导航引导颌骨缺损重建技术流程及操作的专家共识.pdf
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1、主堡旦壁匿堂苤查! Q ! ! 生! 旦箜丝鲞箜! 塑坠i ! 墨! ! 坐! ! ! ! ! 堕型! Q ! ! ! ! ! ! :! 兰! 堕! :!导航引导颌骨缺损重建技术流程及操作的专家共识2 8 9 指南与共识中华口腔医学会口腔颌面外科专业委员会通信作者:彭歆,北京大学口腔医学院口腔医院口腔颌面外科国家口腔疾病临床医学研究中心口腔数字化医疗技术和材料国家工程实验室口腔数字医学北京市重点实验室1 0 0 0 8 1 ,E m a i l :p x p e n g x i n 2 6 3 n e t ,电话:0 1 0 一8 2 1 9 5 2 1 0【摘要】外伤和肿瘤切除导致的颌骨缺损
2、是1 2 I 腔颌面外科临床工作中的难点与研究热点。传统的颌骨重建手术主要依靠术者经验完成,操作复杂,不易控制,难以保证较高的修复精度。近年来,以手术导航为代表的数字化外科技术已广泛应用于颌骨缺损的修复重建手术中,该技术的优势在于:使复杂结构三维可视化;术前模拟手术有利于发现设计缺陷,及时改进手术方案;精确设计有助于减少手术并发症,提高手术精度和安全性。采用手术导航等数字化外科技术辅助手术,可显著提高颌骨缺损重建的精度,达到个性化、功能性重建的目标,提高患者术后的生命质量。中华口腔医学会口腔颌面外科专业委员会组织专家经过充分讨论,制定了导航引导颌骨缺损重建术技术流程及操作的专家共识,以规范该技
3、术的临床操作流程,促进其推广应用。【关键词】骨重建;颌骨缺损;修复重建;导航技术;专家共识;数字化外科基金项目:北京市科学技术委员会首都市民健康培育项目基金( Z 1 6 1 1 0 0 0 0 0 1 1 6 0 5 3 )D O h1 0 3 7 6 0 c m a i i s s n 1 0 0 2 0 0 9 8 2 0 1 9 0 5 0 0 1E x p e r tc o n s e n s u so nt e c h n i q u e so fn a v i g a t i o n - g u i d e dr e c o n s t r u c t i o no f j a
4、wd e f e c tS o c i e t yo fO r a la n dM a x i l l o f a c i a lS u r g e r y ,C h i n e s eS t o m a t o l o g i c a lA s s o c i a t i o nC o r r e s p o n d i n ga u t h o r :P e n gX i n ,D e p a r t m e n to fO r a la n dM a x i l l o f a c i a lS u r g e r y ,P e k i n gU n i v e r s i t yS c
5、 h o o la n dH o s p i t a lo fS t o m a t o l o g y & N a t i o n a lC l i n i c a lR e s e a r c hC e n t e r f o rO r a lD i s e a s e s & N a t i o n a lE n g i n e e r i n gL a b o r a t o r yf o rD i g i t a la n dM a t e r i a lT e c h n o l o g yo fS t o m a t o l o g y & B e 坑n gK e yL a b
6、o r a t o r yo fD i g i t a lS t o m a t o l o g y , B e i j i n g1 0 0 0 8 1 ,C h i n a ,E m a i l :p x p e n g x i n 2 6 3 n e t ,T e l :0 0 8 6 1 0 - 8 2 1 9 5 2 1 0【A b s t r a c t 】D e f o r m i t i e so ft h em a x i l l o f a e i a lr e g i o nf o l l o w i n gt r a u m aa n da b l a t i v es
7、 u r g e r ya r ed e v a s t a t i n ga n dn o tu n c o m m o n R e c o n s t r u c t i o no fs u c hd e f e c t si sas u r g i c a l l yc h a l l e n g i n gp r o c e d u r e C o n v e n t i o n a l l y ,r e c o n s t r u c t i o no ft h ej a wd e f e c t sl a c k sp r e o p e r a t i v ec u s t o
8、m i z e dp l a n n i n ga n dr e l i e sh e a v i l yo ns u r g e o n s7e x p e r i e n c e st oe n s u r eo p t i m u ms u r g i c a lo u t c o m e s T h er e s t o r a t i o no fj a ws h a p ea n df u n c t i o nh a st a k e np r e c e d e n c ea f t e ra ne x t e n s i v et u m o rr e s e c t i o
