РЕКОНСТРУКЦІЯ ОРБІТИ НА ОСНОВІ ЦИФРОВОГО МОДЕЛЮВАННЯ: ОЦІНКА ЕФЕКТИВНОСТІ АВТОМАТИЗОВАНИХ СИСТЕМ СЕГМЕНТАЦІЇ
DOI:
https://doi.org/10.35220/2078-8916-2021-40-2.7Ключові слова:
дефект орбіти, реконструкція орбіти, пацієнтспецифічні імплантатиАнотація
Мета дослідження – дослідити клінічну ефектив- ність застосування пацієнтспецифічних імплан- татів (ПСІ), створених на основі автоматизова- ного алгоритму віртуального відновлення орбіти, при заміщенні дефектів стінок орбіти. Матеріали та методи. Проаналізовано результати лікування 58 пацієнтів з посттравматичними дефектами сті- нок орбіти, яким проводили реконструкцію орбіти з використанням ПСІ. В залежності від алгоритму виготовлення ПСІ усі пацієнти були розділені на дві групи – основну і контрольну. В основній групі, що включала 31 пацієнта, створення дизайну ПСІ ґрунту- валось на використанні автоматизованого алгоритму сегментації та віртуального відновлення цілісності орбіти, тоді як в контрольній – віртуальне заміщення дефектів проводили в напівавтоматичному режимі (в кожному зрізі КТ). Результати. Середня різниця об’єму між інтактною та неушкодженою орбітою до оперативного втручання становила 3,4 ± 2,5 в осно- вній групі та 2,8±1,1 в контрольній (р>0,05), після операції – 0,68±0,28 cм3 та 0,71±0,21cм3 (р>0,05). Безпосередньо перед хірургічним етапом лікування частка посттравматичного енофтальму в основній групі становила 70,1%, а в контрольній – 74,1%, тоді як у віддаленому післяопераційному періоді жодного випадку залишкового енофтальму виявлено не було. Різниця форми орбіти статистично достовірно не відрізнялася в обох групах і становила 3,3±3,5% та 3,25±2,5% відповідно (р>0,05). Середня тривалість етапу комп’ютерного моделювання в основній групі була 36,7±6,9 хвилин проти 72,9±7,7 хвилин в контр- олі (p<0,001). В основній групі оперативне втру- чання в середньому тривало 57,5±14,7 хвилин, тоді як у контрольній групі – 58.3±11,3 хвилин (р>0,05). Висновки. Відповідно до отриманих результатів ПСІ, створені на основі автоматизованого алгоритму комп’ютерного моделювання, мають співставну клі- нічне ефективність з традиційним цифровим про- токолом реконструкції орбіти і відповідно можуть бути рекомендовані як метод вибору при заміщенні дефектів орбіти. Дослідження клінічної широти їх практичного застосування становить собою задачу подальших наукових досліджень цього питання.
Посилання
Bittermann, G., Metzger, M. C., Schlager, S., Lagrèze, W. A., Gross, N., Cornelius, C. P., & Schmelzeisen, R. (2014). Orbital reconstruction: prefabricated implants, data transfer, and revision surgery. Facial plastic surgery: FPS, 30(5), 554–560. https://doi.org/10.1055/s-0034-1395211.
Zimmerer, R. M., Ellis, E., 3rd, Aniceto, G. S., Schramm, A., Wagner, M. E., Grant, M. P., Cornelius, C. P., Strong, E. B., Rana, M., Chye, L. T., Calle, A. R., Wilde, F., Perez, D., Tavassol, F., Bittermann, G., Mahoney, N. R., Alamillos, M. R., Bašić, J., Dittmann, J., Rasse, M., Gellrich, N. C. (2016). A prospective multicenter study to compare the precision of posttraumatic internal orbital reconstruction with standard preformed and individualized orbital implants. Journal of cranio-maxillo-facial surgery: official publication of the European Association for Cranio-Maxillo-Facial Surgery, 44(9), 1485–1497. https://doi.org/10.1016/j.jcms.2016.07.014.
Schlittler, F., Vig, N., Burkhard, J. P., Lieger, O., Michel, C., & Holmes, S. (2020). What are the limitations of the non-patient-specific implant in titanium reconstruction of the orbit? The British journal of oral & maxillofacial surgery, 58(9), e80–e85. https://doi.org/10.1016/j.bjoms.2020.06.038.
Blumer, M., Essig, H., Steigmiller, K., Wagner, M. E., & Gander, T. (2021). Surgical Outcomes of Orbital Fracture Reconstruction Using Patient-Specific Implants. Journal of oral and maxillofacial surgery: official journal of the American Association of Oral and Maxillofacial Surgeons, 79(6), 1302–1312. https://doi.org/10.1016/j.joms.2020.12.029.
