Virtuel kirurgisk planlægning i mandibular segmental resektion

Introduktion:

Odontogene tumorer påvirker overvejende underkæberegionen og udgør ca. 99,1 % af alle godartede tumorer i kæbeknoglen. Blandt disse udgør odontogene tumorer, der i vid udstrækning er forbundet med tænder, en betydelig del. Navnlig udgør underkæbeknoglen 67,7% af alle odontogene tumorer i ansigtskæberegionen. Ydermere udviser godartede odontogene tumorer i underkæben ofte langsom progression, typisk blottet for smerte, og manifesterer sig primært som knoglehævelse. Som følge heraf opdages tumorer ofte på senere stadier, hvilket potentielt kan føre til alvorlige komplikationer såsom fuldstændig underkæbedestruktion, ansigtsdeformiteter, malocclusion og i sjældne tilfælde malign transformation.

Håndteringen af ​​benigne odontogene tumorer i underkæben er fortsat et emne for debat og udfordring. Den ideelle behandlingstilgang skal involvere et passende niveau af knogleresektion og samtidig minimere recidiv, og derved sikre både æstetiske resultater og funktionel genopretning i den orale region. To kirurgiske metoder er almindeligt anvendt: konservative tilgange såsom enucleation, curettage, med eller uden perifer ostektomi, og radikal kirurgisk resektion, der involverer segmental knoglefjernelse. Segmentel mandibular resektion vælges, når tumorer udviser omfattende knogleødelæggelse og ikke reagerer på konservative behandlinger, især i tilfælde af stærkt invasive tumorer med mindre end 1 cm resterende knogletykkelse under den nedre mandibelgrænse.

Selvom segmenteret resektion opnår høj behandlingseffektivitet med en lav recidivrate, er det en invasiv tilgang forbundet med postoperative anatomiske komplikationer. Opretholdelse af den korrekte justering af underkæbekondylen inden for glenoid fossa efter segmental resektion er en betydelig udfordring. Den naturlige artikulation af kondylen og fossa spiller en afgørende rolle i underkæbefunktionen. Vedligeholdelse af den oprindelige kondylære position efter resektion er fortsat udfordrende, hvilket fører til problemer relateret til temporomandibulær led (TMJ) funktion, herunder klik i leddene, smerter og begrænset mundåbning. Undladelse af at løse disse problemer med det samme kan resultere i alvorlige komplikationer såsom ankylose og dislokation, hvilket nødvendiggør yderligere korrigerende kirurgi. Derfor er det afgørende at bevare det naturlige condylar-glenoid fossa forhold, og det kræver særlig opmærksomhed. Desuden er nøjagtig justering af det rekonstruerede segment med den ønskede orientering afgørende.

Med fremkomsten af ​​virtuel kirurgisk planlægning baseret på 3D-modellering og 3D-printteknologi kan værktøjer til at hjælpe med rekonstruktionen af ​​underkæben efter segmenteret resektion designes og fremstilles før operation, hvilket potentielt giver forbedrede postoperative resultater. Beslutningen om at udføre øjeblikkelig rekonstruktion med knogletransplantation samtidigt under segmental mandibular resektion udgør en betydelig udfordring. Selvom denne tilgang kan reducere behovet for efterfølgende operationer og forkorte den funktionelle restitutionstid, forbliver den kontroversiel på grund af invasiviteten og den store sandsynlighed for lokal tumorgentagelse. Derudover kan denne teknik være uegnet til store tumorer eller dem, der er diagnosticeret på et sent stadium. I sådanne tilfælde bliver transplantation udfordrende, især når omfanget af knogletab i underkæben overstiger 6 cm. Følgelig er vaskulariseret knogletransplantation en mulighed; det er dog forbundet med høje omkostninger og tekniske vanskeligheder, hvilket begrænser dets tilgængelighed for mange patienter. Derfor forbliver segmental mandibular resektion kombineret med rekonstruktionspladeplacering en effektiv metode til behandling af benigne mandibular odontogene tumorer, hvilket reducerer risikoen for tilbagefald og sikrer behandlingsmuligheder for størstedelen af ​​patienterne.

I Vietnam, sideløbende med traditionelle kirurgiske metoder til behandling af mandibular odontogene tumorer, der involverer manuel intraoperativ bedømmelse til resektionsplanlægning baseret på modeller af mandiblen, er der en voksende tendens til præcisionskirurgi. Det begrænsede antal undersøgelser relateret til kirurgisk resektion af mandibular odontogene tumorer ved brug af præoperative tredimensionelle (3D) printede modeller med styreinstrumenter til nøjagtig knogleresektion og kondylær repositionering repræsenterer imidlertid et vidensgab på området. Derfor indledte efterforskere dette forskningsprojekt med titlen "Anvendelse af virtuel planlægning i den kirurgiske behandling af mandibular odontogene tumorer med rekonstruktionspladeplacering" med følgende forskningsspørgsmål og -mål:

Forskningsspørgsmål: Er den virtuelle planlægning og 3D-modelleringstilgang overlegen i forhold til traditionelle kirurgiske metoder til behandling af mandibular odontogene tumorer?

