبرع. أنواع الأنسجة المتنوعة تتوافق مع كمية من التوهين بالأشعة السينية ، مما يؤدي إلى فحص voxels مع قيمة رمادية محددة تراوحت وفقًا لوحدات Hounsfield (HU) (العظام البشرية [+1000 HU] ، والمياه [0 HU] ، والهواء [-1000 HU]). يتم تخزين هذه الصور في تنسيق ملف التصوير الرقمي والاتصالات في الطب (DICOM). من خلال اختيار المناطق ذات الاهتمام (ROIs) في برامج التقسيم ، يمكن إنشاء نماذج ثلاثية الأبعاد2. تقنية التجزئة الأكثر شعبية والجدوى هي العتبة: يتم إغلاق voxels فوق قيمة عتبة HU محددة في عائد الاستثمار. يتم تحويل هذه voxels في وقت لاحق إلى نماذج 3D في لغة Tessellation القياسية (STL) تنسيق الملف3، وتحميلها في برنامج CAS لتخطيط العظام وتصميم الأجهزة 3D4. خلال مرحلة النمذجة ، يتم طباعة الأجهزة المصممة وتعقيمها ثلاثية الأبعاد ، تليها المرحلة الجراحية. تتكون مرحلة التقييم النهائية من فحص مقطعي لما بعد الجراحة لجمجمة المريض ، يليه تحليل دقة يقارن نتيجة ما بعد الجراحة بالخطة الافتراضية قبل الجراحة.
أظهرت مراجعتنا المنهجية المنشورة مؤخرًا فيما يتعلق بدقة عمليات إعادة بناء الفك السفلي بمساعدة الكمبيوتر عدم التجانس في الحصول على الصور، وتصنيف عيوب الفك السفلي، ومنهجيات التقييم. يحد هذا التغاير من مقارنات صحيحة لنتائج دقة الأنسجة الصلبة بعد الجراحة بين الدراسات5. توحيد مراحل CAS في عملية إعادة بناء الفك السفلي مهم بسبب تنظيم الجهاز الطبي الجديد للاتحاد الأوروبي (MDR) ، والذي يتطلب شهادة المطابقة Européenne (CE) لجميع عمليات CAS المختلفة ، والتي سيتم تشغيلها من ربيع 20206. هنا، نقدم مبادئ توجيهية عملية وقابلة للتنفيذ وقابلة للتكرار للتقييم من أجل إعادة بناء الفك السفلي بمساعدة الكمبيوتر من أجل خلق التوحيد بين الدراسات المتعلقة بتقييم دقة ما بعد الجراحة. يستمر هذا البروتوكول ويحدد منشورًا سابقًا لهذا المبدأ التوجيهي للتقييم7، والذي يتم اختباره حاليًا في دراسة أترابية كبيرة متعددة المراكز يتم فيها تحليل جميع الأنواع المختلفة من عمليات إعادة بناء الفك السفلي لدقتها التي تهدف إلى اكتشاف نطاقات نتائج مقبولة فيما يتعلق بالوظائف.
Protocol
أكدت لجنة مراجعة الأخلاقيات الطبية التابعة للمركز الطبي الجامعي VU (المسجل لدى مكتب الولايات المتحدة لحماية البحوث البشرية [OHRP] باسم IRB00002991) أن قانون البحوث الطبية التي تشمل الأشخاص البشريين (WMO) لا ينطبق على هذه الدراسة. رقم FWA المخصص للمركز الطبي لجامعة VU هو FWA00017598.
ملاحظة: التحقق من صحة كافة الخطوات في هذا البروتوكول بشكل مستقل بواسطة اثنين من المراقبين مختلفة.
1. الجمجمة والمتبرعين تصوير الموقع
- قم بتنفيذ كل من المسح الضوئي قبل وبعد الجراحة باستخدام جهاز كشف CT (MDCT) متعدد ، باستخدام نفس إعدادات الجهاز والماسح الضوئي ، مع مجموعة سمك شريحة المعلمة (ST) < 1.25 مم. إجراء فحص MDCT بعد العملية الجراحية في غضون ستة أسابيع بعد إعادة الإعمار.
ملاحظة: في حالة العلاج الإشعاعي الإشعاعي، استخدم أول فحص لـ MDCT بعد الجراحة قبل العلاج.
2- تصنيف عيب الفك السفلي
- تصنيف عيب الفك السفلي وفقا لتصنيف براون وآخرون8.
