JoVE Journal > Medicine
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
医学

Mandibulanın Bilgisayar Destekli Rekonstrüksiyonu Için Ameliyat Sonrası Değerlendirme Yönergesi

Published: January 28, 2020
doi:
10.3791/60363
, , , , ,
1Department of Oral and Maxillofacial Surgery/Pathology, Amsterdam UMC and Academic Centre for Dentistry Amsterdam (ACTA),Vrije Universiteit Amsterdam, 2Medical Technology, 3D Innovation Lab, Amsterdam UMC,Vrije Universiteit Amsterdam, 3Department of Plastic, Reconstructive and Hand Surgery, Amsterdam UMC,Vrije Universiteit Amsterdam

Summary

Burada, postoperatif doğruluk değerlendirmesi ile ilgili çalışmalar arasında tekdüzelik oluşturmak amacıyla mandibulanın bilgisayar destekli rekonstrüksiyonu için pratik, uygulanabilir ve tekrarlanabilir bir değerlendirme kılavuzu öneriyoruz. Bu protokol devam ediyor ve bu değerlendirme kılavuzunun daha önceki bir yayınını belirtir.

Abstract

Mandibulanın bilgisayar destekli rekonstrüksiyonunda postoperatif doğruluk sonuçlarının geçerli karşılaştırmaları, görüntüleme yöntemlerindeki heterojenlik, mandibuler defekt sınıflandırması ve çalışmalar arasındaki değerlendirme metodolojileri nedeniyle zordur. Bu kılavuz, görüntüleme sürecini, mandibular defektlerin sınıflandırılmasını ve üç boyutlu (3D) modellerin hacim değerlendirmesini yönlendiren adım adım bir yaklaşım kullanır ve bundan sonra okunaklı bir nicel doğruluk değerlendirme yöntemi yapılabilir. postoperatif klinik durum ve preoperatif sanal plan arasında. Condyles ve mandibula dikey ve yatay köşeleri bilgisayar destekli cerrahi (CAS) yazılımında sanal çizgiler tanımlamak için kemik işaretleri olarak kullanılır. Bu hatlar arasında eksenel, koronal ve her iki sagital mandibular açılar hem ameliyat öncesi hem de postoperatif 3D modellerde hesaplanır (neo)mandibula ve daha sonra sapmalar hesaplanır. Postoperatif 3D modeli, XYZ eksenine sabitlenmiş ameliyat öncesi hemen planlanmış 3D modele yerleştirilerek, ameliyat öncesi ve postoperatif olarak planlanan dental implant pozisyonları arasındaki sapma hesaplanabilir. Bu protokol devam ediyor ve bu değerlendirme kılavuzunun daha önceki bir yayınını belirtir.

Introduction

Rekonstrüktif cerrahide bilgisayar destekli cerrahi (CAS) art arda dört evre yi içerir: sanal planlama aşaması, üç boyutlu (3D) modelleme aşaması, cerrahi faz ve postoperatif değerlendirme aşaması1. Planlama aşaması kraniyofasiyal bilgisayarlı tomografi (BT) taraması ve donör site BT veya BT anjiyografi (CTA) taraması ile başlar. Çeşitli doku tipleri, Hounsfield birimlerine (HU) (insan kemiği [+1000 HU], su [0 HU], ve hava [-1000 HU]’ ya göre değişen belirli gri değeri olan voxel’lerin tadına varan bir miktarda X-ışını zayıflamasına karşılık gelir. Bu görüntüler Tıpta Dijital Görüntüleme ve İletişim (DICOM) dosya formatında saklanır. Segmentasyon yazılımında ilgi alanları (ROI) seçilerek, 3B modelleroluşturulabilir 2. En popüler ve uygulanabilir segmentasyon tekniği eşik: seçili HU eşik değerinin üzerindeki voxeller YG’de yer almaktadır. Bu voxels daha sonra Standart Tessellation Dil (STL) dosyaformatında3D modellere dönüştürülür ve osteotomiplanlamak ve 3D cihazlartasarlamakiçin CAS yazılımına yüklenir 4 . Modelleme aşamasında, tasarlanmış cihazlar 3D baskılı ve sterilize edilir, cerrahi faz takip. Son değerlendirme aşaması hastanın kafatasının postoperatif BT taramasından oluşur ve ardından ameliyat sonrası sonucu ameliyat öncesi sanal planla karşılaştıran bir doğruluk analizi dir.

