Här föreslår vi en praktisk, genomförbar och reproducerbar utvärderingsriktlinje för datorstödd rekonstruktion av underkäken för att skapa enhetlighet mellan studier om utvärdering av postoperativ noggrannhet. Det här protokollet fortsätter och anger en tidigare publikation av den här utvärderingsriktlinjen.
Giltiga jämförelser av postoperativ noggrannhet resultat i datorstödd återuppbyggnad av underkäken är svåra på grund av heterogenitet i bildframställning modaliteter, mandibular defekt klassificering och metoder utvärdering mellan studierna. Denna riktlinje använder en steg-för-steg-strategi som styr processen för avbildning, klassificering av mandibular defekter och volymbedömning av tredimensionella (3D) modeller, varefter en legitimerad kvantitativ noggrannhet utvärdering metod kan utföras mellan den postoperativa kliniska situationen och den preoperativa virtuella planen. Kottar och de vertikala och horisontella hörnen av underkäken används som beniga landmärken för att definiera virtuella linjer i datorstödd kirurgi (CAS) programvara. Mellan dessa fodrar beräknas de axiala, coronalen, och båda sagittal mandibular en vinkel på både pre- och postoperativa 3D modellerar av (neo)mandible och därefter avvikningarna beräknas. Genom att överlagra den postoperativa 3D-modellen till den preoperativa nästan planerade 3D-modellen, som är fast satt till XYZ-axeln, kan avvikelsen mellan pre- och postoperativa praktiskt taget planerade tandimplantatpositioner beräknas. Det här protokollet fortsätter och anger en tidigare publikation av den här utvärderingsriktlinjen.
Datorassisterad kirurgi (CAS) i rekonstruktiv kirurgi innebär fyra på varandra följande faser: en virtuell planeringsfas, en tredimensionell (3D) modellering fas, en kirurgisk fas, och en postoperativ utvärdering fas1. Planeringsfasen börjar med att erhålla en kraniofacial datortomografi (CT) skanning, och en givare webbplats DATORTOM eller CT angiografi (CTA) skanning. Olika vävnadstyper motsvarar en mängd röntgendensling, vilket leder till skanningsvoxel med ett visst grått värde som varierat sett till Hounsfield enheter (HU) (humant ben [+1000 HU], vatten [0 HU], och luft [-1000 HU]). Dessa bilder lagras i Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM) filformat. Genom att välja intresseregioner (ROI) i segmenteringsprogram kan 3D-modeller genereras2. Den mest populära och genomförbara segmenteringstekniken är tröskel: voxels över ett valt HU-tröskelvärde omges i ROI. Dessa voxels omvandlas därefter till 3D-modeller i Standard Tessellation Language (STL) filformat3, och laddas upp i CAS-programvara för att planera osteotomies och att utforma 3D-enheter4. Under modellfasen är de designade enheterna 3D tryckta och steriliserade, följt av den kirurgiska fasen. Den slutliga utvärderingsfasen består av en postoperativ datortomografi av patientens skalle, följt av en noggrannhetsanalys som jämför det postoperativa resultatet med den preoperativa virtuella planen.
Vår nyligen publicerade systematiska översyn om riktigheten av datorstödda mandibular rekonstruktioner visade heterogenitet i bildförvärv, klassificering av mandibular defekter och metoder utvärdering. Denna heterogenitet begränsar giltiga jämförelser av postoperativa hårdvävnad noggrannhet resultat mellan studierna5. Standardisering av CAS-faser i processen för mandibular återuppbyggnad är viktigt på grund av den nya eu-förordningen om medicintekniska produkter (MDR), som kräver ConformitéEuropéenne (CE) certifiering för alla olika CAS-processer, och som kommer att vara i drift från våren 20206 . Här presenterar vi en praktisk, genomförbar och reproducerbar utvärderingsriktlinje för datorstödda rekonstruktioner av underkäken för att skapa enhetlighet mellan studier om postoperativ noggrannhetutvärdering. Detta protokoll fortsätter och anger en tidigare publikation av denna utvärderingsriktlinje7, som för närvarande testas i en stor multicenter kohort studie där alla olika typer av mandibular rekonstruktioner kommer att analyseras för deras noggrannhet syftar till att upptäcka accepterbara resultatintervall om funktionalitet.
