שחזור תלת מימדי של שברים אורביטליים

Summary

רפואה מותאמת אישית לשחזור מסלול מתפתחת במהירות. בשל האופי העדין של המסלול, פערים קטנים לאחר שחזור השבר עלולים לגרום לפגיעה בתפיסה החזותית. כאן, אנו מתארים שלוש שיטות לשחזור תלת מימד וירטואלי של פגמים במסלול ואת האינדיקציות והמלכודות הפוטנציאליות שלהם לשחזור נכון.

Abstract

שחזור שברים במסלול יכול להיות מאתגר. החשיפה המוגבלת, מעורבותם של מספר פגמים בדופן והאנטומיה התלת מימדית המשתנה (תלת מימד) גורמים לקושי להשיג תוצאות טובות יותר במקרים מורכבים. השימוש בשתלים ספציפיים למטופל לשחזור פגמים במסלול מראה הבטחה גדולה. עם זאת, תכנון וירטואלי נכון הוא קריטי במקרים אלה, ולכן הבנת האנטומיה והאפשרויות השונות לתכנון היא חיונית. פרוטוקול זה מתאר שלוש שיטות לשחזור הפגמים ומפרט את האינדיקציות לכל שיטה. שחזור ממוחשב אוטומטי הוא השיטה הפשוטה ביותר, אך ניתן להשתמש בו בעיקר עבור פגמים קטנים. מיקום מחדש של המקטע השבור הוא פשוט, וכתוצאה מכך המשכיות אנטומית טובה של הדופן השבורה, אך הוא דורש שברים לא מרוסקים. שיקוף היא שיטת הבחירה בשברים מרוסקים. החיסרון בשיטה זו הוא המניפולציה הנרחבת העוקבת אחר שלב השיקוף, ולכן דורשת רמה גבוהה של הבנה של האנטומיה והשלכותיה על ידי המתכנן. לאחר תיאור מפורט של השיטות, מודגמים המבנים האנטומיים שאמורים להיות המוקד העיקרי בעת השחזור ואלה שמתעלמים מהם. בנוסף, המלכודות בהן נתקלים מתוארות ונדונות כמו גם כיצד להימנע מהן. ניתן להשתמש בשיטות אלו בתוך החברה או במיקור חוץ, אך הבנתן חיונית להשגת תוצאות טובות יותר, גם במקרים בהם המנתח אינו מתכנן את עצמו.

Introduction

המהפכה התלת-ממדית (תלת-ממדית) נמצאת בשיאה. רבים מהמוצרים שאנו משתמשים בהם מיוצרים על ידי מדפסות תלת מימד. ברפואה, טכנולוגיה זו מאפשרת דיוק מעולה תוך הפחתת טעויות אנוש¹. איכות זו חשובה ביותר בתחום הכירורגי, שבו הדיוק הוא קריטי. העין חשובה הן לצרכים פונקציונליים והן לתפיסה אסתטית². המסלול הוא חלל שלד המורכב מ-7 עצמות, המספק הגנה לכדור הארץ. המסלול הגרמי מגן ותומך בכדור הארץ. הוא מכיל עצבים, כלי דם, שרירים ומבני בלוטות. רצפת המסלול דקה מאוד ובנויה ברובה מתהליך המסלול של הלסת העליונה. מבחינה אנטרו-צדדית, הוא מורכב מהעצם הזיגומטית ומאחור, הוא מורכב מעצם הפלאטין, המהווה נקודת ציון חשובה בשברי רצפה אורביטלית³. דופן המסלול המדיאלי משתרעת מפסגת הדמעות הקדמית ועד לקודקוד המסלול. הלמינה פפיראסה כוללת את רוב הדופן המדיאלית, עצם דקה כנייר שיכולה להישבר בקלות⁴. שברים אורביטליים מבודדים מסכנים 4%-16% מכלל השברים בפנים⁵. שברים במסלול עלולים לגרום לשינויים במיקום העין, ולגרום הן לליקויי ראייה תפקודיים והן להפרעות אסתטיות⁶. אפילו תנועה קטנה של קירות המסלול הגרמיים יכולה לגרום להשפעה משמעותית על נפח המסלול ומיקום כדור הארץ⁵. לפיכך, שחזור מדויק של קירות מסלול שנעקרו או מרוסקים הוא בעל החשיבות העליונה. גם רצפת המסלול המדיאלית לעצב האינפרא-אורביטלי וגם הקיר המדיאלי דקים יחסית ונוטים להישבר בקלות במהלך טראומה קהה למסלול⁴. הדמיה ובדיקה גופנית חשובים באבחון שבר אורביטלי. רוב שיטות ההדמיה האבחנתיות כוללות חתכים קורונליים של טומוגרפיה ממוחשבת (CT)⁷. יש צורך בהערכה מלאה של המסלול הפגוע על ידי רופא עיניים וכוללת ראייה, לחץ עיניים, תנועתיות עיניים, בדיקת אישון, שדה ראייה, בדיקת עיניים של מנורת חריץ, בדיקת רשתית ובדיקה חיצונית. בדיקה זו צריכה להתבצע גם לאחר הניתוח המשחזר. בעבר, פגמים במסלול שוחזרו באמצעות שתלי עצם ומאוחר יותר רשת טיטניום ^7,8. החשיפה המוגבלת והקושי להתאים את שתל העצם או רשת הטיטניום לפגם באמצעות הגישה הכירורגית הטרנס-עורית או הטרנס-לחמית העלו את הצורך בשיטה מדויקת יותר. שימוש במודלים מודפסים בתלת מימד להתאמה מוקדמת של רשת טיטניום הוצג⁹, ואחריו שתלים ספציפיים למטופל (PSI) לשחזור מדויק של הפגמים¹⁰. PSI הפך נפוץ יותר בשנים האחרונות למטרות מגוונות בתחומים כירורגיים שונים, כגון אורתופדיה, כירורגיית פה ולסת ונוירוכירורגיה. השימוש בשיטה זו להפחתת שברים או לפני ניתוח אבלציה הוא פעמים רבות ישיר. עם זאת, במסלול, האנטומיה המורכבת והעצם המרוסקת פעמים רבות דורשות הבנה עמוקה של אנטומיה אורביטלית כדי להשיג שחזור תקין¹¹.