3. تجزئة صور DICOM للفحص المقطعي بعد الجراحة
- افتح البرنامج الطبي ثلاثي الأبعاد المستند إلى الصور (على سبيل المثال، Mimics inPrint 3.0). انقر فوق ملف وجديد من القرص، ثم سيتم فتح إطار مجلد. حدد المجلد الذي يحتوي على صور DICOM لمسح CT بعد الجراحة لاستيراد (حدد المجلد بأكمله)، واختيار الدراسة الصحيحة في القائمة، وانقر فوق تحويل. نافذة ستظهر لتقييم اتجاه الجمجمة.
- تغيير الاتجاه عن طريق النقر إلى اليسار على أحرف الاتجاه؛ انقر فوق موافق للتحقق من صحة.
- تنفيذ سير عمل التقسيم من 5 خطوات.
- لإنشاء عائد الاستثمار، انقر فوق أداة العتبة. إنشاء العائد على الاستثمار عن طريق تحديد عتبة تحتوي على جميع voxels من عظم الفك السفلي ضمن فترة زمنية معينة من القيم الرمادية، والتي تتناسب مع كثافة الأنسجة العظمية. قرص يدويا مجموعة Hounsfield عن طريق تحريك المتزلجون اثنين على اليسار واليمين. انقر فوق الزر الأخضر للتحقق من صحة التقسيم.
ملاحظة: تسمح أداة العتبة للمستخدم بتحديد العظم ضمن نطاق من الكثافة، معبراً عنه في وحدات هونسفيلد. بعد هذه الخطوة، يظهر عائد استثمار جديد في علامة التبويب عائد الاستثمار ويقفز البرنامج إلى الخطوة الثانية من سير العمل. - للتحرير ROI، اختر أداة عزل; انقر فوق الفك السفلي في منفذ العرض ثلاثي الأبعاد، والذي سيتم عزله تلقائيًا من الجمجمة ويصبح أخضر. حدد الخيار إنشاء نتيجة في عائد استثمار جديد. انقر فوق الزر الأخضر للتحقق من صحة العزل وتختفي بعد ذلك جميع الهياكل غير المتصلة. إعادة تسمية عائد الاستثمار ("الفك السفلي بعد العملية").
ملاحظة: اختيارياً، استخدم أداة Lasso لإزالة التشتت عن طريق تحرير عائد الاستثمار مباشرة على الصور أو في منفذ العرض ثلاثي الأبعاد. عندما يكون التصوير المقطعي المحوسب من نوعية رديئة ، يمكن توصيل الأقماب بالجمجمة. في هذه الحالة، انقر فوق أداة Split، التي تطلب من المستخدم تعريف مقدمة وخلفية. حدد المقدمة وحدد الفك السفلي شامل الكوبيه المحورية أو التاجية. حدد الخلفية وحدد الفك العلوي والجمجمة شامل الكوبيه المحورية أو التاجية. سيتم الاحتفاظ بالمنطقة المقابلة مع المقدمة في عائد الاستثمار وسيتم حذف المنطقة المقابلة مع الخلفية. انقر فوق الزر الأخضر للتحقق من صحته. - عند الانتهاء من عائد الاستثمار وجاهز للتحويل إلى نموذج ثلاثي الأبعاد، انقر فوق الزر إضافة جزء في شريط أدوات سير العمل. انقر فوق أداة الجزء الصلب. حدد الجزء الصلب الفك السفلي بعد العملية وحدد إيقاف في خيارات التنعيم. انقر فوق الزر الأخضر للتحقق من صحته.
- عندما يتم إنشاء الأجزاء ، ينتقل البرنامج تلقائيًا إلى الخطوة الرابعة من سير العمل: تحرير جزء. مع ملامح الأجزاء التي تم إنشاؤها تظهر على الصور ، وتقييم دقة الأجزاء. تخطي أداة على نحو سلس.
- في الخطوة الأخيرة من سير العمل (إعداد الطباعة)، حدد جزء Mandible Post-op في قائمة التصدير، واختر دليل الإخراج، وحدد مقياس 1000 وانقر فوق الزر الأخضر للتحقق من صحته.
ملاحظة: يتم الآن تصدير الجزء "الفك السفلي بعد العملية" كـ . ملف STL.
- لإنشاء عائد الاستثمار، انقر فوق أداة العتبة. إنشاء العائد على الاستثمار عن طريق تحديد عتبة تحتوي على جميع voxels من عظم الفك السفلي ضمن فترة زمنية معينة من القيم الرمادية، والتي تتناسب مع كثافة الأنسجة العظمية. قرص يدويا مجموعة Hounsfield عن طريق تحريك المتزلجون اثنين على اليسار واليمين. انقر فوق الزر الأخضر للتحقق من صحة التقسيم.
