Name: treatment of facial deformities using 3d planning and printing of patient-specific implants
Uploaded: 2020-05-23T14:00:00
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1. Repositionnement des mâchoires
REMARQUE : Cette section est effectuée à l’aide du logiciel d’imagerie (c.-à-d. Dolphin).
<ol><li>Chargez les os du visage image CT fichiers DICOM du patient (figure 1A) dans le logiciel en sélectionnant le bouton 3D sur la gauche et en cliquant sur Import New DICOM (Figure supplémentaire 1). Entrez le mode d’édition 3D en cliquant sur la 3D . <stro...

<ol>
	<li>Hull, C. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Apparatus for production of three-dmensonal objects by stereo thography. , (1986).</li><li>Shilo, D., Emodi, O., Blanc, O., Noy, D., Rachmiel, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Printing+the+Future-Updates+in+3D+Printing+for+Surgical+Applications.">Printing the Future-Updates in 3D Printing for Surgical Applications.</a> Rambam Maimonides Medical Journal. 9 (3), 20 (2018).</li><li>Emodi, O., Shilo, D., Israel, Y., Rachmiel, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+planning+and+printing+of+guides+and+templates+for+reconstruction+of+the+mandibular+ramus+and+condyle+using+autogenous+costochondral+grafts.">Three-dimensional planning and printing of guides and templates for reconstruction of the mandibular ramus and condyle using autogenous costochondral grafts.</a> British Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 55 (1), 102-104 (2017).</li><li>Leiser, Y., Shilo, D., Wolff, A., Rachmiel, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+reconstruction+in+mandibular+avulsion+injuries.">Functional reconstruction in mandibular avulsion injuries.</a> Journal of Craniofacial Surgery. 27 (8), 2113-2116 (2016).</li><li>Rachmiel, A., Shilo, D., Blanc, O., Emodi, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reconstruction+of+complex+mandibular+defects+using+integrated+dental+custom-made+titanium+implants.">Reconstruction of complex mandibular defects using integrated dental custom-made titanium implants.</a> British Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 55 (4), 425-427 (2017).</li><li>Lauren, M., McIntyre, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+computer-assisted+method+for+design+and+fabrication+of+occlusal+splints.">A new computer-assisted method for design and fabrication of occlusal splints.</a> American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics. 133 (4), 130-135 (2008).</li><li>Song, K. -. G., Baek, S. -. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+the+accuracy+of+the+three-dimensional+virtual+method+and+the+conventional+manual+method+for+model+surgery+and+intermediate+wafer+fabrication.">Comparison of the accuracy of the three-dimensional virtual method and the conventional manual method for model surgery and intermediate wafer fabrication.</a> Oral Surgery, Oral Medicine, Oral Pathology, and Oral Radiology. 107 (1), 13-21 (2009).</li><li>Mazzoni, S., Bianchi, A., Schiariti, G., Badiali, G., Marchetti, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Computer-aided+design+and+computer-aided+manufacturing+cutting+guides+and+customized+titanium+plates+are+useful+in+upper+maxilla+waferless+repositioning.">Computer-aided design and computer-aided manufacturing cutting guides and customized titanium plates are useful in upper maxilla waferless repositioning.</a> Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 73 (4), 701-707 (2015).</li><li>Hanafy, M., Akoush, Y., Abou-ElFetouh, A., Mounir, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Precision+of+orthognathic+digital+plan+transfer+using+patient-specific+cutting+guides+and+osteosynthesis+versus+mixed+analogue-digitally+planned+surgery:+a+randomized+controlled+clinical+trial.">Precision of orthognathic digital plan transfer using patient-specific cutting guides and osteosynthesis versus mixed analogue-digitally planned surgery: a randomized controlled clinical trial.</a> International Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 49 (1), 62-68 (2019).</li><li>Tack, P., Victor, J., Gemmel, P., Annemans, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=3D-printing+techniques+in+a+medical+setting:+a+systematic+literature+review.">3D-printing techniques in a medical setting: a systematic literature review.</a> Biomedical Engineering Online. 15 (1), 115 (2016).</li></ol>

La planification et l’impression 3D est l’une des méthodes les plus en évolution dans le domaine chirurgical. Ce n’est pas seulement un outil prometteur pour l’avenir, mais un outil pratique utilisé aujourd’hui pour des résultats chirurgicaux très précis et des solutions spécifiques aux patients. Il permet des résultats très précis et réduit la dépendance à l’expérience du chirurgien10. Il résout beaucoup des inconvénients des méthodes chirurgicales anciennes précéde...

