Lập kế hoạch ảo ba chiều trong phẫu thuật chỉnh hình xương hàm

Những tiến bộ trong công nghệ hình ảnh ba chiều (3D) và mô hình hóa đã thay đổi đáng kể cách thức lập kế hoạch điều trị cho bệnh nhân có sự khác biệt về cấu trúc xương sọ mặt bẩm sinh hoặc phát triển. Với sự cải tiến của công nghệ hình ảnh như chụp cắt lớp vi tính (CT), chụp cắt lớp chùm tia hình nón (CBCT), nhiếp ảnh 3D và máy quét trong miệng 3D, khả năng đánh giá và điều trị dị dạng khuôn mặt của bác sĩ lâm sàng đã được cách mạng hóa.

Thêm vào đó, sự phát triển của phần mềm lập kế hoạch phẫu thuật 3D giúp các bác sĩ phẫu thuật dễ dàng sử dụng các giao thức thiết kế hỗ trợ máy tính (CAD) và sản xuất hỗ trợ máy tính (CAM) để tạo ra các mô hình in 3D, khay định vị và hướng dẫn cắt xương, máng phẫu thuật  và các dụng cụ cố định tùy chỉnh. Những công cụ hỗ trợ này đã cải thiện đáng kể độ chính xác, hiệu quả và thời gian trong quá trình lập kế hoạch điều trị phẫu thuật.

Bài viết này sẽ thảo luận về vai trò của lập kế hoạch kỹ thuật số 3D trong quản lý hiện đại các biến dạng sọ mặt  và hàm mặt , với trọng tâm là quy trình từng bước của lập kế hoạch phẫu thuật bằng máy tính trong phẫu thuật chỉnh hình xương hàm, từ khâu thu thập hình ảnh cho đến thực hiện kế hoạch phẫu thuật trong phòng mổ.

1. Giới Thiệu Chung

Một kế hoạch phẫu thuật chỉnh hình xương hàm được lập chi tiết và thực hiện chính xác có thể mang lại kết quả lâm sàng thành công một cách an toàn và dự đoán được. Trong hai thập kỷ qua, ngày càng có nhiều sự quan tâm đến việc xác định và hiểu rõ mong đợi của bệnh nhân về phẫu thuật chỉnh hình xương hàm, với mục tiêu luôn cung cấp dịch vụ phẫu thuật hiệu quả và đáng tin cậy, ngay cả trong những trường hợp phức tạp nhất.

2. Lập Kế Hoạch Truyền Thống Và Những Hạn Chế

Trước đây, lập kế hoạch phẫu thuật chỉnh hình xương hàm chủ yếu dựa trên hồ sơ hai chiều (2D) của bệnh nhân: bao gồm ảnh chụp và phim X-quang (panoramic film, phim sọ nghiêng  và phim sọ trước-sau ). Máng phẫu thuật  dùng để định vị xương hàm trên hoặc hàm dưới trong khi phẫu thuật được tạo ra bằng cách mô phỏng các chuyển động trên mẫu hàm được gắn khớp giả 

Quy trình này, mặc dù có hiệu quả trong mô phỏng sự thay đổi khớp cắn, nhưng không cho phép bác sĩ hình dung trực tiếp sự thay đổi trên cấu trúc xương theo thời gian thực, cũng như những thay đổi thứ phát trên hàm không được phẫu thuật khi thay đổi vị trí của hàm kia. Kỹ thuật lập kế hoạch phẫu thuật truyền thống yêu cầu nhiều bước phức tạp, và mỗi bước đều tiềm ẩn nguy cơ sai số, dẫn đến sai lệch tích lũy có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến kết quả phẫu thuật cuối cùng.

Ví dụ, sai số trong việc ghi lại đúng vị trí khớp cắn  và chuyển dữ liệu này lên khớp giả bán điều chỉnh  có thể dẫn đến sai lệch lớn về cường độ và hướng di chuyển ba chiều. Quá trình này cũng rất tốn thời gian trong cả môi trường lâm sàng và phòng thí nghiệm.

3. Công Nghệ Hình Ảnh 3D Và CAD/CAM

Hình ảnh ba chiều  và công nghệ thiết kế – sản xuất hỗ trợ máy tính (CAD/CAM) đã cách mạng hóa quá trình lập kế hoạch phẫu thuật cho bệnh nhân trải qua phẫu thuật chỉnh hình xương hàm. Sự ra đời của chụp cắt lớp vi tính (CT, CBCT), nhiếp ảnh 3D, máy quét mô hình răng 3D, phần mềm lập kế hoạch phẫu thuật 3D và công nghệ in 3D giúp cải thiện đáng kể độ chính xác và hiệu quả trong lập kế hoạch điều trị phẫu thuật.

Công nghệ 3D và phần mềm lập kế hoạch phẫu thuật cho phép bác sĩ chỉnh nha và bác sĩ phẫu thuật phát triển kế hoạch điều trị ảo và mô phỏng các ca phẫu thuật chỉnh hình xương hàm phức tạp trên máy tính cá nhân, giúp dễ dàng hình dung được kết quả cuối cùng, tối ưu hóa sự chính xác và tư vấn bệnh nhân cùng gia đình một cách rõ ràng hơn.