לאחרונה פורסמה עבודה על הדיוק של שיטה זו בניגוד לגישה המסורתית, תוך שימוש בשיטה חדשנית לניתוח תלת מימד. התוצאות מראות עלייה של פי 2.7 ברמת הדיוק בעת שימוש ב-PSI לשחזור. בנוסף, נצפו פחות סיבוכים ארוכי טווח. עם זאת, חשוב להבין שגם טעויות קטנות עלולות לגרום לפגמים תפקודיים ואסתטיים; לפיכך, חשוב מאוד להכיר את כל המלכודות של שחזור מסלול¹¹. כתב יד זה מפרט את שלוש השיטות המשמשות לשחזור תלת-ממדי וירטואלי של פגמים במסלול, האינדיקציות שלהם, היתרונות והחסרונות שלהם. זה יאפשר שחזור תלת מימד פנימי כמו גם פיקוח על שחזור תלת מימד במיקור חוץ על ידי קלינאים או מהנדסים.

Protocol

פרוטוקול זה אושר על ידי מועצת הביקורת האתית המוסדית ונערך בהתאם להצהרת הלסינקי על פרוטוקול רפואי ואתיקה. התקבלה הסכמת המטופל לשימוש בתמונות CT

1. פילוח המסלול

הערה: סעיף זה מבוצע באמצעות תוכנת D2P (מעתה ואילך תוכנת סגמנטציה).

1. טען את עצמות הפנים של קבצי DICOM של תמונת CT של המטופל לתוך התוכנה על ידי לחיצה על קובץ > הוסף קבצי DICOM (איור 2).
   הערה: מומלץ פרוסת DICOM בעובי של לא פחות מ-1 מ"מ.
2. בחר את קורונל view (מוצג במסך הימני) ולחץ על הוסף (איור 3). במסך הבא, לחץ על תלת מימד כדי לפתוח את ממשק פילוח העצם.
3. צור מסיכה חדשה (שלב ראשון ברצף הפילוח).
   1. בממשק סגמנטציית העצם, נפח התלת-ממד מוצג במסך השמאלי, ותצוגת ה-CT העטרה מוצגת בצד ימין (איור 4). לחץ על סמל פילוח העצם בצד שמאל של סרגל הכלים התחתון ובחר עצמות דקות.
   2. לחץ על אזורים נפרדים של המסלול ושל האזור הפרי-אורביטלי (ניתן לעשות זאת במסך הנפח השמאלי ובמסך ה-DICOM הימני) עד שהמסלול המלא מוגדר לחלוטין על ידי הצבע הנבחר (ירוק בדוגמה זו) (איור 5). ודאו את הדיוק של המסיכה החדשה שנוצרה באמצעות גלילה במישורי DICOM שונים.
      הערה: ניתן לבטל (Ctrl Z) אם מזוהה בחירה לא מדויקת ולבחור מחדש אזור זה במיקום מרחבי אחר. פונקציית העצמות הדקות משתמשת בסף הנמוך ביותר לזיהוי מבנים עצמותיים כדי להפריד אותם מרקמות רכות.
4. צור רשת שינוי (שלב שני ברצף הפילוח). לאחר השלמת ואישור השלב הראשון, לחץ על תלת-ממד בסרגל הכלים (איור 6). התבוננו במלואו במודל התלת-ממדי (Mesh) עבור חלקות והיעדר חללים, ולאחר מכן שמרו את המודל התלת-ממדי כקובץ STL על ידי לחיצה על File > Save >-STL (איור 7).
   הערה: איור 8 ואיור 9 מדגימים שיטת סגמנטציה נוספת, אינטרפולציה מרובת פרוסות, במקרים בהם רצפת המסלול אינה מכווצת.
5. במקרים של שברים גדולים ומרוסקים, בצע את השלבים הקודמים כדי לפלח מודל של המסלול הנגדי, שישמש כמדריך לשחזור על ידי יישום עקרון השיקוף.