Bilgisayar destekli mandibular rekonstrüksiyonların doğruluğuna ilişkin yakın zamanda yayınlanan sistematik incelememizde görüntü edinimi, mandibuler defektlerin sınıflandırılması ve değerlendirme metodolojilerinde heterojenlik saptanmisi gösterılmıştır. Bu heterojenlik, postoperatif sert doku doğruluğu sonuçlarının çalışmalar5arasında geçerli karşılaştırmalarını sınırlandırmıştır. Mandibular rekonstrüksiyon sürecinde CAS aşamalarının standardizasyonu, tüm farklı CAS prosesleri için Conformité Européenne (CE) sertifikası talep eden ve 2020baharından itibaren faaliyete geçecek olan yeni Avrupa Birliği tıbbi cihaz düzenlemesi (MDR) nedeniyle önemlidir. Burada, postoperatif doğruluk değerlendirmesi ile ilgili çalışmalar arasında tekdüzelik oluşturmak amacıyla mandibulanın bilgisayar destekli rekonstrüksiyonları için pratik, uygulanabilir ve tekrarlanabilir bir değerlendirme kılavuzu salıyoruz. Bu protokol devam eder ve şu anda tüm farklı mandibular rekonstrüksiyonların işlevsellikle ilgili tolere edilebilir sonuç aralıklarını keşfetmeyi amaçlayan doğrulukları açısından analiz edilecek olan büyük bir çok merkezli kohort çalışmasında test edilmekte olan bu değerlendirme kılavuzu7’nindaha önceki bir yayınını belirtir.

