Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Radyografik görüntü segmentasyon yöntemleri ve serbest biçimli yüzey modellemesi kullanılarak konik ışınlı bilgisayarlı tomografi veri setine ve ağız içi optik taramalara dayalı olarak üç boyutlu (3B) sanal hibrit modeller oluşturmak için bir iş akışı tasarlanmıştır. Rekonstrüktif dentoalveolar cerrahi prosedürlerin sanal olarak planlanması için dijital modeller kullanılır.
Bu makalede, radyografik görüntü segmentasyonu, uzamsal kayıt ve serbest biçimli yüzey modelleme dizisi kullanılarak sanal, hibrit üç boyutlu (3B) model alımı sunulmaktadır. İlk olarak, konik ışınlı bilgisayarlı tomografi veri setleri yarı otomatik segmentasyon yöntemi ile yeniden yapılandırıldı. Alveol kemiği ve dişler farklı segmentlere ayrılarak 3 boyutlu morfoloji ve periodontal kemik içi defektlerin lokalizasyonunun değerlendirilmesine olanak tanır. Akut ve kronik alveoler kret defektlerinin şiddeti, yaygınlığı ve morfolojisi komşu dişlerle ilgili olarak doğrulanmıştır. Sanal kompleks doku modellerinde, diş implantlarının pozisyonları 3 boyutlu olarak planlanabilir. IOS ve CBCT verilerinin uzamsal kaydı ve ardından serbest biçimli yüzey modellemesi kullanılarak, alveolar kemik, dişler ve yumuşak dokuları görselleştiren gerçekçi 3D hibrit modeller elde edilebilir. IOS ve CBCT yumuşak dokusunun üst üste binmesiyle, dişsiz sırtın üzerindeki kalınlık, alttaki kemik boyutları hakkında değerlendirilebilir; Bu nedenle, flep tasarımı ve cerrahi flep yönetimi belirlenebilir ve zaman zaman komplikasyonlardan kaçınılabilir.
Diş hekimliğindeki teknolojik gelişmeler, cerrahi işlemlerin ve protetik rehabilitasyonun bilgisayar destekli tedavi planlamasını ve simülasyonunu mümkün kılmıştır. Dijital diş hekimliğinde 3D veri toplama için iki temel yöntem şunlardır: (1) konik ışınlı bilgisayarlı tomografi (CBCT)1 ve (2) ağız içi optik tarama (IOS)2. Rekonstrüktif dentoalveolar cerrahi prosedürleri planlamak için bu araçlar kullanılarak ilgili tüm anatomik yapıların (alveol kemiği, dişler, yumuşak dokular) dijital bilgileri elde edilebilir.
Koni kiriş teknolojisi ilk olarak 1996 yılında bir İtalyan araştırma grubu tarafından tanıtıldı. Konvansiyonel bilgisayarlı tomografiye kıyasla önemli ölçüde daha düşük radyasyon dozu ve daha yüksek çözünürlük sağlayan KIBT, kısa sürede diş hekimliği ve ağız cerrahisinde en sık kullanılan 3D görüntüleme yöntemi haline gelmiştir3. KIBT genellikle farklı cerrahi prosedürleri planlamak için kullanılır (örneğin, periodontal rejeneratif cerrahi, alveolar kret büyütme, dental implant yerleştirme, ortognatik cerrahi)1. CBCT veri kümeleri, 2D görüntüler ve 3D renderlar sağlayan radyografik görüntüleme yazılımında görüntülenir ve işlenebilir - ancak çoğu görüntüleme yazılımı, 3D görüntü rekonstrüksiyonu için eşik tabanlı algoritmalar kullanır. Eşikleme yöntemleri, voksel grisi değer aralığının üst ve alt sınırlarını ayarlar. Bu sınırlar arasında kalan vokseller 3D olarak işlenecektir. Bu yöntem, hızlı model alımına izin verir; bununla birlikte, algoritma anatomik yapıları metal artefaktlardan ve saçılmadan ayırt edemediğinden, 3D işlemeler son derece yanlıştır ve çok az tanısal değere sahiptir 4,5. Yukarıda belirtilen nedenlerden dolayı, diş hekimliğinde birçok alan hala geleneksel 2D radyografilere (ağız içi radyografiler, panoramik röntgen) veya CBCT veri kümelerinin 2D görüntülerinedayanmaktadır 5. Araştırma grubumuz, yakın zamanda yayınlanan bir makalede, CBCT veri kümelerinin anatomik tabanlı 3D rekonstrüksiyonunungerçekleştirildiği açık kaynaklı radyografik görüntü işleme yazılımı6 kullanılarak yarı otomatik bir görüntü segmentasyon yöntemi sundu 7. Bu yöntem sayesinde anatomik yapılar metal eserlerden ayırt edilebiliyor ve daha da önemlisi alveol kemiği ile dişler ayrılabiliyordu. Bu nedenle, sert dokuların gerçekçi bir sanal modeli elde edilebilir. Rejeneratif periodontal cerrahi öncesi kemik içi periodontal defektlerin değerlendirilmesi ve tedavi planlaması için 3 boyutlu modeller kullanıldı.
