В этой связи мы предлагаем практические, осуществимые и воспроизводимые руководящие принципы оценки для компьютерной реконструкции челюсти, с тем чтобы создать единообразие между исследованиями, касающимися послеоперационной оценки точности. Этот протокол продолжается и определяет более раннюю публикацию этого руководства по оценке.
Допустимые сопоставления результатов послеоперационной точности при компьютерной реконструкции нижней челюсти затруднены из-за неоднородности методов визуализации, классификации дефектов и методологий оценки между исследованиями. В этом руководстве используется поэтапный подход, определяющий процесс визуализации, классификации челюстных дефектов и оценки объема трехмерных (3D) моделей, после чего может быть выполнен узаконенный метод количественной оценки точности между послеоперационной клинической ситуацией и предоперационным виртуальным планом. Кондилы и вертикальные и горизонтальные углы челюсти используются в качестве костлявых ориентиров для определения виртуальных линий в программном обеспечении для компьютерной хирургии (CAS). Между этими линиями рассчитываются осевые, корональные и оба сагитальных mandibular углы как по предоперационным, так и по послеоперационным 3D-моделям (нео) ягодиц, а затем и по отклонениям. Наложив послеоперационную 3D-модель на предоперационную, практически спланированную 3D-модель, которая крепится к оси XY, можно вычислить отклонение между дооперационными и послеоперационными практически запланированными положениями зубных имплантатов. Этот протокол продолжается и определяет более раннюю публикацию этого руководства по оценке.
Компьютерная хирургия (CAS) в реконструктивной хирургии включает в себя четыре последовательных этапа: виртуальная фаза планирования, трехмерная (3D) фаза моделирования, хирургическая фаза и послеоперационная фаза оценки1. Этап планирования начинается с получения черепно-мозговой компьютерной томографии (КТ) и донорской кТ или кТ-ангиографии (КТ). Разнообразные типы тканей соответствуют количеству затухания рентгеновских лучей, что приводит к сканированию вокселей с определенным серым значением в диапазоне в зависимости от hounsfield единиц (HU) (человеческая кость (1000 HU), вода (0 HU) и воздуха (-1000 HU). Эти изображения хранятся в формате файлов Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM). Выбрав интересующие регионы (ROI) в сегментационном программном обеспечении, 3D-модели могут быть сгенерированы2. Наиболее популярным и осуществимым методом сегментации является пороговое значение: в рентабельность инвестиций заключены воксели выше выбранного порогового значения HU. Эти воксели впоследствии преобразуются в 3D-модели в формате файла Standard Tessellation Language (STL)3и загружаются в программное обеспечение CAS для планирования остеотомии и разработки 3D-устройств4. На этапе моделирования разработанные устройства печатаются и стерилизованы, а затем выполняются хирургическая фаза. Заключительный этап оценки состоит из послеоперационной КТ черепа пациента, а затем анализа точности сравнения послеоперационного результата с предоперационным виртуальным планом.
Наш недавно опубликованный систематический обзор точности компьютерных мандибулярных реконструкций показал неоднородность в приобретении изображения, классификации дефектов мандибулярных и методологиях оценки. Эта неоднородность ограничивает действительные сравнения послеоперационных результатов точности твердых тканей между исследованиями5. Стандартизация этапов CAS в процессе реконструкции мандибулярных имеет важное значение в связи с новым регулированием медицинского устройства Европейского союза (MDR), который требует сертификации Conformitе Europ’enne (CE) для всех различных процессов CAS, и который будет действовать с весны 20206. Здесь мы представляем практические, осуществимые и воспроизводимые руководящие принципы оценки для компьютерных реконструкций челюсти, с тем чтобы создать единообразие между исследованиями, касающимися послеоперационной оценки точности. Этот протокол продолжается и определяет более раннюю публикацию этого руководства оценки7, который в настоящее время тестируется в большом многоцентровом когортном исследовании, в котором будут проанализированы все различные типы мандибулярных реконструкций для их точности, направленной на обнаружение допустимых диапазонов результатов в отношении функциональности.
