पुनर्निर्माण Dentoalveolar सर्जिकल प्रक्रियाओं की आभासी योजना के लिए डिजिटल हाइब्रिड मॉडल तैयारी
Summary
त्रि-आयामी (3 डी) वर्चुअल हाइब्रिड मॉडल बनाने के लिए एक वर्कफ़्लो शंकु-बीम गणना टोमोग्राफी डेटासेट और इंट्राओरल ऑप्टिकल स्कैन के आधार पर रेडियोग्राफिक छवि विभाजन विधियों और फ्री-फॉर्म सतह मॉडलिंग का उपयोग करके डिजाइन किया गया है। डिजिटल मॉडल का उपयोग पुनर्निर्माण dentoalveolar शल्य चिकित्सा प्रक्रियाओं की आभासी योजना के लिए किया जाता है।
Abstract
आभासी, हाइब्रिड त्रि-आयामी (3 डी) मॉडल अधिग्रहण इस लेख में प्रस्तुत किया गया है, जिसमें रेडियोग्राफिक छवि विभाजन, स्थानिक पंजीकरण और फ्री-फॉर्म सतह मॉडलिंग के अनुक्रम का उपयोग किया गया है। सबसे पहले, शंकु-बीम गणना टोमोग्राफी डेटासेट को अर्ध-स्वचालित विभाजन विधि के साथ पुनर्निर्माण किया गया था। वायुकोशीय हड्डी और दांतों को अलग-अलग खंडों में विभाजित किया जाता है, जिससे 3 डी आकृति विज्ञान, और पीरियडोंटल इंट्राबोनी दोषों के स्थानीयकरण का आकलन किया जा सकता है। तीव्र और पुरानी वायुकोशीय रिज दोषों की गंभीरता, सीमा और आकृति विज्ञान आसन्न दांतों के विषय में मान्य हैं। आभासी जटिल ऊतक मॉडल पर, दंत प्रत्यारोपण की स्थिति 3 डी में योजना बनाई जा सकती है। IOS और CBCT डेटा के स्थानिक पंजीकरण और बाद में फ्री-फॉर्म सरफेस मॉडलिंग का उपयोग करते हुए, यथार्थवादी 3D हाइब्रिड मॉडल प्राप्त किए जा सकते हैं, वायुकोशीय हड्डी, दांत और नरम ऊतकों की कल्पना कर सकते हैं। आईओएस और सीबीसीटी नरम ऊतक के सुपरइम्पोजिशन के साथ, एडेंटुलस रिज के ऊपर की मोटाई का आकलन अंतर्निहित हड्डी आयामों के बारे में किया जा सकता है; इसलिए, फ्लैप डिजाइन और सर्जिकल फ्लैप प्रबंधन निर्धारित किया जा सकता है, और कभी-कभी जटिलताओं से बचा जा सकता है।
Introduction
दंत चिकित्सा में तकनीकी प्रगति ने कंप्यूटर एडेड उपचार योजना और सर्जिकल प्रक्रियाओं और कृत्रिम पुनर्वास के अनुकरण को सक्षम किया है। डिजिटल दंत चिकित्सा में 3 डी डेटा अधिग्रहण के लिए दो आवश्यक तरीके हैं: (1) शंकु-बीम गणना टोमोग्राफी (सीबीसीटी) 1 और (2) इंट्राओरल ऑप्टिकल स्कैनिंग (आईओएस) 2। पुनर्निर्माण dentoalveolar शल्य चिकित्सा प्रक्रियाओं की योजना बनाने के लिए इन उपकरणों का उपयोग करके सभी प्रासंगिक शारीरिक संरचनाओं (वायुकोशीय हड्डी, दांत, नरम ऊतकों) की डिजिटल जानकारी प्राप्त की जा सकती है।
शंकु-बीम तकनीक पहली बार 1996 में एक इतालवी शोध समूह द्वारा पेश की गई थी। काफी कम विकिरण खुराक और उच्च संकल्प (पारंपरिक गणना टोमोग्राफी की तुलना में) प्रदान करना, सीबीसीटी जल्दी से दंत चिकित्सा और मौखिक सर्जरी3 में सबसे अधिक बार इस्तेमाल किया जाने वाला 3 डी इमेजिंग साधन बन गया है। सीबीसीटी का उपयोग अक्सर विभिन्न सर्जिकल प्रक्रियाओं (जैसे, पीरियडोंटल पुनर्योजी सर्जरी, वायुकोशीय रिज वृद्धि, दंत प्रत्यारोपण प्लेसमेंट, ऑर्थोगैथिक सर्जरी) की योजना बनाने के लिए किया जाता है। सीबीसीटी डेटासेट को रेडियोग्राफिक इमेजिंग सॉफ्टवेयर में देखा और संसाधित किया जा सकता है जो 2 डी छवियां प्रदान करता है, और 3 डी रेंडर करता है-हालांकि, अधिकांश इमेजिंग सॉफ्टवेयर 3 डी छवि पुनर्निर्माण के लिए थ्रेसहोल्ड-आधारित एल्गोरिदम का उपयोग करते हैं। थ्रेसहोल्डिंग विधियां वोक्सेल ग्रे वैल्यू अंतराल की ऊपरी और निचली सीमा निर्धारित करती हैं। इन सीमाओं के बीच आने वाले वोक्सल्स को 3D में रेंडर किया जाएगा। यह विधि तेजी से मॉडल अधिग्रहण की अनुमति देती है; हालांकि, चूंकि एल्गोरिथ्म धातु कलाकृतियों