9、 ns u r g e r y ,e s p e c i a l l yi nt h ec u r r e n ta g eo ft e c h n o l o g i c a la d v a n c e m e n t T h u s ,p e r s o n a l i z e da n da c c u r a t er e c o n s t r u c t i o no fj a wd e f e c t sh a sb e c o m ean e wg o a l C o m p u t e r - a s s i s t e ds u r g e r ye s p e c i
10、a l l yn a v i g a t i o n a s s i s t e ds u r g e r yh a sg a i n e dp o p u l a r i t yo fl a t e ,i nr e c o n s t r u c t i n gd e f o r m i t i e sa n dr e s t o r i n gf a c i a ls y m m e t r y ,a p p e a r a n c ea n df u n c t i o ni nt h em a x i l l o f a c i a lr e g i o n T h i st e c
11、h n o l o g yp r o v i d e sac l e a r e rt h r e e d i m e n s i o n a lv i s u a l i z a t i o no ft h ea r e ao fi n t e r e s ta n di t sr e l a t i o n s h i pw i t ht h ea d j a c e n tv i t a ls t r u c t u r e s W i t hp r e o p e r a t i v ev i r t u a ls u r g i c a lp l a n n i n g ,i ta
12、l l o w sm o r es p e c i f i ca n da c c u r a t eo s t e o t o m i e s ,t h u sr e d u c i n gt h ei s c h e m i aa n dt o t a lo p e r a t i n gt i m e ss u b s t a n t i a l l y T h er i s k o fc o m p l i c a t i o n si sa l s om i n i m i z e dw h i l s ti m p r o v i n gt h ef i n a ls u r g
13、i c a lo u t c o m e s T h eu s eo fi n t r a - o p e r a t i v en a v i g a t i o ns y s t e ma n do t h e rc o m p u t e r - a s s i s t e ds u r g i c a lt e c h n i q u e si nt h es u r g e r yc a ns i g n i f i c a n t l yi m p r o v et h ep r e c i s i o no ft h er e c o n s t r u c t i o no f
14、j a wd e f o r m i t i e sa n da c h i e v ep e r s o n a l i z e da n df u n c t i o n a lr e c o n s t r u c t i v eg o a l sw h i l ee n h a n c i n gt h ep a t i e n t s q u a l i t yo fl i f ep o s t o p e r a t i v e l y T h eS o c i e t yo fO r a la n dM a x i l l o f a c i a lS u r g e r y ,
15、C h i n e s eS t o m a t o l o g i c a lA s s o c i a t i o np r o v i d e st h i sp r o f e s s i o n a lp e r s p e c t i v ea n dp r e s e n tt r e a t m e n tp r o t o c o lf o rn a v i g a t i o n g u i d e dr e c o n s t r u c t i o no fj a wd e f e c tt oa l l o ws t a n d a r d i z a t i o n
16、o ft h et e c h n i q u e sw h i l ep r o m o t i n gi t sa p p l i c a t i o na m o n gt h eo r a la n dm a x i l l o f a c i a ls u r g e o n s 【K e yw o r d s 】B o n er e m o d e l i n g ;J a wd e f e c t ;R e c o n s t r u c t i o n ;N a v i g a t i o nt e c h n i q u e ;E x p e r tc o n s e n s
17、 u s ;D i g i t a ls u r g e r yF u n dp r o g r a m :H e a l t hC a r ef o rC a p i t a lC i t i z e nI n c u b a t i n gP r o j e c to fB e i j i n gM u n i c i p a lS c i e n c ea n d万方数据T e c h n o l o g yC o m m i s s i o n ( z 1 6 11 0 0 0 0 0 11 6 0 5 3 )D O h1 0 3 7 6 0 e m a j i s s n 1 0 0
