Planificación tridimensional y utilización de férulas Computer Aided Design/Computed Aided Manufacturing en cirugía ortognática

Revista

Española

de

Cirugía

Oral

y

Maxilofacial

w w w . e l s e v i e r . e s / r e c o m

Controversias

Planificación

tridimensional

y

utilización

de

férulas

Computer

Aided

Design/Computed

Aided

Manufacturing

en

cirugía

ortognática

Samir

Aboul-Hosn

Centenero

UnidaddeCirugíaMaxilofacial,HospitalPlató,Barcelona,Espa ˜na

i n f o r m a c i ó n

d e l

a r t í c u l o

Recibidoel22denoviembrede2012 Aceptadoel10defebrerode2013 On-lineel17dejuliode2014 Palabrasclave: Férula Cirugíaortognática Computer-AidedDesign/Computed AidedManufacturing

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Elpresentetrabajosecentraenexplicarlasventajasqueaportalaplanificación tridimen-sional(3D)ylaconfeccióndeférulasquirúrgicasComputerAidedDesign/ComputedAided Manufacturing(CAD/CAM)encirugíaortognática.Ladigitalizacióndelentornolaborales unarealidadimparableennuestrasociedady,ennuestraespecialidad,nosproporciona ventajasdesdeunpuntodevistalogístico,deprecisióndiagnósticayenlaconfecciónde férulasquirúrgicas.Lastradicionalesférulasquirúrgicassiguenunmétododefabricación casiartesanalsometidoaerroressistemáticosquesevanacumulandoalolargodel pro-ceso.LasférulasCAD/CAMsecreandirectamenteapartirdeimágenesqueobtenemosdela tomografíacomputarizadaodelatomografíadehazcónicoconloqueacortamos, digitali-zamosyestandarizamoselprocesodeconfeccióndisminuyendolaposibilidaddecometer erroresderivadosdelaconfecciónmanual.Lasimágenes3Dsobrelasquepodemostrabajar nosaportanventajasrespectoalavisualizaciónbidimensional(2D)yaquenohayuna pér-didadeinformaciónniunasuperposicióndeestructurasanatómicas.En3Dpodemosver conmayordetallepuntosdereferenciadifícilesdevisualizaren2Dysonimágenesidóneas paraelestudiodeasimetríasenelplanofrontal.

©2012SECOM.PublicadoporElsevierEspaña,S.L.U.Todoslosderechosreservados.

3D

planning

and

use

of

Computer

Aided

Design/Computed

Aided

Manufacturing

surgical

splints

in

orthognathic

surgery

Keywords: Splint Orthognathicsurgery Computer-AidedDesign/Computed AidedManufacturing

a

b

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t

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a

c

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Theaimofthisworkistopresenttheadvantagesof3DplanningandCAD/CAM (Compu-terAidedDesign/ComputedAidedManufacturing)surgicalsplintsinorthognathicsurgery. Digitalizationoftheworkingenvironmentisanunstoppablerealityinoursocietyand,in ourspecialtyitgivesusadvantagesfromalogistics,accuracyanddiagnosticpointofview, aswellasinthemanufactureprocessofsurgicalsplints.Theconventionalsurgicalsplints haveanartisanalmanufacturingprocesssubjectivetosystematicerrors.CAD/CAM sur-gicalsplintsarebuiltfromcomputedtomographyorconebeamcomputedtomography, whichmakesmanufacturingprocessshorter,digitalizedandstandardized,thus decrea-singtheerrorsofthehandmademanufacture.The3Dimagesthatwecanworkwith,give usadvantagescomparedtotwo-dimensional(2D)visualizationbecausethereisnolossof Correoelectrónico:[email protected]

1130-0558/$–seefrontmatter©2012SECOM.PublicadoporElsevierEspaña,S.L.U.Todoslosderechosreservados.

informationoroverlappinganatomicalstructures.Moredetailedpointsofreferencescan

beseenin3Dimages,whichareverydifficulttoseeintwo-dimensionalimages,andare

idealimagesforthestudyoffrontalplaneasymmetry.