Protocol

VU Üniversitesi Tıp Merkezi Tıbbi Etik İnceleme Komitesi (IRB00002991 olarak ABD İnsan Araştırma Koruma Ofisi [OHRP] kayıtlı) İnsan Konuları Yasası (WMO) Içeren Tıbbi Araştırma Bu çalışma için geçerli olmadığını doğruladı. VU Üniversitesi Tıp Merkezi’ne atanan FWA numarası FWA00017598’dir. NOT: Bu protokoldeki tüm adımları iki farklı gözlemci tarafından bağımsız olarak doğrulayın. 1. Kafatası ve donör sitesi görüntüleme Parametre dilim kalınlığı (ST) seti <1.25 mm. Rekonstrüksiyondan sonraki altı hafta içinde ameliyat sonrası MDCT taraması yapın.NOT: Adjuvan radyasyon tedavisi durumunda tedaviden önce ilk postoperatif MDCT taraması ndan önce kullanın. 2. Mandibular defektin sınıflandırılması Mandibular defekti Brown ve ark.8sınıflamasına göre sınıflandırın. 3. Postoperatif BT taramasının DICOM görüntülerinin segmentasyonu Görüntü tabanlı 3B tıbbi yazılımı açın (örneğin, Mimics inPrint 3.0). Diskten Dosya ve Yeni’yitıklatın, ardından bir klasör penceresi açılır. Almak için postoperatif CT taramasının DICOM görüntülerini içeren klasörü seçin (klasörün tamamını seçin), listede doğru çalışmayı seçin ve Dönüştür’ütıklatın. Kafatasının yönünü değerlendirmek için bir pencere açılır. Oryantasyon karakterlerini sola tıklayarak oryantasyonu değiştirin; doğrulamak için Tamam’ı tıklatın. 5 adımlı segmentasyon iş akışını gerçekleştirin. YG oluşturmak için Eşik aracını tıklatın. Kemik dokusunun yoğunluğu ile orantılı gri değerlerin belirli bir aralık içinde mandibular kemiğin tüm voxels içeren bir eşik tanımlayarak RoI oluşturun. Hounsfield aralığını solve sağdaki iki kaydırıcıyı hareket ettirerek el ile ayarlayın. Segmentasyonu doğrulamak için yeşil düğmeyi tıklatın.NOT: Eşik aracı, kullanıcının Hounsfield Birimleri’nde ifade edilen yoğunluk aralığında kemiği seçmesini sağlar. Bu adımdan sonra, YG sekmesinde yeni bir YG görüntülenir ve yazılım iş akışının ikinci adımına atlar. YG’yi düzenlemek için Yalıtma aracını seçin; otomatik olarak kafatası izole edilecek ve yeşil olur 3D viewport, mandibula tıklayın. Yeni YG’de sonuç oluşturmaseçeneğini seçin. Yalıtımı doğrulamak için yeşil düğmeyi tıklatın ve daha sonra bağlı olmayan tüm yapılar kaybolur. Yatırım Getirisini (“Mandible Post-op”) yeniden adlandırın.NOT: İsteğe bağlı olarak, YG’yi doğrudan görüntülerde veya 3B görünüm portunda düzenleyerek saçılmayı kaldırmak için Kement aracını kullanın. CT taraması kalitesiz olduğunda, koniller kafatasına bağlanabilir. Bu durumda, kullanıcıdan bir ön plan ve arka plan tanımlamasını isteyen Bölme aracını tıklatın. Foreground seçin ve mandibula tam eksenel veya koronal coupes seçin. Arka Plan seçin ve aksiyel veya koronal coupes kapsamlı maksilla ve kafatası seçin. Ön plana karşılık gelen bölge Yatırım Getirisi’nde tutulacak ve arka plana karşılık gelen bölge silinecektir. Doğrulamak için yeşil düğmeyi tıklatın. YG tamamlandığında ve 3B modele dönüştürülmeye hazır olduğunda, iş akışı araç çubuğunun Parça Ekle düğmesini tıklatın. Katı Parça aracını tıklatın. Düz parça Mandible Post-op seçin ve Yumuşatma seçenekleri Kapalı seçin. Doğrulamak için yeşil düğmeyi tıklatın. Parçalar oluşturulduğunda, yazılım otomatik olarak iş akışının dördüncü adımına gider: yapıyı yeniden ele a. Görüntülerde gösterilen oluşturulan parçaların hatlarıyla, parçaların doğruluğunu değerlendirin. Pürüzsüz aracıat. İş akışının son adımında (yazdırmayı hazırlayın), dışa aktarma menüsündeki Mandible Post-op bölümünü seçin, çıktı dizini seçin, 1.00 ölçeğini seçin ve doğrulamak için yeşil düğmeyi tıklatın.NOT: “Mandible Post-op” parçası artık bir . STL dosyası. 4. XYZ eksen yönlendirmesi NOT: Ameliyat öncesi STL modeli kafatası, (neo)mandibula ve neredeyse planlanmış dental implantları (planlanırsa) içerir. Kafatası ve kafatasının ayrılmış STL dosyaları ile değerlendirme nin daha kolay çalıştığını, ancak yine de birbirlerine sabit konumda olduğunu unutmayın. Kafatası ve mandibula preoperatif STL modeli birleştirildiğinde, 3D tıbbi yazılımı kullanın (yukarıda açıklanan adımları izleyerek) kafatasından mandibula bölmek için. Değerlendirme yazılımını açın (Malzeme Tablosu). Önceden çalışan STL dosyasını (sanal plan dahil) açılır ekranda sürükleyin. XYZ ekseninde kafatasının ameliyat öncesi STL modelinin tek tip yönünü nisbet için Frankfurt düzlemi, orta sagital düzlemi ve nasion’u belirleyin. Yapı’ya tıklayın | Uçak | 3-Point Plane ve Ctrl + sol kullanarak sanal bir nokta oluşturmak hem iç akustik foramina ve sol infraorbital marjı (Frankfurt düzlemi)9tıklayın . STL modelini işaret ettikten sonra Oluştur’u ve kapat’ı tıklatın. Yapı’ya tıklayın | Çizgi | 2-Point Line ve Ctrl + sol tıknayon ve basion (midsagittal düzlem)10kullanarak sanal bir nokta oluşturmak . Yapı’ya tıklayın | Nokta | Ctrl + sol tuşuna basarak sanal bir noktayı işaretedin ve oluşturun. İşlemler ‘i tıklatın | Ana Hizalama | Düzlem-Çizgi Noktası. Gerçek parametre “Düzlem 1″i nominal parametre “Düzlem Z”, gerçek parametre “Satır 1″i “Y Satırı” nominal parametresi ve gerçek parametre “Point 1” ile nominal parametre “Global koordinat sistemi” ile birleştirin.NOT: Kafatası ve (neo)mandibulanın ameliyat öncesi STL modelleri artık XYZ eksenine sabitlenmiştir (Şekil 1). 5. Ameliyat öncesi ve sonrası STL modellerinin hacim değerlendirmesi NOT: Ameliyat öncesi ve sonrası STL modellerini, doğruluk ölçümlerini etkileyebildiklerinden, iki model arasındaki hacim hatalarını mümkün olduğunca ekarte etmek için hacim benzerliği üzerinde inceleyin. Tüm “Meshes” gösterilir Gerçek Öğeleraltında sadece preoperatif (neo)mandibula STL dosyasını seçin. İşlemler ‘i tıklatın | CAD | Gerçek Örgü CAD için. Açılan menüde Yeni CAD verilerini seçin, dosyayı yeniden adlandırın (örn. “Mandible Pre-op”) ve Tamam’ıtıklatın.NOT: Ameliyat öncesi STL modeli artık Nominal Elements altında görülebilir | Sol kaşif menüsünde CAD. Postoperatif STL modelini yazılıma sürükleyin (protokolün 3. bölümünde oluşturulan). Dosyayı yeniden adlandırın (örn. “Mandible Post-op”). Tüm “Meshes” gösterilir sol kaşif menüsünde Gerçek Öğeler altında STL dosyasını seçin. İşlemler ‘i tıklatın | Hizalama | Tek Eleman Dönüşümü | 3 Noktalı Hizalama. Açılan menüde, ctrl + sol tıklama ile “Mandibula Pre-op” (örneğin, condyle superior, yatay ve mandible dikey köşe) 3 benzer “Gerçek puan” ile 3 “Nominal noktaları” birleştirir. Uygula ve Kapatile doğrulayın.NOT: STL modelleri bu 3 simge yapıya göre kabaca birbirinin üzerine yerleştirilir. Bu, sonraki adımlar sırasında yazılımın hesaplamalarını hızlandıracaktır. Mandibula Ön Op’u seçin ve sol kaşif menüsünde Mandible Post-op’u seçin. Alt araç çubuğundaki Yüzey’de Seç/Seç aracını tıklatın. Hem lateral hem de medial yanlarda (osteosentez materyali ile temas halinde değil) kalıntı mandibula üzerinde bir yüzey seçin. İşlemler ‘i tıklatın | Hizalama | Ana Hizalama | Yerel En İyi Uyum. Açılan menüde hedeflenen öğe olarak Tüm CAD gruplarını seçin. Maksimum 10.000 mm mesafe alın. Uygula ve Kapatile doğrulayın.NOT: “Mandible Post-op”un kalıntı sının seçilen kısmı “Mandibula Pre-op”un benzer kısmına doğru bir şekilde yera yerverilecektir. Artık her iki model de STL birim değerlendirmesi için hazır. Alt araç çubuğundaki Yüzey’de Seç/Seç aracını tıklatın. Önceki adımın yüzeyinde yalnızca yanal tarafta bir yüzey seçin. Tıklayın Denetim | CAD Karşılaştırma | Gerçek’te Yüzey Karşılaştırması. Açılır menüde en fazla 10,00 mm mesafe kullanın ve Tamamile doğrulayın. Mandible Post-op Toggle Görünürlük kapatın. Seç Yamayı aracını kullanın, seçili yüzeyi sol tıklatın. Yukarıdaki araç çubuğundaki büyüteç’e tıklayın. Ekranda yuvarlak bir araç çubuğu açılır. Kontrol Et’e Tıklayın | Sapma Etiketi Aritmetik Ortalaması ve mm’deki aritmetik ortalaması gösterilecektir (Şekil 2). Aritmetik ortalama 0.5 mm durumunda, eşik değerlerini ayarlayarak 3D tıbbi yazılımda postoperatif CT taraması (DICOM dosyası) segmentasyonunu tekrarlayın. Bir aritmetik ortalama <0.5mm elde edilene kadar segmentasyon ve superimposition tekrarlayın.NOT: İki STL hacmi artık geçerli doğruluk karşılaştırmaları için hazırdır. 6. Aklis süreçlerinin üst elüstlatılması Mandibula Ön Op’u seçin ve sol kaşif menüsünde Mandible Post-op’u seçin. Alt araç çubuğundaki Yüzey’de Seç/Seç aracını tıklatın. İntersura mandibulae (mandibular çentik) en kaudal noktadan kondil ve dikey köşe arasındaki sınırın arka kenarına dik düzlemler (lateral ve medial yan) çizerek her iki kondilin tüm yüzeylerini seçin. İşlemler ‘i tıklatın | Hizalama | Ana Hizalama | Yerel En İyi Uyum. Açılan menüde hedeflenen öğe olarak Tüm CAD gruplarını seçin. Maksimum 10.000 mm mesafe alın. Uygula ve Kapatile doğrulayın.NOT: “Mandible Post-op”un seçilen koniler doğru bir şekilde “Mandibula Pre-op”(Şekil 3)kondyles üzerine yerleştirilir. 