Hastaya Özel İmplantların 3Boyutlu Planlama ve Baskı ile Yüz Deformitelerinin Tedavisi

Özet

Teknoloji geliştikçe ve daha kullanıcı dostu hale geldikçe, ameliyatların planlanması ve hastaya özel cerrahi kılavuzlar ve fiksasyon plakaları cerrah tarafından yapılmalıdır. Ortognatik iskelet hareketlerinin 3 Boyutlu planlaması, hastaya özel fiksasyon plakaları ve cerrahi kılavuzların 3Boyutlu planlaması ve basımı için bir protokol sayılacağız.

Özet

Cerrahi planlama ve hastaya özel implantlarda teknolojik gelişmeler sürekli gelişmektedir. Bir ya daha az deneyimli elinde bile, daha iyi sonuçlar elde etmek için teknolojiyi benimseyebilir, ya da onsuz devam. Teknoloji geliştikçe ve daha kullanıcı dostu hale geldikçe, cerrahın ameliyatlarını planlama ve kendi hastaya özel cerrahi kılavuzları ve fiksasyon plakaları oluşturma seçeneğinin zamanının geldiğine inanıyoruz. Burada operasyonun 3Boyutlu planlaması ve ardından cerrahi kılavuzların ve hastaya özel fiksasyon implantlarının 3Boyutlu planlanması ve basılması için bir protokol sıyoruz. Bu işlem sırasında iki ticari bilgisayar destekli tasarım (CAD) yazılımı kullanırız. Ayrıca cerrahi kılavuzlar için erimiş bir biriktirme modelleme yazıcı ve titanyum hastaya özel fiksasyon implantları için seçici lazer sinterleme yazıcısı kullanıyoruz. İşlem, bilgisayarlı tomografi (BT) görüntüleme edinimi, CT'den kafatası ve yüz kemiklerinin 3Boyutlu segmentasyonu, operasyonların 3Boyutlu planlaması, kemiklerin son pozisyonuna göre hastaya özgü fiksasyon implantının 3Boyutlu planlaması, doğru bir osteotomi yapmak ve kemiğe fiksasyon plakaları için kemik hazırlamak için cerrahi kılavuzların 3Boyutlu olarak hazırlanması ve cerrahi kılavuzların ve hastaya özgü fiksasyon plakalarının 3 Boyutlu baskısını içerir. Yöntemin avantajları arasında ameliyat üzerinde tam kontrol, planlanan osteotomiler ve fiksasyon plakaları, fiyatta önemli azalma, operasyon süresinde azalma, üstün performans ve son derece doğru sonuçlar yer almaktadır. Sınırlamalar CAD programlarında ustalaşma gereksinimini içerir.

Giriş

3B yazdırma, farklı malzemelerden katmanların kademeli olarak yerleştirilmesine dayanan ve böylece 3B nesneler oluşturmaya dayalı bir katkı yöntemidir. Başlangıçta hızlı prototipleme için geliştirilen ve 1984 yılında Charles Hull, fotopolimer reçine¹katılaştırıcı katmanları dayalı stereolitografi yönteminin mucidi olarak kabul edilir tarafından tanıtıldı. Ameliyatların sanal planlaması, hastaya özel implantların planlanması ve basımLanmasındaki teknolojik gelişmeler sürekli gelişmektedir. Yenilikler bilgisayar destekli tasarım (CAD) yazılım alanında ve 3D baskı teknolojileri²hem de ortaya çıkar. Teknolojideki gelişmelerle eş zamanlı olarak, yazılım ve yazıcılar daha kullanıcı dostu hale gelir. Bu, planlama ve baskı için gereken süreyi kısaltır ve cerrahın ameliyatlarını planlama ve sadece bir mühendisin "oyun alanı" olan bir alanda kendi hastaya özel cerrahi kılavuzları ve fiksasyon plakaları oluşturma seçeneğini sağlar. Bu gelişmeler aynı zamanda cerrahlar ve mühendisler için yeni uygulamalar ve hastaya özel implantlar tasarımları tanıtmak için izin^3,4,5.

