Проектирование CAD/CAM хирургические руководств для верхнечелюстной реконструкции с использованием собственного подхода
Summary
Показаны методы для разработки компьютерного дизайн/автоматизированного производства (CAD/CAM) хирургическое руководство. Плоскостями резки отделяются, Юнайтед и утолщенные легко визуализировать передачи необходимых кости. Эти проекты могут быть трехмерной печатных и проверены на точность.
Abstract
Автоматизированного проектирования/автоматизированного производства (CAD/CAM) в настоящее время проводится оценка как препаративный метод для челюстно-лицевой хирургии. Потому что этот метод является дорогостоящим и доступен в только в ограниченных районах мира, мы разработали Роман CAD/CAM хирургическое руководство, с помощью собственного подхода. С помощью программного обеспечения CAD, определяются области верхнечелюстной резекции и плоскостями резки и малоберцовой режущих плоскостей и углы. Однажды решил области резекции, необходимые лица извлекаются с помощью модификатора типа Boolean. Эти поверхностные лица Организации соответствовать поверхности костей и утолщенные стабилизировать твердых тел. Не только резки справочники для малоберцовой кости и челюсти, но также расположение расположение сегментов передаваемых кости определяется утолщение поверхностно лица. Дизайн CAD записывается как .stl файлы и трехмерно (3-D) напечатаны как фактические хирургические гидов. Для проверки точности направляющих, производится модель хирургии с использованием печатных 3 объемным лица и малоберцовой моделей. Эти методы могут использоваться для оказания помощи хирургов, где коммерческие руководства не доступны.
Introduction
Использование методов CAD/CAM имеет недавно увеличение в стоматологических и работы протеза. После этой эволюции CAD/CAM osteocutaneous лоскут передачи с помощью CAD/CAM используются сейчас в области нижней челюсти реконструкции после онкологических широкий резекции злокачественных опухолей1,2,3. Несколько компаний в западных странах начали поставлять и продавать CAD/CAM стрижки для региона Нижняя челюсть. CAD/CAM, реконструкция нижней челюсти, как считается, имеют преимущество с точки зрения точности4,5,6,,78,9,10 ,11. Однако недостатком является, что этот метод доступен в ограниченных районах во всем мире, и это очень дорого12. Таким образом реконструкция CAD/CAM для верхнечелюстной поражений не еще не стала популярной. Количество случаев верхнечелюстной реконструкции ниже, чем для нижней челюсти, и коммерческие руководства не являются общими.
Поскольку коммерческие верхнечелюстной CAD/CAM гиды не продаются в Японии, мы разработали хирургические гиды CAD/CAM с использованием собственного подхода. Клиническая эффективность руководства CAD/CAM уже сообщалось13,14,,1516,,1718,19, но без доклад о том, как их дизайн. Цель настоящего доклада заключается в том, чтобы показать метод проектирования CAD/CAM, с использованием собственного подхода лоу кост.
Protocol
Representative Results
Discussion
CAD/CAM реконструкции считается внести вклад в достижение остеотомия точная длина, ширина, и угол резки костей при использовании резки руководства4,5,6,7,8 ,9,10,</sup…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Эта работа частично поддерживается JSP-страницы KAKENHI Грант номер JP17K11914.
Materials
| Information Technology Center, Renato Archer, Campinas, Brazil | InVesalius | Free software https://www.cti.gov.br/en/invesalius | |
| The Blender Foundation, Amsterdam, Netherlands | Blender | Free software https://www.blender.org/ | |
| TurboSquid, Inc. 935 Gravier St., Suite 1600, New Orleans, LA. | Free 3D skeletal data file | Free3D https://free3d.com/3d-models/human | |
| MakerBot Industries, LLC One MetroTech Center, 21st Fl, Brooklyn, NY. | MakerBot Replicator+ | https://www.makerbot.com/replicator/ | |
| YouTube (Google, Inc.), 901 Cherry Ave. San Bruno, CA | video sharing website. | https://www.youtube.com/results?search_query=invesalius+dicom+to+stl | |
| Artec 3D, 2, rue Jean Engling, Luxembourg | Artec Eva Lite | https://www.artec3d.com/portable-3d-scanners/artec-eva-lite | |
| CloudCompare | CloudCompare | http://www.danielgm.net/cc/ |
References
- Hirsch, D. L., et al. Use of computer-aided design and computer-aided manufacturing to produce orthognathically ideal surgical outcomes: A paradigm shift in head and neck reconstruction. Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 67 (10), 2115-2122 (2009).
- Hanasono, M. M., Skoracki, R. J. Computer-assisted design and rapid prototype modeling in microvascular mandible reconstruction. The Laryngoscope. 123 (3), 597-604 (2013).
- Roser, S. M., et al. The accuracy of virtual surgical planning in free fibula mandibular reconstruction: Comparison of planned and final results. Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 68 (11), 2824-2832 (2010).
- Ayoub, N., et al. Evaluation of computer assisted mandibular reconstruction with vascularized iliac crest bone graft compared to conventional surgery: A randomized prospective clinical trial. Trials. 15, 114 (2014).