©2012SECOM.PublishedbyElsevierEspaña,S.L.U.Allrightsreserved.

Introducción

El tratamiento de las deformidades dentoesqueléticas

requiere de un diagnóstico preciso para una correcta

pla-nificación preoperatoria1–5_{. Durante la planificación es}

fundamentalreproducirlosmovimientosóseosquevamosa

realizarenquirófanoyconfeccionarlasférulasquirúrgicas

queserviránalcirujanodeguíaantesdefijarlasestructuras

óseasosteotomizadasenlaposiciónplanificada2_.

Losprotocolosdeplanificaciónutilizadosdesdehacemás

de30a ˜nossiguenteniendovigenciaenlaactualidadperolos

avancestecnológicosylaconsecuentedigitalizaciónde

nues-troentornolaboralhanhechoquedispongamos denuevas

herramientasquenosaportanevidentesventajasrespectoa

losmétodostradicionalesdeplanificación.

Estáampliamenteprobadalautilidaddelaplanificación

tridimensional (3D) en pacientes sindrómicos con grandes

deformidadesfaciales dondeson característicaslas

asime-tríasenelplanofrontal6–8_{.Ladiscusióndelpresentetrabajo}

secentraenvalorarlautilidaddelaplanificación3Dyeluso

deférulasconfeccionadasapartirdelatecnologíaComputer

AidedDesign/ComputedAidedManufacturing(CAD/CAM)en

nuestrarutinadetrabajohabitualparacasoscon

malforma-cionesdentoesqueléticasdepacientesnosindrómicos.

Comotodanuevametodologíaesnecesariaunavalidación

yunestudioenprofundidaddesusventajasysus

inconve-nientes,soloasíesposibleasegurarlaidoneidaddeuncambio

respectoaloyaconocido.Cambiaranuevosprotocolosde

tra-bajonosiempreesfácil,inclusoenaquelloscasosdondeel

beneficiodelcambiopuedeparecerevidente.Implica

apren-derautilizarnuevasherramientasyainvertirtiempoydinero

eninnovación.Estecambiodebejustificarseparapoder

imple-mentarlocomométododetrabajohabitual,másaúnteniendo

encuentalaampliaintegracióndelsistemadeplanificación

clásicoencirugíaortognática.

Discusión

Elcirujanomaxilofacialdebehacerfrenteaunascomplejas

estructurasanatómicasyaunaltoniveldeexigencias

estéti-casporpartedelpacienteporloquedisponerdelamáxima

información en el estudio preoperatorio se traduce en un

mejoranálisisdiagnósticoyplanificacióndelosobjetivosa

alcanzar9_{. Ladificultadquesuponetrabajaren2}

dimensio-nes(2D)ysobreestructurasanatómicasdelesqueletofacial

queda resuelta mediante la planificación 3D y la realidad

aumentada10_.

Elanálisisclínico,elestudiofotográfico,elestudiosobrela

telerradiografíadeperfil,lacirugíademodelos,lautilización

de programasinformáticos, etc., sonalgunas de las

herra-mientasdelasquedisponemos.Noexiste,sinembargo,un

protocolouniversalmenteconsensuadoaseguirpararealizar

laplanificaciónpreoperatoriaporloqueseutilizaunoovarios

deestosmétodossegúnlaexperiencia,formaciónyresultados

delclínico.Existenmúltiplestiposdeanálisiscefalométrico

pero es remarcable el hecho de que ante la discrepancia

entreresultadoscefalométricosyclínicos,estosúltimos

tie-nenmayorpesoennuestrasdecisiones11_.

