CC BY
60
УДК: 616.315-007.254-089.843
ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ТРЁХМЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ И ЦИФРОВОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ В ЛЕЧЕНИИ ПАЦИЕНТОВ С ВРОЖДЁННОЙ РАСЩЕЛИНОЙ ВЕРХНЕЙ ГУБЫ И НЁБА
А.В. Силин1, М.И. Чернобровкина1,2, М.Б. Трушко3, Е.Д. Чарторижская3, Э.С. Керод3 1 ГБОУ ВПО Северо-Западный государственный медицинский университет им. И.И. Мечникова,
Санкт-Петербург, Россия 2 ФГБУ Научно-исследовательский детский ортопедический институт им. Г.И. Турнера,
Санкт-Петербург, Россия
3 Диспансерный центр для детей с врождёнными аномалиями развития тканей челюстно-лицевой области и ринолалии г. Санкт-Петербурга, Санкт-Петербург, Россия
Цель: Разработать алгоритм ранней ортопедической и ортодонтической реабилитации детей с односторонней полной врождённой расщелиной верхней губы и нёба и оптимизировать методику количественной оценки морфологических изменений верхней челюсти после лечения с помощью компьютерной трёхмерной технологии.
Материалы и методы: 60 пациентов с полной односторонней врождённой расщелиной верхней губы и нёба были разделены на две равные группы, среднее значение возраста которых с момента рождения составило 5,53 дня. В первой группе лечение было проведено с помощью ортопедических аппаратов, изготовленных по традиционному способу. Вторая группа включала 30 пациентов, в которой лечение было проведено с помощью внутриротовых аппаратов, изготовленных при помощи цифрового моделирования и трёхмерного прототипирования. Антропометрические изменения верхней челюсти у всех пациентов были оценены с помощью компьютерной программы Rapidform XOR3.
Результаты: Были найдены высоко значимые статистические различия формы верхней челюсти после проведённого раннего ортопедического и ортодонтического лечения (P<0,0001). В группе, в которой использовался способ изготовления ортопедических аппаратов с помощью компьютерного моделирования и последующего трёхмерного прототипирования, время подготовки к операции составило на 2,5 недели меньше, по сравнению с традиционным способом.
Выводы: Современные трёхмерные цифровые технологии представляют высокоточный, ма-лоинвазивный и безопасный диагностический и лечебный инструмент, призванный детально описать индивидуальную морфологию и анатомические особенности врождённого дефекта.
Ключевые слова: врождённые аномалии развития челюстно-лицевой области, ранее ортодон-тическое лечение врождённых расщелин, CAD/CAM технологии.
Врождённая полная расщелина верхней губы и нёба (ВРГН) является тяжелым и распространённым пороком развития челюстно-лицевой области. Согласно эпидемиологическим данным ВОЗ, средняя частота встречаемости ВРГН в Европе составляет от 8-14 на 10 000 новорожденных, с самыми высокими показателями для североевропейских стран в частности, Финляндии, Англии и России [1]. Ежегодно в России рождается более 20 000 детей с врождёнными расщелинами и, в сравнении со статистическими данными за последние 50 лет (5000 детей в год), прослеживается крайне негативная динамика непрерывного увеличения новых случаев с каждым годом [2,3].
При данной аномалии происходит нарушение функций сосания, глотания и дыхания новорожденного, которые усугубляется еще и морфологической неполноценностью верхней
губы, а также анатомическим дефектом верхней челюсти и нёба [4]. Таким образом, медицинская реабилитация таких пациентов должна быть проведена с первых часов жизни ребенка. Задачей ранней реабилитации пациентов с врождёнными полными расщелинами является разобщение полости рта и носа, обеспечение процесса нормального вскармливания, а также восстановление формы альвеолярных отростков верхней челюсти, нарушенной в результате врождённой патологии [5,6]. Нашей отечественной школой ортодонтии был заложен фундамент комплексной реабилитации детей с врождёнными аномалиями развития [7-13]. Однако, на сегодняшний день в России, как и в остальном мире не существует единого общепринятого стандарта лечения пациентов с подобной патологией. В последние два десятилетия, совместно со стремительным развитием
цифровых и оптических технологий, таких как бесконтактное поверхностное лазерное сканирование, цифровое моделирование и получение физических моделей с помощью трёхмерного прототипирования, возрос интерес к возможностям их применения в качестве более точного, безопасного и малоинвазивного инструмента для проведения с их помощью антропометрической диагностики и лечения особенно при врождённых аномалиях развития [14,15]. Переход на цифровое описание модели врождённого дефекта, построение компьютерного чертежа внутриротового аппарата с последующим его изготовлением с помощью технологии объёмного прототипирования, открывает новые конструктивные и технологические возможности для успешной реализации первого и одного из наиболее важных этапов комплексного лечения - ранней реабилитации детей с ВРГН.
Цель: Разработать алгоритм ранней ортопедической и ортодонтической реабилитации детей с односторонней полной врождённой расщелиной верхней губы и нёба (ВРГН) и оптимизировать методику количественной оценки морфологических изменений верхней челюсти после проведенного лечения с помощью цифровой трёхмерной технологии.
Материалы и методы
Данное проспективное нерандомизированное когортное исследование включало 60 пациентов с полной односторонней ВРГН, которые были разделены на две равные группы. Критериями включения являлись новорожденные с полной, несиндромальной односторонней ВРГН, не получавших ранее какого-либо хирургического и/или ортодонтического лечения, возраст которых составлял до 14 дней с момента рождения, поступивших в городской диспансерный центр по лечению детей с врожденной патологией челюстно-лицевой области города Санкт-Петербурга. Данное исследование было одобрено локальным этическим комитетом СЗГМУ им. И.И. Мечникова.
Первая группа включала 30 новорожденных, которым проводилось ранняя реабилитация с использованием ортопедических аппаратов, изготовленных по традиционному способу. Традиционный способ изготовления ортопедических аппаратов, представленной в первой группе, включал в себя этапы получения слепка верхней челюсти и ее гипсовой модели, по которой сначала моделировали шаблон будущего аппарата из
воска, после чего аппарат окончательно изготавливали из пластмассы согласно апробированной методики, предложенной Рубежовой И.С. [16].
Вторая группа составила новорожденных, в которой проводилось лечение с помощью разработанной нами методики изготовления ортопедических аппаратов по технологии трёхмерного прототипирования, включающей в себя предварительное трёхмерное лазерное сканирование гипсовых моделей челюстей с точностью лазера 0.56 ± 0.25 мм, в результате которого была получена цифровая объёмная модель врождённого дефекта с разрешающей способностью в 640 480 пикселей, и последующему компьютерному моделированию по ней дизайна ортопедического аппарата. Процесс изготовления физической модели методикой трёхмерного быстрого про-тотипирования обобщённо можно разделить на 4 основных этапа. В начале, после проведения бесконтактного трёхмерного лазерного сканирования, образуется непрерывное облако точек методом проекции переменной плотности с использованием математического принципа триангуляции, после чего в результате цифровой доработки, получают полигонально-сеточную объёмную модель отсканированного объекта. На втором этапе для возможности дальнейшей работы с объемной моделью необходимо разделить её полигональную поверхность на отдельные участки в зависимости от исходных геометрических характеристик её поверхностей. Необходимым условием для изготовления точного физического прототипа цифровой модели является трёхмерное моделирование и последующее математическое описание заключённых в её сложной геометрии нескольких более примитивных геометрических фигур, которое можно осуществить в программах компьютерного проектирования, а также в программах для работы с трёхмерной графикой таких как, например, Geomagic, Rapidform, T-FLEX CAD, CATIA, Autodesk 3ds Max, Maya, SolidWorks и других. Использование современного набора программных средств для работы с трёхмерными объектами оправдано, так как за сравнительно короткий временной промежуток позволяет получить высокоточную готовую модель с её средней геометрической погрешностью после проведённого моделирования не более 0,0002 мм [17-19]. На рисунке 1. продемонстрирована последовательность этапов изготовления ортопедического аппарата при помощи разработанной методики трёхмерного цифрового моделирования и последующего быстрого прототипирования.
Рис. 1. Последовательность изготовления ортопедического аппарата с помощью технологии 3-х мерного прототипирования. Слева направо: гипсовая модель верхней челюсти; цифровая модель врождённого
дефекта; моделирование ортопедического аппарата по цифровой модели врождённого дефекта; готовое изделие.
По цифровой модели врождённого дефекта, полученной в результате трёхмерного лазерного сканирования, происходит моделирование вну-триротового аппарата, с учетом всех анатомических особенностей дефекта при помощи компьютерной программы Inus Rapidform XOR3 SP1 x64 (INUS Technology Inc., 2012). Построение компьютерного чертежа и моделирование дизайна ортопедического аппарата включает в себя виртуальное очерчивание границ и определение размеров будущего изделия согласно цифровой модели врождённого дефекта. После чего на внутренней поверхности аппарата происходит цифровое отображение индивидуального рельефа врождённого дефекта верхней челюсти, основной целью которого является повышение качества фиксации и адаптации ортопедического аппарата в полости рта как в покое, так и во время кормления пациента (рис. 2). Материалом, из которого были изготовлены ортопедические аппараты во второй группе, являлась пластмасса отечественного производства, предназначенная для изготовления ортопедических аппаратов и рекомендованная Комитетом по новой медицинской технике Минздрава России, которая заранее была смоделирована в форме куба для использования в качестве заготовки по стандартным размерам применяемых аппаратов и согласно технологическому режиму её приготовления.
Для изготовления внутриротового аппарата у каждого пациента в обеих группах был получен один слепок верхней челюсти в начале лечения, а также после завершения лечения перед хейлоринопластикой был получен еще один -контрольно-диагностический. Процедура полу-
чения слепков в двух группах была проведена без предварительной премедикации новорожденного, и в состоянии полного бодрствования, что не исключало плач или крик ребенка во время снятия слепка, позволяя мышцам мягкого нёба свободно сформировать индивидуальный рельеф поверхности. Для количественной оценки морфологических изменений верхней челюсти после проведенной ранней ортопедической и ортодонтической реабилитации, гипсовые модели челюстей всех пациентов в обеих группах были подвергнуты поверхностному бесконтактному лазерному сканированию для расчета в компьютерной программе Rapidform XOR3.
Родителям были даны рекомендации по ношению и замене внеротовой тяги, которая представляла собой индивидуально сшитую полоску из неэластичной хлопчатобумажной материи с двумя отходящими от нее с каждой стороны эластичными элементами с опорой на головной чепец. Тугая внеротовая тяга создавала необходимое давление извне на раннее смещенный, в результате тяги мышц, больший протрузион-ный отросток, обеспечивая, таким образом точку приложения внешних сил для создания возможности дистального перемещения большего альвеолярного отростка и его установку в верхнечелюстную дугу, сокращая таким образом величину расхождения альвеолярных отростков, т.е. ширину врождённого дефекта.
На основании анализа литературы и экспертной оценки, было проведено ранжирование наиболее значимых параметров у исследуемой гомогенной выборки пациентов обеих групп до лечения: ширины врождённого дефекта, пространственного отношения большего альвеолярного отростка к меньшему в сагиттальной и трансверзальной плоскостях, в также длины альвеолярного отростка верхней челюсти на стороне расщелины. Были рассчитаны их средние значения, составившие: 12,368 мм, 11,033 мм, 11,995 мм и 17,060 мм, соответственно. Для оценки эффекта после проведённой ранней ортопедической и ортодонтической реабилитации, которая составила в среднем 80,5 дней, были проанализированы гипсовые модели верхней челюсти до и после лечения у всех 60 пациентов.
Методика количественной оценки
морфологических изменений верхней
челюсти
Количественная оценка формы и размеров верхней челюсти была проведена в программе Rapidform XOR3 по цифровым моделям челю-
стей в обеих группах наблюдений и для повышения точности измерений, при участии двух независимых врачей-ортодонтов, специализирующихся на реабилитации пациентов с врождёнными аномалиями развития, и в первой половине дня (см. рис. 2). Сравнительная оценка морфологии верхней челюсти в динамике лечения основывалась на анатомических ориентирах и построения на их основе плоскостей, предложенных Mazaheri и Вгаитапп [20,21].
