Virtuell kirurgisk planering vid käkesegmentsresektion

Introduktion:

Odontogena tumörer påverkar huvudsakligen underkäken och utgör cirka 99,1 % av alla godartade tumörer i käkbenet. Bland dessa står odontogena tumörer, till stor del förknippade med tänder, för en betydande del. Noterbart är att i underkäksbenet utgör 67,7% av alla odontogena tumörer i ansiktskäken. Dessutom uppvisar godartade odontogena tumörer i underkäken ofta långsam progression, vanligtvis utan smärta, och manifesterar sig främst som bensvullnad. Som ett resultat upptäcks tumörer ofta i senare skeden, vilket potentiellt leder till allvarliga komplikationer såsom fullständig förstörelse av underkäken, missbildningar i ansiktet, malocklusion och, i sällsynta fall, malign transformation.

Hanteringen av benigna odontogena tumörer i underkäken är fortfarande föremål för debatt och utmaning. Det ideala behandlingssättet måste involvera en lämplig nivå av benresektion samtidigt som återfall minimeras, och därigenom säkerställa både estetiska resultat och funktionell återställning i munregionen. Två kirurgiska metoder används vanligtvis: konservativa tillvägagångssätt såsom enukleation, curettage, med eller utan perifer ostektomi, och radikal kirurgisk resektion som involverar segmentell benborttagning. Segmentell underkäksresektion väljs när tumörer uppvisar omfattande bendestruktion och inte svarar på konservativa behandlingar, särskilt i fall av mycket invasiva tumörer med mindre än 1 cm kvarvarande bentjocklek under den nedre underkäken.

Även om segmentell resektion uppnår hög behandlingseffektivitet med låg återfallsfrekvens, är det ett invasivt tillvägagångssätt förknippat med postoperativa anatomiska komplikationer. Att upprätthålla korrekt inriktning av underkäkskondylen inom glenoid fossa efter segmentell resektion är en betydande utmaning. Den naturliga artikulationen av kondylen och fossan spelar en avgörande roll för underkäksfunktionen. Att bibehålla den ursprungliga kondylarpositionen efter resektion är fortfarande utmanande, vilket leder till problem relaterade till temporomandibulär ledsfunktion (TMJ), inklusive knäppning av leder, smärta och begränsad munöppning. Underlåtenhet att åtgärda dessa problem omedelbart kan resultera i allvarliga komplikationer som ankylos och luxation, vilket kräver ytterligare korrigerande kirurgi. Därför är det avgörande att bevara det naturliga förhållandet mellan kondylar och glenoid fossa, och det kräver särskild uppmärksamhet. Dessutom är noggrann inriktning av det rekonstruerade segmentet med den önskade orienteringen väsentlig.

Med tillkomsten av virtuell kirurgisk planering baserad på 3D-modellering och 3D-utskriftsteknik kan verktyg för att hjälpa till med rekonstruktionen av underkäken efter segmentell resektion designas och tillverkas före operationen, vilket potentiellt kan ge förbättrade postoperativa resultat. Beslutet att utföra omedelbar rekonstruktion med bentransplantation samtidigt under segmentell mandibular resektion utgör en betydande utmaning. Även om detta tillvägagångssätt kan minska behovet av efterföljande operationer och förkorta den funktionella återhämtningstiden, förblir det kontroversiellt på grund av invasiviteten och den stora sannolikheten för lokal tumörrecidiv. Dessutom kan denna teknik vara olämplig för stora tumörer eller de som diagnostiseras i ett sent skede. I sådana fall blir transplantationen utmanande, särskilt när omfattningen av benförlust i underkäken överstiger 6 cm. Följaktligen är vaskulariserad bentransplantation ett alternativ; det är dock förknippat med höga kostnader och tekniska svårigheter, vilket begränsar dess tillgänglighet för många patienter. Därför förblir segmentell underkäksresektion kombinerad med placering av rekonstruktionsplatta en effektiv metod för att behandla benigna underkäksodontogena tumörer, minska risken för återfall och säkerställa behandlingsalternativ för majoriteten av patienterna.

I Vietnam, vid sidan av traditionella kirurgiska metoder för behandling av underkäksodontogena tumörer, som involverar manuell intraoperativ bedömning för resektionsplanering baserad på modeller av underkäken, finns det en växande trend mot precisionskirurgi. Det begränsade antalet studier relaterade till kirurgisk resektion av mandibular odontogena tumörer med användning av preoperativa tredimensionella (3D) tryckta modeller med styrinstrument för noggrann benresektion och kondylär ompositionering representerar dock en kunskapslucka inom området. Därför initierade utredarna detta forskningsprojekt med titeln "Tillämpning av virtuell planering vid kirurgisk behandling av mandibular odontogena tumörer med placering av rekonstruktionsplatta" med följande forskningsfråga och mål:

Forskningsfråga: Är den virtuella planeringen och 3D-modelleringen överlägsen traditionella kirurgiska metoder vid behandling av underkäksodontogena tumörer?

Metod:

Studien genomförs i två faser: en forskningsfas in vitro och en klinisk forskningsfas.

Fas 1: In vitro-forskning

• Bearbetning av underkäksdata och kirurgiska stödinstrument från CT-bilder med hjälp av programvara.
• 3D-utskrift av underkäksmodeller och kirurgiska stödinstrument med hjälp av plast från CT-skanningar i underkäken.
• Böjning av rekonstruktionsplattan enligt mandibulärmodellen.
• Böjning av rekonstruktionsplattan: Böj rekonstruktionsplattan exakt så att den passar tätt mot underkäkens yttre yta (säkerställ minst tre hål för plattfixering på varje kvarvarande bensegment).
• Placera rekonstruktionsplattan på mandibulär modell 2 med ledning av ett benfragmentfixeringsverktyg.
• CT-skanning av mandibulär modell 2 efter placeringen av rekonstruktionsplattan.
• Bedömning av 3D-modellens noggrannhet (mandibulär modell 2 med verktyget för fixering av plattan och benfragment) jämfört med den verkliga underkäken (från den första CT-skanningen). Dessutom markerar anatomiska landmärken, mäter vissa linjer och vinklar på CT-bilder av benmodellen och mandibulära CT-bilder för att beräkna procentuella fel.

Fas 2: Klinisk forskning med en kontroll

Grupp virtuell kirurgi grupp:

1. Förberedelse av nödvändiga instrument:

   • Använda det förböjda rekonstruktionsplattsegmentet och kirurgiska stödinstrument som designades och trycktes, samt design och bearbetning av underkäksmodeller No.1 som är lämpliga för kirurgi.
   • Bestämning av skärlinjen på underkäksmodellen nr 1 baserat på panoramabilder, med skärpositionen cirka 1 till 1,5 cm från tumörens kant.

2. Rekonstruktionsplatta och kirurgisk guide:

   • Sterilisering av rekonstruktionsplattan och skruvarna.
   • Sterilisering av de kirurgiska stödinstrumenten med Orto-ftalaldehyd 0,55% lösning.
3. I operationssalen för segmentell mandibular resektion och rekonstruktion:
4. Postoperativ behandling och utvärdering:

Grupp för konventionell kirurgi:

1. Skapa en 3D underkäksmodell med plast från CT-skanningsdata. Bestämning av skärlinjen på 3D-käkemodellen baserat på panoramabilder, med skärpositionen cirka 1 till 1,5 cm från tumörens kant. Modellen har inte genomgått bearbetning ännu.

2. Böjning av rekonstruktionsplatta:

   • Rita mandibulära skärlinjen på 3D-rekonstruktionsmodellen.
   • Trimma plasten för att efterlikna den yttre ytan av underkäken på 3D-modellen. Bearbetas manuellt.
   • Böj rekonstruktionsplattan exakt så att den passar tätt mot den yttre ytan av 3D-käkemodellen (säkerställ minst tre hål för plattfixering på varje kvarvarande bensegment).
   • Sterilisering av rekonstruktionsplattan och skruvarna.
3. I operationssalen för segmentell mandibular resektion och rekonstruktion enligt traditionell teknik.
4. Postoperativ behandling och utvärdering:

Studievariabler:

• Prediktorvariabeln för denna studie är den kompletterande metoden som används för att förbättra noggrannheten hos de 3D-utskrivna kirurgiska stödinstrumenten.
• Den primära utfallsvariabeln för denna studie är bedömningen av stabiliteten hos kondylen vid den postoperativa segmentella resektionen och rekonstruktionsplatsen.
• Den sekundära utfallsvariabeln är utvärderingen av deltagarnas ocklusion efter operation.
• Andra variabler som samlats in för denna studie inkluderar ålder, kön, läge (maxilla vs underkäke och anterior vs. posterior) och bedömningen av deltagarnas postoperativa livskvalitet. Statistisk analys:
• Beskrivande statistik för de två grupperna presenterades som medelvärden eller proportioner när så var lämpligt.
• Baslinjejämförelser mellan de två grupperna utfördes via t-tester och Fishers exakta tester efter behov.
• För det primära resultatet genomfördes en multivariat Cox-regressionsanalys för att jämföra tiden till återfall mellan de två grupperna. Dessutom presenterades jämförelsen av tid till återfall på ett ojusterat sätt som en Kaplan-Meier-kurva.
• En jämförelse av stabiliteten hos kondylen vid den postoperativa segmentella resektionen och rekonstruktionsplatsen genomfördes via en multivariat logistisk regression. Följande potentiella confounders kontrollerades i båda analyserna: lokalisering av tumören.
• Alla utvärderingar ansågs signifikanta vid p < 0,05. Alla statistiska tester utfördes med SPSS 26.0 och Microsoft Excel 16.39.