2. שחזור קיר המסלול

הערה: חלק זה מבוצע באמצעות Geomagic Freeform (מעתה ואילך תוכנת עיצוב תלת מימד).

1. לחץ על קובץ > ייבוא מודל. בחר את קובץ STL המיוצא בשלב 1.4 של רצף הפילוח. לחץ על הוסף פרטים והוסף פרטים עדינים בסרגל הכלים התחתון. לאחר מכן לחץ על החל (איור משלים 1).
   הערה: פני השטח של דגם העבודה המיובא צריכים להיות מדויקים מאוד עם חלקות מוגברת (ערך נמוך של חדות קצה).
2. בהתבסס על אנטומיית השבר, בחר באחת משלוש שיטות השחזור הבאות המתוארות בשלבים 2.3 (שחזור אוטומטי), 2.4 (מיקום מחדש אנטומי) ו-2.5 (שיקוף).
3. שחזור אוטומטי
   הערה: זוהי שיטת הבחירה בפגמים קטנים ובאזורים של טופוגרפיה שטוחה ומונוטונית.
   1. ראשית, השג את המשכיות החימר המלאה של ההיקף סביב הפגם (איור משלים 2). אם קיימים רווחים קטנים סביב שטח הרצפה השבור (חץ לבן), השתמש בתכונה הוסף חימר כדי לחבר באופן ידני אזורים אלה כדי להשיג המשכיות מלאה של היקף השבר (חץ שחור).
   2. השתמש בתכונת ההחלקה כדי להחליק את החימר הנוסף. לחצו לחיצה ימנית על היצירה המופעלת New Mask כדי לבחור Clay Utilities/Copy to Mesh.
   3. השתמש בכלי רשת למילוי פערים אוטומטי (איור משלים 3). באובייקט רשת השינוי של המסלול תחת Select Mesh Area, השתמש בכלי הבחירה Lasso כדי לבחור את השוליים של פגמי הרצפה.
   4. הקש Delete בלוח המקשים. בחר Fill Holes in Mesh ולחץ על Fill את מספר הפעמים עד שהכפתור הופך ללא פעיל, ובכך ליצור מחדש באופן אוטומטי את הפגם ברצפה.
   5. בשלב האחרון - הפוך את הרשת לחימר. לחץ לחיצה ימנית על הרשת, Mesh Utilities ולאחר מכן לחץ על העתק לחימר.
4. מיקום מחדש אנטומי
   הערה: זוהי שיטת הבחירה במקרים בהם קטע הרצפה השבור נשאר שלם, תוך שמירה על האנטומיה הטופוגרפית המקורית שלו.
   1. ייבא שני STLs שונים כאובייקטים שונים: (i) המסלול ו-(ii) קטע הרצפה הלא-מכווץ (איור 8 ואיור 9).
   2. מקם מחדש את הקטע (איור משלים 4).
      1. תחת Select/Move Clay, בחרו בכלי Reposition ובטל את הבחירה באפשרות Move only . מקם מחדש את הרצפה באופן ידני כך שתתאים לגבולות האנטומיים השלמים.
      2. לחלופין, במקרה שבו אחד הקצוות המפוצלים ממוקם במיקום האנטומי הנכון, השתמש בכלי Reposition מקור תחת Select/Move Clay.
      3. לחץ על למרכז והזז את השלישייה (חץ שחור) למרכז הסיבוב הממוקם בקצה הנכון מבחינה אנטומית של הקטע. לחץ על מיקום מחדש של החלק ובחר סובב בלבד.
      4. החזק את כפתור Shift במקלדת, סובב את היצירה דרך מרכז המשולש למיקום האנטומי הנכון.
         הערה: ההפחתה האנטומית אמורה להשלים בצורה מושלמת את הפגם. אחרת, יש לנטוש שיטה זו, ולהשתמש בשיטת השחזור הבאה - שיקוף.
5. שיקוף
   הערה: זוהי שיטת הבחירה בשברים אורביטליים נרחבים ומרוסקים.
   1. ייבא שני STLs שונים כאובייקטים שונים: (i) המסלול השבור ו-(ii) המסלול הנגדי.
   2. התחל ביצירת תמונת מראה של המסלול השלם. באמצעות כלי חימר המראה , מקם את המישור המכוון לצד המדיאלי (קו כחול באיור משלים 5B). בדקו את 'שקף את כל הפריט ואת התצוגה המקדימה', ואחר כך לחצו על 'החל'.
   3. כעת, הניחו על גבי המסלולים המשתקפים והשבורים (איור משלים 6). בעזרת הכלי Register pieces , בחר את המסלול המשוקף כמקור ואת המסלול השבור כמטרה.
   4. מקם סמנים על מיקומים אנטומיים ייחודיים במסלול המראה ובמיקומים דומים במסלול השבור, ולאחר מכן לחץ על החל כדי להניח את המקטעים. לחץ על אוטומטי למיקום סופר-אימפוזיציה מיטבי.
      הערה: מסלול שיקוף מונח על גבי המסלול משמש כמדריך לשחזור אנטומי של המסלול השבור.