Denna postoperativa utvärderingsriktlinje syftar till att underlätta ökad enhetlighet noggrannhet analys av datorstödda mandibular rekonstruktioner. Fokus ligger på fyra komponenter som bestämmer framgången för mandibular återuppbyggnad: (1) positionen för båda condyles, (2) vinklarna på osteotomi plan, (3) storlek, position och fixering av bentransplantat segment, och (4) positionen för den guidade tandläkare implantat (om de utförs omedelbart och ingår i den virtuella planeringen).
I det första steget i vårt föreslagna protokoll rekommenderar vi MDCT-skanning för både pre- och postoperativ avbildning, eftersom kvaliteten på CT-bilder påverkar volymnoggrannheten hos segmenterade STL-modeller. De största volymavvikelserna finns i STL-modeller segmenterade av cone beam datortomografi (CBCT) scanner DICOM data11. Dessa volymavvikelser påverkar noggrannheten och monteringen av 3D-tryckta mallar och guider, och påverkar därmed även postoperativa noggrannhetsmätningar mellan pre- och postoperativa STL-modeller. Därför rekommenderar vi användning av MDCT-skannrar i både pre- och postoperativ avbildning för mandibular återuppbyggnad med CAS. Segmenttjocklekär den mest påverkande faktorn i STL-volymnoggrannheten och bör ställas in <1,25 mm. En högre skiva tjocklek ger till förlust av detaljer i STL-modeller och påverkar noggrannhet mätningar12,13. En nyligen publicerad systematisk genomgång av noggrannhet i mandibular återuppbyggnad med CAS visade dålig beskrivning i material och metoder delen av CT scanner parametrar som används av författarna5. Enligt vår mening bör CAS-studier alltid ange typ och parametrar för pre- och postoperativa bildmetoder i avsnittet material och metoder. För att undvika långsiktiga förändringar i volymen, formen och positionen för segmenten av bentransplantatet bör den postoperativa MDCT-skanningen utföras inom sex veckor efter rekonstruktion14. Vid adjuvant strålbehandling, använd den första postoperativa MDCT-skanningen före behandlingen för att undvika strålningsrelaterad patologi i det mandibular ben15.
Klassificering av mandibular defekter behövs för att jämföra rekonstruktioner med liknande komplexitet. År 2016 föreslog Brown et al.8 en mandibular defekt klassificering som beskriver fyra klasser, med ett samband mellan klassnummer och komplexiteten i återuppbyggnaden. Anpassningen av pre- och postoperativa STL-modeller i CAS-programvaran för att utvärdera rekonstruktionens noggrannhet medför vissa svårigheter. Verktyget för överlagring flyttar en vald del av en STL-modell (källan) så att den bäst matchar en fast del av en STL-modell (referensen) med hjälp av en iterativ algoritm för närmaste punkt. Överlagring av hela (neo)mandible är dock felaktigt på grund av spridning av återuppbyggnadsplattan/återuppbyggnadsplattan(ar), vilket kommer att leda till förändringar av hela återuppbyggnaden, som inte representerar den postoperativa kliniska positionen förunderkäken 16. Samma problem införs samtidigt som isolerade delar av återuppbyggnaden17. Överlagring av halvan inklusive maxilla och kranium är felaktigt eftersom munnen öppning kommer alltid att vara annorlunda under pre- och postoperativa skanning. Därför, för att utvärdera den postoperativa positionen för (neo) mandible bestämde vi oss för att skapa mandibular vinklar (pionjärer av De Maesschalck et al.18) på både pre-och postoperativa STL modeller separat för att kringgå överbelastning problem. Men för att utvärdera tandimplantat positioner vi nödvändigtvis behövs för att anpassa båda modellerna, med hjälp av överlagring programvara verktyg. För att anpassa pre- och postoperativa STL-modeller med den närmaste inflygningen till den kliniska postoperativa intermaxillary relationen, anser vi att överlagring av endast både kondylar processer är den mest genomförbara, standardiserade och reproducerbara metoden. Även om den postoperativa positionen för båda kondyler kan påverkas av felaktig neomandible återuppbyggnad, kommer intermaxillary relationen rymma till mittlinjen och därmed genomsnitt positionen för båda kondyler runt midsagittal plan19. I vårt protokoll är endast den preoperativa STL-modellen snabbt fast på XYZ-axeln med hjälp av ett plan-line-point verktyg i CAS-programvaran, som representerar ett riktmärke från vilket de postoperativa avvikelserna i tandimplantat kan bestämmas. Den fasta skallen position på XYZ axeln kan leda till små cephalometric skillnader mellan fall. Detta har dock ingen inverkan på tandimplantatmätningarna, eftersom det inte har några konsekvenser för avståndet XYZ i mm mellan tandimplantatpositioner när den postoperativa 3D-modellen läggs ovan på den fasta preoperativa 3D-modellen med endast båda condyles som valts ut för den iterativa algoritmen för närmast punkt.
