शल्य चिकित्सा से सहायता प्राप्त रैपिड पैलेटल विस्तार से विस्तार पैटर्न का आकलन करने के लिए परिमित तत्व विश्लेषण मॉडल
Summary
शल्य चिकित्सा द्वारा सहायता प्राप्त तेजी से तालु विस्तार (एसएआरपीई) के उपन्यास परिमित तत्व मॉडल का एक सेट जो बुक्कल ओस्टियोटॉमी के विभिन्न कोणों के साथ विस्तारक सक्रियण की नैदानिक रूप से आवश्यक मात्रा का प्रदर्शन कर सकता है, सभी तीन आयामों में हेमिमैक्सिला के विस्तार पैटर्न के आगे विश्लेषण के लिए बनाया गया था।
Abstract
शल्य चिकित्सा द्वारा सहायता प्राप्त तेजी से तालु विस्तार (एसएआरपीई) को कंकाल परिपक्व रोगियों में कंकाल विस्तार की सुविधा के लिए बोनी प्रतिरोध जारी करने के लिए पेश किया गया था। हालांकि, सभी एसएआरपीई रोगियों के 7.52% में बाएं और दाएं पक्षों के बीच असममित विस्तार की सूचना मिली है, जिनमें से 12.90% को सुधार के लिए दूसरी सर्जरी से गुजरना पड़ा। असममित विस्तार के लिए अग्रणी एटियलजि स्पष्ट नहीं है। मैक्सिलोफेशियल संरचनाओं में एसएआरपीई से जुड़े तनाव का मूल्यांकन करने के लिए परिमित तत्व विश्लेषण का उपयोग किया गया है। हालांकि, LeFort I ओस्टियोटॉमी साइटों पर हड्डी की टक्कर के रूप में केवल एक निश्चित मात्रा में विस्तार के बाद होता है, अधिकांश मौजूदा मॉडल वास्तव में बल वितरण का प्रतिनिधित्व नहीं करते हैं, यह देखते हुए कि इन मौजूदा मॉडलों की विस्तार राशि शायद ही कभी 1 मिमी से अधिक हो। इसलिए, एसएआरपीई का एक उपन्यास परिमित तत्व मॉडल बनाने की आवश्यकता है जो सभी तीन आयामों में हेमिमैक्सिला के विस्तार पैटर्न के आगे विश्लेषण के लिए विस्तारक सक्रियण की नैदानिक रूप से आवश्यक मात्रा का प्रदर्शन कर सके। शंकु बीम गणना टोमोग्राफी (सीबीसीटी) से एक त्रि-आयामी (3 डी) खोपड़ी मॉडल को मिमिक्स में आयात किया गया था और मैक्सिलरी कॉम्प्लेक्स, मैक्सिलरी फर्स्ट प्रीमोलर और मैक्सिलरी फर्स्ट मोलर्स को विभाजित करने के लिए गणितीय संस्थाओं में परिवर्तित किया गया था। इन संरचनाओं को सतह चौरसाई और रद्द हड्डी और पीरियडोंटल लिगामेंट निर्माण के लिए जियोमैजिक में स्थानांतरित किया गया था। मैक्सिलरी कॉम्प्लेक्स के दाहिने आधे हिस्से को तब बनाए रखा गया था और सॉलिडवर्क्स में पूरी तरह से सममित मॉडल बनाने के लिए प्रतिबिंबित किया गया था। एक हास विस्तारक का निर्माण किया गया था और मैक्सिलरी पहले प्रीमोलर और पहले दाढ़ों के लिए बैंड किया गया था। 1 मिमी निकासी के साथ विभिन्न कोणों पर बुक्कल ओस्टियोटॉमी के विभिन्न संयोजनों का परिमित तत्व विश्लेषण Ansys में किया गया था। एक अभिसरण परीक्षण तब तक आयोजित किया गया था जब तक कि दोनों पक्षों पर विस्तार की वांछित मात्रा (कुल में कम से कम 6 मिमी) हासिल नहीं की गई थी। यह अध्ययन मूल्यांकन करने की नींव रखता है कि बुक्कल ओस्टियोटॉमी एंगुलेशन एसएआरपीई के विस्तार पैटर्न को कैसे प्रभावित करता है।
Introduction