4. اتجاه محور XYZ
ملاحظة: يتضمن نموذج المحكمة الخاصة بلبنان قبل الجراحة الجمجمة، (الجدد) الفك السفلي، وزراعة الأسنان المخطط لها تقريبًا (إذا تم التخطيط لها). لاحظ أن التقييم يعمل بشكل أسهل مع ملفات STL المنفصلة للجمجمة والجمجمة ، ولكن ها هو في وضع ثابت لبعضها البعض. عندما يتم دمج نموذج STL قبل الجراحة للجمجمة والفك السفلي، استخدم البرنامج الطبي ثلاثي الأبعاد (باتباع الخطوات المذكورة أعلاه) لتقسيم الفك السفلي من الجمجمة.
- فتح برنامج التقييم(جدول المواد). اسحب ملف STL قبل الجراحة (بما في ذلك الخطة الظاهرية) في الشاشة التي ظهرت.
- حدد طائرة فرانكفورت وطائرة midsagittal وnasion للاتجاه الموحد لنموذج STL قبل الجراحة للجمجمة على محور XYZ.
- انقر فوق بناء | طائرة | 3-نقطة الطائرة وإنشاء نقطة افتراضية باستخدام Ctrl + اليسار انقر فوق كل من foramina الصوتية الداخلية والهامش دون المداري الأيسر (طائرة فرانكفورت)9. انقر فوق إنشاء وإغلاق بعد الإشارة إلى نموذج STL.
- انقر فوق بناء | خط | 2 نقطة الخط وإنشاء نقطة افتراضية باستخدام Ctrl + اليسار انقر فوق nasion وbasion (midsagittal الطائرة)10.
- انقر فوق بناء | نقطة | نقطة وإنشاء نقطة افتراضية باستخدام Ctrl + اليسار انقر على nasion.
- انقر على العمليات | المحاذاة الرئيسية | نقطة خط الطائرة. الجمع بين المعلمة الفعلية "المستوى 1" مع المعلمة الاسمية "المستوى Z"، المعلمة الفعلية "الخط 1" مع المعلمة الاسمية "الخط Y"، والمعلمة الفعلية "نقطة 1" مع المعلمة الاسمية "نظام الإحداثيات العالمية".
ملاحظة: يتم الآن إصلاح نماذج STL قبل الجراحة للجمجمة و (neo) الفك السفلي إلى محور XYZ(الشكل 1).
5- تقييم حجم نماذج المحكمة الخاصة بلبنان قبل وبعد العملية الجراحية
ملاحظة: فحص نماذج STL قبل وبعد الجراحة على تشابه الحجم لاستبعاد عدم دقة الحجم بين النموذجين قدر الإمكان، لأنها يمكن أن تؤثر على قياسات الدقة.
- حدد ملف STL من الفك السفلي قبل الجراحة (الجدد) فقط تحت العناصر الفعلية، حيث يتم عرض جميع "الاتصالات". انقر على العمليات | كندي | شبكة الفعلية إلى كندي. حدد بيانات CAD الجديدة في القائمة التي ظهرت، وإعادة تسمية الملف (على سبيل المثال، "الفك السفلي قبل العملية") وانقر فوق موافق.
ملاحظة: نموذج المحكمة الخاصة بلبنان قبل الجراحة مرئي الآن تحت العناصر الاسمية | CAD في القائمة مستكشف اليسار. - اسحب طراز STL بعد العملية إلى البرنامج (تم إنشاؤه أثناء القسم 3 من البروتوكول). إعادة تسمية الملف (على سبيل المثال، "الفك السفلي بعد العملية"). حدد ملف STL ضمن العناصر الفعلية في قائمة المستكشف الأيسر حيث يتم عرض كافة "الـ Meshes". انقر على العمليات | المحاذاة | تحويل عنصر واحد | محاذاة ثلاثية النقاط.
- في القائمة برزت المتابعة ، والجمع بين 3 "نقاط الاسمية" على "الفك السفلي قبل العملية" (على سبيل المثال ، condyle متفوقة ، الأفقي ، والزاوية الرأسية من الفك السفلي) مع 3 مماثلة "النقاط الفعلية" على "الفك السفلي ما بعد العملية" من قبل ctrl + اليسار النقر. التحقق من صحة مع تطبيق وإغلاق.
