Hier schlagen wir eine praktische, praktikable und reproduzierbare Bewertungsleitlinie für die computergestützte Rekonstruktion des Unterkiefers vor, um eine Einheitliche zwischen den Studien zur postoperativen Genauigkeitsbewertung zu schaffen. Dieses Protokoll wird fortgesetzt und gibt eine frühere Veröffentlichung dieser Bewertungsrichtlinie an.
Gültige Vergleiche postoperativer Genauigkeitsergebnisse bei der computergestützten Rekonstruktion des Unterkiefers sind aufgrund der Heterogenität der bildgebenden Modalitäten, der Klassifizierung von Unterkieferfehlern und der Bewertungsmethoden zwischen den Studien schwierig. Diese Richtlinie verwendet einen schrittweisen Ansatz, der den Prozess der Bildgebung, Klassifizierung von Unterkieferdefekten und Volumenbewertung dreidimensionaler (3D) Modelle leitet, nach dem eine legitimierte quantitative Genauigkeitsbewertungsmethode durchgeführt werden kann. zwischen der postoperativen klinischen Situation und dem präoperativen virtuellen Plan. Die Kondylen und die vertikalen und horizontalen Ecken des Unterkiefers werden als knöcherne Landmarken verwendet, um virtuelle Linien in der computergestützten Chirurgie (CAS) Software zu definieren. Zwischen diesen Linien werden die axialen, koronalen und beide sagittalen Unterkieferwinkel sowohl auf vor- als auch auf postoperative 3D-Modelle des (Neo)unterbaubaren und anschließend die Abweichungen berechnet. Durch die Überlagerung des postoperativen 3D-Modells auf das präoperativ virtuell geplante 3D-Modell, das an der XYZ-Achse befestigt ist, kann die Abweichung zwischen prä- und postoperativen, virtuell geplanten Zahnimplantatpositionen berechnet werden. Dieses Protokoll wird fortgesetzt und gibt eine frühere Veröffentlichung dieser Bewertungsrichtlinie an.
Die computergestützte Chirurgie (CAS) in der rekonstruktiven Chirurgie umfasst vier aufeinanderfolgende Phasen: eine virtuelle Planungsphase, eine dreidimensionale (3D) Modellierungsphase, eine chirurgische Phase und eine postoperative Evaluierungsphase1. Die Planungsphase beginnt mit der Erlangung eines craniofazialen Computertomographie-Scans (CT) und eines Spender-Site CT- oder CT-Angiographie-Scans (CTA). Verschiedene Gewebetypen entsprechen einer Röntgendämpfung, die zu Scan-Voxeln mit einem spezifischen Grauwert führt, der nach Hounsfield-Einheiten (HU) (menschlicher Knochen [+1000 HU], Wasser [0 HU] und Luft [-1000 HU] reicht). Diese Bilder werden im DICOM-Dateiformat (Digital Imaging and Communications in Medicine) gespeichert. Durch Auswahl der Interessenbereiche (ROIs) in der Segmentierungssoftware können 3D-Modelle generiert werden2. Die beliebteste und praktikabelste Segmentierungstechnik ist die Schwelleneinstellung: Voxel über einem ausgewählten HU-Schwellenwert sind im ROI eingeschlossen. Diese Voxel werden anschließend in 3D-Modelle im Standard Tessellation Language (STL)-Dateiformat3umgewandelt und in DIE CAS-Software hochgeladen, um die Osteotomien zu planen und 3D-Geräte zu entwerfen4. Während der Modellierungsphase werden die entworfenen Geräte 3D gedruckt und sterilisiert, gefolgt von der chirurgischen Phase. Die abschließende Auswertungsphase besteht aus einem postoperativen CT-Scan des Schädels des Patienten, gefolgt von einer Genauigkeitsanalyse, die das postoperative Ergebnis mit dem präoperativen virtuellen Plan vergleicht.
Unsere kürzlich veröffentlichte systematische Überprüfung der Genauigkeit computergestützter Unterkieferrekonstruktionen zeigte Heterogenität bei der Bildaufnahme, Klassifizierung von Unterkieferdefekten und Bewertungsmethoden. Diese Heterogenität begrenzt gültige Vergleiche postoperativer Hartgewebegenauigkeitsergebnisse zwischen den Studien5. Die Standardisierung von CAS-Phasen im Prozess der Unterkieferrekonstruktion ist aufgrund der neuen Verordnung der Europäischen Union für Medizinprodukte (MDR), die die Conformité Européenne (CE)-Zertifizierung für alle cas-Prozesse verlangt und ab Frühjahr 2020 einsatzbereit sein wird, wichtig und ab Frühjahr 2020 einsatzbereit sein wird6. Hier stellen wir eine praktische, praktikable und reproduzierbare Bewertungsleitlinie für computerunterstützte Rekonstruktionen des Unterkiefers vor, um eine Einheitliche zwischen Denkgenauigkeitsstudien zu schaffen. Dieses Protokoll wird fortgesetzt und legt eine frühere Veröffentlichung dieser Bewertungsleitlinie7fest, die derzeit in einer großen multizentrischen Kohortenstudie getestet wird, in der alle verschiedenen Arten von Unterkieferrekonstruktionen auf ihre Genauigkeit analysiert werden, um tolerierbare Ergebnisbereiche in Bezug auf die Funktionalität zu ermitteln.
