Una Guía de Evaluación Postoperatoria para la Reconstrucción Asistida por Computadora de la Mandíbula
Summary
Aquí, proponemos una guía de evaluación práctica, factible y reproducible para la reconstrucción asistida por ordenador de la mandíbula con el fin de crear uniformidad entre los estudios relativos a la evaluación de la precisión postoperatoria. Este protocolo continúa y especifica una publicación anterior de esta directriz de evaluación.
Abstract
Las comparaciones válidas de los resultados de precisión postoperatoria en la reconstrucción asistida por computadora de la mandíbula son difíciles debido a la heterogeneidad en las modalidades de imagen, la clasificación de defectos mandibulares y las metodologías de evaluación entre estudios. Esta directriz utiliza un enfoque paso a paso que guía el proceso de toma de imágenes, la clasificación de defectos mandibulares y la evaluación del volumen de modelos tridimensionales (3D), después de lo cual se puede realizar un método de evaluación de precisión cuantitativa legitimado entre la situación clínica postoperatoria y el plan virtual preoperatorio. Los cóndilos y las esquinas verticales y horizontales de la mandíbula se utilizan como puntos de referencia óseos para definir líneas virtuales en el software de cirugía asistida por ordenador (CAS). Entre estas líneas se calculan los ángulos mandibular axial, coronal y sagital en los modelos 3D pre y postoperatorios de la mandíbula (neo) y posteriormente se calculan las desviaciones. Al superponer el modelo 3D postoperatorio al modelo 3D preoperatorio prácticamente planificado, que se fija al eje XYZ, se puede calcular la desviación entre las posiciones de implante sorctoso prácticamente planificadas antes y después de la postoperatoria. Este protocolo continúa y especifica una publicación anterior de esta directriz de evaluación.
Introduction
La cirugía asistida por ordenador (CAS) en cirugía reconstructiva implica cuatro fases consecutivas: una fase de planificación virtual, una fase de modelado tridimensional (3D), una fase quirúrgica y una fase de evaluación postoperatoria1. La fase de planificación comienza con la obtención de una tomografía computarizada craneofacial (TC) y una tomografía computarizada o angiografía por TC (TC) del sitio del donante. Diversos tipos de tejido corresponden a una cantidad de atenuación de rayos X, lo que conduce a vóxores de exploración con un valor de gris específico oscilado según unidades Hounsfield (HU) (hueso humano [+1000 HU], agua [0 HU] y aire [-1000 HU]). Estas imágenes se almacenan en formato de archivo Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM). Al seleccionar las regiones de interés (ROI) en el software de segmentación, se pueden generar modelos 3D2. La técnica de segmentación más popular y factible es el umbral: los vóxeles por encima de un valor de umbral de HU seleccionado están incluidos en el ROI. Estos vóxeles se convierten posteriormente en modelos 3D en el formato de archivo Dessellation Language Estándar (STL)3, y se cargan en el software CAS para planificar las osteotomías y diseñar dispositivos 3D4. Durante la fase de modelado, los dispositivos diseñados se imprimen y esterilizan en 3D, seguidos de la fase quirúrgica. La fase final de evaluación consiste en una tomografía computarizada postoperatoria del cráneo del paciente, seguida de un análisis de precisión que compara el resultado postoperatorio con el plan virtual preoperatorio.
Nuestra revisión sistemática publicada recientemente con respecto a la precisión de las reconstrucciones mandibularasistidas asistidas por computadora mostró heterogeneidad en la adquisición de imágenes, clasificación de defectos mandibulares y metodologías de evaluación. Esta heterogeneidad limita las comparaciones válidas de los resultados de precisión de tejido duro postoperatorios entre los estudios5. La estandarización de las fases CAS en el proceso de reconstrucción mandibular es importante gracias a la nueva regulación de dispositivos médicos de la Unión Europea (MDR), que exige la certificación Conformité Européenne (CE) para todos los diferentes procesos CAS, y que estará operativa a partir de la primavera de 20206. Aquí, presentamos una guía de evaluación práctica, factible y reproducible para reconstrucciones asistidas por computadora de la mandíbula con el fin de crear uniformidad entre los estudios relativos a la evaluación de la precisión postoperatoria. Este protocolo continúa y especifica una publicación anterior de esta directriz de evaluación7,que actualmente se está probando en un gran estudio de cohortes multicéntricos en el que se analizarán todos los diferentes tipos de reconstrucciones mandibulares para su precisión con el objetivo de descubrir rangos de resultados tolerables en cuanto a funcionalidad.