शल्य चिकित्सा द्वारा सहायता प्राप्त तेजी से तालु विस्तार (एसएआरपीई) कंकालपरिपक्व रोगियों में मैक्सिलरी बोनी संरचना और दंत चाप के विस्तार के लिए आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली तकनीक है। सर्जरी में एक LeFort I ऑस्टियोटॉमी, एक मध्य-तालु कॉर्टिकोटॉमी, और, वैकल्पिक रूप से, pterygoid-maxillary फिशर2 की रिहाई शामिल है। हालांकि, एसएआरपीई से अवांछित विस्तार पैटर्न, जैसे बाएं और दाएं हेमिमैक्सिला3 और डेंटोएल्वोलर प्रक्रिया बुक्कल टिपिंग / रोटेशन4 के बीच असमान विस्तार की सूचना दी गई है, जिससे एसएआरपीई की विफलता हो सकती है, और कभी-कभी, यहां तक कि सुधार के लिए अतिरिक्त सर्जरी की भी आवश्यकता होती है5. पिछले अध्ययनों ने संकेत दिया है कि परिधि-मैक्सिलरी ओस्टियोटॉमी में भिन्नता एसएआरपीई विस्तार पैटर्न2,3 के बाद महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकती है, क्योंकि ले फोर्ट I ओस्टियोटॉमी साइटों पर हड्डी ब्लॉकों के बीच टकराव हेमीमैक्सिला के पार्श्व विस्तार के असमान प्रतिरोधी बल में योगदान कर सकता है और हेमिमैक्सिला के रोटेशन के लिए कट के नीचे वायुकोशीय किनारों के साथ अंदर की ओर बढ़ रहा है, जबकि डेंटोएलेवोलर प्रक्रिया 3 का विस्तार करती है, 4. इसलिए, विभिन्न ऑस्टियोटॉमी दिशाओं के प्रभावों की जांच करने की आवश्यकता है, विशेष रूप से मुख ऑस्टियोटॉमी, पोस्ट-एसएआरपीई विस्तार पैटर्न पर।
SARPE के दौरान बल वितरण का मूल्यांकन करने के लिए कई परिमित तत्व विश्लेषण (FEA) मॉडल स्थापित किए गए हैं। हालांकि, इन मॉडलों में निर्धारित विस्तार की मात्रा 1 मिमी तक सीमित है, जो आवश्यक नैदानिक राशि 6,7,8,9,10,11,12 से काफी कम है। FEA मॉडल में अपर्याप्त विस्तार से SARPE के बाद के परिणामों की गलत भविष्यवाणियाँ हो सकती हैं। अधिक विशेष रूप से, ओस्टियोटॉमी साइट पर हड्डियों के बीच टकराव, जैसा कि चैंबरलैंड और प्रोफिट4 द्वारा रिपोर्ट किया गया है, का प्रदर्शन नहीं किया जा सकता है यदि विस्तारक पर्याप्त रूप से चालू नहीं है, जो वास्तविक नैदानिक वास्तविकता को प्रतिबिंबित नहीं कर सकता है। पिछले मॉडलों में निर्मित विस्तार की सीमित मात्रा के साथ, इन मॉडलों के परिणाम मूल्यांकन तनाव विश्लेषण पर केंद्रित थे। हालांकि, दंत चिकित्सा में एफईए के तनाव विश्लेषण आमतौर पर आइसोट्रोपिक और रैखिक रूप से लोचदार के रूप में सेट सामग्री के यांत्रिक गुणों के साथ स्थिर लोडिंग के तहत आयोजित किया जाता है, जो आगे एफईए अध्ययन13 की नैदानिक प्रासंगिकता को प्रतिबंधित करता है।
इसके अलावा, इन अध्ययनों में से अधिकांश ने ऑस्टियोटॉमी साइट 6,7,8,10,11,12 पर सर्जिकल उपकरण की मोटाई पर विचार नहीं किया, अक्सर सीमा स्थितियों के हिस्से के रूप में कटौती पर घर्षण को शून्य पर सेट किया। हालांकि, यह सेटिंग कठोर और नरम ऊतकों के बीच संपर्कों को सरल बनाती है। यह बल के वितरण और हेमिमैक्सिला के परिणामी विस्तार पैटर्न को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित कर सकता है।
