In 3D Đột Phá Trong Kỹ Thuật Phẫu Thuật Chỉnh Hình Hàm Mặt

Sự phát triển của công nghệ in 3D và các robot hỗ trợ phẫu thuật đã mở rộng khả năng của AI trong lĩnh vực y học. Đặc biệt trong phẫu thuật chỉnh hình hàm móm, AI bắt đầu được tích hợp vào các robot phẫu thuật như da Vinci Surgical System, với mục đích cải thiện độ chính xác của các thủ thuật cắt và điều chỉnh hàm.

Case Phẫu thuật đầu tiên và các cải tiến

Phẫu thuật cắt xương hàm dưới đầu tiên được báo cáo bởi Hullihen vào năm 1849. Một thế kỷ sau, Trauner và Obwegeser đã phát triển một kỹ thuật được gọi là Cắt Xương Hàm Dọc Song Song Hai Bên-Bilateral sagittal split osteotomy (BSSO). BSSO đã trở thành phương pháp phẫu thuật phổ biến nhất để di chuyển hàm dưới về phía sau và nhiều kỹ thuật điều chỉnh BSSO đã được đề xuất để tăng cường độ ổn định và giảm biến chứng sau phẫu thuật, ví dụ như các cải tiến của Dalpont, Hunsuck và Epker.

Năm 2016, Prasan T và Laddawun S đã giới thiệu kỹ thuật BSSO mới được gọi là kỹ thuật Low Z Plasty (sửa đổi của Prasan). Kỹ thuật Low Z Plasty này (sửa đổi của Prasan) có ưu điểm so với các phương pháp BSSO trước đây bằng cách sửa đổi đường cắt xương hàm sau ở mặt lưỡi tại khu vực răng khôn để tăng khả năng đẩy lùi hàm dưới trong trường hợp độ III khung xương nghiêm trọng với dị tật khớp cắn mở phía trước. Sửa đổi này đã đưa trục quay tâm trong trục ném của hàm dưới đến khu vực răng khôn.

Do đó, bác sĩ phẫu thuật có thể xoay phân đoạn xa một cách dễ dàng với sự can thiệp tối thiểu, giảm nguy cơ lệch khung xương. Ngoài ra, hàm có thể được đẩy lùi xa hơn mà không can thiệp vào dây thần kinh mặt, thường giới hạn trong kỹ thuật BSSO thông thường, do đó kết quả ít có khả năng bị liệt mặt. Tuy nhiên, kỹ thuật này đòi hỏi phải cắt thêm xương tại phân đoạn cắt gần do xương chồng lên phân đoạn xa trong khi đẩy lùi hàm.

Sự Ra Đời của Phẫu Thuật Hỗ trợ bởi Robot và In 3D

Trong thập niên 2010, sự phát triển của công nghệ in 3D và các robot hỗ trợ phẫu thuật đã mở rộng khả năng của AI trong lĩnh vực y học. Đặc biệt trong phẫu thuật chỉnh hình hàm móm, AI bắt đầu được tích hợp vào các robot phẫu thuật như da Vinci Surgical System, với mục đích cải thiện độ chính xác của các thủ thuật cắt và điều chỉnh hàm. Các mô hình 3D do AI tạo ra đã giúp các bác sĩ phẫu thuật lên kế hoạch và mô phỏng các thủ thuật phức tạp một cách hiệu quả hơn.

Hiện tại: Học Máy và Phân Tích Dữ liệu Lớn

Gần đây, AI tiếp tục phát triển nhanh chóng nhờ vào học máy và phân tích dữ liệu lớn. Trong phẫu thuật hàm móm, AI không chỉ được áp dụng để lập kế hoạch và thực hiện phẫu thuật mà còn để theo dõi hậu phẫu và phân tích kết quả. Các thuật toán học sâu, như những phát triển từ Google DeepMind, đã giúp phân tích hàng loạt dữ liệu lâm sàng, cung cấp cái nhìn sâu sắc hơn về các yếu tố ảnh hưởng đến kết quả phẫu thuật.

Ứng dụng AI trong phẫu thuật hàm móm tiếp tục phát triển, với những tiến bộ công nghệ và học máy mở ra các phương pháp điều trị tối ưu và cá nhân hóa hơn. Các nghiên cứu và ứng dụng mới trong lĩnh vực này hứa hẹn sẽ mang lại lợi ích đáng kể cho bệnh nhân và cải tiến lớn trong lĩnh vực y học chỉnh hình.