Это послеоперационное руководство по оценке направлено на содействие повышению единообразия анализа точности компьютерных мандибулярных реконструкций. Основное внимание уделяется четырем компонентам, определяющим успех мандибулярной реконструкции: (1) положение обоих кондилов, (2) углы остеотомии плоскостей, (3) размер, положение и фиксация сегментов костного трансплантата, и (4) положение зубного зубного имплантаты (если немедленные выполняются и включены в виртуальное планирование).
На первом этапе предлагаемого протокола мы рекомендуем сканирование MDCT как для дооперационной, так и для послеоперационной визуализации, поскольку качество КТ-изображений влияет на точность громкости сегментированных моделей STL. Наибольшие отклонения объема обнаружены в моделях STL, сегментированных из конусного луча компьютерной томографии (CBCT) сканера данных DICOM11. Эти отклонения объема влияют на точность и установку 3D печатных шаблонов и руководств, и, таким образом, также влияют на послеоперационные измерения точности между дооперационными моделями STL. Поэтому мы рекомендуем использовать сканеры MDCT как в предоперационной, так и в послеоперационной визуализации для реконструкции с помощью CAS. Толщина нарезанного нарезанного ломтика является наиболее влияющим фактором точности громкости STL и должна быть установлена 1,25 мм. Более высокая толщина среза приводит к потере детализации в моделях STL и влияет на точность измерений12,13. Недавно опубликованный систематический обзор точности в сандибулярной реконструкции с использованием CAS показал плохое описание в разделе материалов и методов параметров КТ сканера, используемых авторами5. По нашему мнению, в исследованиях CAS всегда должны быть указаны тип ы и параметры методов пред- и послеоперационной визуализации в разделе материалов и методов. Во избежание долгосрочных изменений объема, формы и положения сегментов костного трансплантата, послеоперационное mdCT сканирование должно быть выполнено в течение шести недель после реконструкции14. В случае адъювантной лучевой терапии, используйте первое послеоперационное сканирование MDCT до терапии, чтобы избежать радиационной патологии в нижнечелюстной кости15.
Для сравнения реконструкций с аналогичной сложностью необходима классификация кандибулярных дефектов. В 2016 году Brown et al.8 предложила классификацию дефектов, описывающую четыре класса, с отношением между классовым номером и сложностью реконструкции. Выравнивание предоперационных и послеоперационных моделей STL в программном обеспечении CAS для оценки точности реконструкции создает некоторые трудности. Программный инструмент наложения перемещает выбранную часть модели STL (источник), чтобы наилучшим образом соответствовать фиксированной части модели STL (ссылка) с помощью итеративного алгоритма ближайшей точки. Тем не менее, наложение всей (нео) челюсти является неточным из-за рассеяния реконторной пластины (ы), что приведет к сдвигам всей реконструкции, не представляя послеоперационное клиническое положение челюсти16. Та же проблема вводится при наложении изолированных частей реконструкции17. Наложение челюсти, включая челюстную челюсти и черепа, является неточным, потому что отверстие рта всегда будет отличаться во время предоперационного и послеоперационного сканирования. Поэтому для оценки послеоперационного положения (нео) нижней челюсти мы решили создать мандибулярные углы (первопроходцы De Maesschalck et al.18)на предоперационных и послеоперационных моделях STL отдельно, чтобы обойти проблемы наложения. Однако для оценки позиций зубного имплантата нам необходимо выровнять обе модели, используя программный инструмент superimposition. Для выравнивания предоперационных и послеоперационных моделей STL с самым близким подходом к клиническим послеоперационным межмаксиллированным отношениям, мы считаем, что наложение только обоих кондилярных процессов является наиболее осуществимым, стандартизированным и воспроизводимым методом. Хотя послеоперационное положение обоих кондилов может быть затронуто неточной неомандионируемой реконструкцией, межмаксиллуарное отношение будет вмещать среднюю линию и, таким образом, усредняет положение обоих condyles вокруг midsagittal плоскости19. В нашем протоколе, только предоперационная модель STL быстро крепится к оси XY’ с помощью плоскости-линии точки инструмент в программном обеспечении CAS, представляющий собой ориентир, из которого послеоперационные отклонения зубных имплантатов могут быть определены. Фиксированное положение черепа на оси XY’ может привести к небольшим цефалометрическим различиям между случаями. Тем не менее, это не влияет на измерения зубных имплантатов, потому что это не имеет последствий для расстояния XY’ в мм между положением зубных имплантатов, когда послеоперационная 3D модель накладывается на фиксированную предоперационную 3D-модель с только оба кондила, выбранные для итеративного алгоритма ближайшей точки.
