Virtuaalinen kirurginen suunnittelu alaleuan segmenttiresektiossa

Esittely:

Odontogeeniset kasvaimet vaikuttavat pääasiassa alaleuan alueelle, ja ne muodostavat noin 99,1 % kaikista leukaluun hyvänlaatuisista kasvaimista. Näistä odontogeeniset kasvaimet, jotka liittyvät suurelta osin hampaisiin, muodostavat merkittävän osan. Erityisesti alaleuan luun muodostavat 67,7 % kaikista odontogeenisista kasvaimista kasvojen leuan alueella. Lisäksi alaleuan hyvänlaatuiset odontogeeniset kasvaimet etenevät usein hitaasti, tyypillisesti vailla kipua ja ilmenevät ensisijaisesti luuturvotuksena. Tämän seurauksena kasvaimia havaitaan usein myöhemmissä vaiheissa, mikä saattaa johtaa vakaviin komplikaatioihin, kuten täydelliseen alaleuan tuhoutumiseen, kasvojen epämuodostumisiin, tukkeutumiseen ja harvoissa tapauksissa pahanlaatuiseen transformaatioon.

Alaleuan hyvänlaatuisten odontogeenisten kasvainten hoito on edelleen keskustelun ja haasteen aihe. Ihanteellisessa hoitomenetelmässä on oltava asianmukainen luun resektio ja samalla minimoitava uusiutuminen, mikä varmistaa sekä esteettiset tulokset että toiminnallinen palautuminen suun alueella. Yleisesti käytetään kahta kirurgista menetelmää: konservatiivisia lähestymistapoja, kuten enukleaatiota, kyrettiä, perifeerisen ostektomian kanssa tai ilman, ja radikaalikirurgista resektiota, johon sisältyy segmentaalinen luun poisto. Segmentaalinen alaleuan resektio valitaan, kun kasvaimet osoittavat laajaa luun tuhoutumista eivätkä reagoi konservatiivisiin hoitoihin, erityisesti erittäin invasiivisten kasvainten tapauksessa, joissa jäljellä oleva luun paksuus on alle 1 cm alaleuan alareunan alla.

Vaikka segmenttiresektiolla saavutetaan korkea hoidon tehokkuus alhaisella uusiutumistiheydellä, se on invasiivinen lähestymistapa, joka liittyy leikkauksen jälkeisiin anatomisiin komplikaatioihin. Alaleuan nivelen oikean suuntauksen säilyttäminen glenoid fossassa segmentaalisen resektion jälkeen on merkittävä haaste. Pohjan ja kuopan luonnollisella nivelellä on ratkaiseva rooli alaleuan toiminnassa. Alkuperäisen kondylaarisen asennon säilyttäminen resektion jälkeen on edelleen haastavaa, mikä johtaa temporomandibulaarisen nivelen (TMJ) toimintaan liittyviin ongelmiin, kuten nivelen napsautukseen, kipuun ja rajoitettuun suun avautumiseen. Jos näitä ongelmia ei käsitellä nopeasti, seurauksena voi olla vakavia komplikaatioita, kuten ankyloosia ja sijoiltaanmenoa, mikä edellyttää lisäkorjausleikkausta. Siksi luonnollisen condylar-glenoid fossa -suhteen säilyttäminen on ratkaisevan tärkeää ja vaatii erityistä huomiota. Lisäksi rekonstruoidun segmentin tarkka kohdistus halutun suunnan kanssa on välttämätöntä.