Kế hoạch Ảo với sự hỗ trợ AI

Trong lĩnh vực phẫu thuật chỉnh hình hàm mặt, việc sử dụng thiết bị CT AI cho từng bệnh nhân là một phương pháp mới nhằm chuyển giao kế hoạch phẫu thuật ảo sang thực tế bệnh nhân. Ba thiết kế hướng dẫn định vị khác nhau đã được so sánh về vị trí đặt ốc osteosynthesis và kết quả giải phẫu hàm dưới.

Dữ liệu 3D của khách hàng và thiết lập kế hoạch phẫu thuật ảo

Lập Kế Hoạch Ảo

Các bộ dữ liệu CT Cone-beam (được xuất ở định dạng DICOM) và dữ liệu từ các quét trong miệng đã được bác sĩ xử lý bằng phần mềm IPS Case Designer (KLS Martin, Tuttlingen, Đức). Phần mềm này cho phép phân đoạn mô cứng của khuôn mặt bệnh nhân và đăng ký các mô hình răng số hóa trên lưới đã được phân đoạn DICOM bằng thuật toán bán tự động. Hơn nữa, nó cho phép thực hiện phân tích cephalometric ba chiều, theo Swennen, BSSO ảo được thiết kế nhằm mô phỏng phẫu thuật cắt xương có thể đạt được (Hình 1A).

Kế hoạch phẫu thuật chi tiết được tính toán chính xác bằng phần mềm IPS Case Designer (KLS Martin, Tuttlingen, Đức)

Nhóm phẫu thuật đã thực hiện kế hoạch phẫu thuật ảo dựa trên các thông số thẩm mỹ và đo đạc cephalometric . Điều này cho phép lập kế hoạch điều chỉnh mảnh vỡ condyle/ramus xoay quanh tâm hình học của đầu condylar, với các mục tiêu sau: (1) tránh can thiệp vào mảnh vỡ mang răng hoặc (2) biết được sự can thiệp không thể tránh khỏi cần được quản lý bằng cách cắt xương thêm chọn lọc của mảnh vỡ lưỡi, (3) căn chỉnh các biên dưới trên mặt phẳng sagittal; (4) đạt được sự dịch chuyển condylar ít nhất có thể tương thích với các điều chỉnh ramus yêu cầu.

Một cặp nẹp phẫu thuật (trung gian và cuối cùng) đã được thiết kế dựa trên kế hoạch phẫu thuật ảo. Thủ tục hàm dưới được thiết kế như một phẫu thuật không cần nẹp, tuy nhiên nẹp phẫu thuật vẫn được sản xuất để có giải pháp dự phòng trong trường hợp hệ thống thất bại trong quá trình phẫu thuật. Cuối cùng, nẹp trung gian được sử dụng thường xuyên để giữ cho mảnh vỡ mang răng ổn định hơn trong quá trình cố định.

File Đồ hoạ 3D và Nẹp cố định dược in bằng File đồ hoạ 3D.

Bản In 3D cho kết quả tương thích tuyệt đối với độ sai số thấp.

Kết quả cho thấy việc sử dụng các thiết bị CAD/CAM trong phẫu thuật chỉnh hình hàm đã đem lại độ chính xác cao trong việc chuyển giao kế hoạch phẫu thuật ảo vào thực tế. Tuy nhiên, cần nghiên cứu thêm để đánh giá độ ổn định của xương sau khi phẫu thuật với sự hỗ trợ của các thiết bị này. Các nhà nghiên cứu khuyến nghị rằng trong tương lai, các thiết kế hướng dẫn cần được cải tiến để tăng cường độ chính xác và giảm thiểu sự can thiệp của bề mặt đoạn xương cắt.

Bác sĩ Phùng Mạnh Cường với gần 20 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực phẫu thuật, đặc biệt là phẫu thuật mũi cấu trúc, là chuyên gia mang đến sự thay đổi đáng kinh ngạc cho hàng nghìn khách hàng. Với thời gian tu nghiệp tại Hàn Quốc, bác sĩ Phùng Mạnh Cường không chỉ nắm vững kỹ thuật tiên tiến mà còn áp dụng sáng tạo và tinh tế, đảm bảo mỗi ca phẫu thuật đều đạt đến mức hoàn hảo.

