Name: treatment of facial deformities using 3d planning and printing of patient-specific implants
Uploaded: 2020-05-23T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Treatment of Facial Deformities using 3D Planning and Printing of Patient-Specific Implants at JoVE.com

Финансирования этой работы не поступало.

1. Перепозиционирование челюстей
ПРИМЕЧАНИЕ: Этот раздел выполняется с помощью программного обеспечения изображений (т.е. дельфина).
<ol><li>Загрузите лицевые кости CT изображения DICOM файлы пациента (Рисунок 1A) в программное обеспечение, выбрав 3D кно...

<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-планирование и печать является одним из наиболее быстро развивающихся методов в хирургической области. Это не только перспективный инструмент на будущее, но и практический инструмент, используемый в настоящее время для высокоточных хирургических результатов и конкретных решений д?...

3D-печать является аддитивным методом, основанным на постепенном размещении слоев из различных материалов, создавая тем самым 3D-объекты. Первоначально он был разработан для быстрого прототипирования и был введен в 1984 году Чарльз Халл, который считается изобретателем метода стереолитографии на основе затвердевания слоев фотополимерной смолы1. Технологические достижения в виртуальном планировании операций и планировании и печати имплантатов для пациентов постоянно развиваются. Инновации возникают как в области компьютерного дизайна (CAD), так и в технологиях 3D-печати2. Одновременно с развитием технологий программное обеспечение и принтеры становятся более удобными для пользователей. Это сокращает время, необходимое для планирования и печати и позволяет хирургу возможность планировать свои операции и создавать свои собственные пациент-специфические хирургические руководства и пластины фиксации в поле, которое было исключительно "площадка" инженера. Эти разработки также позволяют хирургам и инженерам внедрить новые приложения и проекты имплантатов для пациентов3,,4,,5.
Одним из таких применений является 3D-планирование ортогнатических операций с последующим 3D-планированием и печатью хирургических направляющих и пациентов конкретных пластин фиксации. Исторически, ортогнатических операций были запланированы с использованием артикуляторов. Facebow был использован для регистрации отношения верхней челюсти к височно-нижней части сустава, таким образом позиционируя отливки пациента в артикуляторе. Позже, хирургические движения были выполнены на слепки и акриловая пластина была готова, чтобы помочь с надлежащим позиционированием челюстей во время операции. Этот метод был использован в течение многих лет и до сих пор используется в настоящее время большинством, но использование конусного луча компьютерной томографии (КТ) вместе с внутриоральными сканерами и программным обеспечением CAD позволило для точного планирования, щадя необходимость facebows или слепки и движется к созданию цифровой планируетсяпластины 6. Этот метод уменьшил неточность ручных манипуляций и измерений, но все еще имел недостатки, включая использование нестабильной нижней челюсти в качестве отправной точки для позиционирования верхней челюсти и отсутствия контроля над вертикальным позиционированием верхней челюсти7. Таким образом, был введен новый метод. Этот метод называется "безваплоек" хирургии и основан на репозиционировании челюстей анатомически с помощью хирургических направляющих операций и пациента конкретных фиксации титановых пластин8. Этот метод устраняет недостатки описанного ранее метода цифровой пластины. Мы опишите этот метод, который позволяет хирургу полную свободу в планировании этих операций в специфическом для пациента порядке, с минимальными возможными ошибками и неточностями. Этот метод позволяет для "без вафелок" хирургии, что означает, что нет необходимости в использовании противоположной челюсти в качестве ссылки для репозиционирования костей, тем самым уменьшая неточности, полученные из этой зависимости9.

<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

Технологические достижения в области хирургического планирования и имплантатов для пациентов постоянно развиваются. Можно либо принять технологию для достижения лучших результатов, даже в менее опытных стороны, или продолжать без него. По мере того как технология превращается и будет более user-friendly, мы верим что давно пора позволить хирургу вариант запланировать его/ее деятельности и создать его/ее собственные пациент-специфические хирургические направляющие выступы и плиты фиксации позволяющ ему полный контроль над процессом. Мы представляем здесь протокол для 3D планирования операции с последующим 3D-планированием и печатью хирургических направляющих и имплантатов для конкретной фиксации пациента. В ходе этого процесса мы используем два коммерческих компьютерных дизайн (CAD) программного обеспечения. Мы также используем сброшенный принтер моделирования осаждения для хирургических руководств и селективный лазерный спекающий принтер для титановых имплантатов фиксации пациента. Процесс включает в себя приобретение компьютерной томографии (КТ), 3D-сегментации черепа и лицевых костей от КТ, 3D-планирование операций, 3D-планирование имплантата фиксации пациента в соответствии с окончательным положением костей, 3D-планирование хирургических направляющих для выполнения точной остеотомии и подготовки кости к фиксации пластин, а также 3D-печать хирургических руководств и пациент-фиксация пластин. Преимущества метода включают полный контроль над хирургией, запланированные остеотомии и пластины фиксации, значительное снижение цены, сокращение продолжительности операции, превосходная производительность и высокоточные результаты. Ограничения включают в себя необходимость овладения программами CAD.

