Preparación de modelos híbridos digitales para la planificación virtual de procedimientos quirúrgicos dentoalveolares reconstructivos

Resumen

Se ha diseñado un flujo de trabajo para crear modelos híbridos virtuales tridimensionales (3D) basados en conjuntos de datos de tomografía computarizada de haz cónico y escaneos ópticos intraorales utilizando métodos de segmentación de imágenes radiográficas y modelado de superficies de forma libre. Los modelos digitales se utilizan para la planificación virtual de procedimientos quirúrgicos dentoalveolares reconstructivos.

Resumen

En este artículo se presenta la adquisición de modelos tridimensionales (3D) virtuales e híbridos, utilizando la secuencia de segmentación de imágenes radiográficas, registro espacial y modelado de superficies de forma libre. En primer lugar, se reconstruyeron conjuntos de datos de tomografía computarizada de haz cónico con un método de segmentación semiautomático. El hueso alveolar y los dientes se separan en diferentes segmentos, lo que permite evaluar la morfología 3D y la localización de los defectos intraóseos periodontales. La gravedad, extensión y morfología de los defectos agudos y crónicos de la cresta alveolar se validan en relación con los dientes adyacentes. En modelos virtuales de tejidos complejos, las posiciones de los implantes dentales se pueden planificar en 3D. Utilizando el registro espacial de los datos IOS y CBCT y el posterior modelado de superficies de forma libre, se pueden adquirir modelos híbridos 3D realistas, visualizando el hueso alveolar, los dientes y los tejidos blandos. Con la superposición de tejido blando IOS y CBCT, se puede evaluar el grosor por encima de la cresta edéntula sobre las dimensiones óseas subyacentes; Por lo tanto, se puede determinar el diseño del colgajo y el manejo quirúrgico del colgajo, y se pueden evitar complicaciones ocasionales.

Introducción

Los avances tecnológicos en odontología han permitido la planificación de tratamientos asistidos por ordenador y la simulación de procedimientos quirúrgicos y rehabilitación protésica. Dos métodos esenciales para la adquisición de datos 3D en odontología digital son: (1) tomografía computarizada de haz cónico (CBCT)¹ y (2) escaneo óptico intraoral (IOS)². La información digital de todas las estructuras anatómicas relevantes (hueso alveolar, dientes, tejidos blandos) se puede adquirir utilizando estas herramientas para planificar procedimientos quirúrgicos dentoalveolares reconstructivos.

La te....

Protocolo

Este estudio se llevó a cabo en total conformidad con la Declaración de Helsinki. Antes de la preparación del manuscrito, se proporcionó el consentimiento informado por escrito y fue firmado por el paciente. El paciente concedió permiso para el uso de datos para la demostración del protocolo.

1. Procesamiento de imágenes radiográficas

1. Cargue archivos DICOM en el software
   1. Descargue la versión más reciente del software de imágenes médicas y ábralo.
      NOTA: Después de abrir el software, aparecerá la pantalla de inicio.
   2. Haga clic en Cargar datos DICOM en la barra lateral.
      NOTA: Aparecerá la base ....

Resultados

Virtual permite generar modelos tridimensionales (3D) utilizando la segmentación de imágenes radiográficas, el registro espacial y el modelado de forma libre. Los modelos representan digitalmente la situación clínica, lo que hace posible la planificación tridimensional de diversas intervenciones quirúrgicas. Con la segmentación separada del hueso y los dientes, el límite entre las dos estructuras anatómicas es visible, se debe evaluar la morfología 3D y la localización de los defectos intraóseos periodontale.......

Discusión

Con el protocolo presentado, las morfologías de los defectos periodontales y alveolares se pueden visualizar en tres dimensiones (3D), proporcionando una representación más precisa de la situación clínica que la que se puede lograr con métodos de diagnóstico 2D y modelos 3D generados con algoritmos de umbralización. El protocolo se puede dividir en tres fases principales: (1) segmentación semiautomática de conjuntos de datos CBCT, (2) registro espacial de CBCT e IOS, y (3) modelado de superficie de forma libre........

Materiales

Name	Company	Catalog Number	Comments
3DSlicer	3DSlicer (The software was first developed at Queen’s University Canada and since it is open source it is constantly developed by it’s community)	4.13.0-2021-03-19	Open source radiographic image processing software platform. Software is primarily intended for general medicine, however the wide range of segmentation an modelling tools allow it’s use for dental purposes as well
Meshmixer	Autodesk Inc.	3.5	Open source free form surface modelling software developed for prototype development and basic 3D sculpting. However, due to the usefulness of tools for dental purpose, not just 3D models, but even static guides for navigated surgery can be designed.