Bu uygulamalardan biri 3D planlama ve cerrahi kılavuzları ve hastaya özgü fiksasyon plakaları baskı takip ortognatik ameliyatların 3D planlama. Tarihsel olarak, ortognatik ameliyatlar artçı kullanılarak planlanmıştır. Üst çenenin temporomandibular eklemle ilişkisini kaydetmek için bir facebow kullanıldı ve böylece hastanın alçılarını eklemde konumlandırdı. Daha sonra, cerrahi hareketler dökümler üzerinde yapıldı ve bir akrilik gofret ameliyat sırasında çenelerin düzgün konumlandırma yardımcı olmak için hazırlandı. Bu yöntem uzun yıllar kullanılmıştır ve hala çoğu tarafından günümüzde kullanılan, ancak koni ışını bilgisayarlı tomografi (CT) kullanımı birlikte intra-oral tarayıcılar ve CAD yazılımı ile doğru planlama için izin, facebows veya döküm ihtiyacı nı koruyucu ve dijital olarak planlanan gofret oluşturulması doğru hareket⁶. Bu yöntem manuel manipülasyon ve ölçümlerin yanlışlık azaltılmış ama yine de üst çene konumlandırma ve üst çene dikey konumlandırma üzerinde kontrol eksikliği için bir referans noktası olarak kararsız alt çene kullanarak dahil olmak üzere kusurları vardı⁷. Böylece yeni bir yöntem uygulamaya konmuş oldu. Bu yöntem "gofretsiz" cerrahi denir ve cerrahi kesme kılavuzları ve hastaya özgü fiksasyon titanyum plakaları kullanılarak anatomik çenelerin yeniden konumlandırılması dayanmaktadır⁸. Bu yöntem, daha önce açıklanan dijital gofret yönteminin dezavantajlarını giderir. Cerrahın bu ameliyatları hastaya özel bir şekilde planlamada mümkün olan en az hata ve yanlışlıklarla tam bir özgürlük sağlayan bu yöntemi açıklayacağız. Bu yöntem bir "gofretsiz" cerrahi için izin verir, hangi kemikleri yeniden konumlandırma için referans olarak karşı çene kullanarak gerek yoktur anlamına gelir, böylece bu güven elde edilen yanlışlıklar azaltarak⁹.

Protokol

1. Çenelerin yeniden konumlandırılması

NOT: Bu bölüm görüntüleme yazılımı (yani Yunus) kullanılarak gerçekleştirilir.

1. Hastanın yüz kemikleri CT görüntü DICOM dosyaları yükleyin (Şekil 1A) soldaki 3D düğmesini seçerek yazılım içine ve Yeni DICOM (Ek Şekil 1)tıklayarak. 3D'yi tıklatarak 3D düzenleme moduna girin | Edit.
2. Soldaki yön düğmesini kullanarak 3B görüntüyü yönlendirin. Soldaki x-ışınları oluşturma düğmesini kullanarak panoramik bir görüntü oluşturun(Ek Şekil 2).
3. Araçlara Git | Ortognatik Cerrahi Planlama | Yeni Workup başlatın.
4. Segmentleri panoramik görüntüye yerleştirin. İlgili kemiğin alanını içerecek şekilde her parçayı kırpın.
   NOT: Temizlik aşaması, doğruluk açısından, bir gofret oluşturmak için taranmış bir diş kemeri ve CT taraması eklendiğinde yararlıdır. Bu burada sunulan bir "gofretsiz" cerrahi olarak belirtilmez ve böylece bu aşamada bir varsa CT kusurları temizleyebilirsiniz.
5. Osteotomiler altında sol tavada hasta için uygun osteotomi seçin (LeFort I gibi, sagittal split, vb). Sarı daireleri hareket ettirerek osteotomi hatlarının tam yerini işaretleyin(Ek Şekil 3).
   NOT: Burada karar laştırılan osteotominin yeri cerrahi kılavuzlara göre daha sonra yapılacağına karar veliolarak dişlerin kök apekslerine dikkat etmek son derece önemlidir. Her zaman köklerden uzak durun ve 5 mm mesafeyi koruyun.
6. Önerilen her bir simge yapı için sağ konuma sola tıklayarak farklı simge leri işaretleyin.
   NOT: Bu, sonraki aşamalarda ölçümler ve hareket amaçları için önemlidir.
7. Kemik segmentlerinin hareketlerini gerçekleştirin. Kemiği doğru konuma sürükleyin veya doğruluk için klavyeyi kullanarak Giriş Hareketleri'nisağ tıklatın ve seçin.
8. Önemli yerlerin hareketini izlemek için soldaki Seçenekleri Tedavi Et Düğmesine basın ve Simgesel Yapı Ofset ve Ölçüm Tablolarını Göster'iseçin.
   NOT: Bir sonraki sekmede hemen hemen planlanan operasyonun öncesi ve sonrası gözlemlenebilir (Ek Şekil 4).
9. Soldaki slayt çubuğunu ve soldaki stl düğmesini Dışa Aktarma Segmentleri'ni kullanarak, biri ameliyat öncesi aşamada, diğeri ameliyat sonrası aşamada olmak üzere iki farklı pozisyonun stl dosyalarını dışa aktarın.