3. עיצוב שתל ספציפי למטופל המבוסס על הרצפה המשוחזרת

הערה: חלק זה מבוצע באמצעות תוכנת עיצוב תלת מימד.

1. הכנת רצפת מסלול (איור משלים 7)
   1. תחת Select/Move Clay, בחר Reposition Origin > To Center. העבר את השלישייה למרכז רצפת המסלול המראה. בחרו 'סובב בלבד ' ומקמו את ציר Z אנכית, ציר X אופקית וציר Y קדמי-אחורי.
   2. תחת בחירה/הזזה של חימר, בחר מיקום מחדש של כלי. בחר הצג/הסתר הגדרות מתקדמות ושנה את שלב התרגום ל-0.8 מ"מ. לחץ על ראשי החצים במלבן האדום כדי להטביע את המסלול המראה לתוך מסלול השבר עד שהגבולות השלמים של האזור השבור יתחילו להופיע.
   3. בצע לחיצה נוספת על ראש החץ כלפי מטה במלבן הירוק כדי להטביע את רצפת מסלול המראה עוד 0.8 מ"מ. עומק זה יתאים לעובי ה-PSI, ובכך ישחזר את הרצפה המקורית.
   4. תחת Select/Move Clay, בחרו Select Clay והשתמשו בכלי Lasso Select . בחר את ההיקף האנטומי של הרצפה. בחר Invert Selection ולאחר מכן מחק את השאר.
      הערה: החלק את גבולות הרצפה או הוסף חימר כך שיתאים לגבולות המסלול השבור.
2. צור את קווי המתאר של הרשת (איור משלים 8).
   1. בחר גם אובייקטים במסלול וגם ברצפה, לחץ לחיצה ימנית ובחר בוליאני/שלב כחדש כדי ליצור אובייקט יחיד במסלול, כולל הרצפה המוקטנת והמדוכאת מבחינה אנטומית. החליקו את הגבולות לזמן נוסף.
   2. שכפל את האובייקט הסופי. לחצו לחיצה ימנית ובחרו 'ראה דרך' ולאחר מכן 'הפעל'. תחת עקומות, בחר צייר עקומה ושרטט צורה סביב האזור השבור המקורי - העקומה חייבת להיות מונחת על קצוות המסלול השבור. העקומה יכולה לנוח על הרצפה החדשה שנוצרה רק באזורים חסרים של עצם.
   3. לאחר החלוקה לרמות מלאה, לחץ על הסמל Fit to Clay on Create . באותו אופן, צור את זרועות העיגון של ה-PSI.
      הערה: הגבול האחורי צריך לנוח ברציפות ולא מעל המדף הגרמי האחורי (איור 1D). הגבולות הרוחביים של הרשת צריכים להתרחב באופן מינימלי מעבר לפגם כדי לנוח על הקצוות הגרמיים של הצליל. מקם את זרוע העיגון על אזורים מפולחים מוגדרים היטב של שפת המסלול התחתונה. זכור תמיד להימנע מציוני דרך חשובים. חיתוך בטוח למסלול נחשב בין 31-36 מ"מ בספרות, אך מומלץ תכנון מותאם אישית לכל מקרה^12,13.
3. השלם את ה-PSI (איור משלים 9).
   1. תחת Detail Clay, בחרו Emboss With Curve ובחרו מרחק של 0.8 מ"מ. בחר את החלק הפנימי של אזור החלוקה לרמות ולחץ על הרם. השתמש ב-Add Clay and Smooth כדי לחבר את זרועות העיגון לגוף הראשי של השתל (איור משלים 9B, חיצים שחורים).
   2. השתמש בפונקציות Boolean ו - Remove From מהאובייקט המשוכפל. ברשימת האובייקטים, לחץ לחיצה ימנית על גסות חימר ובחר 0.1 מ"מ. תחת Sculpt Clay, בחר בכלי Carve והגדר את גודל הכלי ל- 2.1 מ"מ. צור חורי קיבוע בחלק המרוחק ביותר של זרועות העיגון.
   3. הגדר את גודל הכלי ל-1.5 מ"מ ו-1 מ"מ כדי ליצור חורי ניקוז בשאר ה-PSI. הימנע מיצירת חורים ליד קצוות השתל. בצע בוליאני והסר מ כדי להפחית את המסלול השבור המקורי מה-PSI הסופי.
      הערה: חורי קיבוע צריכים להתאים למערכת הברגים המשמשת בחדר הניתוח. השתמש בקוטר של חורי קיבוע של 2.1 מ"מ להתאמת ברגים בקוטר 1.5 מ"מ. השלב האחרון של רצף התכנון צריך תמיד להחסיר את המסלול השבור המקורי מה-PSI הסופי כדי להבטיח את המושב הפסיבי של הרשת במסלול תוך ניתוחי.
4. ייצאו את עצם רשת השינוי כקובץ STL לתהליך הייצור הסופי.