Son varios los estudios publicados sobre la tecnología

CAD/CAMaplicadaalacirugíaortognáticadondeseevidencia

laposibilidadderealizarunplandetratamientoyunasférulas

quirúrgicasCAD/CAMapartirdeunprogramainformáticode

formaprecisa7,12,13_{.Tambiénsehandemostradosusventajas}

entérminosdetiempoydinero14_{.Enestesentidoespreciso}

destacarquelosprogramasinformáticosdeplanificación3D

hanalcanzadounumbraldeaccesibilidadentérminos

eco-nómicosqueloshacenasequiblesparaunmayornúmerode

profesionalesaunquesiguecomportandoungastoeconómico

elevadocomoocurreantetodainversiónentecnología.

Acontinuaciónexponemoslasventajasmássignificativas

delaplanificación3DylasférulasquirúrgicasCAD/CAM.

Visiónglobaldelesqueleto

Incorporarlaterceradimensiónyaumentarcualquier

estruc-turaanatómicaenlapantalladenuestroordenador,sinalterar

la precisiónde nuestrasimágenes ymediciones, haceque

ver el esqueleto craneofacial, con su compleja anatomía,

seaunatareasencilla.Lasuperposicióndediferentesáreas

anatómicas que enocasionespodemos ver enradiografías

convencionalesno suponeun problemaalrealizar nuestro

plandetratamientoen3D12porloquesituarpuntosde

refe-renciaanatómicosesunpasorápidoypreciso.Lavisión3D

nos permitecrearverdaderosplanos de referenciaquepor

definicióntendrán3puntosynodefinircomoplanoslíneas

bidimensionalescomoocurreconelclásicoplanode

Frank-furt.

Laplanificación3Dpermiteobtenerunavisiónglobalde

todoelesqueletocraneofacialydeltejidoblando,la

posibili-daddevisualizarlodesdeinfinitospuntosdevista,aumentar

laimageneinteractuarconcualquierestructuraóseaquehaya

sidovirtualmenteosteotomizada.

Enelestudioconvencionaltodaestainformaciónnosllega

desdediferentespruebas(radiografías,modelosdelas

arca-dasdentales,fotografía,etc.)yelclínicoextraeinformación

decada unadelaspruebasdelestudioelaborandounplan

detratamiento.Pensamosqueeldisponerdetodala

informa-ciónenunasolapruebafacilitaelestudio,evitalapérdidade

informaciónydisminuyeerroressistemáticosquese

acumu-lanencadaunadelaspruebasquerequerimospararealizar

elestudioconvencional5_.

Hayque resaltarlaimportanciaque tieneobtenerunas

correctasimágenesdesdelatomografíacomputarizada

con-vencionalolatomografíadehazcónico,todasellasconuna

Figura1–a)Imagen3Ddelesqueletocraneofacialdeunpacientecondesviacióndelalíneamediamentonianahaciala izquierdaycantingmaxilar.b)Resultadotraslacirugíavirtual,corrigiendolaasimetríafacialelcantingmaxilaryla oclusiónhastalaclaseitrasplanificarunacirugíabimaxilarconmentoplastia.

durantelarealizacióndelaspruebasdeimagenyenla

posi-ciónnaturaldelacabeza.

Precisiónenelplanofrontal

Lavisiónen3Dhacemásfácilestudiarelesqueletofacialen

elplanofrontalqueelanálisiscefalométricobidimensional

convencionalsiendomássencillaladeteccióndeasimetrías

facialesenelplanocoronal.Enlaplanificaciónconvencional

lavisiónfrontaldelpacienteseobtieneapartirde3métodos:

fotografía,radiografíaymontajedelosmodelosdentalesen

elarticulador.Respectoalafotografía,elanálisis3Dya

incor-poralaimagendelpacienteparavalorarlaasimetríadelos

tejidosblandos.Conrespectoalaradiografíadefrente

con-vencionalexistenevidentesventajassidisponemosdeuna

imagen3D:noexistesuperposicióndeestructuras

anatómi-casynosproporcionamayorprecisiónyresolucióndepuntos

de referencia. Porúltimo, respectoal articulador, tenemos

laventajadepoderestudiarambasarcadasdentalesunidas

a laanatomía ósea real (no a unaescayola que no

repre-sentalaanatomíadelpaciente)yrelacionarestoconelresto

delaanatomíafacialdelpaciente,característica

fundamen-talparadiagnosticarlaasimentríaentrelalíneaintersticial

yla líneamediofacial (fig.1ay b), asícomo problemasde

canteo.

