通过正畸医生积极参与虚拟手术计划提高骨骼稳定性并矫正III类错颌:基于体素的3维分析

Enhancing skeletal stability and Class III correction through active orthodontist engagement in virtual surgical planning: A voxel-based 3-dimensional analysis

作者信息Selene Barone, Lucia Cevidanes, Felicia Miranda, Marcela Lima Gurgel, Luc Anchling, Nathan Hutin, Jonas Bianchi, Joao Roberto Goncalves, Amerigo Giudice
PMID38010236
发布时间2024-03
DOI10.1016/j.ajodo.2023.09.016

实验完整度

中

本研究为回顾性二次数据分析,包含17例患者,使用CBCT和虚拟手术计划进行定性与定量评估,但缺乏体外或动物模型等独立证据层级。

主要模型

17例III类错颌畸形患者(9男8女,平均年龄24.8±3.5岁)

重点核对

样本量:17例 随访时长:12-18个月(平均15.40±2.92个月) CBCT扫描参数(视野17×20 cm,400 μm,110 kVp,3.175 s,59 mSV) 手术方式:双颌手术(LeFort I和双侧矢状劈开截骨术)

摘要

摘要 引言: 通过对上颌骨以及下颌骨远中段和近中段的定性和定量分析,使用三维基于体素的叠加比较正畸医生与颌面外科医生密切沟通进行的虚拟手术预测与术后12-18个月的结果,探讨双颌手术矫正III类错颌畸形后的骨骼稳定性。 方法: 对术前(术前1个月[T1])和术后12-18个月(中期[T2])的锥形束计算机断层扫描以及通过Dolphin Imaging软件获得的虚拟手术计划(VSP)数据进行全面的二次数据分析。研究样本包括17名患者(平均年龄24.8 ± 3.5岁)。使用3D Slicer软件,基于深度学习方法的自动化工具用于锥形束CT的定向、配准、骨分割和标志点识别。生成了彩色图谱用于定性分析,而定量评估则计算了计划(T1-VSP)与实际(T1-T2)结果之间的线性和角度差异。统计分析以α = 0.05为显著性水平。 结果: 中期手术结果显示,上颌骨前移量略有但显著低于计划位置(平均差异1.84 ± 1.50 mm;P = 0.004)。下颌骨远中段的重新定位是稳定的,线性(T1-VSP,1.01 ± 3.66 mm;T1-T2,0.32 ± 4.17 mm)和角度(T1-VSP,1.53° ± 1.60°;T1-T2,1.54° ± 1.50°)位移的差异均无统计学意义(P >0.05)。近中段在T1-VSP和T1-T2时,下颌右支和左支均表现出1.5°范围内的外侧位移(P >0.05)。 结论: 对完全数字化计划并手术复位后的上颌骨和下颌骨的分析显示其具有极好的精确性。在中期手术结果中,观察到上颌前移相对于计划的前移存在轻微偏差。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
探究正畸医生积极参与虚拟手术计划后,双颌手术矫正III类错颌术后12-18个月的上颌骨和下颌骨骨骼稳定性。
核心机制
文中未明确说明
主要证据
通过17例患者的CBCT扫描和虚拟手术计划,使用基于体素的叠加和深度学习方法,比较计划与术后实际位置,发现上颌骨前移量平均减少1.84 mm,下颌骨远中段和近中段位置稳定。
研究意义
研究表明正畸医生积极参与虚拟手术计划有助于提高骨骼稳定性和术后效果,建议对虚拟计划中的上颌骨前移进行轻微过度矫正。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

数据获取与样本筛选

获得符合纳入标准的患者CBCT扫描和虚拟手术计划数据。

从17例接受双颌手术的III类错颌患者中获取术前和术后12-18个月的CBCT扫描,以及虚拟手术计划数据。

2

虚拟手术计划

由正畸医生与外科医生合作制定三维虚拟手术计划。

使用Dolphin Imaging软件进行虚拟手术计划,包括上颌骨和下颌骨的移动模拟。

3

CBCT图像处理与配准

建立标准化的三维模型并进行术前术后叠加。

使用3D Slicer软件,基于深度学习工具进行CBCT定向、配准、骨分割和标志点识别。

4

定性与定量分析

评估计划与实际手术结果之间的位移差异。

通过彩色图谱进行定性分析,计算线性(毫米)和角度(度)位移,比较T1-VSP和T1-T2。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
锥形束计算机断层扫描----
Dolphin Imaging软件Dolphin Imaging and Management SolutionsChatsworth,
3D Slicer软件----
ITK-SNAP软件--version

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
样本选择
患者年龄范围、性别比例、III类错颌诊断标准
阅读提示:材料与方法部分
CBCT扫描
扫描参数(视野、体素大小、电压等)
阅读提示:材料与方法部分
虚拟手术计划
Dolphin Imaging软件版本及操作流程
阅读提示:材料与方法部分
图像配准
配准区域(颅底)及自动化算法
阅读提示:材料与方法部分
定量测量
标志点定义、测量工具(AQ3DC)及阈值
阅读提示:材料与方法部分