Bác sĩ Phùng Mạnh Cường không ngừng cập nhật và chia sẻ kiến thức qua các bài viết chuyên sâu và buổi hội thảo, giúp nâng cao hiểu biết và kỹ năng của cộng đồng y khoa. Hãy theo dõi bác sĩ để luôn cập nhật những thông tin mới nhất và giá trị nhất về phẫu thuật thẩm mỹ

Tài liệu tham khảo:

1. Kwon T-G, Choi J-W, Kyung H-M, Park H-S. “Accuracy of maxillary repositioning in two-jaw surgery with conventional articulator model surgery versus virtual model surgery.” Int J Oral Maxillofac Surg. 2014; 43(6): 732-738.
2. Cottrell DA, Wolford LM. “Altered orthognathic surgical sequencing and a modified approach to model surgery.” J Oral Maxillofac Surg. 1994; 52(10): 1010-1020.
3. Perez D, Ellis E. “Sequencing bimaxillary surgery: mandible first.” J Oral Maxillofac Surg. 2011; 69(8): 2217-2224.
4. Turvey T. “Sequencing of two-jaw surgery: the case for operating on the maxilla first.” J Oral Maxillofac Surg. 2011; 69(8): 2225.
5. Posnick JC, Ricalde P, Ng P. “A modified approach to ‘model planning’ in orthognathic surgery for patients without a reliable centric relation.” J Oral Maxillofac Surg. 2006; 64(2): 347-356.
6. Buckley MJ, Tucker MR, Fredette SA. “An exploratory study on the sequencing in orthognathic surgery.” J Oral Maxillofac Surg. Details not available.
7. Gander,T.,Bredell,M.,Eliades,T.,Rücker,M.&Essig,H.Splintlessorthognathicsurgery:Anoveltechniqueusingpatient-specific implants (PSI). J. Cranio-Maxillofacial Surg. 43, 319–322 (2015).
8. Lin,H.H.,Chang,H.W.&Lo,L.J.Developmentofcustomizedpositioningguidesusingcomputer-aideddesignandmanufactur- ing technology for orthognathic surgery. Int. J. Comput. Assist. Radiol. Surg. 10, 2021–2033 (2015).
9. Mazzoni, S., Bianchi, A., Schiariti, G., Badiali, G. & Marchetti, C. Computer-aided design and computer-aided manufacturing cutting guides and customized titanium plates are useful in upper maxilla waferless repositioning. J. Oral Maxillofac. Surg. 73, 701–707 (2015).
10. Kraeima,J.,Jansma,J.&Schepers,R.H.Splintlesssurgery:Doespatient-specificCAD-CAMosteosynthesisimproveaccuracyof Le Fort I osteotomy?. Br. J. Oral Maxillofac. Surg. 54, 1085–1089 (2016).
11. Suojanen,J.,Leikola,J.&Stoor,P.Theuseofpatient-specificimplantsinorthognathicsurgery:Aseriesof32maxillaryosteotomy patients. J. Cranio-Maxillofac. Surg. 44, 1913–1916 (2016).
12. Xue, C. et al. Precise control of maxillary multidirectional movement in Le Fort I osteotomy using a surgical guiding device. Br. J. Oral Maxillofac. Surg. 56, 797–804 (2018).
13. Savoldelli,C.etal.Dentalocclusal-surface-supportedtitaniumguidetoassistcuttinganddrillinginmandibularbilateralsagittal split osteotomy. J. Stomatol. Oral Maxillofac. Surg. 119, 75–78. https://doi.org/10.1016/j.jormas.2017.10.009 (2018).
14. Li, B. et al. A new approach of splint-less orthognathic surgery using a personalized orthognathic surgical guide system: A pre- liminary study. Int. J. Oral Maxillofac. Surg. 46, 1298–1305 (2017).
15. Suojanen, J., Leikola, J. & Stoor, P. The use of patient-specific implants in orthognathic surgery: A series of 30 mandible sagittal split osteotomy patients. J. Cranio-Maxillofac. Surg. 45, 990–994 (2017).
16. Brunso,J.etal.Custom-machinedminiplatesandbone-supportedguidesfororthognathicsurgery:Anewsurgicalprocedure.J. Oral Maxillofac. Surg. 74(1061), e1-1061.e12 (2016).
17. Swennen, G. R. J., Schutyser, F., Hausamen, J. E. & Van Cleynenbreugel, J. Three-Dimensional Cephalometry: A Color Atlas and manual. Three-Dimensional Cephalometry: A Color Atlas and Manual 1–365 (Springer, Berlin Heidelberg, 2006).