ملاحظة: سيتم فرض نماذج STL تقريبًا على بعضها البعض استنادًا إلى هذه المعالم الـ 3. سيؤدي ذلك إلى تسريع حسابات البرنامج خلال الخطوات التالية. - قم بإلغاء تحديد الفك السفلي قبل العملية وحدد الفك السفلي بعد العملية في قائمة المستكشف الأيسر. انقر فوق تحديد/إلغاء التحديد على أداة Surface في شريط الأدوات السفلي. حدد سطح على بقايا الفك السفلي على الجانبين الجانبي والوسائط (وليس على اتصال مع المواد العظام).
- انقر على العمليات | المحاذاة | المحاذاة الرئيسية | المحلية أفضل تناسب. حدد كافة مجموعات CAD كعنصر مستهدف في القائمة التي ظهرت. خذ مسافة قصوى قدرها 10.000 مم. التحقق من الصحة مع تطبيق وإغلاق.
ملاحظة: سيتم فرض الجزء المحدد من الجزء السفلي المتبقي من "الفك السفلي بعد العملية" بدقة على الجزء المماثل من "الفك السفلي قبل العملية". والآن أصبح كلا النموذجين جاهزين لتقييم حجم المحكمة الخاصة بلبنان. - انقر فوق تحديد/إلغاء التحديد على أداة Surface في شريط الأدوات السفلي. حدد سطحًا على الجانب الجانبي فقط داخل سطح الخطوة السابقة. انقر على التفتيش | مقارنة CAD | مقارنة السطح على الفعلي. استخدام مسافة قصوى من 10.00 ملم في القائمة برزت المتابعة والتحقق من صحة مع موافق.
- إيقاف تبديل الرؤية من الفك السفلي ما بعد العملية. استخدم أداة تحديد التصحيح، انقر على السطح المحدد باليسار. انقر فوق العدسة المكبرة على شريط الأدوات أعلاه. يظهر شريط أدوات مستدير في الشاشة. انقر فوق التحقق | سيتم عرض المتوسط الحسابي لتسمية الانحراف والمتوسط الحسابي في mm(الشكل 2).
- في حالة وجود متوسط حسابي <0.5 مم، تابع القسم 6 من هذا البروتوكول. في حالة وجود متوسط حسابي > 0.5 مم، كرر تجزئة الفحص المقطعي بعد الجراحة (ملف DICOM) في البرنامج الطبي ثلاثي الأبعاد عن طريق ضبط قيم العتبة. كرر التجزئة والفوقية حتى يتحقق الوسط الحسابي < 0.5mm.
ملاحظة: وحدات التخزين STL اثنين الآن جاهزة لمقارنات دقة صالحة.
6. فرض عمليات condylar
- قم بإلغاء تحديد الفك السفلي قبل العملية وحدد الفك السفلي بعد العملية في قائمة المستكشف الأيسر. انقر فوق تحديد/إلغاء التحديد على أداة Surface في شريط الأدوات السفلي. حدد الأسطح الكاملة لكلا condyles عن طريق رسم الطائرات (الجانب الجانبي والأوسط) من النقطة الأكثر حدة من incisura mandibulae (الشق الفكالسفلي) عمودي على الحافة الخلفية للحدود بين condyle والزاوية الرأسية.
- انقر على العمليات | المحاذاة | المحاذاة الرئيسية | المحلية أفضل تناسب. حدد كافة مجموعات CAD كعنصر مستهدف في القائمة التي ظهرت. خذ مسافة قصوى قدرها 10.000 مم. التحقق من الصحة مع تطبيق وإغلاق.
ملاحظة: سيتم فرض condyles المحدد من "الفك السفلي ما بعد العملية" بدقة على condyles من "الفك السفلي قبل العملية"(الشكل 3).
7. حساب الزوايا التاجية والمحورية والمترهلة الفك السفلي
ملاحظة: يتم تحديد معالم عظمية بشكل منفصل على نماذج SANDible Pre-op و "الفك السفلي ما بعد العملية". قم بإلغاء تحديد الفك السفلي بعد العملية مع تحديد المعالم العظمية في "الفك السفلي قبل العملية" ، والعكس بالعكس.
- حدد الفك السفلي قبل العملية في قائمة المستكشف الأيسر. انقر فوق بناء | نقطة | نقطة السطح لتحديد النقاط الافتراضية على التفوق condyle (CS)، condyle الخلفي (CP)، الزاوية الرأسية (VC)، والزاوية الأفقية (HC) وفقا لتصنيف براون وآخرون.
- حدد الفك السفلي بعد العملية في قائمة المستكشف الأيسر. انقر فوق بناء | نقطة | نقطة الإسقاط لتحديد النقاط الافتراضية على CS، CP، VC، وHC وفقا لتصنيف براونوآخرون.