תוצאות

כל השיטות המתוארות בפרוטוקול זה יושמו במכון שלנו. מקרה מייצג מוצג כדי להדגים את היישום הפשוט של השיטה. איור 1 מציג מקרה של שבר רצפת מסלול. איור 1A,B מראה את התזוזה של רצפת המסלול בתצוגות CT קורונליות וסגיטליות, בהתאמה. שימו לב לתזוזה הגדולה, הן בהיבט האנטרו-אחורי והן בהיבט הלטרו-לטרלי. קיימים מדפים רוחביים ומדיאליים, והמדף האחורי שלם אך ממוקם במצב אחורי מאוד.

CT הועלה לתוכנת הפילוח (איור 2 ואיור 3). לאחר מכן, בוצע סגמנטציה של המסלול השבור (איור 4, איור 5, איור 6 ואיור 7) והרצפה (איור 8 ו-9), ויצר שני קבצי STL. קבצי STL הועלו לתוכנת עיצוב תלת מימד (איור משלים 1). פערים קלים תוקנו, ונוצרה רשת (איור משלים 2). הפער לא היה קטן מספיק לשימוש במילוי פערים אוטומטי (איור משלים 3). לא ניתן היה למקם מחדש את הקטע השבור למיקום הנכון. שימו לב ששני קצוות הקטע נעקרו, ולכן פונקציית סיבוב בלבד לא הייתה אפשרית (איור משלים 4). היה יותר מדי צמצום; לפיכך, היה צורך בטכניקת השיקוף (איור משלים 5 ואיור משלים 6). הקטע המשוחזר הועבר בצורה נחותה כדי למנוע הקרנת יתר של ה-PSI הסופי לחלל המסלול (איור משלים 7). חשוב לזכור שעובי ה-PSI גדול מזה של לוחות טיטניום טרומיים מסחריים. PSI נוצר עם זרועות עיגון וחורי ניקוז (איור משלים 8 ואיור משלים 9). העקמומיות של זרועות העיגון תעזור למצוא את המיקום המרחבי המדויק היחיד של הרשת תוך ניתוחית. כל נדנדה תוך ניתוחית של הרשת פירושה שגיאות מיקום או עיצוב לא נכונות. כמו כן, זכור להתרחק מהנקב האינפרא-אורביטלי בעיצוב זרועות העיגון. שפע חורי הניקוז הוא חלק חובה בתכנון למניעת בצקת תוך-אורביטלית/הצטברות דם, המהווה סיכון להתפתחות תסמונת תא מסלול.

לאחר בדיקת דוקציה מאולצת, ההליך הכירורגי כלל חתך באמצע הדרסל. חתך דרך הלחמית אפשרי גם במקרים אלה. לאחר דיסקציה תת-פריוסטאלית, נחשף הפגם בדופן המסלולית. תכולת האורביטל שנעקרה באופן נחות לתוך הסינוס המקסילרי הייתה מוגברת וה-PSI הוצב במיקום חד משמעי בהתבסס על ההתאמה האנטומית המדויקת של המדפים הגרמיים ושפת המסלול התחתונה (זרועות עיגון). בדיקת דוקציה מאולצת בוצעה שוב לפני סגירת החתך הכירורגי, שלא הראה מגבלות מכניות לתנועת העין. בנוסף, חשוב לבדוק אם יש פרופטוזיס בעיניים לאחר דיסקציה והנחת שתל. הפריאוסטאום והעור נתפרו. בוצע CT לאחר הניתוח.

איור 1C,D מציג את המסלול המשוחזר באמצעות PSI בתצוגות CT קורונליות וסגיטליות, בהתאמה. שימו לב לשימוש במדפים הצדדיים והמדיאליים לתמיכה במיקום ה-PSI תוך הימנעות מהמדף האחורי מכיוון שהוא ממוקם מאחור מאוד. מיקום המדף מעליו עלול לגרום להגבלות תנועה ולשינויים בנפח המסלול. לפיכך, הקצה האחורי של ה-PSI תוכנן להניח בהמשך למדף.