Som beskrivits ovan, De Maesschalck et al.18 pionjärer en utvärderingsmetod för hårdvävnad noggrannhet mandibular återuppbyggnad med CAS, kringgå behovet av osteotomi plan beslutsamhet och kringgå användningen av en överlagring verktyg. Den allvarligaste nackdelen med denna metod är att den inte angav den metod som används för att bestämma midsagittal planet, som måste standardiseras och reproducerbara. Dessutom ingår inga praktiskt taget planerade tandimplantat och en differentiering mellan komplexiteten i mandibular rekonstruktioner saknas. Vi inkluderade utvärderingen av postoperativa positioner av praktiskt taget planerade tandimplantat i vårt protokoll eftersom antalet författare som tillämpar guidade tandimplantat i framtiden sannolikt kommer att öka. År 2016 föreslog Schepers et al.20 en utmärkt postoperativ utvärderingsmetod för praktiskt taget planerade tandimplantat i mandibular återuppbyggnad med CAS genom att mäta mittpunktsavvikelsen (mm) och vinkelavvikelse (°) per tandimplantat. Den huvudsakliga begränsningen av denna metod är mängden mätningar per implantat som minskar genomförbarheten och resulterar i förlust av översikt över noggrannheten i hela återuppbyggnaden. Vi föreslår en mer förenklad metod genom att bestämma ett rekapitulatoriskt antal per tandimplantat genom att mäta avståndet XYZ (dXYZ i mm). När det gäller tandrehabilitering är positionen för tandimplantatets hals avgörande för framtida proteser. Därför rekommenderar vårt utvärderingsprotokoll att skapa virtuella punkter på halsen på tandimplantaten i de pre- och postoperativa STL-modellerna. För att hålla utvärderingen av tandimplantat möjligt bestämde vi oss för att hoppa över vinkelavvikelsemätningar, eftersom vinkelavvikelser upp till 15° kan korrigeras med vinklade implantatdistanser.
Vår föreslagna riktlinje gäller för alla typer av givare webbplatser och möjliggör olika bengraft fixering möjligheter. Dessutom kommer CT spridning av metall fixering delar i postoperativa imaging inte påverka mätningar av riktlinje5. I den här utvärderingsriktlinjen använde vi Mimics inPrint 3.0 och GOM Inspect Professional 2019. Protokollet beskriver dock programvaruverktyg som finns i alla CAS-programvarupaket. Denna riktlinje syftar till att bidra till en mycket mer standardiserad och enhetlig strategi för att objektivifiera relationer mellan noggrannhet och alla olika metoder under CAS-faserna. Det finns gott om utrymme för ytterligare framsteg i att fastställa acceptabla mandibular vinkel avvikelser per Brown klass, deras förhållande till postoperativa positioner praktiskt taget planerade tandimplantat, och acceptabla tandimplantat avvikelser (dXYZ) för framtida proteser. För närvarande genomför vår avdelning en multicenterstudie för att validera denna riktlinje i en stor kohort, som också tar hänsyn till alla ovannämnda variabler.
The authors have nothing to disclose.
Denna forskning fick inget särskilt bidrag från finansieringsorgan inom offentliga, kommersiella eller icke-vinstdrivande sektorer.
GOM Inspect Professional 2019 | GOM | Evaluation software | |
Mimics inPrint 3.0 | Materialise | Image-based 3D medical software |