Автореферат (Разработка метода компьютерного моделирования индивидуальных имплантатов для устранения деформаций лицевого скелета)

на правах рукописиКОБЕЦКонстантин КонстантиновичРАЗРАБОТКА МЕТОДА КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯИНДИВИДУАЛЬНЫХ ИМПЛАНТАТОВ ДЛЯ УСТРАНЕНИЯДЕФОРМАЦИЙ ЛИЦЕВОГО СКЕЛЕТА14.01.14 – СтоматологияАвторефератдиссертации на соискание ученой степеникандидата медицинских наукМосква – 2018Работа выполнена в ФГБОУ ВО «Нижегородская государственная медицинскаяакадемия» Министерства здравоохранения Российской ФедерацииНаучный руководитель:член-корреспондент РАН,д.м.н., профессорИванов Сергей ЮрьевичОфициальные оппоненты:Лепилин Александр Викторович – Заслуженный врач РФ, доктор медицинскихнаук, профессор, ФГБОУ ВО «Саратовский государственный медицинскийуниверситет им.

В.И. Разумовского» Минздрава России, кафедра хирургическойстоматологии и челюстно-лицевой хирургии, заведующий кафедройАмхадова Малкан Абдрашидовна – доктор медицинских наук, доцент, ГБУЗМО «Московский областной научно-исследовательский клинический институтимени М.Ф. Владимирского», факультет усовершенствования врачей, кафедрахирургической стоматологии и имплантологии, заведующая кафедройВедущая организация:ФГБОУ ВО «Московский государственный медико-стоматологическийуниверситет им.

А.И. Евдокимова» Минздрава РоссииЗащита диссертации состоится «___»_____2018 года в ____ часов на заседаниидиссертационного совета Д.208.040.14 при ФГАОУ ВО Первый Московскийгосударственный медицинский университет имени И.М. Сеченова МинздраваРоссии (Сеченовский Университет) по адресу: 119991, Москва, ул. Трубецкая, д.8, стр.2С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБМ ФГАОУ ВО Первый Московскийгосударственный медицинский университет имени И.М.

Сеченова МинздраваРоссии (Сеченовский Университет) по адресу: 119034, Москва, Зубовскийбульвар, д.37/1 и на сайте организации www.sechenov.ruАвтореферат разослан «_____»_______________2018 годаУченый секретарьдиссертационного советаДикопова Наталья Жоржевна2ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность темы исследованияРосттравматизма,отмечающийсявнастоящеевремя,вследствиеувеличения количества ДТП, спортивной и бытовой травмы отражается и наросте частоты сочетанных черепно-мозговых травм, в первую очередь –краниофациальных повреждений (Еолчиян С. А., 2017; Левченко О.В., 2011;Данилевич М.О., 2013;). Переломы лицевого скелета сотавляют 6% от общегочисла травм (Данилевич С.О., 2016).

В России на сегодняшний день количествотравм челюстно‐лицевой области остается достаточно высоким и продолжаетнеуклонно расти (Ипполитов В.П., 2001).Наблюдается увеличение количества детей с врожденной патологией. Ктрудноподдающимсяхирургическойкоррекциидеформациямотносятсяврожденные пороки, известные как синдром I и II жаберных дуг (Демикова Н.С.,2007; Карякина И.А., 2010; Vinay C., Reddy R.S., 2009).Дефекты и деформации лицевого скелета оказывают психологическоевоздействие на пациента, ограничивают социально-бытовую и трудовуюадаптацию, снижают качество жизни человека. С ростом уровня культуры иобразованности в обществе повышаются требования к внешнему облики человека(Макаревич А.А., 2009; Арутюнов A.C., Кицул И.С., 2009; Кучкина Е.С., 2011).Эффективности методов хирургического лечения дефектов и деформацийчелюстно-лицевой области является не только медицинской, но и социальнойпроблемой.Степень разработанности темы исследованияАнализ литературных работ как отечественных, так и зарубежных авторовпоказал, что вопросы лечения челюстно-лицевых дефектов и деформаций широкоосвещены в литературе.

С 1654 года было предложено множество хирургическихтехник и использовались различные материалы для реконструкции дефектов идеформаций челюстно-лицевой области.3Традиционно аутотрансплантаты считаются «золотым стандартом» дляустранения дефектов и деформаций твердых тканей челюстно-лицевой области.Однако использование аутотрансплантатов имеет ряд недостатков, таких как:травма донорского участка, ограниченный объем получаемого трансплантата.Многие авторы подчеркивают, что формирование трансплантата в соответствии своспринимающим ложем, формой и контуром дефекта – трудоемкий идлительный процесс, увеличивающий длительность операции (МитрошенковП.Н., 2010;Мураев А.А.,2013).Иногда для устранения дефектов и деформаций лицевого скелета возможноиспользованиестандартизированныхсинтетическихимплантатов.Однакоприменение унифицированных наборов имплантатов различных типоразмеров невсегда позволяют восстановить нарушенную симметрию лица, т.к. существуетпроблема интраоперационной адаптации стандартного имплантата к областидефекта.Новые перспективы в этом разделе реконструктивной хирургии открываютметоды устранения костных дефектов челюстно-лицевой области с применениеминдивидуальных имплантатов.

