Virtuelle Operationsplanung bei der Segmentresektion des Unterkiefers

Einführung:

Odontogene Tumoren betreffen überwiegend den Unterkieferbereich und machen etwa 99,1 % aller gutartigen Tumoren im Kieferknochen aus. Darunter machen odontogene Tumoren, die größtenteils mit Zähnen in Zusammenhang stehen, einen erheblichen Anteil aus. Bemerkenswert ist, dass der Unterkieferknochen 67,7 % aller odontogenen Tumoren im Gesichtskieferbereich ausmacht. Darüber hinaus weisen gutartige odontogene Tumoren des Unterkiefers oft eine langsame Progression auf, typischerweise ohne Schmerzen, und äußern sich hauptsächlich in einer knöchernen Schwellung. Infolgedessen werden Tumore häufig erst in späteren Stadien entdeckt, was möglicherweise zu schwerwiegenden Komplikationen wie der vollständigen Zerstörung des Unterkiefers, Gesichtsdeformationen, Malokklusion und in seltenen Fällen zu einer malignen Transformation führt.

Die Behandlung gutartiger odontogener Tumoren des Unterkiefers bleibt Gegenstand von Debatten und Herausforderungen. Der ideale Behandlungsansatz muss eine angemessene Knochenresektion bei gleichzeitiger Minimierung von Rezidiven umfassen und so sowohl ästhetische Ergebnisse als auch eine funktionelle Wiederherstellung im Mundbereich gewährleisten. Üblicherweise werden zwei chirurgische Methoden angewendet: konservative Ansätze wie Enukleation, Kürettage mit oder ohne periphere Ostektomie und radikale chirurgische Resektion mit segmentaler Knochenentfernung. Die segmentale Unterkieferresektion wird dann gewählt, wenn Tumore eine umfangreiche Knochenzerstörung aufweisen und nicht auf konservative Behandlungen ansprechen, insbesondere bei hochinvasiven Tumoren mit weniger als 1 cm verbleibender Knochendicke unterhalb des unteren Unterkieferrandes.

Obwohl die segmentale Resektion eine hohe Behandlungswirksamkeit bei geringer Rezidivrate erzielt, handelt es sich um einen invasiven Ansatz, der mit postoperativen anatomischen Komplikationen verbunden ist. Die Aufrechterhaltung der korrekten Ausrichtung des Unterkieferkondylus innerhalb der Glenoidgrube nach einer segmentalen Resektion ist eine große Herausforderung. Die natürliche Artikulation von Kondylus und Fossa spielt eine entscheidende Rolle für die Funktion des Unterkiefers. Die Beibehaltung der ursprünglichen Kondylenposition nach der Resektion bleibt eine Herausforderung und führt zu Problemen im Zusammenhang mit der Funktion des Kiefergelenks (TMJ), einschließlich Gelenkklicken, Schmerzen und eingeschränkter Mundöffnung. Wenn diese Probleme nicht rechtzeitig behoben werden, kann dies zu schwerwiegenden Komplikationen wie Ankylose und Luxation führen, die zusätzliche Korrekturoperationen erforderlich machen. Daher ist die Erhaltung der natürlichen Kondylar-Glenoid-Fossa-Beziehung von entscheidender Bedeutung und erfordert besondere Aufmerksamkeit. Darüber hinaus ist eine genaue Ausrichtung des rekonstruierten Segments mit der gewünschten Ausrichtung von entscheidender Bedeutung.