Ağız içi optik yüzey tarayıcıları, klinik koşullar (dişlerin ve yumuşak dokuların klinik kronu) hakkında dijital bilgi sağlar. Bu cihazların asıl amacı, bilgisayar destekli tasarım (CAD) ve bilgisayar destekli üretim (CAM) teknolojileri ile diş protezlerinin planlanması ve üretilmesi için hastaların dijital modellerini doğrudan elde etmekti8. Bununla birlikte, geniş uygulama yelpazesi nedeniyle, kullanımları diş hekimliğinin diğer alanlarında hızla uygulandı. Maksillo-fasiyal cerrahlar, IOS ve CBCT'yi sanal osteotomi ve ortognatik ameliyatların dijital planlaması için kullanılabilecek hibrit bir kurulumda birleştirir 9,10. Dental implantoloji muhtemelen dijital planlama ve rehberli yürütmeyi en yaygın olarak kullanan alandır. Navigasyonlu cerrahi, implantın yanlış konumlandırılmasıyla ilgili çoğu komplikasyonu ortadan kaldırır. IOS'un CBCT veri kümeleri ve stereolitografi (.stl) dosyalarının kombinasyonu, kılavuzlu implant yerleşimini ve statik implant delme kılavuzlarının üretimini planlamak için rutin olarak kullanılır11,12. Estetik kuron uzatma hazırlamak için CBCT veri kümeleri üzerine bindirilmiş ağız içi taramalar da kullanılmıştır13; bununla birlikte, yumuşak dokular yalnızca eşikleme algoritmaları ile yeniden yapılandırılan CBCT veri kümeleri üzerine bindirildi. Ancak, rejeneratif-rekonstrüktif cerrahi müdahalelerin ve dental implant yerleştirmenin doğru 3D sanal planlamasını gerçekleştirmek için, hastaların gerçekçi 3D hibrit modellerinin CBCT ve IOS verilerinden oluşması gerekir.
Bu nedenle, bu makale, rekonstrüktif dentoalveoler cerrahi girişimlerden önce sanal cerrahi planlama için gerçekçi hibrit dijital modeller elde etmek için adım adım bir yöntem sunmayı amaçlamaktadır.
Bu çalışma Helsinki Bildirgesi'ne tamamen uygun olarak yürütülmüştür. Makale hazırlanmadan önce yazılı bilgilendirilmiş onam verildi ve hasta tarafından imzalandı. Hasta, protokolün gösterilmesi için veri kullanımına izin verdi.
1. Radyografik görüntü işleme
Şekil 1: "Level Tracing" yarı otomatik segmentasyon aracının sagital oryantasyonda uygulanması. (A) Aynı arka plan değerine sahip piksel bölgesini sarı bir çizgiyle çerçeveleme. (B) "Seviye İzleme" ve müteakip manuel segmentasyon sonuçları. (C) Manuel aletler yardımıyla yarı otomatik segmentasyonun iyileştirilmesi (boya, silme). Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
NOT: Araçlar arasında hızlı geçişe izin vermek için sayı tuşlarını kullanma.
Şekil 2: "Dilimler Arasında Dolgu" ile morfolojik kontur enterpolasyonu, segmentin otomatik olarak yeniden oluşturulan kısmını gösteren açık yeşil alanlar. (A) Eksenel görünüm. (B) Sagital görünüm. (C) Koronal görünüm. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
NOT: Yalnızca enterpolasyonun uygulandığı parçanın görünür olduğundan emin olun. Segmentlerin görünürlüğü, segmentler listesinden değiştirilebilir.
Şekil 3: Bitmiş segmentasyon, kemiği temsil eden kahverengi segment ve dişleri temsil eden mavi segment. (A) Eksenel görünüm. (B) Sagital görünüm. (C) Koronal görünüm. (D) 3D model, daha önce oluşturulan segmentlerden otomatik olarak oluşturulur. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 4: İyi tanımlanmış anatomik işaretlere referans belirteçleri yerleştirerek IOS'un mekansal kaydı. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
NOT: Gerekirse, biçimlendirme noktaları taşınarak veya ek noktalar eklenerek dönüştürmenin doğruluğu artırılabilir.
2. Serbest biçimli yüzey modelleme için modelleri .stl dosyaları olarak dışa aktarın
3. Serbest biçimli yüzey modelleme
Animated Figure 1: Sanal cerrahi planlamaya hazır, renkli son modelin animasyonu. Bu Rakamı indirmek için lütfen buraya tıklayın.
Sanal izin veren üç boyutlu (3D) modeller, radyografik görüntü segmentasyonu, uzamsal kayıt ve serbest biçimli modelleme kullanılarak oluşturulabilir. Modeller, klinik durumu dijital olarak tasvir ederek çeşitli cerrahi müdahalelerin üç boyutlu planlamasını mümkün kılar. Kemik ve dişlerin ayrı segmentasyonu ile iki anatomik yapı arasındaki sınır görülebilir, periodontal kemik içi defektlerin 3D morfolojisi ve lokalizasyonu değerlendirilmelidir. Komşu dişleri ilgilendiren akut ve kronik alve...
Sunulan protokol ile periodontal ve alveoler defekt morfolojileri üç boyutlu (3D) olarak görselleştirilebilmekte ve klinik durumun 2D tanı yöntemleri ve eşikleme algoritmaları ile oluşturulan 3D modellerle elde edilebileceğinden daha doğru bir tasviri sağlanmaktadır. Protokol üç ana aşamaya ayrılabilir: (1) CBCT veri kümelerinin yarı otomatik segmentasyonu, (2) CBCT ve IOS'un uzamsal kaydı ve (3) serbest biçimli yüzey modellemesi. Teknik olarak, segmentasyon herhangi bir üç boyutlu radyografik gö...
Yazarlar herhangi bir çıkar çatışması beyan etmezler.
Hiç kimse
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. |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiDaha Fazla Makale Keşfet
This article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır