Summary

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

Published: May 23, 2020
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Summary

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。

Abstract

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。

Introduction

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。

Protocol

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。 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 |…

Representative Results

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…

Discussion

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?…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

この仕事のための資金は受け取られなかった。

Materials

Dolphin imaging software Dolphin Imaging Systems LLC (Patterson Dental Supply, Inc) 3D analysis and virtual planning of orthognathic surgeries
Geomagic Freeform 3D systems Sculpted Engineering Design

Referências

  1. Hull, C. W. . Apparatus for production of three-dmensonal objects by stereo thography. , (1986).
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Citar este artigo
Shilo, D., Capucha, T., Goldstein, D., Bereznyak, Y., Emodi, O., Rachmiel, A. Treatment of Facial Deformities using 3D Planning and Printing of Patient-Specific Implants. J. Vis. Exp. (159), e60930, doi:10.3791/60930 (2020).

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