- Stirling, C. E., et al. Simulated surgery and cutting guides enhance spatial positioning in free fibular mandibular reconstruction. Microsurgery. 35 (1), 29-33 (2015).
- Schepers, R. H., et al. Accuracy of fibula reconstruction using patient-specific CAD/CAM reconstruction plates and dental implants: a new modality for functional reconstruction of mandibular defects. Journal of Cranio-Maxillofacial Surgery. 43 (5), 649-657 (2015).
- Tarsitano, A., et al. Mandibular reconstructions using computer-aided design/computer-aided manufacturing: a systematic review of a defect-based reconstructive algorithm. Journal of Cranio-Maxillofacial Surgery. 43 (9), 1785-1791 (2015).
- Wilde, F., et al. Multicenter study on the use of patient-specific CAD/CAM reconstruction plates for mandibular reconstruction. International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery. 10 (12), 2035-2051 (2015).
- Huang, J. W., et al. Preliminary clinic study on computer assisted mandibular reconstruction: the positive role of surgical navigation technique. Maxillofacial Plastic and Reconstructive Surgery. 37 (1), 20 (2015).
- Numajiri, T., Nakamura, H., Sowa, Y., Nishino, K. Low-cost design and manufacturing of surgical guides for mandibular reconstruction using a fibula. Plastic and Reconstructive Surgery – Global Open. 4 (7), 805 (2016).
- Numajiri, T., Tsujiko, S., Morita, D., Nakamura, H., Sowa, Y. A fixation guide for the accurate insertion of fibular segments in mandibular reconstruction. Journal of Plastic, Reconstructive & Aesthetic Surgery. Open. 12 (8), 1-8 (2017).
- Toto, J. M., et al. Improved operative efficiency of free fibula flap mandible reconstruction with patient specific, computer-guided preoperative planning. Head & Neck. 37 (11), 1660-1664 (2015).
- Avraham, T., et al. Functional outcomes of virtually planned free fibula flap reconstruction of the mandible. Plastic and Reconstructive Surgery. 134 (628), 634 (2014).
- Sieira, G. R., et al. Surgical planning and microvascular reconstruction of the mandible with a fibular flap using computer-aided design, rapid prototype modeling, and precontoured titanium reconstruction plates: A prospective study. British Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 53 (1), 49-55 (2015).
- Seruya, M., Fisher, M., Rodriguez, E. D. Computer-assisted versus conventional free fibula flap technique for craniofacial reconstruction: An outcomes comparison. Plastic and Reconstructive Surgery. 132 (5), 1219-1225 (2013).
- Metzler, P., et al. Three-dimensional virtual surgery accuracy for free fibula mandibular reconstruction: Planned versus actual results. Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 72 (12), 2601-2604 (2014).
- Numajiri, T., et al. Using an in-house approach to CAD/CAM reconstruction of the maxilla. Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 76 (6), 1361-1369 (2018).
- Bosc, R., et al. Mandibular reconstruction after cancer: An in-house approach to manufacturing cutting guides. International Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 46 (1), 24-29 (2017).
- Ganry, L., et al. Three-dimensional surgical modeling with an open-source software protocol: Study of precision and reproducibility in mandibular reconstruction with the fibula free flap. International Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 46 (8), 946-950 (2017).
- . InVesalius Available from: https://www.cti.gov.br/en/invesalius (2018)
- . Blender Available from: https://www.blender.org/ (2018)
- . Free3D Available from: https://free3d.com/3d-models/human (2018)
- . MakerBot Replicator+ Available from: https://www.makerbot.com/replicator/ (2018)
- . Artec Eva Lite Available from: https://www.artec3d.com/portable-3d-scanners/artec-eva-lite (2018)
- Guerrero-de-Mier, A., Espinosa, M. M., Dominguez, M. Bricking: A new slicing method to reduce warping. Procedia Engineering. 132, 126-131 (2015).
- Petropolis, C., Kozan, D., Sigurdson, L. Accuracy of medical models made by consumer-grade fused deposition modeling printers. Plastic Surgery. 23 (2), 91-94 (2015).
- Alsoufi, M. S., Elsayed, A. E. Warping deformation of desktop 3D printed parts manufactured by open source fused deposition modeling (FDM) system. International Journal of Mechanical and Mechatronics Engineering (IJMME) – International Journal of Engineering and Sciences (IJENS). 17 (4), 7-16 (2017).
- Maschio, F., Pandya, M., Olszewski, R. Experimental validation of plastic mandible models produced by a “low-cost” 3-dimensional fused deposition modeling printer. Medical Science Monitor. 22, 943-957 (2016).
- Rendon-Medina, M. A., Andrade-Delgado, L., Telich-Tarriba, J. E., Fuente-Del-Campo, A., Altamirano-Arcos, C. A. Dimensional error in rapid prototyping with open source software and low-cost 3D-printer. Plastic and Reconstructive Surgery – Global Open. 6 (1), 1646 (2018).
- Nizam, A., Gopal, R. N., Naing, L., et al. Dimensional accuracy of the skull models produced by rapid prototyping technology using stereolithography apparatus. Archives of Orofacial Sciences. 1, 60-66 (2006).