Как описано выше, De Maesschalck et al.18 впервые применилметод оценки точности жесткой ткани мандибулярной реконструкции с помощью CAS, минуя необходимость определения плане остеотомии и минуя использование инструмента наложения. Наиболее серьезным недостатком этого метода является то, что он не указал метод, используемый для определения средней плоскости, которая должна быть стандартизирована и воспроизводима. Кроме того, не включены практически запланированные зубные имплантаты и отсутствует дифференциация между сложностью сандибулярных реконструкций. Мы включили оценку послеоперационных позиций практически запланированных зубных имплантатов в наш протокол, потому что число авторов, применяющих управляемые зубные имплантаты в будущем, вероятно, возрастет. В 2016 году Schepers et al.20 предложила отличный метод послеоперационной оценки практически запланированных зубных имплантатов в области реконструкции нижней челюсти с использованием CAS путем измерения отклонения центральной точки (мм) и углового отклонения (я) на зубной имплантат. Основным ограничением этого метода является количество измерений на имплантат, что снижает осуществимость и приводит к потере обзора точности всей реконструкции. Мы предлагаем более упрощенный метод, определив один номер повторного зубного имплантата путем измерения расстояния XY ‘ (dXY’ в мм). Что касается стоматологической реабилитации, то положение шеи зубного имплантата имеет решающее значение для будущих протезов. Поэтому наш протокол оценки рекомендует создавать виртуальные точки на шее зубных имплантатов в предоперационных и послеоперационных моделях STL. Чтобы сохранить оценку зубных имплантатов возможно, мы решили пропустить измерения угловых отклонений, потому что угловые отклонения до 15 градусов могут быть исправлены с угловыми примыканиями имплантата.
Предлагаемое нами руководство применимо ко всем типам донорских участков и позволяет использовать различные возможности фиксации костного трансплантата. Кроме того, рассеяние КТ металлических деталей фиксации в послеоперационной визуализации не повлияет на измерения ориентира5. В этом руководстве по оценке мы использовали Mimics inPrint 3.0 и GOM Inspect Professional 2019. Тем не менее, протокол описывает программные средства, которые доступны во всех пакетах программного обеспечения CAS. Это руководство призвано способствовать разработке гораздо более стандартизированного и единообразного подхода к объективизации взаимосвязей между точностью и всеми различными подходами на этапах CAS. Существует обильная возможность для дальнейшего прогресса в определении приемлемых отклонений угла нижней палаты в классе Браун, их связь с послеоперационными позициями практически запланированных зубных имплантатов, и приемлемые отклонения зубных имплантатов (dXY) для будущих протезов. В настоящее время наш отдел проводит многоцентровое исследование для проверки этого руководства в большой когорте, которая также учитывает все вышеупомянутые переменные.
The authors have nothing to disclose.
Это исследование не получило каких-либо конкретных субсидий от финансовых учреждений в государственном, коммерческом или некоммерческом секторах.
GOM Inspect Professional 2019 | GOM | Evaluation software | |
Mimics inPrint 3.0 | Materialise | Image-based 3D medical software |