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. 顎の位置変更
注:このセクションは、イメージングソフトウェア(イルカなど)を使用して実行されます。
<ol><li>左側の3Dボタンを選択し、新規DICOMのインポート(補足図1)をクリックして、患者の顔の骨CT画像DICOMファイル(図1A)をソフトウェアにロードします。3D 編集モードに入る場合は、[3D |...

<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>

3Dの計画および印刷は外科分野の最も急速に進化する方法の1つである。それは将来のための有望な用具であるばかりでなく、非常に正確な外科結果および患者特有の解決のために今日使用される実用的な用具である。それは非常に正確な結果を可能にし、外科医の経験10への依存を減らす。それは以前の古いファッションの外科方法の欠点の多くを解決しますが、コストは?...

3D プリントは、異なるマテリアルのレイヤーを段階的に配置し、3D オブジェクトを作成する方法に基づく追加方法です。これは、もともと迅速な試作のために開発され、光重合体樹脂の固化層に基づくステレオリソグラフィー法の発明者と考えられているチャールズ・ハルによって1984年に導入されました 1.手術の仮想計画における技術の進歩と、患者固有のインプラントの計画と印刷は絶えず進化しています。技術革新は、コンピュータ支援設計(CAD)ソフトウェアの分野と3Dプリンティング技術2の両方で発生します。技術の発展と同時に、ソフトウェアとプリンタはより使いやすくなっ.これにより、計画と印刷に必要な時間が短縮され、外科医は、彼/彼女の操作を計画し、エンジニアの「遊び場」の分野で、患者固有の外科用ガイドと固定プレートを作成するオプションを可能にします。これらの開発はまた外科医およびエンジニアが患者特有のインプラント33、4、54の新しい適用および設計を導入することを可能に5する。
これらのアプリケーションの1つは、外科ガイドと患者固有の固定プレートの3D計画と印刷に続く矯正手術の3D計画です。歴史的に、整形外科手術はアーティキュレータを使用して計画されました。顔弓は、上顎と顎の関係を顎関節に登録するために使用され、関節内の患者のキャストを配置した。その後、手術の動きがキャストで行われ、手術中に顎の適切な位置を助けるためにアクリルウエハースが準備されました。この方法は長年使用され、今日ではほとんどの人が使用されていますが、コーンビームコンピュータ断層撮影(CT)を口腔内スキャナとCADソフトウェアと共に利用することで、正確な計画を可能にし、顔弓やキャストの必要性を節約し、デジタル計画されたウエハースの作成に向けて動きました6。この方法は、手動操作および測定の不正確さを減少させたが、上顎を配置するための基準点として不安定な下顎を用い、上顎7の垂直位置を制御する欠如を含む欠陥があった。そこで、新しい方法が導入されました。この方法は「ウエハーレス」手術と呼ばれ、外科用切断ガイドと患者固有の固定チタンプレート8を用いて解剖学的に顎の位置を変えて行う。この方法は、前に説明したデジタルウエハ法の欠点を解決する。我々は、外科医が可能なエラーおよび不正確さを最小限に抑え、患者固有の方法でこれらの手術を計画する完全な自由を可能にするこの方法を記述する。この方法は「ウエハーレス」手術を可能にし、これは骨の位置を変えるための基準として対側顎を使用する必要がないことを意味し、したがってこの依存から得られる不正確さを減少させる9。

<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

外科計画および患者特有のインプラントの技術進歩は絶えず進化している。経験の浅い手でも、より良い結果を得るために技術を採用するか、それなしで続けることができます。技術が発達し、よりユーザーフレンドリーになるにつれて、外科医が自分の手術を計画し、彼がプロセスを完全に制御できるように、彼/彼女の患者固有の外科ガイドと固定プレートを作成するオプションを許可する時が来たと信じています。手術の3D計画のためのプロトコルをここに提示し、手術ガイドおよび患者固有の固定インプラントの3D計画および印刷を行う。このプロセスの間、我々は2つの商用コンピュータ支援設計(CAD)ソフトウェアを使用します。また、外科用ガイド用の融合堆積モデリングプリンタと、チタン患者特異的固定インプラント用の選択的レーザー焼結プリンタを使用しています。このプロセスには、コンピュータ断層撮影(CT)画像化、CTからの頭蓋骨および顔面骨の3Dセグメンテーション、手術の3D計画、骨の最終位置に従った患者固有の固定インプラントの3D計画、正確な骨切除術を行い、固定プレートの骨を準備するための外科ガイドの3D計画、外科用ガイドと患者固有のプレートの3Dプリンティングが含まれる。この方法の利点は、手術、計画された骨切れおよび固定板、大幅な値下げ、操作期間の短縮、優れた性能および高精度の結果を完全に制御する。制限には、CAD プログラムをマスターする必要性が含まれます。

この方法の臨床使用を観察するために、23歳の女性の症例を提示する。彼女は右の顆深さで若い年齢で顆深膜過形成に苦しみ、両方の顎の非対称性をもたらした。図1Aは、顎の間の不一致を示す後起性上顎および前立性下顎を示す。正面図では、黄色と赤の線を使用して詳細に、重度の非対称性を観察することができます。イメージングソフトウェア(補足図1)</stron...