Рис. 2. Измерения, выполняемые на цифровой 3-х мерной модели одностороннего врождённого дефекта. Расстояние A - A4 - ширина дефекта; расстояние A - X - переднезаднее соотношение альвеолярного сегмента на стороне расщелины к сегменту на здоровой стороне; расстояние A4 - X - отношение альвеолярного отростка на стороне расщелины к здоровому в трансверзальной плоскости; расстояние A4 - С - длина альвеолярного отростка верхней челюсти на стороне расщелины; расстояние A - C - длина альвеолярного отростка верхней челюсти на здоровой стороне; расстояние M - M4 - передняя ширина верхнечелюстной дуги; расстояние С -С' - задняя ширина верхнечелюстной дуги.
Статистическая обработка результатов измерений была проведена методами описательной статистики с помощью статистического программного обеспечения STATISTICA (StatSoft) for Windows v. 10. Различия между измерениями до и после проведения ранней реабилитации были описаны с использованием парного
^критерия Стьюдента для сравнения двух связанных совокупностей. С целью оценки продолжительности лечения от его начала до оптимальной коррекции деформации альвеолярных отростков к моменту операции при сравнении двух методик изготовления аппаратов, был использован метод Каплана-Мейера.
Результаты исследование и их обсуждение
В процессе лечения, по мере нормализации положения альвеолярных отростков верхней челюсти, появляется необходимость в проведении избирательной коррекции ортопедического аппарата, которая заключалась в постепенном удалении участка аппарата позади раннее смещённого большего альвеолярного отростка, необходимого для образования свободного пространства для возможности его дистального перемещения и установки на единую плоскость с меньшим отростком. В первой группе, в которой внутриротовые аппараты были изготовлены традиционным способом, коррекция заключалась в последовательном сошлифовывании поверхности аппарата за большим альвеолярным отростком и кпереди от меньшего. Сошлифовы-вание проводилось стоматологической твёрдо-сплавной фрезой грушевидной и шаровидной формы по всей нёбной и вестибулярной поверхности аппарата позади большего альвеолярного отростка под углом, составляющим приблизительно 30°. Кпереди от меньшего альвеолярного отростка, который необходимо было, наоборот, переместить вперёд, проводили сошлифовы-вание внутренней поверхности аппарата под прямым углом к его плоскости. После каждого этапа сошлифовывания поверхностей аппарата не более 1 мм, проводили оценку образовавшегося расстояния между аппаратом и отростками в полости рта, которое необходимо было получить для возможности их дальнейшего взаимного перемещения. Каждое посещение происходила проверка фиксации аппарата в полости рта новорожденного, и, при недостаточной фиксации и стабилизации, проведение повторной коррекции вплоть до достижения полного соответствия аппаратом индивидуальной формы врождённого дефекта.
Во второй группе, благодаря проведению компьютерного моделирования этапов взаимного перемещения двух отростков верхней челюсти и расчета их векторных направляющих согласно трём плоскостям, выполняли высокоточное виртуальное удаление соответствующих участков в аппарате. Ортопедические аппараты
во второй группе, изготовленные при помощи компьютерного моделирования и технологии трёхмерного прототипирования, в готовом виде уже имели удалённые участки, полученные в результате проведения цифровых расчетов.
Сравнительная оценка результатов проведения ранней ортопедической реабилитации продемонстрировала высоко значимые статистические различия (Р<0,0001), которые наблюдались в уменьшении показателя, характеризующего дистальное положение меньшего альвеолярного отростка на стороне расщелины по отношению к большему альвеолярному отростку на здоровой стороне в трансверзальной плоскости (параметр А' - X). Анализ параметров передней (расстояние М - М') и задней ширины (расстояние С - С') между наиболее выступающими точками середины альвеолярных отростков в трансверзальной плоскости показал их вовсе незначительное увеличение после лечения, которое составило в среднем 2,891 мм (Р=0.265) для ширины в переднем отделе, и 1,974 в заднем отделе верхней челюсти (Р=0.0968), что является скорее типичным и согласуется с другими исследованиями этого параметра при односторонних ВРГН [22,23]. Однако, различия в числовых характеристиках ширины врождённого дефекта (параметр А'-А) в трансверзальной плоскости, а также измерения длины альвеолярных отростков верхней челюсти на стороне расщелины (параметр А'-СС') и на здоровой стороне (параметр А - СС') в сагиттальной плоскости также признаны высоко значимыми. Переднезаднее отношение большего альвеолярного отростка к меньшему (параметр А - X) показало уменьшение средних значений показателей почти в 4 раза с 11,003 мм до лечения по сравнению с 2,792 мм после проведенного лечения. Полученные результаты статистически достоверно свидетельствуют об изменении взаимного расположения большего и меньшего альвеолярных отростков после проведенного лечения, что отражается в увеличении длины альвеолярного отростка на стороне расщелины (расстояние А'- СС') при одновременном уменьшении длины альвеолярного отростка на здоровой стороне (расстояние А - СС'). Уменьшение расстояния А-Х означает, что изначально смещенный дистально меньший альвеолярный отросток верхней челюсти на стороне дефекта после проведенного лечения, занял свое правильное, т.е. более переднее положение. Цифровой анализ трехмерных моделей челюстей после проведенного лечения проде-
монстрировал значительное уменьшение ширины (расстояние А - А) врожденного дефекта в 2.5 раза с 12,368 мм до 5,351 мм, что является необходимым условием для качественной подготовки к хейлоринопластики, и в свою очередь создаст благоприятные условия для сближения краев дефекта в процессе операции, так и для развития верхней челюсти в отдалённом периоде [24-30]. Динамика морфологический изменений верхней челюсти продемонстрирована на рисунке 3.