Protocol
Representative Results
Discussion
Esta directriz de evaluación postoperatoria tiene como objetivo facilitar una mayor uniformidad del análisis de precisión de las reconstrucciones mandibulares asistidas por computadora. El enfoque se centra en cuatro componentes que determinan el éxito de la reconstrucción mandibular: (1) la posición de ambos cóndilos, (2) los ángulos de los planos de osteotomía, (3) el tamaño, la posición y la fijación de los segmentos del injerto óseo, y (4) la posición del dental guiado implantes (si se realizan de forma inmediata e se incluyen en la planificación virtual).
En el primer paso de nuestro protocolo propuesto, recomendamos la exploración MDCT para imágenes pre y postoperatorias, ya que la calidad de las imágenes de TC afecta a la precisión del volumen de los modelos STL segmentados. Las mayores desviaciones de volumen se encuentran en los modelos STL segmentados fuera del escáner de tomografía computarizada de haz de cono (CBCT) DICOM datos11. Estas desviaciones de volumen influyen en la precisión y el ajuste de las plantillas y guías impresas en 3D, y por lo tanto también influyen en las mediciones de precisión postoperatorias entre los modelos STL pre y postoperatorios. Por lo tanto, recomendamos el uso de escáneres MDCT en imágenes pre y postoperatorias para la reconstrucción mandibular mediante CAS. El espesor del corte es el factor más influyente en la precisión del volumen STL y debe establecerse <1,25 mm. Un mayor espesor de la rebanada produce pérdida de detalle en los modelos STL y afecta a las mediciones de precisión12,13. Una revisión sistemática publicada recientemente sobre la precisión en la reconstrucción mandibular utilizando CAS mostró una mala descripción en la sección de materiales y métodos de los parámetros del escáner CT utilizados por los autores5. En nuestra opinión, los estudios CAS siempre deben especificar el tipo y los parámetros de las modalidades de imagen pre y postoperatoria en la sección de materiales y métodos. Con el fin de evitar cambios a largo plazo en el volumen, la forma y la posición de los segmentos del injerto óseo, la exploración MDCT postoperatoria debe realizarse dentro de las seis semanas posteriores a la reconstrucción14. En caso de radioterapia adyuvante, utilice la primera exploración MDCT postoperatoria antes de la terapia para evitar la patología relacionada con la radiación en el hueso mandibular15.
La clasificación de los defectos mandibulares es necesaria para comparar las reconstrucciones con una complejidad similar. En 2016, Brown yotros 8 propusieron una clasificación de defectos mandibulares que describía cuatro clases, con una relación entre el número de clase y la complejidad de la reconstrucción. La alineación de los modelos STL pre y postoperatorios en el software CAS para evaluar la precisión de la reconstrucción introduce algunas dificultades. La herramienta de software de superposición mueve una parte seleccionada de un modelo STL (el origen) para que coincida mejor con una parte fija de un modelo STL (la referencia) mediante un algoritmo iterativo de punto cercano. Sin embargo, la superposición de toda la mandíbula (neo) es inexacta debido a la dispersión de la(s) placa(s) de reconstrucción, lo que conducirá a cambios de toda la reconstrucción, sin representar la posición clínica postoperatoria de la mandíbula16. El mismo problema se introduce mientras se superponen partes aisladas de la reconstrucción17. La superposición de la mandíbula, incluyendo el maxilar y el cráneo, es inexacta porque la apertura de la boca siempre será diferente durante el escaneo pre y postoperatorio. Por lo tanto, para evaluar la posición postoperatoria de la (neo)mandíbula decidimos crear ángulos mandibulares (pioneros por De Maesschalck et al.18) en modelos STL pre y postoperatorios por separado para evitar los problemas de superposición. Sin embargo, para evaluar las posiciones del implante dental necesitábamos necesariamente alinear ambos modelos, utilizando la herramienta de software de superposición. Para alinear los modelos STL pre y postoperatorios con el enfoque más cercano a la relación intermaxilar postoperatoria clínica, creemos que la superposición de sólo ambos procesos condilares es el método más factible, estandarizado y reproducible. Aunque la posición postoperatoria de ambos cóndilos puede verse afectada por una reconstrucción neomandable inexacta, la relación intermaxilar se adaptará a la línea media y, por lo tanto, promediará la posición de ambos cóndilos alrededor del plano midsagittal19. En nuestro protocolo, sólo el modelo STL preoperatorio se fija rápidamente al eje XYZ utilizando una herramienta de punto de línea plana en el software CAS, que representa un punto de referencia a partir del cual se pueden determinar las desviaciones postoperatorias de los implantes dentales. La posición fija del cráneo en el eje XYZ puede dar lugar a pequeñas diferencias cefalométricas entre los casos. Sin embargo, esto no tiene ninguna influencia en las mediciones de implantes dentales, ya que no tiene consecuencias para la distancia XYZ en mm entre posiciones de implante dental cuando el modelo 3D postoperatorio se superpone al modelo 3D preoperatorio fijo con sólo ambos cóndilos seleccionados para el algoritmo de punto más cercano iterativo.
Como se describió anteriormente, De Maesschalck et al.18 fue pionero en un método de evaluación para la precisión del tejido duro de la reconstrucción mandibular utilizando CAS, evitando la necesidad de determinación del plano de osteotomía y eludiendo el uso de una herramienta de superposición. La desventaja más grave de este método es que no pudo especificar el método utilizado para determinar el plano midsagittal, que debe ser estandarizado y reproducible. Además, no se incluyen implantes dentales prácticamente planificados y falta una diferenciación entre la complejidad de las reconstrucciones mandibulares. Incluimos la evaluación de las posiciones postoperatorias de los implantes dentales prácticamente planificados en nuestro protocolo porque es probable que aumente el número de autores que aplican implantes dentales guiados en el futuro. En 2016, Schepers y otros20 propusieron un excelente método de evaluación postoperatoria para implantes dentales prácticamente planificados en reconstrucción mandibular utilizando CAS midiendo la desviación del punto central (mm) y la desviación angular (o) por implante dental. La principal limitación de este método es la cantidad de mediciones por implante que disminuye la viabilidad y resulta en la pérdida de visión general de la precisión de toda la reconstrucción. Proponemos un método más simplificado determinando un número recapitulatorio por implante dental midiendo la distancia XYZ (dXYZ en mm). Con respecto a la rehabilitación dental, la posición del cuello del implante dental es decisiva para futuras prótesis. Por lo tanto, nuestro protocolo de evaluación recomienda crear puntos virtuales en el cuello de los implantes dentales en los modelos STL pre y postoperatorios. Para mantener factible la evaluación de los implantes dentales, decidimos omitir las mediciones de desviación angular, ya que las desviaciones angulares de hasta 15o se pueden corregir con pilares de implantes en ángulo.
Nuestra directriz propuesta es aplicable para todo tipo de sitios de donantes y permite diferentes posibilidades de fijación del injerto óseo. Además, la dispersión por TC de las piezas de fijación de metal en la imagen postoperatoria no influirá en las mediciones de la directriz5. En esta guía de evaluación, usamos Mimics inPrint 3.0 y GOM Inspect Professional 2019. Sin embargo, el protocolo describe las herramientas de software que están disponibles en todos los paquetes de software CAS. Esta directriz tiene como objetivo contribuir a un enfoque mucho más estandarizado y uniforme para objetifidar las relaciones entre la precisión y todos los enfoques diferentes durante las fases cas. Hay abundante margen para seguir avanzando en la determinación de desviaciones aceptables del ángulo mandibular por clase Brown, su relación con las posiciones postoperatorias de implantes dentales prácticamente planificados, y las desviaciones aceptables de implantes dentales (dXYZ) para futuras prótesis. Actualmente, nuestro departamento está llevando a cabo un estudio multicéntrico para validar esta directriz en una gran cohorte, que también tiene en cuenta todas las variables antes mencionadas.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Esta investigación no recibió ninguna subvención específica de agencias de financiación en los sectores público, comercial o sin fines de lucro.
Materials
| GOM Inspect Professional 2019 | GOM | Evaluation software | |
| Mimics inPrint 3.0 | Materialise | Image-based 3D medical software |
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