Zahnmedizin

Fallbericht

Virtuelle OP-Planung in der MKG-Chirurgie

Links: Vor der Operation, Rechts: Nach der Operation
VSP Orthognathics

Links: Diagnose maxilläre Hypoplasie, mandibuläre Hyperplasie und Gesichtsasymmetrie. Rechts: Der Patient nach dem bimaxillärer Eingriff.

Dr. Deepak Krishnan berichtet von der virtuellen Planung eines bimaxillären Eingriffs zur Behandlung einer einseitigen Lippen- und Gaumenspalte.

VSP (Virtual Surgical Planning) Orthognatics ermöglicht bei bimaxillären Eingriffen eine Übertragung der präoperativen Planung in den Operationssaal mittels patientenspezifischer Splints, eröffnet Chirurgen einen Weg zu mehr Genauigkeit und verbesserten anatomischen Ergebnissen bei routinemäßigen und komplexen orthognatischen Eingriffen [1]. Bei dem hier beschriebenen chirurgischen Eingriff, der von Deepak Krishnan, DDS, in der Universitätsklinik von Cincinnati/USA UC Health durchgeführt wurde, hatte der Patient eine einseitige Lippen- und Gaumenspalte. Bei dem Patienten wurde eine maxilläre Hypoplasie, eine mandibuläre Hyperplasie und Gesichtsasymmetrie diagnostiziert, die eine Beeinträchtigung der Kaufunktion, schlechte Sprachverständlichkeit und eine Gesichtsdeformation zur Folge hatten.

Ein bimaxillärer Eingriff wurde geplant und die präoperative Planung mit dem VSP Orthognatics Service von 3D Systems durchgeführt. Wie Dr. Krishnan berichtet, trug VSP wesentlich zu einer Verbesserung der Planung des Eingriffs, einer effizienten Übertragung der präoperativen Planung in den OP und einer Senkung der Operationsdauer bei.

Präoperative Planung orthognatischer Eingriffe mit VSP

Die 3-D-Modelle, die als Grundlage für die virtuelle Operationsplanung dienen, bieten Ärzten einen umfassenderen Überblick über die einzigartige Anatomie des einzelnen Patienten. Damit kann der leitende Chirurg patientenspezifische anatomische Abweichungen präzise visualisieren und analysieren, unterschiedliche Behandlungsoptionen für jeden Patienten gegeneinander abwägen und mögliche Probleme während der Operation im Vorfeld erkennen und sich darauf vorbereiten. Bei einer konventionellen OP-Planung mit Steinmodellen und Artikulatoren ist eine solche Vorbereitung in der Regel nicht möglich, da bei konventionellen Verfahren die geplanten Korrekturen nicht in einem größeren anatomischen Kontext dargestellt werden.  

Die Planung beginnt damit, ein digitales 3-D-Modell der genauen Patientenanatomie zu erstellen.
VSP Orthognathics

Die Planung beginnt damit, ein digitales 3-D-Modell der genauen Patientenanatomie zu erstellen.

Die Planung eines Eingriffs mit VSP Orthognathics beginnt damit, dass per CT oder CBCT gewonnene medizinische Bilddaten des Patienten an 3D Systems übersandt werden, aus denen dann ein digitales 3-D-Modell der genauen Patientenanatomie erstellt wird. Im vorliegenden Fall wurden die Dentalmodelle außerdem einem CT überlagert, um sicherzustellen, dass eine optimale Okklusion erreicht wird. Anschließend organisierte 3D Systems ein Web-Meeting mit Dr. Krishnan, bei dem die 3-D-Darstellung der patientenspezifischen Anatomie besprochen wurde (alle VSP Services von 3D Systems sind HIPAA-konform). Unter Verwendung von 3-D-Software zur Manipulation des digitalen Modells der Patientenanatomie in Echtzeit können die Biomedizin-Ingenieure bei 3D Systems patientenspezifische Abweichungen analysieren, Osteotomien simulieren, Knochenbewegungen durchführen und potentielle Komplikationen während des Eingriffs abschätzen. Auch die Platzierung von Platten oder Knochentransplantaten zur Rekonstruktion lässt sich bei den VSP-Online-Sitzungen präzise simulieren, falls diese erforderlich sind.