а. До лечения б. После лечения
Рис. 3. Динамика изменения формы верхней челюсти на цифровых 3-х мерных моделях
Как видно из таблицы 1 при сравнении двух методик изготовления ортопедических аппаратов медианное предоперационное время различалось значимо в двух группах (р<0,001 по тесту лог-ранк).
В процессе лечения ни у одного пациента не произошел отказ от ношения аппарата, а процесс адаптации к ним, при применении двух методов изготовления, прошёл благоприятно и без осложнений.
Основной целью раннего ортодонтического лечения детей с врождёнными расщелинами челюстно-лицевой области, является устранение деформации вторично смещенных, в результате аномалии, альвеолярных отростков и оптимизация формы верхней челюсти, что является обязательным условием для проведения успешной хейлоринопластики [31-34]. Кроме того, применение нового подхода к изготовлению аппаратов для ранней реабилитации пациентов с односторонней ВРГН, по нашим предварительным данным, позволило снизить экономические затраты, как минимум, в 2 раза, по сравнению с традиционным способом. Данное обстоятельство связано с сокращением количества технологических этапов и времени, необходимого для изготовления аппаратов.
Индивидуальный дизайн внутриротового аппарата, который был виртуально спроектирован по объемной трёхмерной модели врождённого дефекта, обеспечил снижение количества и длительности повторных посещений пациента, а также уменьшение времени подготовки к операции. Сокращение повторных посещений и длительности приёма пациента связано, прежде всего, с усовершенствованной конструкцией аппарата, которая требовала значительно меньшего времени на проведение индивидуальной припасовки аппарата в полости рта, что на практике всегда является длительной и утомляющей процедурой, нарушающей режим кормления и сна новорожденного. Метод изготовления ортопедических аппаратов при помощи трёхмерного моделирования и быстрого прототипи-рования представляется не менее интересным, если рассматривать еще более тяжёлую аномалию - двустороннюю расщелину верхней губы, альвеолярного отростка и нёба, которая, как мы надеемся, станет предметом наших дальнейших исследований.
Заключение
Важность первого этапа ортопедической и ортодонтической реабилитации пациентов с врождёнными расщелинами верхней губы, альвеолярного отростка и нёба трудно переоценить, так как эффект от её своевременного проведения имеет неоспоримые преимущества как во время операции, так и в отдалённом периоде [35-37]. Методика изготовления внутриротовых аппаратов при помощи трёхмерного моделирования и технологии высокоточного прототипирования, позволяет не только ускорить технологический процесс их производства, но также значитель-
но повысить качество непосредственно самих аппаратов. Благодаря проведению цифрового проектирования индивидуальной поверхности дефекта на поверхность аппарата, а также компьютерного моделирования этапов взаимного перемещения двух отростков верхней челюсти во всех трёх плоскостях, создаётся возможность предоставить персонифицированный подход к лечению исключительно для каждого пациента и, таким образом, достичь наибольшей эффективности ранней медицинской реабилитации детей с врождёнными расщелинами.
Исследование выполнено при финансовой поддержке государственного некоммерческого Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере.