2. Hastaya özgü fiksasyon plakaları ve cerrahi kılavuzların hazırlanması

NOT: Bu bölüm 3B tasarım yazılımı (yani Geomagic Freeform) kullanılarak gerçekleştirilir.

1. Dosyayı Tıklatın | İthalat Modeli (Ek Şekil 5A)osteotomi sonrası üst çene ve orta yüz konumunu gösteren adım 1.9 elde edilen stl dosyaları almak için ancak son pozisyonda yeniden konumlandırma önce.
2. Üst çenenin son pozisyonunda hastaya özel fiksasyon plakalarını planlamak la başlayın. Düzlemler kategorisinin altındaki soldaki takım paletinde Düzlem Oluştur (Ek Şekil 6A)seçeneğini belirleyin. Burada plakaların ilk tasarımı yapılacaktır. Düzlemi plakanın yerleştirileceği kemiğe paralel olarak manuel olarak hareket ettirin.
3. Çizim kategorisi altında(Ek Şekil 6B),bir daire şekli seçin ve vidaların daha sonra kullanılmasına uygun bir boyuta sahip daireler oluşturun. Fiksasyon plakasını anahatlamak için çapı 3 mm daha büyük olanın etrafında ikinci bir daire oluşturun.
   NOT: Dairelerin boyutu, her enstitüde kullanılan fiksasyon kümelerine göre belirlenir. Daireler planlanan cerrahi osteotominin üzerine ve altına yerleştirilir (bölüm 1'de karar verilir).
4. Tasarımı uçaktan kemiğe kadar yansıtın. Eğriler kategorisi altında(Ek Şekil 7),proje çizim aracını kullanın ve düzlemden kemiğe aktarılacak daireleri seçin.
5. Dış kenar plakası tasarımı için dış halkaları bağlamak için, Eğriler kategorisi nin altına bölünmüş aracı seçin ve bitişik dairelere bağlantı sağlamak için kaldırılacak dairenin bölümünü tanımlayın. Select seçeneğini kullanarak dairenin tanımlanan bölümünü seçin ve silin. Eğriler kategorisi altında, çizim eğrisi aracını kullanın ve hastaya özel plakanın sürekli bir dış şeklini oluşturmak için dış daireleri bağlayın.
6. Fiksasyon plakasını oluşturmadan önce, nesne listesinden Kopya'yı sağ tıklayarak ve seçerek üst çeneyi çoğaltın(Ek Şekil 7A). Bu fiksasyon plakaoluşturmak için sonraki aşamalarında Boolean aracının kullanılmasını sağlayacaktır.
7. Detail Clay kategorisi altında, eğri aracı ile kabartma kullanın. Bu, daha önce öngörülen eğrileri temel alan fiksasyon plakasının hacmini oluşturur. Dış şekil eğrisini seçin ve ardından daire şeklindeki imleci şekilli plakanın içine ve yüzeyine yerleştirin (imlecin kabartmalı olarak yan tarafa yerleştirilmesi gerektiğini unutmayın). Altta, işlevin parametrelerini seçin, özellikle gelecekteki fiksasyon plakasının kalınlığını kontrol eden Mesafe seçeneğini.
8. Plakayı üst çeneden ayırın. Bu aşamada Boolean seçeneği gerçekleştirilir. Orijinal üst çeneyi seçin, nesne listesinden sağ tıklayın ve Boolean'ı tıklatın | Kaldır | Plakalı Üst Çene.
9. Vidalar için delikler oluşturmak için, vidaları çizin/tarayın ve sonra Boolean seçeneğini kullanın veya SubD aracını kullanın. SubD Yüzeyler kategorisi altında(Ek Şekil 8),dik düzlemden kaynaklanan adım 2.3'te oluşturulan dairelere göre yapılan istenilen deliklerin boyutunda plakaya dik çubuklar oluşturmak için tel kesim SubD aracını kullanın.
10. Sonra, Boolean kullanarak plaka çubukları çıkarın | Teknikten çıkarın.
    NOT: Bu aşamada son fiksasyon plakası hazırdır (Ek Şekil 9). Plakaların mükemmel bir şekilde sığabilmesi için osteotomi için uygun cerrahi kılavuzların planlanmaması gerekir.
11. Kılavuzları oluşturmak için, üst çeneyi orijinal konumuna yeniden konumlandırın, ancak çenenin son pozisyonunda oluşturulan fiksasyon plakasına göre kemikte işaretlenmiş vida delikleri ile (orta yüz aynı pozisyonda kaldığından orta yüzdeki deliklerin pozisyon değiştirmediğini unutmayın).
    1. Bunu gerçekleştirmek için, son fiksasyon plakası için kullanılan deliklerin eğrileriyle çeneyi hareketten önce çenenin orijinal konumuna yeniden konumlandırın. Kil Seç/Taşı kategorisi altında, Kayıt Parçaları seçeneğini kullanın. Kaynak (üst çene sonrası hareketi) ve Hedef (üst çene ve hareket öncesi orta yüz) seçin. Yeniden konumlandırmada doğruluk için her iki nesneüzerinde de çok sayıda sabit nokta kullanın.
12. Yeni konumlandırılmış deliklere dayanarak cerrahi kılavuzları fiksasyon plakaları için açıklandığı gibi benzer bir şekilde oluştururlar (adım 2.3−2.10).