Precisiónenelplanovertical

Laposición enel ejeverticaldelcomplejo

maxilomandibu-larviene definida pordiferentes puntos de referencia y la

distanciaentreellos.Desdeelcantointernodelojoal

inci-sivolateraloalcaninoy/odesdeelagujeroinfraorbitarioal

incisivolateraloel caninoenambosladossepueden

obte-nermedicionesquenosayudanaestabilizardichocomplejo

maxilomandibularenunacorrectaposición.Losprogramas

informáticos3Dpermiten,enalgunoscasos, obtener

medi-cionesenel ejeverticalenlapantalla delordenadorantes

y después de la osteotomía y movilización de las

estruc-turas óseas a la posición definitiva. Además se localizan

ambosagujerosinfraorbitariosyelcantointernoóseo

fácil-mente.

Versatilidaddelosmovimientosrotacionalesdelcomplejo maxilomandibular

Enlacirugíabimaxilarlosmovimientosrotacionalesdel

com-plejomaxilomandibularnecesitantambiénunestudioprevio.

Elnuevoplanooclusalyladireccióndelarotacióndel

com-plejomaxilomandibularestáninfluidosporlaposiciónenel

ejeanteroposteriordelmentón,porlaanatomíaparanasaly

elcontornofacial15_{,estructurasanatómicasquepodemosver}

ensuconjuntogracias aesta tecnología.Elpuntosobre el

cualvaarotarel complejomaxilomandibularpuedeserde

granayudaparaacercarnosaunapredicciónderesultados16

yaquesegúndondeestésituadoprovocaráunoscambiosen

eltejidoblandoproyectándolomásomenoseneleje

ante-roposterior.Aun así,el talónde Aquilesde laplanificación

3Dsigueestandoenlapredicciónderesultadossobretejido

blandodebidoalaslimitacionestecnológicaspararepresentar

elcomportamientodedichotejidoylavariabilidadde

resul-tadosinteroperador.

Una posibilidad quenos aportan estos programases el

hechodepoderrotartodalaimagen3Dhastafijarlaenla

posi-ciónideal(queequivaldríaalaclásicaposiciónnaturaldela

cabeza)yrotarcadaestructuraóseaosteotomizadaantesde

empezararealizarmovimientoslineales.

Osteotomizacióndelossegmentos

Laplanificación3Dpermiteindividualizarenlapantalladel

ordenadorcada parteesquelética osteotomizada7 _y

movili-zarla enlos 3planos del espacio, realizar movimientos de

rotación definiendo la situación de su centro de rotación,

aumentarlaimagenyrealizarmedicioneslinealesy

angula-res.Graciasalaprecisióndelasimágenes3Ddelaanatomía

óseacraneofacialydecadasegmentoosteotomizadotambién

esposibleestudiarlascaracterísticasanatómicasintrínsecas

Figura2–DetalledelaférulaquirúrgicaCAD/CAM.

fragmentososteotomizadosquepuedancomprometerla

esta-bilidaddelaosteosíntesis.

Nosolovamosaconseguirrealizarestasmedicionessobre

unaestructura tridimensional sinoque lasvamos apoder

realizarsobrenuestrapredicciónpostoperatoriaytendremos

laopcióndecorregir,volverarealizarlaosteotomía,volver

aposicionarlasestructurasosteotomizadasyvolvera

anali-zarnuestrasmedicionestantasvecescomoseanecesarioen

nuestroordenadorpersonal.

