Traumatisoituneen nenän rakennetukien CT-analyysi

Tavoite:

1. Tutki nenän tukipylväiden 3-ulotteista anatomiaa.
2. Diagnosoi murtumakuviot nenän tukijaloissa.
3. Tunnista tukipinnan murtumat, jotka liittyvät ulkoisen nenän morfologian poikkeamiin.
4. Tunnista väliseinän poikkeamaan liittyvät tukipinnan murtumat.
5. Arvioi ilmavirtauskuvioita ja siihen liittyvää virtausnopeuden, paineen ja seinämän leikkausjännityksen jakautumista nenäontelossa potilaskohtaisissa malleissa, joissa on nenämurtuma.
6. Arvioi jännitysjakauma nenän luurakenteissa erilaisissa kuormitusolosuhteissa.

Metodologia:

Tutkittavana on 67 peräkkäistä potilasta, jotka on otettu kasvojen murtumien vuoksi ja joille tehdään rutiininomaiset kasvojen CT-skannaukset protokollamme mukaan aksiaalisista ja koronaalisista leikkeistä, jotka on otettu 0,6 mm:ltä ja portaalista 0. CT-skannaukset arvioidaan viiden mainitun tukipinnan sijainnin, hienonnus ja siirtymän arvioimiseksi.

Tukikannattimet on luokiteltu Grade 1 Yksinkertainen murtuma ilman siirtymää Aste 2 Yksinkertainen murtuma siirtymällä Grad 3 Murtuma ilman siirtymää Aste 4 Murtuma, jolla on minimaalinen siirtymä Grade 5 Murtuma, jossa on siirtymä

Väliseinä on asteikolla 0 Väliseinä on suora Grade 1 Väliseinä poikkeaa alle 1 puolet etäisyydestä keskiviivasta nenän turbiiniin Grad 2 Väliseinä poikkeaa yli 1 puolet etäisyydestä keskiviivasta nenän turbiiniin Grade 3 Väliseinä melkein koskettaa nenän turbinaattia

Mukana arvioitavat muuttujat

1. Nenän ja väliseinän murtuman vakavuusaste

   1. Mikä on heikoin tukijalka, joka on useimmiten rikki?
   2. Mikä on vähiten murtunut ja vahvin tukituki?
   3. Mitkä tukikannattimet liittyvät siirtymättömään väliseinän murtumaan?
   4. Mitkä tukikannattimet liittyvät siirtymään väliseinän murtumaan?
   5. Mitkä tuet tai tukikannat ovat mukana siirtymättömässä nenämurtumassa?
   6. Mitkä tukikannattimet ovat mukana siirtyneessä nenämurtumassa?
   7. Jos tukituki on siirretty, kuinka monta murtumaa yhdessä tukituessa on?

2. Biomekaanisen stabiilisuuden arviointi

   1. Arvio jännitysjakaumasta nenän tukijaloissa erilaisten ulkoisten kuormitusskenaarioiden perusteella
   2. Nenän murtumakuvioiden arviointi erilaisissa traumaattisissa voimissa
   3. Arvio stressiaallon etenemisestä nenän luissa törmäyksen aikana.
3. Nenän ilmavirran arviointi nenän hengitysteiden kautta

Menetelmät tiedon hallintaan ja analysointiin (sis. Biostatistinen tarkistus)

1. 3D-nenämallin segmentointi ja rekonstruointi

   Potilaan TT-kuvien perusteella nenän luut ja ympäröivät kasvojen luut segmentoidaan ja luista rekonstruoidaan 3D-malli. Tämä voidaan suorittaa segmentointi- ja 3D-rekonstruktioohjelmistolla. Olemme kehittäneet alustavan version ohjelmistosta kallon kasvojen luiden 3D-mallin segmentointiin ja rekonstruoimiseen nopealla marssimenetelmällä. Ohjelmistoa voidaan mukauttaa keskittymään nenän tukipylväiden 3D-mallin rekonstruoimiseen.

2. Epälineaarinen rekisteröinti vertailumallilla

   3D-murtunut malli rekisteröidään normaalin viitemallin kanssa murtumaanalyysiä varten. Uutta epälineaarista rekisteröintitekniikkaa tarvitaan erottamaan normaalit vaihtelut normaalien ihmisten välillä ja murtumista johtuvat vaihtelut. Tällä tavalla normaalia vertailumallia voidaan muuttaa tavalla, joka on yhdenmukainen normaalien muunnelmien kanssa rekisteröidäkseen murtuneen mallin. Rekisteröinnin jälkeen rekisteröity viite voisi toimia mallina potilaasta ennen loukkaantumista. Lisäksi erot murtuneen mallin ja rekisteröidyn referenssin välillä osoittaisivat murtumista johtuvia vaihteluita. Myös luiden murtumien ja siirtymien laajuus voidaan mitata.

   Uuden epälineaarisen rekisteröinnin toteuttamiseksi tarvitaan yleistetty lähteen erottelumenetelmä. Erityisesti kollegoidemme kehittämä ajatus erottelevasta aliavaruusanalyysistä (Zhang ja Sim) kasvokuvien muunnelmien analysoimiseksi kasvojen tunnistamista varten voi olla käyttökelpoinen. Menetelmällä voidaan erottaa eri ihmisistä johtuvat vaihtelut ja valaistuksesta ja näkökulmasta johtuvat vaihtelut.

   Analyysin tarkkuuden parantamiseksi voidaan tarvita useita normaaleja vertailumalleja eri etnisiin ryhmiin kuuluville potilaille.

3. 3D-mallien visualisointi

   Yleiset visualisointityökalut eivät tee eroa nenäluiden ja muiden kallon luiden välillä. On vaikeaa ja hankalaa käyttää niitä vain nenän rakenteen visualisointiin. Niinpä kehitetään ohjelmistotyökalu murtuneiden mallien nenärakenteen visualisoimiseksi. Sitä voidaan käyttää myös murtuneiden mallien rekisteröinnin visualisoimiseen normaaleihin referenssi- ja muihin murtumaanalyysituloksiin.

4. Murtumakuvioiden luokitus

Murtuneiden luiden havaitsemisen ja mittaamisen jälkeen murtumamallit voidaan luokitella niiden murtumakuvioiden mukaan. Tämä voidaan tehdä manuaalisesti luokitusohjelmiston avulla.

Myöhemmin,

1. Epälineaarisen rekisteröintimenetelmän tarkentaminen

   Epälineaarista rekisteröintimenetelmää parannetaan sen tarkkuuden parantamiseksi.

2. Biomekaaniset tutkimukset

TT-kuvauksista rakennetaan kolmiulotteisia elementtimalleja nenästä, erityisesti septumista. Elementtianalyysillä arvioidaan muodonmuutoksia, jännitysaallon etenemistä ja jännitysjakaumaa nenän rakenteissa. Laskennallista nestedynamiikkaa käyttävä virtaussimulaatio suoritetaan myös nenämurtuman aiheuttaman nenäontelon virtauskuvion arvioimiseksi.

Lopuksi,

1. Biomekaaniset tutkimukset

Nenän kolmiulotteisia elementtimalleja, joissa on erilaisia ​​ehdotettuja tekniikoita nenämurtuman korjaamiseen, suoritetaan korjaavasta kirurgisesta toimenpiteestä johtuvien nenärakenteiden vahvuuden ja heikkouden arvioimiseksi. Laskennallinen nestedynamiikka suoritetaan myös hengitysteiden virtauskuvion tai nenän läpinäkyvyyden arvioimiseksi ehdotettujen kirurgisten korjausten jälkeen.