18、 2 - 0 0 9 8 2 0 1 9 0 5 0 0 1本共识按照G B T1 1 2 0 0 9 给出的规则起草,由中华口腔医学会提出并归口。计算机导航系统在口腔颌面外科手术辅助治疗中的应用日趋成熟,整个行业对一些经典术式的辅助流程有较为统一的认识。2 0 1 7 年3 月,在中华口腔医学会俞光岩会长的倡导下,由中华口腔医学会口腔颌面外科专业委员会组织,汇集行业内应用导航辅助手术较广泛的院校专家,就“导航引导颌骨缺损重建技术流程及操作的专家共识”进行讨论并形成共识初稿。2 0 1 7 年6 月,在中华口腔医学会标准指南规范立项答辩会上通过并获得立项。2 0 1 8 年4 月,初步形成共识
19、终稿。本共识适用于各级医疗和科研机构中从事颌骨缺损修复重建相关工作的执业医师使用。本共识的目标人群:因肿瘤切除或外伤导致各类上、下颌骨缺损并拟同期行游离组织瓣骨性修复重建的患者。外伤和肿瘤切除导致的颌骨缺损是口腔颌面外科常见疾病,是临床工作中的难点与研究热点。传统的颌骨重建手术缺乏术前个性化设计,主要依靠术者经验完成,操作复杂,不易控制,难以保证较高的修复精度n 】。随着生活水平的提高,颌骨重建术后外形与功能的恢复逐渐成为人们关注的重点,因此,颌骨缺损的个性化、精确化修复重建已成为临床治疗的新目标。近年来,以手术导航为代表的数字化外科技术已广泛应用于颌骨缺损的修复重建手术中。该技术的优势:可使
20、复杂结构三维可视化;术前模拟手术有利于术者发现设计缺陷,及时改进手术方案;精确设计有助于减少手术并发症,提高手术精度和安全性,获得更好的临床效果。采用手术导航等数字化外科技术辅助颌骨缺损的修复重建手术,可显著提高颌骨缺损重建的精度,达到个性化、功能性重建的目标,提高患者术后的生命质量 2 删。中华口腔医学会口腔颌面外科专业委员会组织专家经过充分讨论,制定了导航引导颌骨缺损重建术技术流程及操作的专家共识,以规范该技术的临床操作流程,促进其推广应用。范围本共识给出该技术的适应证:因上颌骨肿瘤需行上颌骨全切除或次全切除,并同期行游离腓骨瓣修复;因下颌骨肿瘤需行节段性下颌骨切除,并同期行游离腓骨瓣或髂
21、骨瓣修复。术语及定义lC I C T 是用X 线束对人体检查部位一定厚度的层面进行扫描,由探测器接收该层面上各个不同方向的人体组织对x 线的衰减值,经模数转换输入计算机,通过计算机处理后得到扫描断面的组织衰减系数的数字矩阵,再将矩阵内的数值通过数,模转换,用黑白不同的灰度等级在荧光屏上显示出来,即构成C T 图像 。2 外科手术导航系统外科手术导航系统由计算机工作站、定位装置、示踪装置和显示器组成 I2 | 。3 三维重建三维重建是指对三维物体建立适合计算机表示和处理的数学模型,是在计算机环境下对其进行处理、操作和分析的基础,也是在计算机中建立表达客观世界的虚拟现实的关键技术。分为体绘制重建和
22、表面绘制重建n2 | 。4 图像分割图像分割是根据目标与背景的先验知识,将图像中的目标、背景进行识别、标记,将目标从背景或其他伪目标中分离出来的过程 12 J 。5 医学数字图像和通讯格式( d i g i t a li m a g i n ga n dc o m m u n i c a t i o ni nm e d i c i n e 。D I C O M )医学数字成像和通讯格式,是医学图像和相关信息的国际标准( I S O1 2 0 5 2 ) 12 | 。6 计算机辅助设计与辅助制作技术( c o m p u t e ra i d e dd e s i g na n dc o m p
23、 u t e ra i d e dm a n u f a c t u r e ,C A D ,C A M )C A D C A M 是通过对C T 、M R I 图像中不同密度的组织,选择不同的窗位,根据体素堆积成像的原理,建立骨骼硬组织或软组织三维图像模型,并通过计算机辅助设计软件驱动计算机数控机床,生产出不同材料的三维实体模型 】。7 虚拟手术设计虚拟手术设计是利用各种医学影像数据,使用虚万方数据! 塑堡旦堕里堂盘查! Q ! ! 堡! 旦笙丝鲞笙! 塑垦! 业! ! 生坐堕l ,坠塑! ! ! ! ! ! ! :! 兰,堕! i拟现实技术在计算机中建立一个模拟环境,医师借助虚拟环境中的信
24、息,进行手术计划、训练,在实际手术过程中引导手术,是计算机辅助外科的一种形式m :。技术使用所需设备1 数据采集设备C T 数据是骨组织手术常用数据,颌面部手术一般要求层厚1 2 5m m ,方可满足颌面部手术的精度要求。2 数字化软件数字化软件主要用于外科导航手术术前手术规划和术后验证。导航手术相关数字外科软件具备下列功能:2 1 数据的i 维重建和测量包括长度、角度和容积测量。2 2 手术方案的规划包括分割、融合、移动、镜像等多种功能模块。2 3 术后手术精度及手术效果评价导航手术术后需要对比术后骨块移动位置和术前设计位置以评价手术精度,通常使用对称性测量和i 维色谱分析。3 外科手术导航
25、系统外科手术导航系统是导航手术的核心部件,目前国内外已有多家手术导航系统面世。被动式红外线定位方法更方便灵活,也是目前最常用的定位方法。目前手术导航空间配准方式主要为配准点的点对点转换即坐标配准、表面轮廓匹配即非坐标配准以及二者的联合应用,以上配准方式均可满足颌面部导航手术的要求。术前数据采集及手术设计1 术前数据采集术前需获取患者的影像学数据,包括受区( 头颈部) 与供区( 双下肢或骨盆) 。受区与供区分别进行螺旋C T 扫捕,层厚1 2 5m m ,数据以D I C O M 文件格式输出。受区扫描范围为眶上缘以上2c m 至锁骨上水平。术前制作薄咬合板,维持患者正中关系的咬合位置,受区扫描
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