Для изменения контуров лицевого скелета насегодняшнийденьнаиспользуетсяметодикаэтапепредоперационногостереолитографическогопланированияактивномоделирования,котораяпомогает вручную смоделировать форму, объем и положение индивидуальногоимплантата. Однако создание индивидуальных имплантатов таким методом невсегда дает возможность достичь предсказуемого эстетического результата, всилу накопления погрешности на этапах предоперационного планирования(Андреищев А.Р., 2015). Также разнообразие методов аддитивного производствапозволяютподобратьматериалимплантатадлякаждогоотдельногоклинического случая (van Noort R., 2012; Chrzan R., Urbanik A., 2012; Inokoshi M.,Kanazawa M., 2012; Han S.W., Wang Z.Y., 2014).4На сегодняшний день существуют компьютерные программы для анализаданных компьютерной томографии (DICOM-файлов), позволяющих не толькопланировать хирургические вмешательства на костях черепа, но и моделироватьиндивидуальные имплантаты (Chae M. P., Rozen W.

M., 2015; Мураев А.А.,Дымников А.Б., 2013; Chae M.P., Hunter-Smith D.J., 2014 Chae M.P., Lin F., 2014;).Виртуальное проектирование индивидуальных имплантатов в таких программахосновано на широком, но недостаточном, на наш взгляд, наборе стандартныхфункций.ЦельРазработка метода изготовления индивидуальных имплантатов на основекомпьютерного моделирования для повышения эффективности хирургическоголеченияпациентовсврожденнымииприобретеннымидефектамиидеформациями лицевого скелета.Задачи исследованияРазработать отечественное программное обеспечения для обработкиданных компьютерной томографии, 3D планирования реконструкции костейлицевого скелета индивидуальными имплантатами с учётом анатомическихособенностей пациента.Сравнитьметодкомпьютерногомоделированияиметодручногомоделирования на стереолитографических моделях индивидуальных накостныхимплантатов челюстно-лицевой области;Создать алгоритм клинического использования разработанного намипрограммного обеспечения для создания индивидуальных имплантатов взависимости от клинической ситуации.Внедрить в клиническую практику и оценить эффективность разработаннойметодики компьютерного планирования и моделирования индивидуальныхимплантатов.5Научная новизнаВпервые разработано отечественное программное обеспечения «ViBonE»(Россия), позволяющее создавать виртуальные модели твердых тканей пациентанаосноведанныхкомпьютернойтомографии,выполнятьвиртуальноепланирование реконструктивных операций на костях, моделировать прототипыиндивидуальных имплантатов с последующим их изготовлением методамиаддитивного производства.Впервые проведено сравнение и дана оценка метода компьютерногомоделирования с использованием программы «ViBonE» (Россия) и методамоделирования на стереолитографических моделях индивидуальных накостныхимплантатов челюстно-лицевой области;Впервые применены, виртуально смоделированные в компьютернойпрограмме «ViBonE» (Россия) и напечатанные на 3D принтере, шаблоны дляаутотрансплантатовизгребняподвздошнойкостиприреконструкцииальвеолярного отростка верхней челюсти.Теоретическая и практическая значимость работыРазработан и внедрен алгоритм клинического использования отечественнойкомпьютерной программа «ViBonE» (Россия) при устранении дефектов идеформацийчелюстно-лицевойобластииндивидуальнымиимплантатами,позволяющий оптимизировать предоперационное планирование.Разработанивнедренметодкомпьютерногомоделированияиндивидуальных шаблонов аутотрансплантатов для пластики альвеолярной частиверхней и нижней челюстей, позволяющий точно рассчитать объем заборакостной ткани из донорской области.Проведенное исследование имеет важное медико-социальное значение, таккак разработанное программное обеспечение «ViBonE» (Россия) являетсяотечественным, что даёт возможность увеличить доступность метода пластики6индивидуальными накостными имплантатами, позволяет улучшить результатыхирургического лечения.Положения, выносимые на защитуПрограммноеобеспечение«ViBonE»(Россия)наосноведанныхкомпьютерной томографии позволяет осуществлять виртуальное планированияоперативного вмешательства и моделирование индивидуальных имплантатов споследующим их производством аддитивными методами для устранениядефектов лицевого скелета.Методика виртуального моделирования индивидуальных имплантатов вкомпьютерной программы «ViBonE» (Россия) позволяет сократить времяпредоперационногопланированияхирургическоголеченияпациентовсаномалиями развития, дефектами и деформациями челюстно-лицевой области.Внедрение в практикуРезультаты исследования внедрены в практическую деятельность:-отделениягосударственногомедицинскийреконструктивно-пластическойбюджетногоучрежденияисследовательскийцентр»хирургиифедерального«ПриволжскийфедеральныйМинистерстваздравоохраненияРоссийской Федерации- ООО «МИСТЕРИЯ-ЛЭНД (Лазерная стоматология)» г.