Mit dem Aufkommen der virtuellen Operationsplanung auf der Grundlage von 3D-Modellierung und 3D-Drucktechnologie können Werkzeuge zur Unterstützung der Rekonstruktion des Unterkiefers nach einer Segmentresektion vor der Operation entworfen und hergestellt werden, was möglicherweise zu besseren postoperativen Ergebnissen führt. Die Entscheidung, gleichzeitig mit der segmentalen Unterkieferresektion eine sofortige Rekonstruktion mit Knochentransplantation durchzuführen, stellt eine große Herausforderung dar. Obwohl dieser Ansatz die Notwendigkeit nachfolgender Operationen verringern und die funktionelle Erholungszeit verkürzen kann, bleibt er aufgrund der Invasivität und der hohen Wahrscheinlichkeit eines lokalen Tumorrezidivs umstritten. Darüber hinaus ist diese Technik möglicherweise für große Tumoren oder solche, die in einem späten Stadium diagnostiziert werden, ungeeignet. In solchen Fällen wird die Transplantation zu einer Herausforderung, insbesondere wenn der Knochenverlust im Unterkiefer mehr als 6 cm beträgt. Daher ist eine vaskularisierte Knochentransplantation eine Option; Allerdings ist es mit hohen Kosten und technischen Schwierigkeiten verbunden, was die Zugänglichkeit für viele Patienten einschränkt. Daher bleibt die segmentale Unterkieferresektion in Kombination mit der Platzierung der Rekonstruktionsplatte eine wirksame Methode zur Behandlung gutartiger odontogener Unterkiefertumoren, die das Risiko eines erneuten Auftretens verringert und Behandlungsmöglichkeiten für die Mehrheit der Patienten sicherstellt.

In Vietnam gibt es neben traditionellen chirurgischen Methoden zur Behandlung odontogener Tumoren des Unterkiefers, die eine manuelle intraoperative Beurteilung zur Resektionsplanung auf der Grundlage von Modellen des Unterkiefers beinhalten, einen wachsenden Trend zur Präzisionschirurgie. Die begrenzte Anzahl von Studien zur chirurgischen Resektion odontogener Tumoren des Unterkiefers unter Verwendung präoperativer dreidimensionaler (3D) gedruckter Modelle mit Führungsinstrumenten für eine genaue Knochenresektion und Kondylenrepositionierung stellt jedoch eine Wissenslücke auf diesem Gebiet dar. Daher initiierten die Forscher dieses Forschungsprojekt mit dem Titel „Anwendung virtueller Planung bei der chirurgischen Behandlung von mandibulären odontogenen Tumoren mit Platzierung der Rekonstruktionsplatte“ mit der folgenden Forschungsfrage und den folgenden Zielen:

Forschungsfrage: Ist der virtuelle Planungs- und 3D-Modellierungsansatz herkömmlichen chirurgischen Methoden bei der Behandlung von odontogenen Tumoren des Unterkiefers überlegen?

Methode:

Die Studie wird in zwei Phasen durchgeführt: einer In-vitro-Forschungsphase und einer klinischen Forschungsphase.

Phase 1: In-vitro-Forschung

• Verarbeitung von Unterkieferdaten und chirurgischen Unterstützungsinstrumenten aus CT-Scanbildern mithilfe von Software.
• 3D-Druck von Unterkiefermodellen und chirurgischen Unterstützungsinstrumenten aus Kunststoff aus Unterkiefer-CT-Scanbildern.
• Biegen der Rekonstruktionsplatte entsprechend dem Unterkiefermodell.
• Biegen der Rekonstruktionsplatte: Präzises Biegen der Rekonstruktionsplatte, damit sie eng an der Außenfläche des Unterkiefers anliegt (wobei mindestens drei Löcher zur Plattenfixierung an jedem verbleibenden Knochensegment gewährleistet sind).
• Platzieren der Rekonstruktionsplatte auf Unterkiefermodell 2 unter Führung eines Knochenfragment-Fixierungswerkzeugs.
• CT-Scan des Unterkiefermodells 2 nach Platzierung der Rekonstruktionsplatte.
• Beurteilung der Genauigkeit des 3D-Modells (Unterkiefermodell 2 mit dem Fixierungswerkzeug für Platte und Knochenfragmente) im Vergleich zum echten Unterkiefer (aus dem ersten CT-Scan). Darüber hinaus werden anatomische Orientierungspunkte markiert und bestimmte Linien und Winkel auf CT-Bildern des Knochenmodells und Unterkiefer-CT-Bildern gemessen, um prozentuale Fehler zu berechnen.