Для наблюдения за клиническим применением метода, мы представляем случай 23-летняя женщина. Она страдала от кондилярной гиперплазии в более молодом возрасте в правом кондиле, что привело к асимметрии обеих челюстей. На рисунке 1A показана ретрогнатическая верхняя челюст...

Watch this Scientific Journal Video about Treatment of Facial Deformities using 3D Planning and Printing of Patient-Specific Implants at JoVE.com

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

По мере того как технология превращается и становится более удобной, планирование операций и конкретных хирургических руководств и пластин фиксации должно выполняться хирургом. Мы представляем протокол для 3D-планирования ортогнатических скелетных движений и 3D-планирования и печати леденящихся пациентов пластин фиксации и хирургических руководств.

Лечение деформаций лица с использованием 3D-планирования и печати имплантатов-специфических пациентов

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

Этот протокол облегчает виртуальное лечение пациентов с деформациями лица и создание новых хирургических руководств и фиксации пластин для операции, которую мы планируем. Преимущества этого метода включают полный хирургический контроль, способность планировать остеотомии и фиксации пластин, значительно снижена стоимость и продолжительность операции, превосходная производительность и очень точные результаты. Этот метод может быть использован с любым хирургическим вмешательством, которое требует костлявые изменения, как это позволяет создание персонализированных хирургических руководств и фиксации пластин.В настоящее время мы используем этот протокол для исследований кроликов с использованием персонализированных лесов. Кроме того, эти программы очень удобны для пользователей. Это может занять некоторое время, чтобы освоить компьютер ассистированный процесс проектирования.Пациенты и практика помогут в процессе обучения. Поскольку метод основан на виртуальном планировании, наблюдение за каждым этапом процесса может быть чрезвычайно полезным. Чтобы спланировать перепозиционирование челюсти, загрузите компьютерную томографию лицевой кости пациента в соответствующее программное обеспечение для визуализации.Чтобы войти в режим редактирования для будущих сеансов редактирования, нажмите 3D и редактировать. Используйте кнопку ориентации, чтобы сориентировать 3D-изображение и использовать рентгеновские кнопки сборки для создания панорамного изображения. Open Tools, Ортогнатическое хирургическое планирование, запуск новой работы и позиционирование сегментов в панорамном изображении.Обрезать каждый сегмент, чтобы содержать область соответствующей кости и выбрать соответствующую остеотомию для пациента, перемещение желтых кругов, чтобы отметить точное местоположение остеотомии линий. Затем нажмите на каждое место, чтобы отметить местоположение для каждой достопримечательности. Для выполнения движений костных сегментов, право нажмите и выберите входные движения с помощью клавиатуры, чтобы переместить кость в нужное место.Чтобы отслеживать движение ключевых ориентиров, щелкните параметры Treat и выберите показанное вехой смещение в таблицах измерений. Затем используйте слайд-бар, экспортные сегменты и кнопку STL для экспорта файлов STL до и один в послеоперационной стадии костной позиции. Для подготовки конкретных пластин фиксации пациента и хирургических руководств, импортировать файлы STL с указанием положения верхней челюсти и среднего лица после остеотомии и перепозиционирования в окончательное положение в соответствующую программу 3D-дизайна программного обеспечения.В меню «Планы» выберите «Создайте плоскость» и переместите плоскость параллельно кости, где будет размещена пластина. Используйте форму круга из меню эскиза, чтобы создать круг с размером, подходящим для винтов, которые будут использоваться и создать три миллиметра диаметром больше второй круг вокруг предыдущего круга, чтобы наметить фиксации пластины. Поместите копии кругов над винтовой позиции.Под кривыми используйте инструмент эскиза проекта для выбора кругов, которые будут перенесены из плоскости в кость. Чтобы соединить внешние круги для внешней конструкции пограничной пластины, выберите разделенный инструмент и определите часть круга, которая будет удалена, чтобы обеспечить подключение к соседним кругам. Используя опцию выбора, выберите определенную часть круга и удалите его.Используя инструмент кривой ничьей, соедините внешние круги, чтобы создать непрерывную внешнюю форму конкретной пластины пациента. Перед созданием пластины фиксации нажмите кнопку, чтобы дублировать и выбрать дубликат из списка объектов, чтобы дублировать верхнюю челюсть. В меню Detail Clay выберите тиснение с помощью кривого инструмента для изменения объема пластины фиксации на основе ранее прогнозируемых кривых.Выберите внешнюю кривую формы и поместите курсор в форме круга внутрь на поверхности формы пластины на стороне, чтобы быть тиснением. Установите параметры функции в основном расстояние, чтобы контролировать толщину будущей пластины фиксации и отделить пластину от верхней челюсти. Право нажмите на оригинальную верхнюю челюсть и нажмите Boolean, Удалите из верхней челюсти с пластиной.Для создания отверстий для винтов, выберите круги, которые будут сокращены и в меню поверхностей Sub D, выберите проволоки вырезать sub D инструмент в кругах, представляющих интерес для создания стержней перпендикулярно пластины в размере желаемых отверстий. Затем используйте Boolean и удалить из выбрать каждый стержень, который будет вычтен из пластины. Чтобы создать направляющие, перепозиционировать верхнюю челюсть на исходное место, но с винтовые отверстия отмечены.В соответствии с меню Select move clay выберите части Регистра и выберите верхнее движение столба задания для источника в верхней челюсти и середине лица до движения для цели. Важно выровнять челюсти с отверстиями фиксации пластины для обеспечения того, чтобы хирургическое планирование руководства будет основываться на правильном положении окончательных отверстий. Затем, на основе вновь расположенных отверстий, создайте хирургические направляющие, как попродемонстрировано для фиксации пластин.На этих снимках показаны ретрогнатическая верхняя челюсть и прогнатическая нижняя челюсть 23-летней самки, которая страдала от кондиларского гиперплазии в более молодом возрасте, продемонстрировав расхождения между челюстями. В фронтальном виде, тяжелая асимметрия может наблюдаться еще более четко. Используя программное обеспечение для визуализации, как было продемонстрировано, можно вывести план хирургического лечения, основанный на боковом цефалометрическом анализе.3D. STL файлы были импортированы в 3D-дизайн программного обеспечения как до, так и после запланированных костлявые шаги движения, чтобы планирование пациента конкретной пластины фиксации. Хирургическое руководство было запланировано, и пластина может быть имплантирована с помощью бимаксилярной хирургии в результате коррекции тяжелой асимметрии челюсти и расхождения.Этот метод может быть применен практически к любой хирургической кости как для создания хирургических руководств, так и для создания фиксационых пластин после абляционной хирургии или лечения перелома. Этот метод облегчает создание новых хирургических руководств и пластин. Например, мы создали направляющие для уменьшения переломов для использования в помещении.