L’impression 3D est une méthode additive basée sur le placement progressif de couches de différents matériaux, créant ainsi des objets 3D. Il a été développé à l’origine pour le prototypage rapide et a été introduit en 1984 par Charles Hull, qui est considéré comme l’inventeur de la méthode de stéréolithographie basée sur des couches solidifiantes de résine photopolymer1. Les progrès technologiques dans la planification virtuelle des chirurgies et la planification et l’impression d’implants spécifiques aux patients sont en constante évolution. Les innovations se produisent à la fois dans le domaine du logiciel de conception assistée par ordinateur (CAD) et dans les technologies d’impression 3D2. Simultanément aux développements technologiques, les logiciels et les imprimantes deviennent plus conviviaux. Cela réduit le temps nécessaire à la planification et à l’impression et permet au chirurgien de planifier ses opérations et de créer ses propres guides chirurgicaux spécifiques au patient et plaques de fixation dans un domaine qui était exclusivement le « terrain de jeu » d’un ingénieur. Ces développements permettent également aux chirurgiens et aux ingénieurs d’introduire de nouvelles applications et conceptions d’implants spécifiques au patient3,4,5.
L’une de ces applications est la planification 3D des chirurgies orthognathiques suivies de la planification et de l’impression 3D de guides chirurgicaux et de plaques de fixation spécifiques au patient. Historiquement, des chirurgies orthognathiques ont été planifiées à l’aide d’articulateurs. Un arc facial a été utilisé pour enregistrer la relation de la mâchoire supérieure à l’articulation temporomandibulaire positionnant ainsi les moulages du patient dans l’articulateur. Plus tard, les mouvements chirurgicaux ont été exécutés sur les plâtres et une plaquette acrylique a été préparée pour aider avec le positionnement approprié des mâchoires pendant la chirurgie. Cette méthode a été utilisée pendant de nombreuses années et est encore utilisée de nos jours par la plupart, mais l’utilisation de la tomographie calculée de faisceau de cône (CT) avec des scanners intra-oraux et un logiciel CAO a permis une planification précise, épargnant le besoin de facebows ou de moulages et se déplaçant vers la création de plaquettes numériquement planifiées6. Cette méthode a réduit l’inexactitude de la manipulation manuelle et des mesures, mais avait encore des défauts, y compris l’utilisation de la mâchoire inférieure instable comme point de référence pour le positionnement de la mâchoire supérieure et le manque de contrôle sur le positionnement vertical de la mâchoire supérieure7. Ainsi, une nouvelle méthode a été introduite. Cette méthode est appelée la chirurgie "sans gaufrettes" et est basée sur le repositionnement des mâchoires anatomiquement à l’aide de guides de coupe chirurgicale et de fixation patient-spécifique plaques de titane8. Cette méthode résout les inconvénients de la méthode de plaquette numérique décrite précédemment. Nous allons décrire cette méthode, qui permet au chirurgien une liberté complète dans la planification de ces chirurgies d’une manière spécifique au patient, avec un minimum d’erreurs possibles et des inexactitudes. Cette méthode permet une chirurgie " sans gaufrettes ", ce qui signifie qu’il n’est pas nécessaire d’utiliser la mâchoire opposée comme référence pour repositionner les os, diminuant ainsi les inexactitudes dérivées de cette dépendance9.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:751px;" width="750">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Dolphin imaging software</td>
			<td style="width:207px;">Dolphin Imaging Systems LLC (Patterson Dental Supply, Inc)</td>
			<td style="width:161px;"></td>
			<td style="width:167px;">3D analysis and virtual planning of orthognathic surgeries</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Geomagic Freeform</td>
			<td style="width:207px;">3D systems</td>
			<td style="width:161px;"></td>
			<td>Sculpted Engineering Design</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

treatment of facial deformities using 3d planning and printing of patient-specific implants