Phase 2: Klinische Forschung mit Kontrolle

Gruppe Virtuelle Chirurgiegruppe:

1. Vorbereitung der notwendigen Instrumente:

   • Verwendung des vorgebogenen Rekonstruktionsplattensegments und der chirurgischen Unterstützungsinstrumente, die entworfen und gedruckt wurden, sowie die Gestaltung und Verarbeitung von Unterkiefermodellen Nr. 1, die für die Operation geeignet sind.
   • Bestimmung der Schnittlinie am Unterkiefermodell Nr.1 ​​anhand von Panoramabildern, wobei die Schnittposition ca. 1 bis 1,5 cm vom Tumorrand entfernt liegt.

2. Rekonstruktionsplatte und Bohrschablone:

   • Sterilisieren der Rekonstruktionsplatte und Schrauben.
   • Sterilisieren der chirurgischen Unterstützungsinstrumente mit Ortho-Phthalaldehyd-Lösung 0,55 %.
3. Im Operationssaal für segmentale Unterkieferresektion und -rekonstruktion:
4. Postoperative Behandlung und Beurteilung:

Gruppe für konventionelle Chirurgie:

1. Erstellen eines 3D-Unterkiefermodells aus Kunststoff aus CT-Scandaten. Bestimmung der Schnittlinie am 3D-Unterkiefermodell anhand von Panoramabildern, wobei die Schnittposition ca. 1 bis 1,5 cm vom Tumorrand entfernt liegt. Das Modell wurde noch nicht bearbeitet.

2. Biegen der Rekonstruktionsplatte:

   • Zeichnen der Schnittlinie des Unterkiefers auf dem 3D-Rekonstruktionsmodell.
   • Zuschneiden des Kunststoffs, um die Außenfläche des Unterkiefers im 3D-Modell nachzuahmen. Manuell verarbeitet.
   • Präzises Biegen der Rekonstruktionsplatte, damit sie eng an der Außenfläche des 3D-Unterkiefermodells anliegt (wobei mindestens drei Löcher zur Plattenfixierung an jedem verbleibenden Knochensegment gewährleistet sind).
   • Sterilisieren der Rekonstruktionsplatte und Schrauben.
3. Im Operationssaal zur segmentalen Unterkieferresektion und -rekonstruktion nach traditioneller Technik.
4. Postoperative Behandlung und Beurteilung:

Studienvariablen:

• Die Prädiktorvariable für diese Studie ist die ergänzende Methode, die zur Verbesserung der Genauigkeit der 3D-gedruckten chirurgischen Unterstützungsinstrumente verwendet wird.
• Die primäre Ergebnisvariable dieser Studie ist die Beurteilung der Stabilität des Kondylus an der postoperativen segmentalen Resektions- und Rekonstruktionsstelle.
• Die sekundäre Ergebnisvariable ist die Bewertung der Okklusion der Teilnehmer nach der Operation.
• Weitere für diese Studie erfasste Variablen umfassen Alter, Geschlecht, Lage (Oberkiefer vs. Unterkiefer und anterior vs. posterior) und die Beurteilung der postoperativen Lebensqualität der Teilnehmer. Statistische Analyse:
• Beschreibende Statistiken für die beiden Gruppen wurden gegebenenfalls als Mittelwerte oder Anteile dargestellt.
• Basisvergleiche zwischen den beiden Gruppen wurden gegebenenfalls mithilfe von T-Tests und exakten Fisher-Tests durchgeführt.
• Für den primären Endpunkt wurde eine multivariate Cox-Regressionsanalyse durchgeführt, um die Zeit bis zum Wiederauftreten zwischen den beiden Gruppen zu vergleichen. Darüber hinaus wurde der Vergleich der Zeit bis zum Wiederauftreten unbereinigt als Kaplan-Meier-Kurve dargestellt.
• Ein Vergleich der Stabilität des Kondylus an der postoperativen segmentalen Resektions- und Rekonstruktionsstelle wurde mittels einer multivariaten logistischen Regression durchgeführt. Die folgenden potenziellen Störfaktoren wurden in beiden Analysen kontrolliert: Lage des Tumors.
• Alle Bewertungen wurden bei p < 0,05 als signifikant angesehen. Alle statistischen Tests wurden mit SPSS 26.0 und Microsoft Excel 16.39 durchgeführt.