Research

JoVE Journal

Medicine

A Pipeline for 3D Multimodality Image Integration and Computer-assisted Planning in Epilepsy Surgery

Трубопровод для 3D мультимодальности интеграции изображений и компьютерное планирование в хирургии эпилепсии

Epilepsy surgery is challenging and the use of 3D multimodality image integration (3DMMI) to aid presurgical planning is well-established. Multimodality ...

Radiation Planning Assistant - A Streamlined, Fully Automated Radiotherapy Treatment Planning System

Излучения, Планирование помощника - обтекаемый, полностью автоматизированный лечения лучевой системы планирования

The Radiation Planning Assistant (RPA) is a system developed for the fully automated creation of radiotherapy treatment plans, including volume-modulated ...

Multicolor 3D Printing of Complex Intracranial Tumors in Neurosurgery

Многоцветная 3D печать сложных внутричерепных опухолей в нейрохирургии

Three-dimensional (3D) printing technologies offer the possibility of visualizing patient-specific pathologies in a physical model of correct dimensions. ...

Combining Augmented Reality and 3D Printing to Display Patient Models on a Smartphone

Сочетание дополненной реальности и 3D-печати для отображения моделей пациентов на смартфоне

Augmented reality (AR) has great potential in education, training, and surgical guidance in the medical field. Its combination with three-dimensional (3D) ...

Novel Percutaneous Approach for Deployment of 3D Printed Coronary Stenosis Implants in Swine Models of Ischemic Heart Disease

Роман Перкутаный подход к развертыванию 3D печатных коронарных стеноз имплантатов в свиней Модели ишемической болезни сердца

Minimally invasive methods for creating models of focal coronary narrowing in large animals are challenging. Rapid prototyping using three-dimensionally ...

3D Planning and Printing of Patient Specific Implants for Reconstruction of Bony Defects

3D планирование и печать конкретных имплантатов пациента для восстановления дефектов Бони

We are in the midst of the 3D era in most aspects of life, and especially in medicine. The surgical discipline is one of the major players in the medical ...

Development and Evaluation of 3D-Printed Cardiovascular Phantoms for Interventional Planning and Training

Разработка и оценка 3D-печатных сердечно-сосудистых фантомов для интервенционного планирования и обучения

Catheter-based interventions are standard treatment options for cardiovascular pathologies. Therefore, patient-specific models could help training ...

Combining 3D-Printing and Electrospinning to Manufacture Biomimetic Heart Valve Leaflets

Сочетание 3D-печати и электроспиннинга для производства биомиметических листовок сердечного клапана

Electrospinning has become a widely used technique in cardiovascular tissue engineering as it offers the possibility to create (micro-)fibrous scaffolds ...

3D Printing Model of a Patient's Specific Lumbar Vertebra

3D-печатная модель конкретного поясничного позвонка пациента

Selective dorsal rhizotomy (SDR) is a difficult, risky, and sophisticated operation, in which a laminectomy should not only expose an adequate surgical ...

3D Reconstruction for the Diagnosis and Treatment of Pulmonary Nodules

A 3D Digital Model for the Diagnosis and Treatment of Pulmonary Nodules

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

Цифровая 3D-модель для диагностики и лечения легочных узлов

The three-dimensional (3D) reconstruction of pulmonary nodules using medical images has introduced new technical approaches for diagnosing and treating ...