Metode:

Studiet udføres i to faser: en in vitro forskningsfase og en klinisk forskningsfase.

Fase 1: In vitro forskning

• Behandling af mandibulære data og kirurgiske støtteinstrumenter fra CT-scanningsbilleder ved hjælp af software.
• 3D-print af underkæbemodeller og kirurgiske støtteinstrumenter ved hjælp af plastik fra underkæbe CT-scanningsbilleder.
• Bøjning af rekonstruktionspladen i henhold til mandibularmodellen.
• Rekonstruktionspladebøjning: Bøj rekonstruktionspladen præcist, så den passer tæt mod den ydre overflade af mandiblen (sørg for mindst tre huller til pladefiksering på hvert resterende knoglesegment).
• Anbringelse af rekonstruktionspladen på mandibulær model 2 med vejledning fra et knoglefragmentfikseringsværktøj.
• CT-scanning af mandibular model 2 efter placering af rekonstruktionspladen.
• Vurdering af nøjagtigheden af ​​3D-modellen (kæbemodel 2 med plade- og knoglefragmentfikseringsværktøj) sammenlignet med den rigtige mandible (fra den indledende CT-scanning). Derudover markering af anatomiske vartegn, måling af bestemte linjer og vinkler på CT-billeder af knoglemodellen og mandibular CT-billeder for at beregne procentvise fejl.

Fase 2: Klinisk forskning med en kontrol

Gruppe virtuel kirurgi gruppe:

1. Klargøring af nødvendige instrumenter:

   • Udnyttelse af det forbøjede rekonstruktionspladesegment og kirurgiske støtteinstrumenter, der blev designet og trykt, samt design og bearbejdning af underkæbemodeller nr. 1, der er egnet til kirurgi.
   • Bestemmelse af skærelinjen på mandibular model nr. 1 baseret på panoramabilleder, med skærepositionen ca. 1 til 1,5 cm fra tumorens kant.

2. Rekonstruktionsplade og kirurgisk vejledning:

   • Sterilisering af rekonstruktionspladen og skruerne.
   • Sterilisering af de kirurgiske støtteinstrumenter ved hjælp af Ortho-phthalaldehyd 0,55% opløsning.
3. I operationsstuen for segmental mandibular resektion og rekonstruktion:
4. Postoperativ behandling og evaluering:

Konventionel kirurgi gruppe:

1. Oprettelse af en 3D-mandibularmodel ved hjælp af plastik fra CT-scanningsdata. Bestemmelse af skærelinjen på 3D-mandibularmodellen baseret på panoramabilleder, med skærepositionen ca. 1 til 1,5 cm fra tumorens kant. Modellen har ikke gennemgået bearbejdning endnu.

2. Rekonstruktionspladebøjning:

   • Tegning af mandibulær skærelinje på 3D-rekonstruktionsmodellen.
   • Trimning af plastikken for at efterligne den ydre overflade af mandiblen på 3D-modellen. Behandles manuelt.
   • Præcis bøjning af rekonstruktionspladen, så den passer tæt mod den ydre overflade af 3D-mandibularmodellen (sørg for mindst tre huller til pladefiksering på hvert resterende knoglesegment).
   • Sterilisering af rekonstruktionspladen og skruerne.
3. I operationsstuen for segmental mandibular resektion og rekonstruktion efter traditionel teknik.
4. Postoperativ behandling og evaluering:

Undersøgelsesvariabler:

• Prædiktorvariablen for denne undersøgelse er den supplerende metode, der bruges til at forbedre nøjagtigheden af ​​de 3D-printede kirurgiske støtteinstrumenter.
• Den primære udfaldsvariabel for denne undersøgelse er vurderingen af ​​stabiliteten af ​​kondylen på det postoperative segmentale resektion og genopbygningssted.
• Den sekundære udfaldsvariabel er evalueringen af ​​deltagernes okklusion efter operationen.
• Andre variabler indsamlet til denne undersøgelse omfatter alder, køn, placering (maxilla vs. mandible og anterior vs. posterior) og vurderingen af ​​deltagernes postoperative livskvalitet. Statistisk analyse:
• Beskrivende statistik for de to grupper blev præsenteret som middelværdier eller proportioner, når det var relevant.
• Baseline-sammenligninger mellem de to grupper blev udført via t-test og Fishers eksakte test efter behov.
• For det primære resultat blev en multivariat Cox-regressionsanalyse udført for at sammenligne tiden til tilbagefald mellem de to grupper. Derudover blev sammenligningen af ​​tid til gentagelse præsenteret på en ujusteret måde som en Kaplan-Meier-kurve.
• En sammenligning af stabiliteten af ​​kondylen ved det postoperative segmentale resektion og rekonstruktionssted blev udført via en multivariat logistisk regression. Følgende potentielle konfoundere blev kontrolleret i begge analyser: placering af tumoren.
• Alle evalueringer blev betragtet som signifikante ved p < 0,05. Alle statistiske test blev udført ved hjælp af SPSS 26.0 og Microsoft Excel 16.39.