Литература
1. Global registry and database on craniofacial anomalies: Report of a WHO Registry Meeting on Craniofacial Anomalies [Электронный ресурс] // WHO Registry Meeting on Craniofacial Anomalies. Bauru, Brazil: 2001. P. 85-101. URL: http:// www.who.int/genomics/anomalies/en/CFA-RegistryMeeting-2001.pdf (дата обращения: 30.10.2015).
2. Супиев, Т.К. Врождённая расщелина верхней губы и нёба (этиология, патогенез, вопросы медико-социальной реабилитации) / Т.К. Супиев, А.А. Мамедов, Н.Г. Негаметзянов. - Алматы: Б.и., 2013. - 496 с.
3. Булатовская, Б.Я. Частота различных форм врожденных расщелин губы и их классификация // Стоматология. - 1959. - Т. 38. - № 3.- С. 42-43.
4. Блохина, С.И., Долгополова Г.В. Медицинская и социальная реабилитация детей с
Таблица 1
Длительность предоперационной подготовки пациентов в зависимости от способа изготовления ортопедических аппаратов
Способ изготовления Среднее время предоперационной подготовки (в неделях) 95% ДИ для среднего времени предоперационной подготовки Медианное время предоперационной подготовки 95% ДИ для медианного времени предоперационной подготовки
Традиционный (п=30) 11,5 11,5 - 11,5 12,9 12,8 - 13,3
По технологии быстрого
прототипирования 10,5 10,4 - 10,6 10,4 10,3 - 10,7
(п=30)
Общее время 11,7 11,4 - 12,1 11,5 10,8-12,7
врождённой расщелиной верхней губы и неба // Тезисы доклада 1-ой республиканской конференции «Стоматология и здоровье ребенка».
- М., 1996. С. 20-22.
5. Губская, А.Н. Вторичные деформации че-люстно-лицевой области при врождённой расщелине губы и неба. -М.: Медицина, 1975. -105 с.
6. Хорошилкина, Ф.Я., Малыгин Ю.М., Пер-син Л.С. Лечение зубочелюстно-лицевых аномалий: учеб. пособие. - М.: МИА, 2011. -320 с.
7. Козлов, В.А. Хирургическое лечение про-гнатии нижней челюсти после устранения врожденной расщелины верхней губы и неба // Вестник хирургии им. И.И. Грекова. - 1994. -№7- 12. - С. 96-99.
8. Козлов, В.А., Знаменский В.И. Пути совершенствования организации оперативной помощи детям с врожденными расщелинами верхней губы и неба // Тр. ЦНИИС. - 1984. - Т. 13. - С.
4-7.
9. Лимберг, А.А., Дубов М.Д. Роль отечественных авторов в разработке вопросов лечения врожденных расщелин лица и неба // Стоматология. - 1975. - №5. - С. 41.
10. Терехова, Т.Н. Раннее ортодонтическое лечение детей с врожденными расщелинами верхней губы и неба / Т.Н. Терехова, А.Н. Кушнер // Здравоохранение Беларусь. - 1996. - №9. - С.
5- 6.
11. Шарова, Т.В. Ранняя ортопедическая терапия детей с врожденной расщелиной губы и неба: Дис. ... д-ра мед. наук. - Пермь, 1984. - 439 с.
12. Хорошилкина, Ф.Я. Зубочелюстные аномалии и деформации, обусловленные врожденными пороками развития лица и челюстей / Ф.Я. Хорошилкина // Руководство по ортодон-тии. - М., 1982. - С. 375- 391.
13. Часовская, З.И. Применение обтураторов при врожденных расщелинах неба / З.И. Часовская. - Л.: Медицина, 1972. — 117с.
14. Salmi, M. Rapid tooling method for soft customized removable oral appliances / M. Salmi, J. Tuomi, R. Sirkkanen, T. Ingman, A. M kitie // Open Dentistry Journal. - 2012. - №6. - P. 85-89.
15. Shen, C. Presurgical nasoalveolar molding for cleft lip and palate: the application of digitally designed molds / C. Shen, C.A. Yao, W. Magee, G. Chai, Y. Zhang // Plastic and Reconstructive Surgery. - 2015. - №135. - P. 1007-1015.
16. Рубежова, И.С. Ортопедическое и орто-донтическое лечение больных с врожденной расщелиной губы и неба в условиях диспансерного центра: Автореферат дис. ... д-ра мед. наук.