ملاحظة: بالنسبة لعيوب الفئة البني Ic أو IIc أو IVc، حدد النقاط الظاهرية على الجزء الأكثر تفوقًا ومؤخرًا من الجزء الرأسي من الكسب غير المشروع للعظام أو التنبل/الاصطناعي. إذا كان استئصال الفك السفلي يتضمن واحد أو أكثر من الزوايا، حدد النقطة الأكثر أدنى من مستوى العظم بين جزأين من الكسب غير المشروع العظام. عندما يتضمن استئصال الفك السفلي فقط نصف الزاوية الأفقية أو الرأسية (بقايا الفك السفلي بجانب جزء من الكسب غير المشروع العظام)، وتحديد نقطة افتراضية على الجزء من الكسب غير المشروع العظام على الجزء السفلي من الطائرة العظم. في حالة فئة براون 1 عيب الفك السفلي، وتحديد نقطة افتراضية على الجزء الأكثر الأمامي والسفلي من الجزء الأفقي من الكسب غير المشروع العظام والنظر في هذه النقطة الظاهرية والزاوية الأفقية. في حالة (إضافية) العظام خارج الزاوية التشريحية الرأسية أو الأفقية، وتحديد العظم الاقرب إلى هذه الزوايا كما الزاوية الرأسية أو الأفقية. - لإنشاء خط بين نقطتين ظاهريين، انقر فوق إنشاء | خط | خط من 2 نقطة. حدد نقطتين تحت عناصر البناء في القائمة التي ظهرت لربطها بخط. انقر فوق إنشاء وإغلاق.
- إنشاء طائرة midsagittal في كل من الفك السفلي قبل العملية والفك السفلي بعد العملية عن طريق النقر على بناء | طائرة | الطائرة في عرض الاتجاهات. حدد نقطتين على المحور Z.
- لإنشاء زاوية بين سطرين، أو بين خط ومستوى، انقر فوق إنشاء | زاوية | 2-زاوية الاتجاهات. حدد لاحقاً الخط 1، والخط / الطائرة 2 في القائمة برزت المتابعة. انقر فوق إنشاء وإغلاق.
- قم بتوصيل جميع زوايا الفك السفلي قبل العملية بزوايا الفك السفلي بعد العملية عن طريق اختيار زاوية ما قبل العملية في قائمة المستكشف، ثم انقر فوق العدسة المكبرة | مبدأ القياس | ارتباط إلى العنصر الفعلي. حدد زاوية ما بعد العملية القابلة للفك، وانقر فوق موافق.
- مع هذه المعرفة، حدد الزوايا الفك السفلي التاجي ة اليمنى واليسرى بين الخطوط من CS إلى VC وخط midsagittal (ML).
- تحديد الزوايا الفك السفلي المحوري الأيمن والأيسر بين الخطوط من VC إلى HC و ML.
- تحديد زوايا الفك السفلي المترهل بين الأسطر من CP إلى VC والخطوط من VC إلى HC.
- حساب والإبلاغ عن الانحرافات في الدرجات (°) بين زوايا ما بعد الجراحة والزوايا المخططة الظاهرية.
8. حساب الانحرافات XYZ والمسافة XYZ من زراعة الأسنان المخطط لها تقريبا
ملاحظة: استخدم قطر الأسنان والارتفاع الصحيح (بما في ذلك المسمار الغطاء) أثناء التخطيط قبل الجراحة للمقارنة الصحيحة.
- انقر فوق بناء | نقطة | نقطة وخلق نقطة افتراضية باستخدام Ctrl + انقر على اليسار في منتصف وأعلى مسامير غطاء زراعة الأسنان في ملف ما قبل العملية.
- انقر فوق بناء | نقطة | Surface Point وإنشاء نقطة افتراضية باستخدام Ctrl + انقر على اليسار في منتصف وأعلى مسامير الغطاء من زراعة الأسنان في ملف ما بعد العملية القابلة للفك.
- زر الماوس الأيمن انقر على زرع الأسنان الأولى في الفك السفلي قبل العملية. انقر على مبدأ القياس | ارتباط إلى العنصر الفعلي. حدد نفس زراعة الأسنان من الفك السفلي بعد العملية. كرر هذا الإجراء لجميع زراعة الأسنان.