3D-mallinnukseen ja 3D-tulostustekniikkaan perustuvan virtuaalisen kirurgisen suunnittelun myötä työkaluja, jotka auttavat alaleuan rekonstruoinnissa segmentaalisen resektion jälkeen, voidaan suunnitella ja valmistaa ennen leikkausta, mikä saattaa parantaa leikkauksen jälkeisiä tuloksia. Päätös tehdä välitön rekonstruktio luunsiirrolla samanaikaisesti segmentaalisen alaleuan resektion aikana on merkittävä haaste. Vaikka tämä lähestymistapa saattaa vähentää myöhempien leikkausten tarvetta ja lyhentää toiminnallista toipumisaikaa, se on edelleen kiistanalainen invasiivisuuden ja paikallisen kasvaimen uusiutumisen suuren todennäköisyyden vuoksi. Lisäksi tämä tekniikka ei ehkä sovellu suurille kasvaimille tai niille, jotka on diagnosoitu myöhäisessä vaiheessa. Tällaisissa tapauksissa siirtäminen on haastavaa, varsinkin kun alaleuan luukadon laajuus ylittää 6 cm. Tästä johtuen vaskularisoitunut luunsiirto on vaihtoehto; se liittyy kuitenkin korkeisiin kustannuksiin ja teknisiin vaikeuksiin, mikä rajoittaa sen saatavuutta monille potilaille. Siksi segmentaalinen alaleuan resektio yhdistettynä rekonstruktiolevyn asettamiseen on edelleen tehokas menetelmä hyvänlaatuisten alaleuan odontogeenisten kasvainten hoidossa, vähentää uusiutumisen riskiä ja varmistaa hoitomahdollisuudet suurimmalle osalle potilaista.

Vietnamissa alaleuan odontogeenisten kasvainten hoitoon tarkoitettujen perinteisten kirurgisten menetelmien rinnalla, joihin sisältyy manuaalinen intraoperatiivinen harkinta leikkauksen suunnittelussa alaleuan malleihin perustuen, on kasvava suuntaus kohti tarkkuuskirurgiaa. Kuitenkin rajallinen määrä tutkimuksia, jotka liittyvät leuan odontogeenisten kasvainten kirurgiseen resektioon, jossa käytetään preoperatiivisia kolmiulotteisia (3D) tulostettuja malleja, joissa on ohjaavat instrumentit tarkkaan luun resektioon ja kondylaarien uudelleensijoitukseen, edustaa tiedon puutetta alalla. Siksi tutkijat käynnistivät tämän tutkimusprojektin nimeltä "Virtuaalisuunnittelun soveltaminen alaleuan odontogeenisten kasvaimien kirurgiseen hoitoon rekonstruktiolevyn sijoittamisella" seuraavalla tutkimuskysymyksellä ja tavoitteilla:

Tutkimuskysymys: Onko virtuaalinen suunnittelu ja 3D-mallinnus parempi kuin perinteiset kirurgiset menetelmät alaleuan odontogeenisten kasvainten hoidossa?

Menetelmä:

Tutkimus toteutetaan kahdessa vaiheessa: in vitro -tutkimusvaihe ja kliininen tutkimusvaihe.

Vaihe 1: In vitro -tutkimus

• Käsittelemme alaleuan tietoja ja kirurgisia tukiinstrumentteja CT-skannauskuvista ohjelmiston avulla.
• Alaleuan mallien ja kirurgisten tukiinstrumenttien 3D-tulostus muovilla alaleuan CT-kuvista.
• Rekonstruktiolevyn taivutus alaleuan mallin mukaan.
• Rekonstruktiolevyn taivutus: Taivuta rekonstruktiolevyä tarkasti niin, että se sopii tiukasti alaleuan ulkopintaa vasten (varmistamalla vähintään kolme reikää levyn kiinnittämiseksi jokaiseen jäljellä olevaan luusegmenttiin).
• Rekonstruktiolevyn asettaminen alaleuan malliin 2 luufragmentin kiinnitystyökalun ohjauksella.
• Alaleuan mallin 2 CT-skannaus rekonstruktiolevyn asettamisen jälkeen.
• Arvioidaan 3D-mallin (leuan malli 2 levyn ja luufragmentin kiinnitystyökalulla) tarkkuutta verrattuna todelliseen alaleukaan (alkuperäisestä CT-kuvauksesta). Lisäksi anatomisten maamerkkien merkitseminen, tiettyjen viivojen ja kulmien mittaaminen luumallin TT-kuvissa ja alaleuan TT-kuvissa prosenttivirheiden laskemiseksi.