Diese postoperative Bewertungsleitlinie zielt darauf ab, eine erhöhte Einheitlichkeit der Genauigkeitsanalyse computergestützter Unterkieferrekonstruktionen zu ermöglichen. Der Fokus liegt auf vier Komponenten, die den Erfolg der Unterkieferrekonstruktion bestimmen: (1) die Position beider Kondylen, (2) die Winkel der Osteotomieebenen, (3) die Größe, Position und Fixierung der Knochentransplantatsegmente und (4) die Position der geführten Zahntransplantation Implantate (wenn sofort durchgeführt und in die virtuelle Planung einbezogen).
Im ersten Schritt unseres vorgeschlagenen Protokolls empfehlen wir MDCT-Scans sowohl für die prä- als auch für die postoperative Bildgebung, da die Qualität von CT-Bildern die Volumengenauigkeit segmentierter STL-Modelle beeinflusst. Die größten Volumenabweichungen finden sich in STL-Modellen, die aus dem Kegelstrahl-Computingd Tomography (CBCT)-ScannerDICOM-Daten 11segmentiert sind. Diese Volumenabweichungen beeinflussen die Genauigkeit und den Einbau von 3D-gedruckten Vorlagen und Leitfäden und damit auch postoperative Genauigkeitsmessungen zwischen prä- und postoperativen STL-Modellen. Daher empfehlen wir die Verwendung von MDCT-Scannern sowohl in der prä- als auch in der postoperativen Bildgebung für die Unterkieferrekonstruktion mit CAS. Die Schnittdicke ist der einflussreichste Faktor bei der STL-Volumengenauigkeit und sollte <1,25 mm eingestellt werden. Eine höhere Scheibendicke führt zu Detailverlust in den STL-Modellen und wirkt sich auf Genauigkeitsmessungen12,13aus. Eine kürzlich veröffentlichte systematische Überprüfung der Genauigkeit bei der Unterkieferrekonstruktion mit CAS zeigte eine schlechte Beschreibung in der Material- und Methodenabteilung der CT-Scannerparameter, die von den Autoren verwendet werden5. Unserer Meinung nach sollten CAS-Studien immer die Art und die Parameter der prä- und postoperativen bildgebenden Modalitäten im Material- und Methodenbereich angeben. Um langfristige Veränderungen des Volumens, der Form und der Position der Segmente des Knochentransplantats zu vermeiden, sollte der postoperative MDCT-Scan innerhalb von sechs Wochen nach der Rekonstruktion14durchgeführt werden. Im Falle einer adjuvanten Strahlentherapie verwenden Sie den ersten postoperativen MDCT-Scan vor der Therapie, um strahlungsbedingte Pathologie im Unterkieferknochen zu vermeiden15.
Die Klassifizierung von Unterkieferdefekten ist erforderlich, um Rekonstruktionen mit ähnlicher Komplexität zu vergleichen. Im Jahr 2016 schlugen Brown et al.8 eine unterdubulare Fehlerklassifikation vor, die vier Klassen beschreibt, mit einem Zusammenhang zwischen der Klassennummer und der Komplexität der Rekonstruktion. Die Ausrichtung von prä- und postoperativen STL-Modellen in der CAS-Software zur Bewertung der Genauigkeit der Rekonstruktion bringt einige Schwierigkeiten mit sich. Das Überlagerungssoftwaretool verschiebt einen ausgewählten Teil eines STL-Modells (die Quelle) so, dass er am besten mit einem iterativen Näherpunktalgorithmus einem festen Teil eines STL-Modells (der Referenz) entspricht. Die Überlagerung des gesamten (Neo-)Unterbaus ist jedoch aufgrund der Streuung der Rekonstruktionsplatte(en) ungenau, was zu Verschiebungen der gesamten Rekonstruktion führt und nicht die postoperative klinische Position des Unterkiefersdarstellt 16. Das gleiche Problem wird eingeführt, während isolierte Teile der Rekonstruktion überlagert17. Die Überlagerung des Unterkiefers einschließlich der Oberkiefer und des Schädels ist ungenau, da die Mundöffnung während des prä- und postoperativen Scannens immer unterschiedlich ist. Daher haben wir uns entschlossen, zur Bewertung der postoperativen Position des (Neo)Unterkiefers) Unterkieferwinkel (Pionier von De Maesschalck et al.18) sowohl auf prä- als auch auf postoperative STL-Modelle getrennt zu erstellen, um die Überlagerungsprobleme zu umgehen. Um die Positionen des Zahnimplantats zu bewerten, mussten wir jedoch beide Modelle mit Hilfe des Superimposition-Software-Tools ausrichten. Um prä- und postoperative STL-Modelle mit dem engsten Ansatz der klinischen postoperativen intermaxillären Beziehung auszurichten, glauben wir, dass die Überlagerung nur beider kondylar-Prozesse die praktikabelste, standardisierte und reproduzierbare Methode ist. Obwohl die postoperative Position beider Condylen durch ungenaue neomandible Rekonstruktion beeinflusst werden kann, wird die intermaxilläre Beziehung zur Mittellinie aufnehmen und somit die Position beider Condylen um die Mittelsagittalebene19durchschnittlich. In unserem Protokoll wird nur das präoperative STL-Modell mit einem Ebenenlinien-Punkt-Tool in der CAS-Software schnell an der XYZ-Achse befestigt, was einen Maßstab darstellt, von dem aus die postoperativen Abweichungen der Zahnimplantate bestimmt werden können. Die feste Schädelposition auf der XYZ-Achse kann zu kleinen cephalometrischen Unterschieden zwischen den Fällen führen. Dies hat jedoch keinen Einfluss auf die Zahnimplantatmessungen, da es keine Folgen für den Abstand XYZ in mm zwischen Zahnimplantatpositionen hat, wenn das postoperative 3D-Modell auf das feste präoperative 3D-Modell überlagert wird, wobei nur beide Kondylen für den iterativen Endpunktalgorithmus ausgewählt werden.
