Stereofotogrammetri kullanılarak yumuşak doku değişikliklerinin üç boyutlu analizi için ayrıntılı bir protokol sunuyoruz.
Yöntem makalesi
Stereofotogrammetri kullanılarak yumuşak doku değişikliklerinin üç boyutlu analizi için ayrıntılı bir protokol sunuyoruz.
Diş ve ortodontik tedavinin yanı sıra ortogonatik cerrahinin yüz yumuşak dokusu üzerindeki etkisinin değerlendirilmesi son derece önemlidir; çünkü bu tür tedaviler yüz estetiğini ve dolayısıyla hasta memnuniyetini önemli ölçüde etkileyebilir. Yüz yumuşak doku tepkisinin doğru değerlendirilmesi, optimal tedavi sonuçlarının elde edilmesi için gereklidir. Üç boyutlu (3D) stereofotogrammi, yumuşak doku yüzeyinin nicel değerlendirmeleri için kullanılabilen, yüz yapılarının son derece hassas bir temsili sunan, radyasyondan arınmayan ve invaziv olmayan güvenilir bir araçtır. Bu protokolün amacı, stereofotogrammetri kullanılarak yüz yumuşak doku değişikliklerinin nicel değerlendirmesinde kullanılabilecek bir metodolojiyi göstermektir. Video gösterisi için 3D görüntü analiz yazılımı kullandık. Önerilen protokol, görüntü hazırlama adımlarını, 3D eksenine mekânsal kayıt, ilgi alanlarının seçimi ve üst üste bindirilmesi ile değerlendirmede yer alan iki yumuşak doku yüzeyi görüntüsü arasındaki alan hacminin hesaplanmasını içermektedir. Bu protokol, geçerliliği ve tekrarlanabilirliği açısından test edilmiş olup, klinik ve araştırma amaçları için değişken uygulamalara sahip olabilir.
Yüz yumuşak doku değişikliklerinin değerlendirilmesi diş hekimliğinde önemlidir çünkü yüz yumuşak dokuları estetik ve işlevin vazgeçilmez bir parçasıdır ve diş disiplinleri arasında tedavi planlamasının ayrılmaz bir parçası olarak kabul edilir. Yumuşak doku değerlendirmesi, klinisyenlerin ortodonti, protez ve ortogotik cerrahi gibi terapötik müdahalelerin yüz görünümü ve dengesi üzerindeki etkisini tahminetmesini sağlar 1. Yalnızca iskelet veya diş ölçümlerine güvenmek, ideal tıkanma ve/veya iskelet ilişkilerinin sağlanması her zaman dengeli veya istenen yüz yumuşak doku değişikliklerine dönüşmediğinden, tedavi sonuçlarının zayıflamasına yolaçabilir 2,3.
Yumuşak doku analizi, temel yüz özelliklerini belirlemeye, büyüme ve yaşlanmanın etkilerini öngörmeye ve diş, ortodontik veya cerrahi müdahalelerin yüz konturlarını ve yapısal desteği nasıl değiştireceğini öngörmeye yardımcı olduğu için bireysel tedavi planlaması için gereklidir 4,5. Özellikle, dudak desteği, yüz konveksliği ve yüz boyunun düşük olması doğrudan diş ve iskelet modifikasyonlarından etkilenir ve bu değişiklikler hasta memnuniyetini ve algılanan estetik sonucu önemli ölçüdeetkileyebilir 2,4. Yumuşak doku değişikliklerinin doğru değerlendirilmesi, estetik bölgelerde optimal sonuçlar elde etmek için kritik öneme sahiptir; özellikle implant ve restoratif diş hekimliğinde, doğal görünüm ve işlevi korumak için yumuşak doku hacminin korunması veya artırılması gereklidir6. Modern üç boyutlu görüntüleme ve tarama teknolojileri, yumuşak doku ölçümlerinin hassasiyetini ve tekrarlanabilirliğini artırarak daha iyi tanı, tedavi planlaması ve sonuç değerlendirmesini kolaylaştırmıştır 7,8,9.
Yumuşak doku değerlendirmesi için altın standart, yumuşak doku hacmi değişikliklerini niceleyen seri 3D görüntülemedir; klinik muayene ve hasta tarafından bildirilen semptomlarladesteklenir. En doğru ve tekrarlanabilir yaklaşım, zaman içinde yumuşak doku hacmi değişikliklerinin hassas ölçülmesini sağlayan seri 3D stereofotogrammetri veya lazer yüzey taramasıdır 10,11,12. Önceki yayınlar, ağız ve maksillofasiyal literatürde yüz yumuşak dokusu değişikliklerinin değerlendirilmesi için nicel yöntemleri tanımlamış, ancak bildirilen sonuçlar oldukça değişkenolmaya devam etmektedir: 10,11,12,13,14,15,16,17 . Ancak, önceki çalışmaların çoğunda ilgili adımlarla ilgili detaylar yer almamış ve sonuçların tekrarlanabilirliği genellikle bildirilmemiştir. Ayrıca, sürecin manuel kısmının video gösterimi yoktur; bu da yumuşak doku değerlendirmesi yapmak isteyen klinisyenler ve araştırmacılar için pratikte çok değerli olurdu. Bu video gösterimi, yüz yüzeyi görüntüleme kullanılarak yarı otomatik, yüksek doğruluklu ve yüksek tekrarlanabilir 3D hacimsel değişim değerlendirmesi için bir metodolojiyi ayrıntılı şekilde sergiler.
Bu protokol, Ulusal Sağlık Enstitüleri Kurumsal İnceleme Kurulu (NIDCR IRB #16-D-0040) tarafından belirlenen etik yönergeler doğrultusunda yürütülmüştür. Tüm deneklerden NIH IRB onaylı protokol (NCT02639312) kapsamında bilgilendirilmiş onay alındı ve bu protokol, 3D yüz fotoğraflarının araştırma kaynaklı yayınlarda kullanılmasına izin verdi. Tüm görüntüleme çalışmaları NIH Diş Kliniği'nde 3D görüntüleme sistemikullanılarak gerçekleştirildi. Bu protokolde kullanılan yazılımla ilgili detaylar için Materyaller Tablosu'na bakınız. Bu protokolte kullanılan 3D yüz fotoğraflarının kullanımı için açık onay alınmıştır.
1. Görüntü hazırlığı
2. 3D eksen ızgarasına temel görüntü kaydı
NOT: Temel görüntü, çalışma tasarımı tarafından tanımlanır. Bu görüntü, bireysel konunun sonraki görüntülerinin kaydedileceği bir referanstır. Orta hat simetrisi aşağıdaki şekilde belirlenir:
3. Önemli Açıklamalar
NOT: Yüzey kullanılabilirliğindeki değişkenliği daha iyi hesaba katmak için, görüntü kalitesiyle sınırlı ve cerrahi etkilenmeyen bölgelerle sınırlı olmak için, yüzey tabanlı bir yöntemle yumuşak doku işareti tabanlı kayıt seçilmiştir. Her resim için önemli annotasyonların sırası aynı olmalıdır. Mümkünse, ameliyattan etkilenen bölgenin dışında olan bir yara izi veya benek gibi hastaya özgü bir işareti not edin. Önemli yer seçimi, her değerlendirmenin ilgi alanına bağlı olmalıdır.
4. Temel görüntü ve hacim ölçümünde ilgi alanlarının seçimi
5. Sonraki görüntülerin kaydı, ilgi alanının üst üste bindirilmesi ve hacim ölçümü
Bu protokol, yüz yumuşak doku değişikliklerinin 3B değerlendirmesi için standartlaştırılmış ve tekrarlanabilir bir yaklaşımı ayrıntılı olarak tanımlar. Stereofotogrametri, yüzey değişikliklerini zamanla yakalayarak yüz şişkinliğinin doğru şekilde nicelenmesini sağlar. Önemli bir kayıt süreci kullanılarak, ameliyat sonrası görüntüler stabil bir başlangıç çizgisine hizalanır; böylece ameliyattan etkilenen bölgelerin üst üste bindirilmesi ve karşılaştırılmasını sağlar. İlgi alanı tekrarlanabilir anatomik sınırlar kullanılarak tanımlanır ve ilgili hacm, milimetreküp (cm 3) cinsinden hesaplanır. Her denek kendi iç kontrolü olarak hizmet ettiğinden, mutlak hacimler bu analizde konular arasında doğrudan karşılaştırılamaz.

Şekil 1: Üç boyutlu hacimsel ölçümün gösterimi. Ortogonatik cerrahi sonrası yüz şişliği miktarının nicel olarak değerlendirilmesi için bu protokolün kullanımının gösterilmesi. (A) Ameliyattan bir yıl sonra, ameliyat sonrası şişlik tamamen geçtiğinde alınan başlangıç görüntüsü. Görüntü, aşağıdaki anatomik işaretler kullanılarak 3D eksen ızgarasına kaydedilmiştir: iki taraflı medial ve lateral kanthi, glabella. yatırım getirisi tanımıyla birlikte. (B) Ameliyattan 1 hafta sonra, çoğu hastanın en şişkin olduğu ameliyattan sonra alınan görüntü. Aynı eksen ızgarasına kaydedilmiş, temel yatırım getirisi görüntüye yansıtılmıştı. (C) Hizalanma doğruluğunu doğrulamak için başlangıç ve ameliyat sonrası görüntülerin üst üste konması. (D) Her iki zaman noktasında da ROI'dan üretilen hacimsel maskeler, elde edilen hacimsel ölçüm milimetreküp (cm 3) cinsinden. (E) Maskeler arasındaki hacim farklarını karşılaştıran heat haritası; Mavi ve yeşil artan hacmi gösterirken, sarı ve turuncu renk ise temel görüntüye kıyasla hacim azalmasını gösterir. Referans olarak renk kodlu bir sayı indeksi de dahil edilmiştir. İki maske arasındaki tam hacimsel fark da bir çıkış olarak sağlanır. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.
3D görüntüleme, diş hekimliği ve kraniofasial cerrahi alanlarında bakım standardı haline gelmiş ve yüksek hassasiyette nicel yumuşak doku değerlendirmeleri sunmaktadır. Anatomik simgelerin 3D görüntülerde yeniden üretilebilirliği ve doğruluğu önceki çalışmalarda da doğrulanmıştır19. Bu nedenle, stereofotogrammetri veya 3D yüz yumuşak doku görüntüleri, kesin antropometrik ölçümlerin elde edilmesini ve uzunlamasına görüntü karşılaştırmalarıyla yumuşak doku değişikliklerinin nesnel nicelendirilmesini sağlar.
Yüz yumuşak doku değerlendirmesi üzerine önceki literatürler, genellikle özel görüntü analiz yazılımlarında kapsamlı eğitim gerektiren yöntemleri, farklı görüntüleme modaliteleri ve yazılım türlerinin birleşimini veya birden fazla simge noktanın notifikasyonunu gerektirir; bu da kullanıcılardan önemli zaman ve çaba gerektirebilir 11,13,14,20,21,22,23,24,25,26. Farklı yazılımlar tarafından bir seçenek olarak alan tabanlı bir üstüste bindirme de sunulmakta olup, önceki çalışmalardauygulanmıştır 27. Bu, manuel işaret notasyonu yerine kullanılabilecek alternatif bir üst üste binme aracıdır. Ancak, her iki yöntemi de geriye dönük bir kohort çalışması kapsamında test ettikten sonra yazarların pratik deneyimlerine dayanarak, dönüm noktası tabanlı üst üste bindirme daha kolay ve doğru bir seçenekti.
Ana sebep, alan tabanlı üst üste bindirmenin, üst üste bindirilmiş görüntüler arasındaki küçük farklara karşı daha hassas olmasıydı; örneğin, cilt yüzeyinde tek bir tüyün varlığı veya başın tam yönelimi. Bu, retrospektif çalışmalarda doğuştan gelen bir sorundur ve aşağıda tavsiye edildiği gibi, daha standartlaştırılmış bir görüntü alma protokolü kullanılarak önlenebilirdi. Buna rağmen, dönüm noktası tabanlı üst üste binme kullanan önceki yayınlar, sürecin adımlı rehberliğini içermemektedir; böylece diğer klinisyenler ve/veya araştırmacılar tarafından kolayca tekrarlanabilmesi sağlanır. Burada, mevcut görüntüleme yazılımına entegre edilmiş hacimsel değişikliklerin nicelendirilmesi için standartlaştırılmış bir çerçeve sunuyoruz. Bu, görüntü analizi alanında uzmanlık gerektirmeyen hacimsel yumuşak doku değerlendirmelerine doğrudan bir yaklaşımdır.