7. Koronal, aksiyel ve sagittal mandibular açıların hesaplanması NOT: Kemikli simgesel yapıların tanımlaması “Mandible Pre-op” ve “Mandible Post-op” STL modellerinde ayrı ayrı gerçekleştirilir. “Mandibula Pre-op”ta kemikli simgeleri tanımlarken Mandibula Post-op’u seçin ve tam tersi. Sol kaşif menüsünde Mandibula Ön op’u seçin. Yapı’ya tıklayın | Nokta | Yüzey Noktası condyle superior (CS), condyle posterior (CP), dikey köşe (VC) ve yatay köşe (HC) üzerinde sanal noktaları belirlemek için Brown ve ark.8sınıflandırılmasına göre . Sol kaşif menüsünde Mandible Post-op’u seçin. Yapı’ya tıklayın | Nokta | Projeksiyon Noktası Brown ve ark.8sınıflamasına göre CS, CP, VC ve HC sanal noktaları belirlemek için .NOT: Brown sınıfı Ic, IIc veya IVc defektleri için, kemik greftinin veya titanyum/protez condyle’ın dikey segmentinin en üstün ve arka kısmındaki sanal noktaları belirleyin. Mandibuler rezeksiyon bir veya daha fazla köşe içeriyorsa, kemik greftinin iki segmenti arasında osteotomi düzleminin en alt noktasını seçin. Mandibuler rezeksiyon yatay veya dikey bir köşenin sadece yarısını içeriyorsa (kemik greftinin bir bölümünün yanında kalıntı mandibula), osteotomi düzleminin en alt kısmında kemik grefti segmentinde sanal bir nokta belirleyin. Brown sınıfı I mandibular defekti durumunda, kemik greftinin yatay segmentinin en ön ve alt kısmında sanal bir nokta belirleyin ve bu sanal noktayı yatay köşe olarak düşünün. Anatomik dikey veya yatay köşe dışında (ekstra) osteotomi durumunda, bu köşelere en yakın osteotomiyi dikey veya yatay köşe olarak belirleyin. 2 sanal nokta arasında bir çizgi oluşturmak için Oluştur | Çizgi | 2-Nokta Çizgisi. Açılan menüde yapı elemanları altında 2 nokta seçin ve bunları bir çizgiye bağlayın. Oluştur ve kapat’ıtıklatın. Hem Mandibula Pre-op hem de Mandible Post-op’ta Construct ‘a tıklayarak bir midsagittal düzlem oluşturun | Uçak | Yön Leri Görüntülemede Düzlem. Z ekseninde 2 nokta seçin. 2 satır arasında veya bir çizgi ile düzlem arasında bir açı oluşturmak için Oluştur | Açı | 2-Yön Açısı. Daha sonra açılan menüde Satır 1ve Satır/Düzlem 2’yi seçin. Oluştur ve kapat’ıtıklatın. Kaşif menüsünde Mandibula Pre-op açısı nı seçerek tüm Mandibula Pre-op açılarını Mandibula Post-op açılarına bağlayın, ardından Büyüteç’i tıklatın | Ölçme Prensibi | Gerçek Öğeye Bağlantı. İlgili Mandibula Post-op açısını seçin ve Tamam’ıtıklatın. Bu bilgi ile, CS VC ve midsagittal hat (ML) arasındaki sağ ve sol koronal mandibular açıları belirlemek. VC’den HC ve ML’ye kadar olan hatlar arasındaki sağ ve sol eksenel mandibular açıları belirleyin. CP’den VC’ye ve VC’den HC’ye giden çizgiler arasındaki sagittal mandibular açıları belirleyin. Ameliyat sonrası açılar ve sanal planlı açılar arasındaki derece (°) sapmalarını hesaplayın ve raporlayın. 8. Neredeyse planlanan dental implantların XYZ sapmalarının ve mesafe XYZ’sinin hesaplanması NOT: Doğru karşılaştırma için ameliyat öncesi planlama sırasında doğru dental implant çapını ve yüksekliğini (kapak vidası dahil) kullanın. Yapı’ya tıklayın | Nokta | Mandible Pre-op dosyasındaki dental implantların kapak vidalarının orta ve üst kısmında Ctrl + sol tıklama kullanarak sanal bir nokta oluşturun. Yapı’ya tıklayın | Nokta | Surface Point ve Mandible Post-op dosyasında diş implantları kapak vidaları orta ve üst Ctrl + sol tıklama kullanarak sanal bir nokta oluşturun. Sağ fare düğmesine tıklayın Mandible Pre-opilk diş implantı . Ölçme Prensibine Tıklayın | Gerçek Öğeye Bağlantı. Mandible Post-op’unaynı diş implantını seçin. Tüm dental implantlar için bu işlemi tekrarlayın. Sol kaşif menüsündeki Mandible Pre-op ve Mandible Post-op dosyalarındaki dental implantlarla ilgili tüm noktaları seçin. Yukarıdaki araç çubuğundaki büyüteç’e tıklayın. Ekranda yuvarlak bir araç çubuğu açılır. Formülü kullanarak diş implantı başına mm’de XYZ mesafesini göstermek için Kontrol et ve dXYZ’yi seçin:

Representative Results

James Brown sınıf III mandibular defekti bölümümüzde fibula serbest flebi donör olarak yeniden inşa edildi. Doğrudan güdümlü dental implant yerleştirme de diş implant kılavuzları dahil bir fibula kesme kılavuzu kullanımı ile yapıldı. Rekonstrüksiyon sunulan kılavuz la değerlendirildi. Koronal, eksenel ve sagital mandibular açı sapmaları (°) ve altı dental implant XYZ uzaklığı (mm) hesaplandı ve raporlandı(Şekil 4 ve Şekil 5). Şekil 1: Z eksenine (kırmızı çizgi) yansıtılan Frankfurt düzlemi ile XYZ ekseninde kafatasının ameliyat öncesi STL modelinin tek düze yönü, Y eksenine yansıtılan midsagittal düzlem (yeşil çizgi) ve X eksenine yansıtılan nasion (mavi çizgi). Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın. Şekil 2: Ameliyat öncesi hemen planlanan STL modelinin çene sandibinin sağ tarafının (saçılmaya neden olan osteosentez materyalinin tutulumu olmaksızın) bir kısmı postoperatif STL modeline yerleştirilir. Daha sonra CAS yazılımı aritmetik ortalamayı hesaplamak için kullanılır. Bu örnekte her iki birim arasındaki 0,02 mm sapma, değerlendirme kılavuzunun bir sonraki adımına geçmek için norm (<0,5 mm) içinde yer alır. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın. Şekil 3: Ameliyat öncesi STL modelinde postoperatif STL modelinin (gri) sanal plana (mavi) göre revize edilmiş olarak süperimlemi. Yinelemeli en yakın nokta algoritması (kırmızı) için yalnızca her iki aklis işlemi seçilir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın. Şekil 4: Donör site olarak fibula serbest flep kullanılarak kahverengi sınıf III defektinin rekonstrüksiyonu. Bu örnekte, rekonstrüksiyon sırasında 3Boyutlu bir kılavuz kullanılarak neredeyse planlanmış altı dental implant birincil olarak yerleştirilmiştir. Koronal, eksenel ve sagital açılar hem ameliyat öncesi hemen planlanan 3D model hem de postoperatif 3D model de hesaplanır. Derece (°) açıları arasındaki sapmalar gösterilir. CS, condyle üstün; CP, condyle posterior; VC, dikey köşe; HC, yatay köşe; ML, midsagittal çizgi; FFF, fibula serbest flep. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın. Şekil 5: X, Y ve Z ekseninde dental implant sapmaları ve altı güdümlü yerleştirilmiş dental implantın xyz (dXYZ) mesafesi. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Discussion

Bu postoperatif değerlendirme kılavuzu, bilgisayar destekli mandibular rekonstrüksiyonların doğruluk analizinin arttırılmış tekdüzeliğini kolaylaştırmayı amaçlamaktadır. Mandibular rekonstrüksiyonun başarısını belirleyen dört bileşen üzerinde duruluyor: (1) her iki kondilesin konumu, (2) osteotomi düzlemlerinin açıları, (3) kemik grefti segmentlerinin büyüklüğü, konumu ve fiksasyonu ve (4) kılavuzlu dişin konumu implantlar (hemen gerçekleştirilir ve sanal planlamadahil edilirse).

Önerilen protokolümüzün ilk adımında, BT görüntülerinin kalitesi segmentli STL modellerinin ses doğruluğunu etkilediği için hem ameliyat öncesi hem de sonrası görüntüleme için MDCT taramasını öneriyoruz. En büyük hacim sapmaları stl modellerinde bulunan koni ışını bilgisayarlı tomografi (CBCT) tarayıcı DICOM veri11dışarı segmente . Bu hacim sapmaları 3D baskılı şablonların ve kılavuzların doğruluğunu ve montajını etkiler ve böylece ameliyat öncesi ve sonrası STL modelleri arasındaki ameliyat sonrası doğruluk ölçümlerini de etkiler. Bu nedenle, CAS kullanılarak mandibuler rekonstrüksiyon için hem preoperatif hem de postoperatif görüntülemede MDCT tarayıcıların kullanılmasını öneriyoruz. Dilim kalınlığı STL hacim doğruluğunda en etkili faktördür ve <1.25 mm olarak ayarlanmalıdır. Daha yüksek bir dilim kalınlığı STL modellerinde detay kaybına neden olabilir ve doğruluk ölçümlerini etkiler12,13. CAS kullanarak mandibular rekonstrüksiyon doğruluğu üzerine son zamanlarda yayınlanan sistematik bir inceleme yazarlar tarafından kullanılan CT tarayıcı parametrelerinin malzeme ve yöntemler bölümünde kötü açıklama gösterdi5. Bize göre CAS çalışmaları, preoperatif görüntüleme yöntemlerinin tip ve parametrelerini her zaman malzeme ve yöntemler bölümünde belirtmelidir. Kemik greftinin segmentlerinin hacminde, şeklinde ve pozisyonunda uzun süreli değişiklikler den kaçınmak için postoperatif MDCT taraması rekonstrüksiyondan sonraki altı hafta içinde yapılmalıdır14. Adjuvan radyasyon tedavisi durumunda, mandibuler kemik15radyasyona bağlı patoloji önlemek için tedavi öncesi ilk postoperatif MDCT taraması kullanın.