Wie oben beschrieben, leisteten De Maesschalck et al.18 Pionierarbeit bei einer Bewertungsmethode für die Hartgewebegenauigkeit der Unterkieferrekonstruktion mit CAS, um die Notwendigkeit der Bestimmung der Osteotomieebene zu umgehen und den Einsatz eines Überlagerungswerkzeugs zu umgehen. Der schwerwiegendste Nachteil dieser Methode besteht darin, dass sie die Methode zur Bestimmung der Mittelsagittalebene nicht angegeben hat, die standardisiert und reproduzierbar sein muss. Auch sind keine praktisch geplanten Zahnimplantate enthalten und es fehlt eine Unterscheidung zwischen der Komplexität der Unterkieferrekonstruktionen. Wir haben die Bewertung postoperativer Positionen von virtuell geplanten Zahnimplantaten in unser Protokoll aufgenommen, da die Zahl der Autoren, die geführte Zahnimplantate anwenden, in Zukunft wahrscheinlich zunehmen wird. Im Jahr 2016 schlugen Schepers et al.20 eine hervorragende postoperative Bewertungsmethode für virtuell geplante Zahnimplantate in der Unterkieferrekonstruktion mittels CAS vor, indem sie die Mittelpunktabweichung (mm) und die Winkelabweichung (°) pro Zahnimplantat missten. Die Hauptbeschränkung dieser Methode ist die Menge der Messungen pro Implantat, die die Machbarkeit verringert und zu einem Verlust des Überblicks über die Genauigkeit der gesamten Rekonstruktion führt. Wir schlagen eine vereinfachte Methode vor, indem wir eine Rekapitulationszahl pro Zahnimplantat bestimmen, indem wir den Abstand XYZ (dXYZ in mm) messen. Bei der zahnärztlichen Rehabilitation ist die Nackenposition des Zahnimplantats entscheidend für die zukünftige Prothetik. Daher empfiehlt unser Bewertungsprotokoll, virtuelle Punkte am Hals der Zahnimplantate in den prä- und postoperativen STL-Modellen zu erstellen. Um die Auswertung der Zahnimplantate möglich zu halten, haben wir uns entschieden, Winkelabweichungsmessungen zu überspringen, da Winkelabweichungen bis 15° mit abgewinkelten Implantatabutments korrigiert werden können.
Unsere vorgeschlagene Richtlinie gilt für alle Arten von Spenderstellen und ermöglicht unterschiedliche Knochentransplantat-Fixierungsmöglichkeiten. Auch die CT-Streuung von Metallfixierungsteilen in der postoperativen Bildgebung hat keinen Einfluss auf Messungen der Richtlinie5. In dieser Bewertungsleitlinie haben wir Mimics inPrint 3.0 und GOM Inspect Professional 2019 verwendet. Das Protokoll beschreibt jedoch Softwaretools, die in allen CAS-Softwarepaketen verfügbar sind. Diese Leitlinie soll zu einem viel standardisierteren und einheitlicheren Ansatz beitragen, um Die Beziehungen zwischen Genauigkeit und allen unterschiedlichen Ansätzen während der CAS-Phasen zu objektivieren. Es gibt reichlich Raum für weitere Fortschritte bei der Bestimmung akzeptabler Unterkieferwinkelabweichungen pro Brown-Klasse, ihrer Beziehung zu den postoperativen Positionen praktisch geplanter Zahnimplantate und akzeptablen Zahnimplantatabweichungen (dXYZ) für zukünftige Prothetik. Derzeit führt unsere Abteilung eine multizentrische Studie durch, um diese Richtlinie in einer großen Kohorte zu validieren, die auch alle oben genannten Variablen berücksichtigt.
The authors have nothing to disclose.
Diese Forschung erhielt keine spezifischen Zuschüsse von Förderstellen in den Bereichen öffentliche, kommerzielle oder gemeinnützige Zwecke.
GOM Inspect Professional 2019 | GOM | Evaluation software | |
Mimics inPrint 3.0 | Materialise | Image-based 3D medical software |