फिर भी, किसी भी उपलब्ध साहित्य ने परिमित तत्व विश्लेषण (एफईए) मॉडल का उपयोग करके पोस्ट-एसएआरपीई विषमता पर ऑस्टियोटॉमी के प्रभाव की जांच नहीं की है। सभी वर्तमान अध्ययनों ने सममित ऑस्टियोटॉमी पैटर्न 6,7,8,9,10,11,12,14 के साथ मॉडल को नियोजित किया, जो नैदानिक अभ्यास की वास्तविकता को प्रतिबिंबित नहीं करते हैं जहां ओस्टियोटॉमी खोपड़ी के प्रत्येक तरफ भिन्न हो सकते हैं। एसएआरपीई विषमता के बाद विषम ऑस्टियोटॉमी के प्रभाव की जांच करने वाले साहित्य की कमी एक महत्वपूर्ण ज्ञान अंतर का प्रतिनिधित्व करती है जिसे संबोधित किया जाना चाहिए।
इसलिए, इस अध्ययन का लक्ष्य एसएआरपीई का एक उपन्यास एफईए मॉडल विकसित करना है जो वास्तव में नैदानिक स्थितियों की नकल कर सकता है, जिसमें विस्तार राशि और ऑस्टियोटॉमी गैप शामिल हैं, और ओस्टियोटॉमी के विभिन्न डिजाइनों के साथ सभी तीन आयामों में हेमिमैक्सिला के विस्तार पैटर्न की जांच कर सकते हैं। इस तरह का दृष्टिकोण एसएआरपीई के बाद के विस्तार पैटर्न में अंतर्निहित यांत्रिकी में मूल्यवान अंतर्दृष्टि प्रदान करेगा और एसएआरपीई प्रक्रियाओं की योजना और निष्पादन में चिकित्सकों के लिए एक उपयोगी उपकरण के रूप में काम करेगा।
Protocol
Representative Results
Discussion
एसएआरपीई में बुक्कल ओस्टियोटॉमी की दिशा या तो मैक्सिलरी बट्रेस क्षेत्र में कदम रखने से पहले नाक के एपर्चर से एक क्षैतिज कट हो सकती है या मैक्सिलरी पहले दाढ़ के अनुरूप बट्रेस की ओर पिरिफॉर्म रिम से एक र?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
इस अध्ययन को अमेरिकन एसोसिएशन ऑफ ऑर्थोडॉन्टिस्ट्स फाउंडेशन (एएओएफ) ऑर्थोडोंटिक फैकल्टी डेवलपमेंट फेलोशिप अवार्ड (सीएल के लिए), अमेरिकन एसोसिएशन ऑफ ऑर्थोडॉन्टिस्ट्स (एएओ) फुल-टाइम फैकल्टी फैलोशिप अवार्ड (सीएल के लिए), यूनिवर्सिटी ऑफ पेंसिल्वेनिया स्कूल ऑफ डेंटल मेडिसिन जोसेफ और जोसेफिन राबिनोविट्ज़ अवार्ड फॉर एक्सीलेंस इन रिसर्च (सीएल के लिए), ऑर्थोडोंटिक्स विभाग से जे हेनरी ओ’हर्न जूनियर पायलट ग्रांट, यूनिवर्सिटी ऑफ पेंसिल्वेनिया स्कूल ऑफ डेंटल मेडिसिन (सीएल के लिए), और इंटरनेशनल ऑर्थोडोंटिक फाउंडेशन यंग रिसर्च ग्रांट (सीएल के लिए)।
Materials
| Ansys | Ansys | Version 2019 | Ansys is a software for finite element analysis that can solve complicated models based on differential equations. The expansion results of different buccal osteotomy angles were analyzed through this software. |
| Geomagic Studio | 3D Systems | Version 10 | Geomagic Studio is a software for reverse engineering that can generate digital models based on physical scanning points. This study built cancellous bone and periodontal ligaments through this software. |
| Mimics | Materialise | Version 16 | Mimics is a medical 3D image-based engineering software that efficiently converts CT images to a 3D model. This study reconstructed a maxilla complex through the patient's DICOM images. |
| SolidWorks | Dassault Systèmes | Version 2018 | SolidWorks is a computer-aided design software for designers and engineers to create 3D models. A Haas expander was designed and drawn through this software in this study. |
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