איור 1: הדמיה לפני ואחרי הניתוח של מטופל הסובל משבר רצפת אורביטלי. (A) תמונת CT קורונלית לפני הניתוח המדגימה את שבר רצפת המסלול שנצפה על ידי קטע שבר שנעקר. (B) מבט קשת של אותו מטופל שמדגים את רצפת המסלול השבורה שנעקרה באופן נחות. (C) תמונת CT קורונלית לאחר הניתוח של אותו מטופל שמראה את שחזור הרצפה באמצעות PSI. שימו לב למבנה ולמיקום המעולים של ה-PSI. (ד) מבט קשת על אותו מטופל. שימו לב לשחזור האנטומי של הרצפה באמצעות ה-PSI המציג את מבנה ה-S "העצלן" באזור האחורי של הרצפה. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 2: העלה CT לסגמנטציה. להוספת DICOM, הקישו File > Add DICOM files לחצן לייבוא ופילוח של דגם תלת-ממד. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 3: בחר את המישור המתאים. רפורמציה רב-מישורית קורונלית (MPR) של ה-CT של המטופל נבחרת ברוחב פרוסה של 1 מ"מ. לחץ על הלחצן הוסף . אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 4: ממשק סגמנטציה של עצם. המודל התלת-ממדי נצפה משמאל, ותצוגת ה-CT העטרה מימין. לחץ על סמל פילוח העצם בסרגל הכלים ובחר עצמות דקות אופציה. השלב הראשון בתהליך הפילוח הוא הגדרת המסכה החדשה (הפינה הימנית העליונה של המסך). שימו לב שרוחב הפרוסה הוא 1.000 מ"מ (הפינה השמאלית העליונה של המסך). אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 5: הגדרת אזור לסגמנטציה. (A) לחץ על אזור כלשהו במסלול הגרמי השבור כדי להתחיל להגדיר מסכה חדשה (אזור ירוק). (B) כל קליק מוסיף נפח נוסף של מקטע גרמי. (C) המשיכו לבחור אזורים שונים עד לסימון המסלול המלא. ניתן לבצע תהליך זה הן בתצוגת תלת-ממד והן בתצוגת פרוסה. (D) לפני שתמשיך לשלב הבא, ודא שכל החלקים הגרמיים של המסלול נבחרו בתצוגה הצירית והסגיטלית. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 6: יצירת רשת. בחר בלחצן 3D בסרגל הכלים. מסיכה שנבחרה תיבנה בדגם המוגדר כ-Mesh. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 7: בדיקה וייצוא של הרשת. מודל תלת מימד (Mesh) של המסלול מוצג על המסך השמאלי. לחץ על קובץ > שמור בשם ותחת פורמט בחר STL. דגם STL של המסלול ייצא. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 8: שיטת פילוח אינטרפולציה מרובת פרוסות. במקרים בהם הקטע השבור של הרצפה אינו מרוסק (מבט עטרתי ימני), נעשה שימוש באינטרפולציה מרובת פרוסות ליצירת רשת נפרדת עבור קטע זה. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 9: צור את המקטע השבור. באמצעות אינטרפולציה מרובת פרוסות ולאחר מכן סמל אזורי צביעה , ניתן לבחור את המקטע השבור בתצוגה העטרתית במספר פרוסות אקראיות שונות. לאחר מכן, באמצעות פונקציית האינטרפולאט לבחירה אוטומטית של המקטע השבור, מתבצעת הפילוח. כעת ניתן לייצא את מקטע הרצפה כקובץ STL. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

איור משלים 1: ייבוא STL לתוכנת העיצוב התלת-ממדית. לחץ על קובץ > ייבוא מודל ובחר את קובץ ה-STL המיוצא באיור 7. אנא לחץ כאן להורדת קובץ זה.

איור משלים 2: הפוך חימר לרשת. ראשית, מושגת המשכיות חימר מלאה של ההיקף סביב הפגם, ולאחר מכן מתבצעת הטרנספורמציה של חימר לרשת . (A) רווחים קטנים סביב אזור הרצפה השבור (חץ לבן), (B) חיבור ידני של האזורים האלה כדי להשיג המשכיות מלאה של היקף השבר (חץ שחור). (ג) החלקת החימר הנוסף. (D) יצירת הרשת החדשה. אנא לחץ כאן להורדת קובץ זה.

איור משלים 3: מילוי פערים אוטומטי. (א) בחירת שולי הפגמים. (ב) מחיקת השוליים. (ג,ד) מלאו את החורים עד שהרצפה תיווצר מחדש לחלוטין (D). אנא לחץ כאן להורדת קובץ זה.