- حدد جميع النقاط على زراعة الأسنان في كل من الفك السفلي قبل العملية وملفات ما بعد العملية الفكالسفلي في القائمة المستكشف الأيسر. انقر فوق العدسة المكبرة على شريط الأدوات أعلاه. يظهر شريط أدوات مستدير في الشاشة. انقر فوق الاختيار وحدد dXYZ لإظهار المسافة XYZ في مم لكل زرع الأسنان باستخدام الصيغة:
Representative Results
تم إعادة بناء عيب في النُدب من الفئة الثالثة من فئة جيمس براون في قسمنا مع رفرف الشظية الحرة كموقع للمتبرعين. تم إجراء وضع زراعة الأسنان الموجهة مباشرة باستخدام دليل قطع الشظية الذي شمل أيضًا أدلة زراعة الأسنان. وجرى تقييم عملية إعادة الإعمار بالمبدأ التوجيهي المقدم. تم حساب الانحرافات الزاوية الفكالسفلية التاجية والمحورية والقوسية (°) وستة مسافات XYZ لزراعة الأسنان (مم) والإبلاغ عنها(الشكل 4 والشكل 5).
الشكل 1: اتجاه موحد لنموذج STL قبل الجراحة للجمجمة على محور XYZ مع طائرة فرانكفورت المتوقعة إلى محور Z (الخط الأحمر)، ومستوى midsagittal المتوقع إلى محور Y (الخط الأخضر)، وnasion المتوقعة إلى المحور X (الخط الأزرق). يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 2: يتم تركيب جزء من الجانب الأيمن من الفك السفلي (دون مشاركة مواد تخليق العظم التي تسبب تشتت) نموذج المحكمة الخاصة بلبنان المخطط له قبل الجراحة على نموذج المحكمة الخاصة بلبنان بعد الجراحة. في وقت لاحق يتم استخدام برنامج CAS لحساب الوسط الحسابي. ويندرج الانحراف 0.02 ملم بين كلا المجلدين في هذا المثال ضمن القاعدة (<0.5 ملم) للشروع في الخطوة التالية من إرشادات التقييم. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 3: فرض نموذج المحكمة الخاصة بلبنان بعد الجراحة (رمادي) على نموذج المحكمة الخاصة بلبنان قبل الجراحة، المنقح إلى الخطة الافتراضية (الأزرق). يتم تحديد كل من العمليات condylar فقط لخوارزمية أقرب نقطة تكرارية (أحمر). يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 4: إعادة بناء عيب من الفئة 3 براون باستخدام رفرف الشظية الحرة كموقع المانحة. في هذا المثال، يتم وضع ستة غرسات أسنان مخططة تقريبًا أثناء إعادة البناء باستخدام دليل ثلاثي الأبعاد. يتم حساب الزوايا التاجية والمحورية والمترهلة على كل من النموذج ثلاثي الأبعاد المخطط له تقريبًا والنموذج ثلاثي الأبعاد بعد الجراحة. يتم عرض الانحرافات بين الزوايا بالدرجات (°). CS، condyle متفوقة؛ CP, condyle الخلفي; VC، الزاوية الرأسية؛ HC، الزاوية الأفقية؛ ML، خط midsagittal؛ FFF، رفرف الشظية الحرة. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 5: انحرافات زراعة الأسنان على محور X و Y و Z والمسافة XYZ (dXYZ) من زراعة الأسنان الستة الموجهة. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
Discussion
ويهدف هذا المبدأ التوجيهي للتقييم بعد الجراحة إلى تيسير زيادة اتساق تحليل دقة عمليات إعادة بناء الفك السفلي بمساعدة الحاسوب. وينصب التركيز على أربعة مكونات تحدد نجاح إعادة بناء الفك السفلي: (1) موقف كل من condyles، (2) زوايا طائرات استئصال العظم، (3) حجم وموقف والتثبيت من أجزاء الكسب غير المشروع العظام، و (4) موقف الأسنان الموجهة يزرع (إذا أجريت على الفور والمدرجة في التخطيط الظاهري).