Benzer karmaşıklıkta rekonstrüksiyonları karşılaştırmak için mandibular defektlerin sınıflandırılması gereklidir. 2016 yılında Brown ve ark.8, sınıf sayısı ile yeniden yapılanmanın karmaşıklığı arasında bir ilişki olan dört sınıfı açıklayan bir mandibular kusur sınıflandırması önermiş. Rekonstrüksiyonun doğruluğunu değerlendirmek için CAS yazılımında ameliyat öncesi ve sonrası STL modellerinin dizilişi bazı güçlüklere yol alabilmekte. Üst düzeye çıkarma yazılımı aracı, yinelemeli bir en yakın nokta algoritması kullanarak Bir STL modelinin (başvuru) sabit bir parçasını en iyi eşleştirmek için bir STL modelinin (kaynak) seçili bir bölümünü taşır. Ancak, tüm (neo)mandibula nın süperimpozisyonu, mandibulanın postoperatif klinik pozisyonunu temsil etmeyen, tüm rekonstrüksiyonunkaymasına yol açacak olan rekonstrüksiyon plakasının (lar) saçılması nedeniyle yanlıştır. Aynı sorun yeniden yapılanma17izole parçaları üst üste iken tanıtıldı. Maksilla ve kafatası da dahil olmak üzere mandibulanın süperlemesi yanlıştır, çünkü ameliyat öncesi ve sonrası tarama sırasında ağız açıklığı her zaman farklı olacaktır. Bu nedenle, (neo)mandibulanın postoperatif pozisyonunu değerlendirmek için, süperimpozisyon problemlerini atlamak için hem ameliyat öncesi hem de sonrası STL modellerinde mandibular açılar (De Maesschalck vd.18)’inöncülüğünü yapmaya karar verdik. Ancak, diş implantı pozisyonlarını değerlendirmek için, süperimpozisyon yazılım aracını kullanarak her iki modeli de hizalamamız gerekiyordu. Preoperatif STL modellerini klinik postoperatif intermaxillary ilişkiye en yakın yaklaşımla uyumlu hale getirmek için, sadece her iki kondisler prosesin süperimpozisyonunun en uygun, standart ve tekrarlanabilir yöntem olduğuna inanıyoruz. Her iki kondiles postoperatif konumu yanlış neomandible rekonstrüksiyon etkilenebilir rağmen, intermaxillary ilişki orta hat için uygun olacak ve böylece midsagittal düzlem etrafında her iki konilerin konumunu ortalamaları19. Protokolümüzde, sadece ameliyat öncesi STL modeli, CAS yazılımında bir düzlem-çizgi noktası aracı kullanılarak XYZ eksenine hızlı bir şekilde sabitlenir ve bu da dental implantların postoperatif sapmalarının tespit edilebildiği bir kriterdir. XYZ ekseninde sabit kafatası konumu olgular arasında küçük sefalometrik farklılıklara yol açabilir. Ancak, postoperatif 3D model sabit preoperatif 3D model üzerine takıldığında, sadece her iki kondiles yinelemeli en yakın nokta algoritması için seçilen dental implant pozisyonları arasında mm xYZ mesafe için hiçbir sonuçları yoktur, çünkü bu diş implant ölçümleri üzerinde hiçbir etkisi yoktur.