Dr. Krishnan plante den Eingriff gemeinsam mit dem VSP Orthognatics Team bei 3D Systems, wobei auch die genaue Abfolge der Verlagerungen besprochen wurde, die er durchführen wollte, um eine optimale anatomische Korrektur für den Patienten zu erreichen. „Die VSP-Planungssitzungen sind für das Verständnis der Patientenanatomie und der Details von unschätzbarem Wert“, sagt Dr. Krishnan. „Die Möglichkeit, unterschiedliche Behandlungsalternativen gegeneinander abwägen zu können, ist ebenfalls extrem hilfreich. Ich konnte gemeinsam mit dem VSP-Ingenieur mehrere patientenspezifische Optionen vergleichen und mich dann für die entscheiden, die ich für die beste hielt.“

Die einzelnen Lageänderungen wurden in Echtzeit am digitalen Modell durchgeführt und das zu erwartende Ergebnis dargestellt.
VSP Orthognathics

Die einzelnen Lageänderungen wurden in Echtzeit am digitalen Modell durchgeführt und das zu erwartende Ergebnis dargestellt.

Die einzelnen Lageänderungen wurden von Dr. Krishnan angefordert und dann durch den Ingenieur von 3D Systems in Echtzeit am digitalen Modell durchgeführt und das zu erwartende Ergebnis dargestellt.  Zu den durchgeführten Änderungen am Oberkiefer gehörten eine LeFort-I-Osteotomie, eine Korrektur der Mittellinie um 3 mm nach rechts, und eine Korrektur der Okklusionsebene zur Verbesserung der links/rechts-Asymmetrie, sowie ein maxilläres Advancement um 9 mm und eine Maxilla-Impaktion um 3 mm. Im Anschluss an diese Korrekturen plante Dr. Krishnan eine Verlagerung des Unterkiefers um 7 mm nach hinten mittels BSSO, um die chirurgische Korrektur der Okklusion abzuschließen.
Am Ende der Internetkonferenz mit Dr. Krishnan waren alle chirurgischen Schritte am Modell implementiert und potenzielle Probleme berücksichtigt worden, damit der von Dr. Krishnan geplante Eingriff das gewünschte Ergebnis erbringen konnte.

Planung der optimalen anatomischen Korrektur
VSP Orthognathics

Finale Planung der optimalen anatomischen Korrektur.

Übertragung der präoperativen Planung in den Operationssaal

Im Anschluss an die Online-Planung wurden von den Biomediziningenieuren von 3D Systems die Okklusionssplints konzipiert und per SLA 3-D-Druck hergestellt, die Dr. Krishnan während des Eingriffs verwenden würde, um die Knochenanatomie korrekt zu platzieren. Die SLA-Drucktechnologie von 3D Systems bietet dabei die höchste Präzision und Oberflächenqualität für 3-D-gedruckte Teile. Die SLA-Splints werden vom OP-Team vor der Verwendung im OP sterilisiert.

Während der virtuellen OP-Planungssitzung entschloss sich Dr. Krishnan, zunächst den Unterkiefer in die gewünschte Position zu bringen, deshalb wurde ein Intermediate Splint angefertigt, um die Zähne von Ober- und Unterkiefer relativ zueinander auszurichten. Nachdem der Unterkiefer operativ in die digital vorgeplante Position gebracht worden war, wurde er vom OP-Team in dieser Position mit Platten und Schrauben fixiert. Nach dem Intermediate Splint wurde ein zweiter, endgültiger Splint eingesetzt, um Ober- und Unterkiefer zusammenzubringen und eine korrekte Okklusion zu erreichen.

Dr. Krishnan bestätigt, dass die virtuellen OP-Planung erhebliche Zeiteinsparungen während des eigentlichen Eingriffs ermöglicht hat, weil die einzelnen Bewegungen bereits genau vorab geplant werden konnten. „Die patientenspezifischen Splints gewährleisten, dass die geplanten Lageänderungen durchgeführt wurden, und minimierten intraoperative Arbeiten an den Splints“. Über die präzise präoperative Planung und Senkung der OP-Dauer hinaus kann VSP Orthognathics auch die Narkosezeit verringern – was ebenfalls zu einem verbesserten Behandlungsergebnis beitragen und ein optimales orthognatisches Outcome ermöglichen kann [2,3].

Literatur

[1] Xia JJ, Gateno J, Teichgraeber JF, Christensen AM, Lasky RE, Lemoine JJ, Liebschner MAK: Accuracy of a Computer-Aided Surgical Simulation (CASS) System in the Treatment of Complex Cranio-Maxillofacial Deformities: A Pilot Study. J Oral Maxillofac Surg 65(2) 248-54, 2007.
[2] Hirsch DL, Garfein ES, Christensen AM, Weimer KA, Saadeh PB, Levine JP:  Use of computer-aided design and computer-aided manufacturing to product orthognathically ideal surgical outcomes: a paradigm shift in head and neck reconstruction. J Oral Maxillofac Surg 67:2115-2122, 2009
[3] McCormick S, Drew S: Virtual model surgery for efficient planning and surgical performance. J Oral Maxillofac Surg  69:638-644, 2011