في الخطوة الأولى من البروتوكول المقترح، نوصي بمسح MDCT للتصوير قبل وبعد الجراحة، لأن جودة صور التصوير المقطعي تؤثر على دقة مستوى صوت نماذج STL المجزأة. تم العثور على أكبر انحرافات الحجم في نماذج STL مجزأة من التصوير المقطعي المحوسب (CBCT) مسح بيانات DICOM11. تؤثر انحرافات الحجم هذه على دقة وتركيب القوالب والأدلة المطبوعة ثلاثية الأبعاد، وبالتالي تؤثر أيضًا على قياسات الدقة بعد الجراحة بين نماذج المحكمة الخاصة بلبنان قبل وبعد الجراحة. لذلك ، نوصي باستخدام الماسحات الضوئية MDCT في كل من التصوير قبل وبعد الجراحة لإعادة بناء الفك السفلي باستخدام CAS. سمك الشريحة هو العامل الأكثر تأثيرًا في دقة حجم STL ويجب تعيينه <1.25 مم. ارتفاع سمك شريحة الغلة لفقدان التفاصيل في نماذج المحكمة الخاصة بلبنان ويؤثر على قياسات الدقة12،13. أظهرت مراجعة منهجية نشرت مؤخرا على دقة في إعادة بناء الفك السفلي باستخدام CAS وصف ضعيف في قسم المواد والأساليب من معلمات الماسح الضوئي CT المستخدمة من قبل المؤلفين5. في رأينا، يجب أن تحدد دراسات CAS دائمًا نوع ومعلمات طرائق التصوير قبل وبعد الجراحة في قسم المواد والأساليب. من أجل تجنب التغيرات على المدى الطويل في حجم وشكل وموقف أجزاء من الكسب غير المشروع العظام، وينبغي إجراء مسح MDCT بعد العملية الجراحية في غضون ستة أسابيع بعد إعادة الإعمار14. في حالة العلاج الإشعاعي المعق، استخدم أول فحص MDCT بعد العملية الجراحية قبل العلاج لتجنب علم الأمراض المتعلقة بالإشعاع في عظم الفك السفلي15.
هناك حاجة إلى تصنيف عيوب الفك السفلي لمقارنة عمليات إعادة الإعمار مع تعقيد مماثل. في عام 2016، اقترح براون وآخرون8 تصنيف عيب الفك السفلي الذي يصف أربع فئات، مع وجود علاقة بين رقم الفئة وتعقيد إعادة الإعمار. إن مواءمة نماذج المحكمة الخاصة بلبنان قبل وبعد الجراحة في برنامج CAS لتقييم دقة إعادة الإعمار تطرح بعض الصعوبات. تعمل أداة البرمجيات الفوقية على نقل جزء محدد من نموذج STL (المصدر) لمطابقة جزء ثابت من نموذج STL (المرجع) بشكل أفضل باستخدام خوارزمية أقرب نقطة تكرارية. ومع ذلك ، فإن فرض كامل (الجدد) الفك السفلي غير دقيق بسبب تشتت لوحة إعادة الإعمار (ق) ، مما سيؤدي إلى تحولات في إعادة الإعمار بأكمله ، ولا يمثل الموقف السريري بعد الجراحة من الفك السفلي16. يتم إدخال نفس المشكلة في حين فرض أجزاء معزولة من إعادة الإعمار17. Superimposition من الفك السفلي بما في ذلك الفك العلوي والجمجمة غير دقيقة لأن فتح الفم سيكون دائما مختلفا خلال المسح الضوئي قبل وبعد العملية الجراحية. لذلك، لتقييم موقف ما بعد الجراحة من (الجدد) الفك السفلي قررنا إنشاء زوايا الفك السفلي (رائدة من قبل دي Maeschalck وآخرون18)على كل من نماذج STL قبل وبعد الجراحة بشكل منفصل لتجاوز مشاكل superimposition. ومع ذلك ، لتقييم مواقع زراعة الأسنان كنا بحاجة بالضرورة إلى محاذاة كلا النموذجين ، وذلك باستخدام أداة البرمجيات superimposition. لمواءمة نماذج المحكمة الخاصة بلبنان قبل وبعد الجراحة مع أقرب نهج للعلاقة السريرية بين ما بعد الجراحة، نعتقد أن الفرض الفائق لكلا العمليات condylar فقط هو الأسلوب الأكثر جدوى وموحدة وقابلة للاستنساخ. على الرغم من أن موقف ما بعد الجراحة من كل من condyles يمكن أن تتأثر إعادة الإعمار neomandible غير دقيقة، فإن العلاقة بين الطرفين استيعاب إلى خط الوسط، وبالتالي متوسطات موقف كل من condyles حول الطائرة midsagittal19. في بروتوكولنا، يتم إصلاح نموذج STL قبل الجراحة بسرعة إلى محور XYZ باستخدام أداة نقطة خط الطائرة في برنامج CAS، مما يمثل معيارًا يمكن من خلاله تحديد انحرافات زراعة الأسنان بعد الجراحة. يمكن أن يؤدي موضع الجمجمة الثابت على محور XYZ إلى اختلافات صغيرة في الرأس بين الحالات. ومع ذلك ، فإن هذا ليس له أي تأثير على قياسات زراعة الأسنان ، لأنه ليس له عواقب على المسافة XYZ في mm بين مواضع زراعة الأسنان عندما يتم فرض النموذج ثلاثي الأبعاد بعد الجراحة على النموذج ثلاثي الأبعاد الثابت قبل الجراحة مع كل من condyles المحدد ينتقي لخوارزمية أقرب نقطة تكرارية.