איור משלים 4: רצף מיקום מחדש אנטומי. במקרה שהקטע השבור נעקר כמקשה אחת, מיקום מחדש אנטומי הוא האפשרות הקלה והמדויקת ביותר. (A) ה-STLs של המסלול ושל קטע הרצפה מיובאים (איור משלים 1), וחתיכת הרצפה מופעלת (לחיצה ימנית - הפעל). (B) תחת Select and Move Clay, הכלי Reposition נבחר והאפשרות Move only מבוטלת. (C) הרצפה ממוקמת מחדש באופן ידני כך שתתאים לגבולות האנטומיים השלמים. (D) שיטה נוספת למיקום מחדש של המקטע השבור אפשרית במקרים שבהם אחד הקצוות המקוטעים ממוקם במיקום האנטומי הנכון. במהלך שיטת מיקום מחדש זו, מרכז הסיבוב קבוע בחלל. אנא לחץ כאן להורדת קובץ זה.

איור משלים 5: טכניקת שיקוף. במקרים של פגמים במסלולים גדולים ומרוסקים, טכניקת השיקוף תפיק תוצאה מדויקת יותר. (A) רצפת מסלול ימנית חסרה חלק גדול מהעצם. המסלול השמאלי השלם היה מקוטע. (B) באמצעות הכלי Mirror clay , מיקום המישור מכוון לצד המדיאלי (קו כחול). (C) Mirror Whole Piece ו-Preview מסומנים ולאחר מכן החל. (D) אובייקט מראה חדש במסלול השמאלי השלם. אנא לחץ כאן להורדת קובץ זה.

איור משלים 6: סופר-אימפוזיציה של המסלולים המשקפים והשבורים. (A) באמצעות הכלי Register pieces , המסלול המשוקף נבחר כמקור והמסלול השבור כמטרה. (B) סמנים ממוקמים על מיקומים אנטומיים ייחודיים במסלול המראה ובמיקומים דומים במסלול השבור, ואז לוחצים על Apply כדי להניח את המקטעים. (C) אוטומטי נבחר לסופר-אימפוזיציה אופטימלית. (D) מסלול מראה מונח על גבי מסלול משמש כמדריך לשחזור אנטומי של המסלול השבור. אנא לחץ כאן להורדת קובץ זה.

איור משלים 7: הכנת רצפת מסלול. הרצפה המשוחזרת מדוכאת ב-0.8 מ"מ על הציר האנכי. מרחק אנכי זה יתאים לעובי רשת הטיטניום המעוצבת, ובכך ימנע מהרשת לפלוש לחלק הפנימי של המסלול ולהקטין את נפחו. (A) תחת Select/Move Clay, נבחר Reposition Origin ולאחר מכן To Center. השלישייה מועברת למרכז רצפת המסלול המראה. נבחר סובב בלבד , וציר Z ממוקם אנכית, ציר X אופקית, וציר Y מקדימה-אחורית (B) תחת בחירה/הזזהשל חימר, נבחר מיקום מחדש של כלי זה. לאחר מכן, הצג/הסתר הגדרות מתקדמות ושלב התרגום מתוקנים ל-0.8 מ"מ. ראשי חץ במלבן האדום נלחצים על מנת להטביע את מסלול המראה לתוך מסלול השבר עד שהגבולות השלמים של האזור השבור פשוט מתחילים להופיע. (C) לחיצה נוספת על ראש החץ כלפי מטה במלבן הירוק מבוצעת כדי להטביע את רצפת מסלול המראה עוד 0.8 מילימטרים. עומק זה יתאים לעובי ה-PSI, ובכך ישחזר את הרצפה המקורית. (D) תחת 'בחירה/הזזה של חימר', האפשרות 'בחר חימר ' נבחרה ונעשה שימוש בכלי בחירת כלי הקפה (לאסו ). ההיקף האנטומי של הרצפה נבחר. האפשרות Invert Selection נבחרת ולאחר מכן השאר נמחק. גבולות הרצפה מוחלקים, או מוסיפים חימר שיתאים לגבולות המסלול השבור. אנא לחץ כאן להורדת קובץ זה.

איור משלים 8: תכנון ה-PSI. (A) אובייקטים במסלול וברצפה נבחרים, לוחצים עליהם באמצעות לחצן העכבר הימני ובוליאני/משולב כחדש נבחר כדי ליצור אובייקט יחיד במסלול, כולל הרצפה המוקטנת והמדוכאת מבחינה אנטומית. הגבולות מוחלקים פעם נוספת. (B) האובייקט הסופי משוכפל, לוחצים עליו לחיצה ימנית, ו-See Through נבחר ואחריו Turn On. (C) עקומת ציור נבחרת תחת עקומות, ומתאר נוצר ממש סביב האזור השבור המקורי - העקומה חייבת לנוח על קצוות המסלול השבור. העקומה יכולה לנוח על הרצפה החדשה שנוצרה רק באזורים חסרים של העצם (למשל, קצה אחורי לרוחב בדוגמה - חץ שחור). כאשר הוא מתאר במלואו, לוחצים על הסמל Fit to Clay on Create . (ד) באותו אופן, נוצרות זרועות העיגון של ה-PSI. אנא לחץ כאן להורדת קובץ זה.