Férulaquirúrgica

Ericksonetal.17_{describieronelmaxilarcomouncuerpolibre}

en el espacio una vez efectuada la osteotomía, pudiendo

moverseenlos3ejesdelespacio(anteroposterior,

mediolate-ralyvertical).Enlacirugíademodelosunadelasmaniobras

másdifícilesesladeposicionarlosmodelosdelasarcadas

dentalesenelarticuladorconsiguiendolacorrectaoclusión.

Graciasalaférulaintermediaestamaniobrasevuelverápida,

fácilyprecisa2_{porpartedelcirujano,elcualdeberá}

estable-cerlaapropiadadimensiónvertical,previamenteplanificada,

pues ladimensión posteroanterior y mediolateral vendrán

determinadasporlaférulaquirúrgica17_.

TodalaconfeccióndelaférulaCAD/CAM(fig.2)gira en

tornoa laplanificación3D,mientras quelafabricación de

lasférulasquirúrgicasconvencionalessebasaenlacirugíade

modelos.Losmodelosdeescayolasonelúnicoelementoen

3Ddeestructuras anatómicas «duras»del quedisponemos

enunestudiopreoperatorioconvencionalynosmuestrala

relaciónentrelasarcadasdentales.Nonosdaninguna

infor-maciónen3Ddelasestructurasóseassubyacentesporloque

seráutilizadoparabuscarlacorrectaoclusióndentalperono

nosinformarádeloscambiosenlasestructurasóseasylos

tejidosblandos nide larelación anatómicaentredientes y

esqueletofacial.Esevidentequelainformaciónenelmétodo

convencionalprovienedeelementosdondelamanodel

hom-breinfluyemuchomásquelainformaciónobtenidaapartirde

latomografíaylasimágenes3D.Enlaplanificación3D

obtene-mosférulasquirúrgicasapartirdeunprocesoinformatizado

yrobotizadoproporcionandoprecisiónyreproducibilidadal

métododeconfeccióndelaférulaquirúrgica,hechoqueno

ocurreenlaconfeccióndeférulasquirúrgicasconvencionales.

Lacirugíademodelosconvencionalsimulalaposiciónde

ambasarcadasdentalestraslaintervenciónquirúrgicay,en

ocasiones,implicacortar yvolveraunirlosfragmentosde

losmodelosenlaposicióndeseada.Esevidentequelamano

delhombreinfluyemuchomásqueenlaconfecciónde

féru-lasCAD/CAMpuesesquienrealizaelcorteyvuelveapegar

losfragmentosy,loqueesmásimportante,nonospermite

realizar lamaniobra tantas vecescomo queramossi noes

obteniendounosnuevosmodelosdelpaciente.

Por tanto, podríamos suponer u otorgar una serie de

característicasalatecnologíaCAD/CAMqueaportanmayor

precisiónalaférulaquirúrgica.

Las férulasquirúrgicas creadas apartirde latecnología

CAD/CAMsonelproductodeunestudioen3Ddelasdiferentes

estructurasanatómicasdelpaciente.

Enelestudio3Ddisponemosdetodalavisiónenconjunto

delasestructurasanatómicascraneofacialesconlocual

pode-moscalcularlasdimensionesenlos3planosdelespacioen

unasolaimagenyposicionarlasestructurasóseasy

denta-lesteniendomuypresenteelrestodelaanatomíafacial.Es

lógicocreerqueefectosdeproporcionalidadysimetríafacial

seaprecianconmayorclaridadenelestudio3D,loquellevaría

adeducirquelaposiciónenlasimulacióndelasestructuras

osteotomizadasesmásprecisacuandoelestudioserealizaen

3D6,18.