وكما هو موضح أعلاه، كان دي مايشالك وآخرون18 رائداً في طريقة تقييم دقة الأنسجة الصلبة لإعادة بناء الفك السفلي باستخدام CAS، متجاوزاً الحاجة إلى تحديد مستوى استئصال العظم وتجاوز استخدام أداة فوق ية. العيب الأكثر خطورة من هذه الطريقة هو أنها فشلت في تحديد الطريقة المستخدمة لتحديد الطائرة midsagittal، والتي تحتاج إلى أن تكون موحدة وقابلة للاستنساخ. كما لا يتم تضمين أي زراعة أسنان مخططلها فعليًا ولا يوجد تمييز بين تعقيد عمليات إعادة بناء الفك السفلي. قمنا بتضمين تقييم مواقع ما بعد الجراحة لزراعة الأسنان المخطط لها تقريبًا في بروتوكولنا لأن عدد المؤلفين الذين يطبقون زراعة الأسنان الموجهة في المستقبل من المرجح أن يزداد. في عام 2016، اقترح Schepers وآخرون20 طريقة تقييم ممتازة بعد الجراحة لزراعة الأسنان المخطط لها تقريبًا في إعادة بناء الفك السفلي باستخدام CAS عن طريق قياس انحراف نقطة الوسط (مم) والانحراف الزاوي (°) لكل زراعة أسنان. القيد الرئيسي لهذه الطريقة هو كمية القياسات لكل غرسة مما يقلل من الجدوى ويؤدي إلى فقدان نظرة عامة على دقة إعادة الإعمار بأكملها. نقترح طريقة أكثر تبسيطًا من خلال تحديد رقم واحد لكل غرسة أسنان عن طريق قياس المسافة XYZ (dXYZ في مم). وفيما يتعلق بإعادة تأهيل الأسنان، فإن وضع ية زراعة الأسنان حاسمة بالنسبة للأطراف الاصطناعية في المستقبل. لذلك، يوصي بروتوكول التقييم لدينا بإنشاء نقاط افتراضية على عنق زراعة الأسنان في نماذج المحكمة الخاصة بلبنان قبل وبعد الجراحة. للحفاظ على تقييم زراعة الأسنان ممكن قررنا تخطي قياسات الانحراف الزاوي، لأنه يمكن تصحيح الانحرافات الزاوي تصل إلى 15 درجة مع البوافات زرع الزاوية.
ينطبق المبدأ التوجيهي المقترح على جميع أنواع مواقع المتبرعين ويسمح بإمكانيات تثبيت تطعيم العظام المختلفة. أيضا، فإن تشتت CT من أجزاء التثبيت المعدني في التصوير بعد الجراحة لن يؤثر على قياسات المبدأ التوجيهي5. في إرشادات التقييم هذه، استخدمنا Mimics inPrint 3.0 وGOM Inspect Professional 2019. ومع ذلك، يصف البروتوكول أدوات البرامج المتوفرة في كافة حزم برامج CAS. ويهدف هذا المبدأ التوجيهي إلى المساهمة في اتباع نهج أكثر توحيداً واتساقاً بكثير في تحديد العلاقات بين الدقة وجميع النُهج المختلفة خلال مراحل التقييم. هناك مجال وفير لمزيد من التقدم في تحديد الانحرافات زاوية الفك السفلي مقبولة لكل فئة براون، وعلاقتها مع مواقف ما بعد الجراحة من زراعة الأسنان المخطط لها تقريبا، وانحرافات زرع الأسنان مقبولة (dXYZ) للأطراف الاصطناعية في المستقبل. حاليا، يجري قسمنا دراسة متعددة المراكز للتحقق من صحة هذا المبدأ التوجيهي في مجموعة كبيرة، والتي تأخذ أيضا جميع المتغيرات المذكورة أعلاه في الاعتبار.
Disclosures
وليس لدى صاحبي البلاغ ما يكشفان عنه.
Acknowledgments
ولم يتلق هذا البحث أي منحة محددة من وكالات التمويل في القطاعات العامة أو التجارية أو غير الهادفة للربح.
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).