Les progrès technologiques dans la planification chirurgicale et les implants spécifiques aux patients sont en constante évolution. On peut soit adopter la technologie pour obtenir de meilleurs résultats, même dans la main moins expérimentée, ou continuer sans elle. Au fur et à mesure que la technologie se développe et devient plus conviviale, nous croyons qu’il est temps de permettre au chirurgien d’avoir la possibilité de planifier ses opérations et de créer ses propres guides chirurgicaux et plaques de fixation spécifiques au patient lui permettant de contrôler pleinement le processus. Nous présentons ici un protocole pour la planification 3D de l’opération suivie de la planification 3D et l’impression des guides chirurgicaux et des implants de fixation spécifiques au patient. Au cours de ce processus, nous utilisons deux logiciels commerciaux de conception assistée par ordinateur (CAO). Nous utilisons également une imprimante de modélisation de dépôt fusionnée pour les guides chirurgicaux et une imprimante sélective de frittage laser pour les implants de fixation spécifiques au patient de titane. Le processus comprend l’acquisition d’imagerie par tomographie calculée (CT), la segmentation 3D du crâne et des os faciaux du CT, la planification 3D des opérations, la planification 3D de l’implant de fixation spécifique au patient en fonction de la position finale des os, la planification 3D des guides chirurgicaux pour effectuer une ostéotomie précise et la préparation de l’os pour les plaques de fixation, et l’impression 3D des guides chirurgicaux et les plaques de fixation spécifiques au patient. Les avantages de la méthode comprennent le contrôle total de la chirurgie, les ostéotomies et les plaques de fixation prévues, la réduction significative du prix, la réduction de la durée d’exploitation, des performances supérieures et des résultats très précis. Les limites comprennent la nécessité de maîtriser les programmes de CAO.

Pour observer l’utilisation clinique de la méthode, nous présentons un cas d’une femelle de 23 ans. Elle a souffert de l’hyperplasie condylar à un plus jeune âge dans la condyle droite ayant pour résultat l’asymétrie des deux mâchoires. La figure 1A montre la mâchoire supérieure rétrognathique et la mâchoire inférieure prognathique présentant les écarts entre les mâchoires. Dans la vue frontale, l’asymétrie sévère peut être observée comme détaillée à l’aide...

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Treatment of Facial Deformities using 3D Planning and Printing of Patient-Specific Implants

Au fur et à mesure que la technologie se développe et devient plus conviviale, la planification des opérations et des guides chirurgicaux spécifiques aux patients et des plaques de fixation devraient être effectuées par le chirurgien. Nous présentons un protocole pour la planification 3D des mouvements squelettiques orthognatiques et la planification et l’impression 3D des plaques de fixation patient-spécifiques et des guides chirurgicaux.

Traitement des déformations faciales à l’aide de la planification 3D et de l’impression d’implants spécifiques au patient

Technological advancements in surgical planning and patient-specific implants are constantly evolving. One can either adopt the technology to achieve ...