Yüz yüzeyi görüntülerinin üst üste bindirilmesiyle sıkça karşılaşılan bazı teknik zorluklar, yüz kıllarının varlığıyla ilgilidir. Uzunluğuna ve kalınlığına bağlı olarak, yüz kılları taramaların doğruluğunu önemli ölçüde azaltabilir çünkü cilt yüzeyi gizlenir. Sonuç olarak, taramalar arasındaki karşılaştırma olan yüksek hassasiyetli, nicel bir değerlendirme güvenilir olmayacaktır. Bu nedenle, 3D yüz taramaları yapılmadan önce çok az veya ideal olarak hiç yüz kılının olmaması şiddetle tavsiye edilir. Deneğin saçları da yüzden uzakta yerleştirilmelidir, böylece yüzü, alnı ve kulakları net görebilirsin.
Ayrıca, iskelet uyumsuzlukları nedeniyle ağız solunum düzeni veya dudak yetersizliği olan hastalar genellikle dudaklarını açık tutarak pozisyon verirler. Bu, özellikle dudakların pozisyonu tutarlı olmadığı sürece seri taramaların karşılaştırılması sırasında bir sorun haline gelebilir. Dudakların konumu, farklı zaman noktalarında yapılan iki veya daha fazla taramanın karşılaştırmalı hacimsel değerlendirmelere dahil edileceğinde tekrarlanabilir olmalıdır. Son olarak, tarama alınırken tutarlılık ve tekrarlanabilirlik nedenleriyle yüz ifadelerinden kaçınılmalıdır. Tüm görüntülerin hastanın tarafsız yüz ifadesini koruyarak, mümkünse dudaklarını kapalı tutarak ve ısırık ilişkilerinde dişlerini temas halinde tutarak çekilmesi önerilir. Bu pozisyon, zamanla en kolay tekrarlanabilecek konum olarak kabul edilir.
Ayrıca, konuları tam olarak ne yapmaları gerektiğini ve görüntü yakalama sürecinin neleri içerdiğini bilmeleri için onlara uygun şekilde eğitmek de önemlidir. Aynı nedenle, görüntülerin alınmasında yer alan personel, birden fazla kişi işin içinde olduğunda, birbirleriyle birlikte eğitilmeli ve kalibre edilmelidir. Bu, taramaların kalitesini ve dolayısıyla nicel değerlendirmelerin doğruluğunu önemli ölçüde artırabilir.
Özetle, bu protokol gelecekteki klinik değerlendirmeler ve araştırmalar için pratik bir rehber sunar; bu çalışmalar farklı terapötik müdahale türlerinin yüz estetiği üzerindeki etkisini ve iyileşme süreçlerinin ilerleyişini değerlendirmeye çalışır. Bu tür değerlendirme, diş hekimliğinin çeşitli alanlarında, özellikle sabit ve çıkarılabilir protez, ortodonti ve ortodontik cerrahialanlarında çok bilgilendirici olabilir 28,29,30,31,32,33,34. Diş ve/veya iskelet dokusu müdahalelerine yönelik yumuşak doku yanıtına odaklanan araştırmalar, bu çeşitli tedavi yöntemlerinin yüz yumuşak doku konturu üzerindeki etkisi hakkında değerli bilgiler sağlayacaktır; bu durum genel tedavi sonucunun temel bir bileşenidir. Ayrıca, yaşlanmayla ilgili yumuşak doku değişikliklerinin uzunlamasına değerlendirmeleri, farklı tedavi türlerinin yumuşak doku profili üzerindeki uzun vadeli etkileri hakkında eşit derecede bilgilendirici olabilir. Bu bilgiler, gelecekte tedavi planlaması ve hasta danışmalarının önemli bir parçası olabilecek kişiselleştirilmiş tedavi sonuçları simülasyon yaklaşımlarının bir parçası olarak kullanılabilir.
Yazarların açıklamak zorunda kalacak bir çıkar çatışması yoktur.
Bu araştırma, Ulusal Sağlık Enstitüleri'ne (NIH) bağlı Ulusal Diş ve Kraniofasiyal Araştırma Enstitüsü'nün (NIDCR) İç Araştırma Programı tarafından desteklenmiştir.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| Vectra H1 kamera | Canfield Scientific | Yok | Elde taşınan 3D görüntüleme sistemi |
| Vectra yazılımı | Canfield Scientific | Yok | Görüntü Analiz Yazılımı |
Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste
İzin iste