- Лениград, 1989. - 36 с.
17. Chang, K-H., Chen C. 3D Shape Engineering and Design Parameterization // Computer-Aided Design and Applications. - 2011. - Vol. 8(5). - P. 681- 692.
18. Chader, M. The Value of 3rd Generation, Parametric Modeling from 3D Scan Data // White Paper. - 2008. - Vol.18 (4). - P. 1-15.
19. Chia, H. N, Wu B. M. Recent advances in 3D printing of biomaterials // Journal of Biological Engineering. - 2015. - Vol. 9 (4). - P. 1-14.
20. Mazaheri, M. Changes in arch form and dimensions of cleft patients / M. Mazaheri, R.L. Harding, J.A. Cooper et al. // American Journal of Orthodontics. - 1971. - № 60. - P.19-32.
21. Braumann, B. Three-dimensional analysis of morphological changes in the maxilla of patients with cleft lip and palate / B. Braumann, L. Keilig, C. Bourauel, A. Jager // Cleft Palate Craniofacial Journal. - 2002. - №39. - P. 1- 11.
22. PBaek, S.H., Son W.S. Difference in alveolar molding effect and growth in the cleft segments: 3-dimensional analysis of unilateral cleft lip and palate patients // Oral Surgery, Oral Medicine, Oral Pathology, Oral Radiology, and Endodontology. -2006. - №102. - P. 160-168.
23. Kegik, D., Enacar A. Effects of nasoalveolar molding therapy on nasal and alveolar morphology in unilateral cleft lip and palate // Journal of Cra-niofacial Surgery. - 2009. - №20. - P. 2075-2080.
24. Grayson, B.H., Garfinkle J.S. Early cleft management: the case for nasoalveolar molding // American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics. - 2014. - №45. - P.134-142.
25. Hopper, R.A., F. Al-Mufarrej. Gingivoperios-teoplasty // Clinics in Plastic Surgery. - 2014. -№41. - P.233- 240.
26. Murthy, P.S. Pre surgical nasoalveolar molding: changing paradigms in early cleft lip and palate rehabilitation / P.S. Murthy, S. Deshmukh, A. Bhagyalakshmi, K. Srilatha // Journal of International Oral Health. - 2013. - №5. - P.70-80.
27. Rubin, M.S. Assessment of presurgical clefts and predicted surgical outcome in patients treated with and without nasoalveolar molding / M.S. Rubin, S. Clouston, M. Ahmed, K. Lowe, P.R. Shetye, H.L. Broder, S.M. Warren, B.H. Grayson // Journal of Craniofacial Surgery. - 2015. - №26. - P. 71-75.
28. Sasaki, H. Presurgical nasoalveolar molding orthopedic treatment improves the outcome of primary cheiloplasty of unilateral complete cleft lip and palate, as assessed by naris morphology and cleft gap / H. Sasaki, S. Togashi, R. Karube, T. Yanagawa, S. Nakane, K. Tabuchi, N. Ishibashi, Y.
Shinya, H. Ito, K.Yamagata, K. Onizawa, K. Ada-chi, M. Sekido, H. Bukawa // Journal of Craniofacial Surgery. - 2012. - №23. - P.1596-1601.
29. Santiago, P.E., Schuster L.A., Levy-Bercows-ki D. Management of the alveolar cleft // Clinics in Plastic Surgery. - 2014. - №41. - P. 219- 232.
30. Vyas, R.M., Warren S.M. Unilateral cleft lip repair // Clinics in Plastic Surgery. - 2014. -№41. - P.165-177.
31. Cutting, C. Presurgical columella elongation and primary retrograde nasal reconstruction in one-stage bilateral cleft lip and nose repair / C. Cutting, B. Grayson, L. Brecht // Plastic and Reconstructive Surgery. - 1998. - №101. - P. 630-639.
32. Patel, P.A. Comparative Study of Early Secondary Nasal Revisions and Costs in Patients With Clefts Treated With and Without Nasoalveo-lar Molding /P.A. Patel, M.S. Rubin, S. Clouston, F. Lalezaradeh, L.E. Brecht, C.B. Cutting, P.R. She-tye, S.M. Warren, B.H. Grayson //Journal of Craniofacial Surgery. - 2015. - №26. - P.1229-1233.