और बिखरने से शारीरिक संरचनाओं को अलग नहीं कर सकता है, इसलिए 3 डी रेंडर अत्यधिक गलत हैं और बहुत कम नैदानिक मूल्य 4,5 है। ऊपर वर्णित कारणों के लिए, दंत चिकित्सा के भीतर कई क्षेत्र अभी भी पारंपरिक 2 डी रेडियोग्राफ (इंट्राओरल रेडियोग्राफ, पैनोरमिक एक्स-रे) या सीबीसीटी डेटासेट5 की 2 डी छवियों पर भरोसा करते हैं। हमारे शोध समूह ने हाल ही में प्रकाशित लेख में एक अर्ध-स्वचालित छवि विभाजन विधि प्रस्तुत की, जिसमें ओपन-सोर्स रेडियोग्राफिक इमेज प्रोसेसिंग सॉफ्टवेयर6 का उपयोग किया गया है, जिसमें सीबीसीटी डेटासेट के शारीरिक रूप से आधारित 3 डी पुनर्निर्माण किया जाताहै। इस पद्धति की मदद से, शारीरिक संरचनाओं को धातु कलाकृतियों से अलग किया गया था, और, इससे भी महत्वपूर्ण बात, वायुकोशीय हड्डी और दांतों को अलग किया जा सकता था। इसलिए, कठोर ऊतकों का एक यथार्थवादी आभासी मॉडल हासिल किया जा सकता है। 3 डी मॉडल का उपयोग इंट्राबोनी पीरियडोंटल दोषों का मूल्यांकन करने और पुनर्योजी पीरियडोंटल सर्जरी से पहले उपचार योजना के लिए किया गया था।
इंट्राओरल ऑप्टिकल सतह स्कैनर नैदानिक स्थितियों (दांतों और नरम ऊतकों के नैदानिक मुकुट) पर डिजिटल जानकारी प्रदान करते हैं। इन उपकरणों का मूल उद्देश्य कंप्यूटर एडेड डिजाइन (सीएडी) और कंप्यूटर-एडेड विनिर्माण (सीएएम) प्रौद्योगिकियों के साथ दंत कृत्रिम अंगों की योजना और निर्माण के लिए रोगियों के डिजिटल मॉडल को सीधे प्राप्त करना था। हालांकि, अनुप्रयोगों की विस्तृत श्रृंखला के कारण, उनका उपयोग दंत चिकित्सा के अन्य क्षेत्रों में जल्दी से लागू किया गया था। मैक्सिलो-फेशियल सर्जन आईओएस और सीबीसीटी को एक हाइब्रिड सेटअप में जोड़ते हैं जिसका उपयोग वर्चुअल ऑस्टियोटॉमी और ऑर्थोगैथिक सर्जरी 9,10 की डिजिटल प्लानिंग के लिए किया जा सकता है। डेंटल इम्प्लांटोलॉजी संभवतः वह क्षेत्र है जो डिजिटल प्लानिंग और निर्देशित निष्पादन का सबसे अधिक उपयोग करता है। नेविगेटेड सर्जरी इम्प्लांट मिसपोजिशनिंग से संबंधित अधिकांश जटिलताओं को समाप्त करती है। आईओएस के सीबीसीटी डेटासेट और स्टीरियोलिथोग्राफी (.एसटीएल) फाइलों का संयोजन नियमित रूप से निर्देशित प्रत्यारोपण प्लेसमेंट और स्थिर प्रत्यारोपण ड्रिलिंग गाइड11,12 के निर्माण की योजना बनाने के लिए उपयोग किया जाता है। सीबीसीटी डेटासेट पर आरोपित इंट्राओरल स्कैन का उपयोग एस्थेटिक क्राउन को लंबा करने के लिए भी किया गया है13; हालांकि, नरम ऊतकों को केवल सीबीसीटी डेटासेट पर आरोपित किया गया था, जो थ्रेसहोल्डिंग एल्गोरिदम के साथ पुनर्निर्माण किया गया था। फिर भी, पुनर्योजी-पुनर्निर्माण सर्जिकल हस्तक्षेप और दंत प्रत्यारोपण प्लेसमेंट की सटीक 3 डी आभासी योजना बनाने के लिए, रोगियों के यथार्थवादी 3 डी हाइब्रिड मॉडल सीबीसीटी और आईओएस डेटा से बना होना चाहिए।
इसलिए, इस लेख का उद्देश्य पुनर्निर्माण dentoalveolar सर्जिकल हस्तक्षेप से पहले आभासी शल्य चिकित्सा योजना के लिए यथार्थवादी हाइब्रिड डिजिटल मॉडल प्राप्त करने के लिए एक कदम-दर-चरण विधि प्रस्तुत करना है।
Protocol
Representative Results
Discussion
प्रस्तुत प्रोटोकॉल के साथ, periodontal और वायुकोशीय दोष आकृति विज्ञान तीन आयामों (3 डी) में कल्पना की जा सकती है, नैदानिक स्थिति का एक और अधिक सटीक चित्रण प्रदान की तुलना में 2 डी नैदानिक तरीकों और 3 डी मॉडल थ्रेसह…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
कोई नहीं
Materials
| 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. |
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