Ce protocole facilite le traitement virtuel des patients présentant des malformations faciales et la création de nouveaux guides chirurgicaux et plaques de fixation pour l’opération que nous prévoyons. Les avantages de cette technique incluent le contrôle chirurgical complet, la capacité de planifier des ostéotomies et des plaques de fixation, un coût et une durée d’opération sensiblement réduits, une exécution supérieure et des résultats très précis. Cette technique peut être utilisée avec toute intervention chirurgicale qui nécessite des altérations osseuses car elle permet la création de guides chirurgicaux personnalisés et de plaques de fixation.Nous utilisons actuellement ce protocole pour des études de recherche sur les lapins à l’aide d’échafaudages personnalisés. Aussi ces programmes sont très conviviaux. Il peut prendre du temps pour maîtriser le processus de conception assistée par ordinateur.Les patients et la pratique aideront au processus d’apprentissage. Comme la méthode est basée sur la planification virtuelle, l’observation de chaque étape du processus peut être extrêmement utile. Pour planifier le repositionnement de mâchoire, chargez la tomographie calculée faciale patiente d’os dans le logiciel approprié d’imagerie.Pour entrer dans le mode d’édition pour les futures sessions d’édition, cliquez sur 3D et Modifier. Utilisez le bouton d’orientation pour orienter l’image 3D et utilisez les boutons de radiographie de build pour créer une image panoramique. Outils ouverts, planification chirurgicale orthognatique, démarrage d’une nouvelle analyse et position des segments dans l’image panoramique.Recadrer chaque segment pour contenir la zone de l’os correspondant et sélectionner l’ostéotomie appropriée pour le patient, en déplaçant les cercles jaunes pour marquer l’emplacement exact des lignées d’ostéotomie. Cliquez ensuite sur chaque emplacement pour marquer l’emplacement de chaque point de repère d’intérêt. Pour effectuer des mouvements de segments d’os, cliquez à droite et sélectionnez les mouvements d’entrée à l’aide du clavier pour déplacer l’os au bon endroit.Pour suivre le mouvement des repères clés, cliquez sur Traiter les options et sélectionnez a montré décalage historique dans les tableaux de mesure. Utilisez ensuite la barre de diapositives, les segments d’exportation et le bouton STL pour exporter les fichiers STL du pré et un dans les positions osseuses postopératoires. Pour préparer les plaques de fixation spécifiques du patient et les guides chirurgicaux, importez les fichiers STL montrant la position de la mâchoire supérieure et du milieu du visage suivant l’ostéotomie et le repositionnement à la position finale dans le logiciel de conception 3D approprié.Sous le menu Planes, sélectionnez Créer l’avion et déplacez le plan parallèlement à l’os où la plaque sera placée. Utilisez une forme de cercle à partir du menu d’esquisse pour créer un cercle avec une taille appropriée pour les vis à utiliser et de créer un diamètre de trois millimètres plus grand deuxième cercle autour du cercle précédent pour décrire la plaque de fixation. Placez des copies des cercles sur les positions de vis.Sous les courbes, utilisez l’outil d’esquisse du projet pour sélectionner les cercles qui seront transférés du plan à l’os. Pour connecter les cercles extérieurs pour la conception extérieure de la plaque de bordure, sélectionnez l’outil fractionnement et définissez la partie du cercle qui sera enlevée pour permettre la connexion aux cercles adjacents. En utilisant l’option sélectionnez, sélectionnez la partie définie du cercle et supprimez-la.À l’aide de l’outil de courbe de tirage, connectez les cercles extérieurs pour créer une forme extérieure continue de la plaque spécifique du patient. Avant de créer la plaque de fixation, cliquez à droite pour dupliquer et sélectionner le double de la liste d’objets pour dupliquer la mâchoire supérieure. Dans le menu Detail Clay, sélectionnez l’emboss avec outil de courbe pour modifier le volume de la plaque de fixation en fonction des courbes précédemment projetées.Sélectionnez la courbe de forme extérieure et placez le curseur en forme de cercle à l’intérieur sur la surface de la plaque en forme sur le côté à gaufrer. Définissez les paramètres de la fonction principalement la distance pour contrôler l’épaisseur de la plaque de fixation future et séparer la plaque de la mâchoire supérieure. Cliquez à droite sur la mâchoire supérieure d’origine et cliquez sur Boolean, Retirez d’une mâchoire supérieure avec plaque.Pour créer les trous pour les vis, sélectionnez les cercles à couper et dans le menu des surfaces Sub D, sélectionnez l’outil sous D coupé en fil dans les cercles d’intérêt pour créer des tiges perpendiculaires à la plaque de la taille des trous désirés. Ensuite, utilisez Boolean et retirez de sélectionner chaque tige à soustraire de la plaque. Pour créer les guides, repositionnez la mâchoire supérieure à son emplacement d’origine, mais avec les trous de vis marqués.Dans le menu Sélectionnez déplacer l’argile, sélectionnez Les pièces du Registre et sélectionnez le mouvement supérieur de la poste de travail pour la source dans la mâchoire supérieure et le milieu de la face avant le mouvement de la cible. Il est essentiel d’aligner le maxillaire avec les trous de plaque de fixation pour s’assurer que la planification du guide chirurgical sera basée sur la position correcte des derniers trous. Ensuite, sur la base de trous nouvellement positionnés, créer les guides chirurgicaux comme démontré pour les plaques de fixation.Dans ces images, la mâchoire supérieure rétrognathic et la mâchoire inférieure prognathic d’une femelle de 23 ans qui ont souffert de l’hyperplasie condylle à un âge plus jeune présentant les écarts entre les mâchoires sont montrées. Dans la vue frontale, l’asymétrie sévère peut être observée encore plus clairement. À l’aide d’un logiciel d’imagerie tel que démontré, un plan de traitement chirurgical basé sur l’analyse céphalométrique latérale peut être effectué.Les fichiers 3D. STL ont été importés dans le logiciel de conception 3D dans les étapes de mouvement osseuses planifiées avant et après pour permettre la planification de la plaque de fixation spécifique du patient. Le guide chirurgical a alors été planifié et la plaque pourrait alors être implantée par chirurgie bimaxillaire ayant pour résultat la correction de l’asymétrie et des divergences graves de mâchoire.Cette méthode peut être appliquée à presque n’importe quel os chirurgical pour la création de guides chirurgicaux et la création de plaques de fixation après la chirurgie d’ablation ou le traitement de fracture. Cette technique facilite la création de nouveaux guides chirurgicaux et plaques. Par exemple, nous avons créé des guides de réduction des fractures pour une utilisation dans la salle d’opération.

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