איור משלים 9: סיים את ה-PSI. הרשת וזרועות העיגון מובלטות ולאחר מכן מחוברות. נוצרים חורי קיבוע וניקוז. (A) מתחת ל-Detail Clay, נבחר Emboss With Curve ונבחר מרחק של 0.8 מ"מ. החלק הפנימי של האזור המסומן נבחר ולוחצים על Raise . (B) Add Clay ו-Smooth משמשים לחיבור זרועות העיגון לגוף הראשי של השתל (חיצים שחורים). (C) הפונקציות הבוליאניות והפונקציות Remove From מוחלות על האובייקט המשוכפל. (D) ברשימת האובייקטים, נבחר גסות חימר בלחיצה ימנית -0.1 מ"מ. תחת Sculpt Clay, נבחר כלי הגילוף , וגודל הכלי מוגדר ל-2.1 מ"מ - נוצרים חורי קיבוע בחלק המרוחק ביותר של זרועות העיגון. גודל הכלי מוגדר ל-1.5 מ"מ ו-1 מ"מ כדי ליצור חורי ניקוז בשאר ה-PSI - נמנעים מחורים ליד קצוות השתל. מוצג שתל סופי ספציפי למטופל. בוליאני ו-Remove From משמשים תמיד כדי להפחית את המסלול השבור המקורי מה-PSI הסופי כדי להבטיח מושב פסיבי של השתל בקצוות הגרמיים של המסלול השבור. אנא לחץ כאן להורדת קובץ זה.

Discussion

שחזור שבר אורביטלי הוא אחת המשימות החשובות אך העדינות ביותר של מנתח פה ולסת¹⁴. שחזור כולל עבודה סביב האיבר הרגיש והבולט מאוד של העין דרך חתך חיצוני קטן, וכתוצאה מכך נראות חלקית בלבד של שדה הניתוח. בשל קושי זה, שימוש ב-PSI לשחזור יכול לשפר מאוד את הדיוק ובכך למזער תחלואה¹⁵. עם זאת, תכנון לא נכון עקב הבנה לקויה של אנטומיה נכונה, עקרונות שחזור תלת מימד של כל חלק, תכונות PSI והשפעותיהם, וטיפול נכון במהלך הניתוח עלולים לגרום לחוסר יכולת להשתמש ב-PSI שנוצר במהלך הניתוח או בתחלואה שונה שניתן להימנע בקלות¹⁶.

בפרוטוקול זה מתוארות שיטות השחזור התלת-ממדיות השונות, ונדונות האינדיקציות שלהן. ישנם גם שלבים מפורטים לכל שיטה, ודגש על המלכודות שיש להימנע מהן בעת תכנון ה-PSI.

מתוארות שלוש שיטות לשחזור שברים מסלוליים. השיטה הראשונה, המשתמשת באוטומציה של תוכנת התכנון ועד היום דורשת פגמים קטנים לשחזור נכון ולכן היא הפחות נפוצה מבין השיטות. השני הוא מיקום מחדש אנטומי, אשר, כאשר ישים, מביא לתוצאות טובות מאוד תוך שהוא דורש פחות ניסיון והבנה של המתכנן. השלישית והנפוצה ביותר היא טכניקת השיקוף, הדורשת רמה גבוהה של הבנה של האנטומיה המורכבת, מאפייני השבר, תכונות ה-PSI ותחומי מפתח לשחזור כל מקרה ספציפי.

ניתן ליישם שיטה זו על פגמים שונים בדופן המסלול כמו גם על פגמים מרובים בקיר כפי שתוארו על ידי Krasovsky A et ^al.11. ניתן להשתמש בשיטה זו הן עבור שברים שנרכשו לאחרונה והן עבור שברים ישנים יותר שנרפאו בצורה לא נכונה.

במכון שלנו, המתכנן הוא גם המנתח, מה שלדעתנו מביא לתוצאות מעולות הן בשלב התכנון והן במהלך הניתוח. עם זאת, קונסטלציה זו אינה אפשרית ברוב המכונים עד כה, ולכן, הן המנתחים והן המהנדסים מתבקשים להשתמש בפרוטוקול זה כדי להבין טוב יותר את הצד הנגדי של מערכת יחסים זו, להימנע ממלכודות ולהשיג רמה גבוהה יותר של שחזור מסלול.

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
D2P (DICOM to Print)	3D systems	https://oqton.com/d2p/	Segmentation software to create 3D stl files
Geomagic Freeform	3D systems	https://oqton.com/freeform/	Sculpted Engineering Design