Existeunaevoluciónlógicaenlaconfeccióndelas

féru-lasquirúrgicasdondeladigitalizaciónyrobotizacióndelos

procedimientosdefabricación13_{estánsiendolaalternativaa}

laconfeccióndeférulasacrílicas convencionales.Unpunto

interesanteenelestudiodelaoclusiónen3Deslaposibilidad

deestudiartodoslospuntosdecontactoentrearcadadental

superioreinferiorcalculandoelgradodeinterferenciaque

existeentre2superficiesoclusales.Actualmenteel escáner

intraoralnos proporcionaunnuevoavance enla

planifica-ciónyaquepermiteobtenerimágenesdetodalasuperficie

oclusal sinnecesidad deescanear losmodelos deescayola

para tenerunascorrectas imágenes3D.Elusodel escáner

intraoralpermiteeliminarlosmodelosdeescayolaaunque,

porserunatecnologíarelativamentenueva,suprecioesaún

elevado.

Ventajasdelaplanificación3DyférulasCAD/CAMdesde unpuntodevistalogístico

EltalóndeAquilesdelaplanificaciónclásicasesitúaavarios

nivelescomoyahanpuestoderelievevariosautores2,5_,

inde-pendientementedelaventajaintrínsecaquesuponeveruna

estructuraanatómicaen3D.Medianteestaplanificación

esta-mostrabajando solocon elementosdigitales:fotografíadel

paciente,imágenesdelesqueletocraneofacialeimágenesde

lasarcadasdentales.Seeliminaelarcofacial,elarticulador,

losmodelosdeescayolaenfavordelaimagen3D.

Poder almacenar en el PC tantos estudios como

quera-mosdeunmismocasoparaluegopoderloscomparar,repetir,

corregir,enviardeformasencillaacualquierordenador

per-sonal esalgo quesimplifica el flujo de trabajoy unificala

información delmismo.Porotrolado, elmaterialutilizado

pararealizarelestudiocefalométricoconvencionalocupaun

espaciofísico,másaúnsivamosaalmacenarlosestudiosde

todos lospacientestratadosduranteunperiododetiempo.

Estonoocurresiserealizaunestudioinformáticoyaquetodas

comoesunacarpetainformática,peroademásdeestas

apor-tacionesdecarácterlogístico,estesistemadebeserpreciso

parajustificarsuincorporaciónanuestrarutinadetrabajo.

Conclusiones

Laplanificación3Dnosaportamayorinformaciónyprecisión

diagnóstica,másevidenteencasosdeasimetríaenelplano

coronal.Tambiénnosaportamayorprecisiónenlas

osteoto-míasyenelmovimientodelasestructurasóseasyarcadas

dentales.Todoelloenunentornoinformatizadoteniendoel

milímetroyelgradocomounidadesdemedición.

Aunquepresentaunacurvadeaprendizajede4o5días,

siguesiendomásrápidaparaelcirujanomaxilofacialquela

tomaderegistrosconvencionalconlacurvadeaprendizaje

queestapresenta.

Las férulas CAD/CAM suponen un cambio radicalen el

procesodefabricación de guíasquirúrgicas eliminando los

erroressistemáticosquesevanacumulandoencadapunto

delprocesodefabricacióndelasférulasconvencionalesy

sim-plificandodichoproceso.Estas2característicasnospermiten

realizarundiagnósticotridimensionalyunaférulaquirúrgica

másprecisa.

Laimplementacióndeestametodologíadetrabajova

cre-ciendograciasalaprecisiónyreproducibilidadqueaporta,

ademásde lasevidentes ventajas logísticasque implicael

digitalizarelprocesodeplanificaciónpreoperatoria.Comose

exponeenelpresentetrabajoyahaypublicacionesque

advier-tendeuncoste-efectividadfavorableentiempoydinero14_y

estebeneficioserámayorenelfuturoalaumentarla

imple-mentacióndelsistemaqueconllevaráaladisminucióndelos

costes.

Conflicto

de

intereses

Elautordelpresentetrabajodeclaraquenoexisteunconflicto

deinteresesparasurealizaciónypublicación.

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r

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í

a

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