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

技術が発達し、よりユーザーフレンドリーになるにつれて、手術および患者固有の外科ガイドおよび固定板の計画は外科医によって行われるべきである。我々は、矯正骨格運動の3D計画と患者固有の固定プレートと外科用ガイドの3D計画と印刷のためのプロトコルを提示する。

患者固有インプラントの3D計画・印刷による顔面変形の治療

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

このプロトコルは、顔の変形を有する患者の仮想治療と、私たちが計画している手術のための新しい外科ガイドと固定プレートの作成を容易にします。この技術の利点は、完全な外科的制御、骨切れおよび固定板を計画する能力、大幅に削減されたコストおよび操作期間、優れた性能および高精度の結果を含む。この技術は、パーソナライズされた外科ガイドおよび固定板の作成を可能にするので骨の変更を必要とするあらゆる外科的介入と使用することができる。私たちは現在、パーソナライズされた足場を使用してウサギの研究のためにこのプロトコルを使用しています。また、これらのプログラムは非常にユーザーフレンドリーです。コンピュータ支援設計プロセスをマスターするには時間がかかる場合があります。患者と練習は学習プロセスに役立ちます。この方法は仮想計画に基づいているため、プロセスの各段階を観察することは非常に役立ちます。顎の再配置を計画するには、患者の顔面骨のコンピュータ断層撮影を適切なイメージングソフトウェアにロードします。今後の編集セッションで編集モードに入る場合は、[3D] と [編集] をクリックします。オープンツール、正射外科計画、新しいワークアップを開始し、パノラマ画像内のセグメントを配置します。各セグメントをトリミングして対応する骨の領域を含み、患者に適切な骨切除術を選択し、黄色い円を移動して骨切れ線の正確な位置を示す。次に、各場所をクリックして、関心のあるランドマークごとに場所をマークします。ボーン セグメントの動きを実行するには、右クリックして、キーボードを使用して入力の動きを選択し、ボーンを正しい位置に移動します。主要ランドマークの移動を追跡するには、[Treat]オプションをクリックし、計測テーブルでランドマーク オフセットを選択します。次に、スライドバー、エクスポートセグメント、STLボタンを使用して、手術後の段階のボーンポジションのSTLファイルとSTLファイルをエクスポートします。患者の特定の固定板および外科ガイドを準備するために、骨の骨の後に上顎および中面の位置を示すSTLファイルをインポートし、適切な3D設計ソフトウェアプログラムに最終的な位置に再配置する。[平面]メニューで、[平面を作成]を選択し、プレートが配置されるボーンに平行に平面を移動します。スケッチ メニューの円形状を使用して、使用するねじに適したサイズの円を作成し、前の円の周りに直径 3 ミリメートル大きい 2 番目の円を作成して固定プレートの輪郭を描きます。円のコピーをねじの位置に配置します。カーブの下で、プロジェクト スケッチ ツールを使用して、平面からボーンに移動する円を選択します。外側の境界プレート設計の外側の円を接続するには、分割ツールを選択し、隣接する円に接続できるように削除する円の一部を定義します。選択オプションを使用して、円の定義された部分を選択して削除します。描画曲線ツールを使用して、外側の円を接続して、患者の特定のプレートの連続的な外側の形状を作成します。固定プレートを作成する前に、右クリックして複製し、オブジェクトリストから複製を選択して上顎を複製します。[詳細クレイ]メニューで、[カーブ付きエンボス]ツールを選択し、以前に投影したカーブに基づいて固定プレートのボリュームを修正します。外側のシェイプ カーブを選択し、浮き出しになる側の形状プレートの表面に円の形をしたカーソルを内側に配置します。関数のパラメータを設定し、主に将来の固定プレートの厚さを制御し、上顎からプレートを分離する距離を設定します。元の上顎を右クリックし、プレート付きの上顎から削除するブール値をクリックします。ねじの穴を作成するには、カットする円を選択し、[Sub D サーフェス]メニューで目的の円のワイヤカット サブ D ツールを選択し、目的の穴のサイズでプレートに垂直なロッドを作成します。次に、ブール値を使用して、プレートから差し引く各ロッドを選択するために削除します。ガイドを作成するには、上顎を元の位置に再配置しますが、ねじ穴はマーク付けします。[移動粘土を選択]メニューで、[ピースを登録]を選択し、ターゲットの移動前に、上顎と中面のソースの上のジョブポスト移動を選択します。外科ガイド計画が最終穴の正しい位置に基づいていることを保障するために固定板の穴と上顎を合わせることは重要である。次に、新しく配置された穴に基づいて、固定プレートに示すように外科ガイドを作成します。これらの画像では、顎間の不一致を示す若い年齢で顆腺過形成に苦しんだ23歳の女性の後起性上顎および前立性下顎が示されている。正面図では、重度の非対称性がさらに明確に観察される。デモンストレーションされた画像ソフトウェアを用いて、横頭測定分析に基づく外科治療計画を行うことができる。3D. STLファイルは、患者固有の固定プレートの計画を可能にするために、計画された骨の動きの前と後のステップの両方で3D設計ソフトウェアにインポートされました。その後、外科用ガイドが計画され、プレートを二顎の手術を介して埋め込むことができ、重度の顎の非対称性と不一致の矯正を引き起こした。この方法は、手術ガイドの作成とアブレーション手術または骨折治療後の固定プレートの作成の両方のために、ほぼすべての外科骨に適用することができます。この技術は、新しい外科ガイドおよび版の作成を促進する。例えば、手術室で使用する骨折低減ガイドを作成しました。

Research

JoVE Journal

Medicine

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A 3D Digital Model for the Diagnosis and Treatment of Pulmonary Nodules (Video) | JoVE 

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