Rana, M., Holtmann, H., Rana, M., Kanatas, A. N., Singh, D. D., Sproll, C. K., Kübler, N. R., Ipaktchi, R., Hufendiek, K., & Gellrich, N. C. (2019). Primary orbital reconstruction with selective laser melted core patientspecific implants: overview of 100 patients. The British journal of oral & maxillofacial surgery, 57(8), 782–787. https://doi.org/10.1016/j.bjoms.2019.07.012.
Chepurnyi, Y., Chernogorskyi, D., Kopchak, A., & Petrenko, O. (2020). Clinical efficacy of peek patientspecific implants in orbital reconstruction. Journal of oral biology and craniofacial research, 10(2), 49–53. https://doi.org/10.1016/j.jobcr.2020.01.006.
. Visscher, D. O., Farré-Guasch, E., Helder, M. N., Gibbs, S., Forouzanfar, T., van Zuijlen, P. P., & Wolff, J. (2016). Advances in Bioprinting Technologies for Craniofacial Reconstruction. Trends in biotechnology, 34(9), 700–710. https://doi.org/10.1016/j.tibtech.2016.04.001.
Chepurnyi, Y., Chernohorskyi, D., Zhukovtceva, O., Poutala, A., & Kopchak, A. (2020). Automatic evaluation of the orbital shape after application of conventional and patient-specific implants: Correlation of initial trauma patterns and outcome. Journal of oral biology and craniofacial research, 10(4), 733–737. https://doi.org/10.1016/j.jobcr.2020.10.003.
Snäll, J., Narjus-Sterba, M., Toivari, M., Wilkman, T., & Thorén, H. (2019). Does postoperative orbital volume predict postoperative globe malposition after blow-out fracture reconstruction? A 6-month clinical follow-up study. Oral and maxillofacial surgery, 23(1), 27–34. https://doi.org/10.1007/s10006-019-00748-3.
Wagner, M.E., Lichtenstein, J.T., Winkelmann, M., Shin, H.O., Gellrich, N.C., & Essig, H. (2015). Development and first clinical application of automated virtual reconstruction of unilateral midface defects. Journal of cranio-maxillo-facial surgery: official publication of the European Association for Cranio-Maxillo-Facial Surgery, 43(8), 10, c. 1340–1347. https://doi.org/10.1016/j.jcms.2015.06.033.
Noser, H., Hammer, B., & Kamer, L. (2010). A method for assessing 3D shape variations of fuzzy regions and its application on human bony orbits. Journal of digital imaging, 23(4), 422–429. https://doi.org/10.1007/s10278-009-9187-7.
Wagner, M.E., Gellrich, N.C., Friese, K.I., Becker, M., Wolter, F.E., Lichtenstein, J.T., Stoetzer, M., Rana, M., & Essig, H. (2016). Model-based segmentation in orbital volume measurement with cone beam computed tomography and evaluation against current concepts. International journal of computer assisted radiology and surgery, 11(1), 1–9. https://doi.org/10.1007/s11548-015-1228-8.
Fu, Y., Liu, S., Li, H., & Yang, D. (2017). Automatic and hierarchical segmentation of the human skeleton in CT images. Physics in medicine and biology, 62(7), 2812–2833. https://doi.org/10.1088/1361-6560/aa6055.
Fuessinger, M.A., Schwarz, S., Neubauer, J., Cornelius, C.P., Gass, M., Poxleitner, P., Zimmerer, R., Metzger, M.C., & Schlager, S. (2019). Virtual reconstruction of bilateral midfacial defects by using statistical shape modeling. Journal of cranio-maxillo-facial surgery: official publication of the European Association for Cranio-Maxillo-Facial Surgery, 47(7), 1054–1059. https://doi.org/10.1016/j.jcms.2019.03.027.
Jansen, J., Schreurs, R., Dubois, L., Maal, T.J., Gooris, P. J., & Becking, A. G. (2016). Orbital volume analysis: validation of a semi-automatic software segmentation method. International journal of computer assisted radiology and surgery, 11(1), 11–18. https://doi.org/10.1007/s11548-015-1254-6.
Nilsson, J., Nysjö, J., Carlsson, A. P., & Thor, A. (2018). Comparison analysis of orbital shape and volume in unilateral fractured orbits. Journal of cranio-maxillofacial surgery : official publication of the European Association for Cranio-Maxillo-Facial Surgery, 46(3), 381–387. https://doi.org/10.1016/j.jcms.2017.12.012.
Taghizadeh, E., Terrier, A., Becce, F., Farron, A., & Büchler, P. (2019). Automated CT bone segmentation using statistical shape modelling and local template matching. Computer methods in biomechanics and biomedical engineering, 22(16), 1303–1310. https://doi.org/10.1080/10255842.2019.1661391.