Sonuçlar

Yöntemin klinik kullanımını gözlemlemek için 23 yaşında bir kadın olgusuna salıyoruz. Daha genç yaşta sağ konilerde kondizyon hiperplazisinden muzdaripti ve her iki çenede de asimetri ile sonuçlandı. Şekil 1A, retrognatik üst çene ve prognathic alt çeneyi gösterir ve çeneler arasındaki tutarsızlıkları gösterir. Frontal görünümde, şiddetli asimetri sarı ve kırmızı çizgiler kullanılarak ayrıntılı olarak görülebilir. Görüntüleme yazılımı kullanıl...

Tartışmalar

3D planlama ve baskı cerrahi alanında en hızlı gelişen yöntemlerden biridir. Bu sadece gelecek için umut verici bir araç değil, aynı zamanda son derece doğru cerrahi sonuçlar ve hastaya özel çözümler için günümüzde kullanılan pratik bir araçtır. Bu son derece doğru sonuçlar sağlar ve cerrahın deneyimi¹⁰bağımlılığı azaltır. Önceki eski moda cerrahi yöntemlerin dezavantajları birçok çözer, ancak maliyetleri yöntem¹⁰tam uygulanması nı...

Malzemeler

Name	Company	Catalog Number	Comments
Dolphin imaging software	Dolphin Imaging Systems LLC (Patterson Dental Supply, Inc)		3D analysis and virtual planning of orthognathic surgeries
Geomagic Freeform	3D systems		Sculpted Engineering Design