Yukarıda açıklandığı gibi, De Maesschalck ve ark.18, osteotomi düzlemi tayini ihtiyacını atlayarak ve bir süperimasyon aracının kullanımını atlayarak, CAS kullanarak mandibular rekonstrüksiyonun sert doku doğruluğu için bir değerlendirme yöntemine öncülük ettiler. Bu yöntemin en ciddi dezavantajı, standartlaştırılabilen ve tekrarlanabilir olması gereken orta sagital düzlemi belirlemek için kullanılan yöntemi belirtememesidir. Ayrıca, hiçbir sanal olarak planlanmış dental implantlar dahil ve mandibular rekonstrüksiyon karmaşıklığı arasında bir ayrım eksiktir. Protokolümüzde neredeyse planlanan dental implantların ameliyat sonrası pozisyonlarının değerlendirilmesini de protokolümüzde dahil ettik, çünkü gelecekte güdümlü dental implant uygulayan yazar sayısının artması muhtemeldir. 2016 yılında Schepers ve ark.20, merkez nokta sapması (mm) ve diş implantı başına açısal sapma (°) ölçerek CAS kullanılarak mandibuler rekonstrüksiyonda neredeyse planlanmış dental implantlar için mükemmel bir postoperatif değerlendirme yöntemi önermiştir. Bu yöntemin ana sınırlaması, implant başına yapılan ölçümlerin fizibiliteyi azaltan ve tüm rekonstrüksiyonun doğruluğunun kaybedilmesine neden olan ölçüm miktarıdır. XYZ (mm’de dXYZ) mesafesini ölçerek dental implant başına bir recapitulatory sayı belirleyerek daha basit bir yöntem öneriyoruz. Diş rehabilitasyonu ile ilgili olarak, dental implant boyun pozisyonu gelecekteki protezler için belirleyicidir. Bu nedenle değerlendirme protokolümüz ameliyat öncesi ve sonrası STL modellerinde dental implantların boynunda sanal noktalar oluşturulmasını önermaktadır. Dental implantların değerlendirilmesini mümkün tutmak için açısal sapma ölçümlerini atlamaya karar verdik, çünkü 15°’ye kadar açısal sapmalar açılı implant abutments ile düzeltilebilir.

Önerilen kılavuzumuz her türlü donör bölge için geçerlidir ve farklı kemik grefti fiksasyon olanaklarına olanak sağlar. Ayrıca, postoperatif görüntülemede metal fiksasyon parçalarının BT saçılımı kılavuz5’inölçümlerini etkilemez. Bu değerlendirme kılavuzunda Mimics inPrint 3.0 ve GOM Inspect Professional 2019’u kullandık. Ancak, protokol tüm CAS yazılım paketlerinde bulunan yazılım araçlarını açıklar. Bu kılavuz, CAS aşamalarında doğruluk ve tüm farklı yaklaşımlar arasındaki ilişkileri nesnelleştiren çok daha standart ve tek düze bir yaklaşıma katkıda bulunmayı amaçlamaktadır. Brown sınıfı başına kabul edilebilir mandibular açı sapmalarının belirlenmesinde, neredeyse planlanmış dental implantların ameliyat sonrası pozisyonları ile olan ilişkilerinin belirlenmesinde ve gelecekteki protezler için kabul edilebilir dental implant sapmalarının (dXYZ) belirlenmesinde daha fazla ilerleme için bol miktarda yer vardır. Şu anda, bölümümüz de dikkate tüm yukarıda belirtilen değişkenleri alır büyük bir kohort, bu kılavuzu doğrulamak için çok merkezli bir çalışma yürütmektedir.

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Bu araştırma, kamu, ticari veya kar amacı gütmeyen sektörlerdeki finansman kuruluşlarından herhangi bir özel hibe almamaktadır.

Materials

GOM Inspect Professional 2019 GOM Evaluation software
Mimics inPrint 3.0 Materialise Image-based 3D medical software
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. 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).
  2. 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).
  3. 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).
  4. Mitsouras, D., et al. Medical 3D Printing for the Radiologist. Radiographics. 35 (7), 1965-1988 (2015).
  5. 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).
  6. 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).
  7. 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).
  8. 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).
  9. 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).
  10. 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).
  11. 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).
  12. 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).
  13. 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).
  14. 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).
  15. Jereczek-Fossa, B. A., Orecchia, R. Radiotherapy-induced mandibular bone complications. Cancer Treatments Reviews. 28 (1), 65-74 (2002).
  16. 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).
  17. 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).
  18. 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).
  19. 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).
  20. 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).

Tags

Postoperative EvaluationComputer-assisted ReconstructionMandible3D Medical SoftwareDICOM ImagesSegmentationROIFrankfurt PlaneMidsagittal PlaneNasionSTL Model

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
van Baar, G. J. C., Liberton, N. P. T. J., Winters, H. A. H., Leeuwrik, L., Forouzanfar, T., Leusink, F. K. J. A Postoperative Evaluation Guideline for Computer-Assisted Reconstruction of the Mandible. J. Vis. Exp. (155), e60363, doi:10.3791/60363 (2020).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image