Vaihe 2: Kliininen tutkimus kontrollin kanssa

Ryhmän virtuaalikirurgiaryhmä:

1. Tarvittavien välineiden valmistelu:

   • Hyödynnetään suunniteltua ja painettua esitaivutettua rekonstruktiolevysegmenttiä ja kirurgisia tukiinstrumentteja sekä leikkaukseen soveltuvien alaleukamallien nro 1 suunnittelua ja käsittelyä.
   • Leikkauslinjan määrittäminen alaleukamallissa nro 1 panoraamakuvien perusteella, leikkausasennolla noin 1-1,5 cm kasvaimen reunasta.

2. Rekonstruktiolevy ja kirurginen opas:

   • Remonttilevyn ja ruuvien sterilointi.
   • Kirurgisten tukiinstrumenttien sterilointi 0,55 % Ortoftalaldehydiliuoksella.
3. Leikkaussalissa segmentaalista alaleuan resektiota ja rekonstruktiota varten:
4. Leikkauksen jälkeinen hoito ja arviointi:

Perinteisen kirurgian ryhmä:

1. 3D-leuan mallin luominen muovilla CT-skannaustiedoista. Leikkauslinjan määrittäminen 3D-leukamallissa panoraamakuvien perusteella, leikkausasennolla noin 1-1,5 cm kasvaimen reunasta. Mallia ei ole vielä käsitelty.

2. Jälleenrakennuslevyn taivutus:

   • Alaleuan leikkausviivan piirtäminen 3D-rekonstruktiomalliin.
   • Muovin leikkaaminen jäljittelemään alaleuan ulkopintaa 3D-mallissa. Käsitelty manuaalisesti.
   • Taivuta rekonstruktiolevyä tarkasti niin, että se sopii tiukasti 3D-leukamallin ulkopintaa vasten (varmistamalla vähintään kolme reikää levyn kiinnitystä varten jokaisessa jäljellä olevassa luusegmentissä).
   • Remonttilevyn ja ruuvien sterilointi.
3. Leikkaussalissa segmentaalista alaleuan resektiota ja rekonstruktiota perinteisellä tekniikalla.
4. Leikkauksen jälkeinen hoito ja arviointi:

Tutkimusmuuttujat:

• Tämän tutkimuksen ennustemuuttuja on lisämenetelmä, jota käytetään parantamaan 3D-tulostettujen kirurgisten tukiinstrumenttien tarkkuutta.
• Tämän tutkimuksen ensisijainen tulosmuuttuja on kondyylin stabiilisuuden arviointi leikkauksen jälkeisessä segmenttiresektio- ja rekonstruktiokohdassa.
• Toissijainen tulosmuuttuja on osallistujien tukoksen arviointi leikkauksen jälkeen.
• Muita tätä tutkimusta varten kerättyjä muuttujia ovat ikä, sukupuoli, sijainti (leua vs. alaleua ja anterior vs. posterior) ja arvio osallistujien leikkauksen jälkeisestä elämänlaadusta. Tilastollinen analyysi:
• Kahden ryhmän kuvaavat tilastot esitettiin tarvittaessa keinoina tai osuuksina.
• Perustason vertailut kahden ryhmän välillä suoritettiin t-testeillä ja Fisherin tarkoilla testeillä tarpeen mukaan.
• Ensisijaista tulosta varten suoritettiin monimuuttuja Cox-regressioanalyysi vertaamaan toistumiseen kuluvaa aikaa kahden ryhmän välillä. Lisäksi ajan vertailu uusiutumiseen esitettiin säätämättömällä tavalla Kaplan-Meier-käyränä.
• Kondylin stabiiliuden vertailu leikkauksen jälkeisessä segmenttiresektiossa ja rekonstruktiokohdassa suoritettiin monimuuttujalogistisella regressiolla. Seuraavia mahdollisia sekaannuksia valvottiin molemmissa analyyseissä: kasvaimen sijainti.
• Kaikkia arvioita pidettiin merkitsevinä p < 0,05. Kaikki tilastolliset testit suoritettiin käyttäen SPSS 26.0:aa ja Microsoft Excel 16.39:ää.