33. Rau, A. Nasoalveolar molding in cleft care-experience in 40 patients from a single center in
Germany / A. Rau, L.M. Ritschl, T. Mücke, K.D. Wolff, D.J. Loeffelbein // PLoS One. - 2015. -№10. - P.1-10.
34. Shaye, D. Update on outcomes research for cleft lip and palate // Current Opinion in Otolaryngology & Head and Neck Surgery. - 2014. -№22. - P. 255-259.
35. Wang, Q. An extraoral nasoalveolar molding technique in complete unilateral cleft lip and palate / Q. Wang, L. Zhou, J. Z. Zhao, E.W. Ko // Plastic and Reconstructive Surgery Global Open. - 2013. - №.4. - P.1-3.
36. Van der Heijden, P., Limited evidence for the effect of presurgical nasoalveolar molding in unilateral cleft on nasal symmetry: a call for unified research / P. Van der Heijden, P.U. Dijkstra, C. Stellingsma, B.F.van der Laan, A.G. Korsten-Meijer, S.M. Goorhuis-Brouwer // Plast Reconstr Surg. - 2013. - Vol. 131. - P. 62-71.
37. Kozelj, V. The basis for presurgical orthopedic treatment of infants with unilateral complete cleft lip and palate // Cleft Palate Craniofac J. -2000. - Vol. 37. - P. 26-32.
М.И. Чернобровкина Тел.: +7 (921) 595-67-75 E-mail: [email protected]
А.В. Силин, М.И. Чернобровкина, М.Б. Трушко, Е.Д. Чарторижская, Э.С. Керод Возможности применения трёхмерного моделирования и цифрового проектирования в лечении пациентов с врождённой расщелиной верхней губы и нёба // Вестник Северо-Западного государственного медицинского университета им. И.И. Мечникова. — 2016. - Том 8, № 1. - С. 13-21.
THE APPLICATION OF THREE-DIMENSIONAL MODELING AND COMPUTER-AIDED DESIGNING IN CLEFT LIP AND PALATE
A.V. Silin1, M.I. Chernobrovkina12, M.B. Trushko3, E.D. Chartorizskaya3, E.S. Kerod3
1 North-Western State Medical University named after I.I. Mechnikov, Saint-Petersburg, Russian Federation
2 Scientific and Research Institute for Children's Orthopedics n.a. H.Turner of Health Ministry of the Russian
Federation, Saint-Petersburg, Russian Federation
3 Pediatric Rehabilitation Center of Congenital Craniofacial Abnormalities and Rhinolalia,Saint-Petersburg,
Russian Federation
The aim of this study was to introduce the treatment concept of early maxillary orthopedics in complete unilateral cleft lip and palate patients and to quantify the maxillary morphological changes after presurgical alveolar molding using three-dimensional computer-assisted technologies.
Methods: This study included 60 patients with the mean age 5.53 days with complete unilateral cleft lip and palate who underwent two treatment protocols before primary cheiloplasty. In the first group, conventional approach of orthopaedic appliance fabrication was used. Physical alveolar molding appliances in the second group were created from virtual 3D computer designed models. The maxillary morphology was analyzed and differences in maxillary anthropometric measurements were recorded before and after treatment.
Results: Three - dimensionally assisted approach reduced surgical wait time by 2,5 weeks simplifying the process of appliance manufacturing. Highly significant maxillary arch differences were found (P<0,0001) after early rehabilitation in cleft lip and palate patients in both groups.
Conclusion: Current digital technologies appear to be a promising and supportive tool for carrying out diagnostics and treatment in patients with congenital birth defects allowing vivid graphical 3D repsentation of all individual morphological variabilities in orofacial clefts.
Keywords: Presurgical infant orthopaedics, unilateral cleft lip and palate, CAD/CAM technologies.
Authors
M.I. Chemobrovkina Tel.: +7 (921) 595-67-75 E-mail: [email protected]
A.V. Silin, M.I. Chernobrovkina, M.B. TTushko, E.D. Chartorizskaya, E.S. Kerod The application of three-dimensional modeling and computer-aided designing in cleft lip and palate // Herald of the Northwestern State Medical University named after I.I. Mechnikov. - 2016. - Vol. 8, № 1 - P. 13-21.