4. Lợi Ích Của Hình Ảnh 3D Trong Phẫu Thuật Chỉnh Hình Xương Hàm

    • Hiểu rõ hơn về biến dạng sọ mặt phức tạp: Bác sĩ có thể đánh giá chính xác cấu trúc xương, mối quan hệ giữa xương hàm và mô mềm.
    • Hướng dẫn cắt xương và cố định tùy chỉnh: Tạo ra các thiết bị cắt xương chính xác theo từng bệnh nhân.
    • Tạo máng phẫu thuật chính xác: Máng phẫu thuật được thiết kế để định hướng các đoạn xương về đúng vị trí sau khi phẫu thuật.
    • Công nghệ CAD/CAM hiện đại: Giúp giảm thiểu sai số, tăng độ chính xác và giảm thời gian thực hiện so với phương pháp truyền thống.

Kết Luận

Lập kế hoạch ảo 3D trong phẫu thuật chỉnh hình xương hàm đã thay đổi cách tiếp cận điều trị, mang lại độ chính xác cao hơn, giảm thời gian phẫu thuật và tối ưu hóa kết quả thẩm mỹ cho bệnh nhân. Đây là một bước tiến lớn trong lĩnh vực phẫu thuật hàm mặt hiện đại, giúp bệnh nhân và bác sĩ có cái nhìn rõ ràng hơn về kết quả sau điều trị, đồng thời giảm thiểu các biến chứng không mong muốn.

Quy Trình Đơn Giản Hóa Trong In Ấn Hướng Dẫn Cắt Và Định Vị Trong Phẫu Thuật Chỉnh Hình Xương Hàm

1. In Ấn Hướng Dẫn Cắt Và Định Vị

Quy trình lập kế hoạch phẫu thuật ảo 3D cho phép tạo ra các hướng dẫn cắt (- Hình 6.2.5), hướng dẫn định vị (- Hình 6.2.6), máng phẫu thuật tạm thời và cuối cùng (- Hình 6.2.7), các mẫu để lấy ghép xương , và các thiết bị cố định tùy chỉnh (- Hình 6.2.8) một cách dễ dàng. Công nghệ này loại bỏ hoàn toàn nhu cầu chuyển dữ liệu khung cắn (facebow transfer) để đăng ký mối quan hệ giữa xương hàm trên và hàm dưới, cũng như không cần gắn mô hình răng trên khớp giả (articulator) để thực hiện mô phỏng phẫu thuật và tạo máng phẫu thuật như trước đây.

2. Ưu Điểm Của Công Nghệ Quét Trong Miệng 

Sự cải tiến của các thiết bị quét trong miệng đã loại bỏ gần như hoàn toàn sự cần thiết phải tạo mô hình răng bằng thạch cao  và ghi nhận khớp cắn bằng sáp . Những khớp cắn số hóa sau khi được quét có thể được chỉnh sửa trực tiếp trong môi trường lập kế hoạch phẫu thuật ảo, ngay cả với những trường hợp khớp cắn phức tạp như điều chỉnh sự lệch bề ngang thông qua cắt xương phân đoạn  hoặc ở những bệnh nhân có bất đối xứng khuôn mặt ba chiều đáng kể (Hình 6.2.9).

3. Lợi Ích Vượt Trội Của Lập Kế Hoạch Ảo 3D

    • Loại bỏ các bước thủ công phức tạp: Không cần phải thực hiện khâu chuyển dữ liệu khung cắn hay gắn khớp giả để mô phỏng phẫu thuật.
    • Tăng độ chính xác: Mô hình số hóa 3D giúp bác sĩ phẫu thuật dự đoán chính xác vị trí cắt và định vị xương.
    • Tiết kiệm thời gian: Rút ngắn quy trình chuẩn bị mô hình, giảm thời gian làm việc trong phòng thí nghiệm.
    • Điều chỉnh trực tiếp trên mô hình ảo: Mọi thay đổi về khớp cắn hay xương hàm có thể được mô phỏng trực tiếp mà không cần các bước vật lý phức tạp.

Hình 6.2.1: Các hình ảnh hai chiều (2D) truyền thống bao gồm phim toàn cảnh (- A), phim sọ trước-sau (- B) và phim sọ nghiêng (- C) thường được sử dụng để hỗ trợ chẩn đoán và điều chỉnh phẫu thuật – chỉnh nha trong các dị dạng hàm mặt.

Hình 6.2.2: Quy trình phẫu thuật mô hình truyền thống bao gồm:

    • Tạo mẫu hàm bằng thạch cao và gắn lên khớp giả bán điều chỉnh  (Hình A), mô phỏng vòng cung xoay của hàm dưới.
    • Mô phỏng vòng cung xoay này trong môi trường ảo để tạo ra vị trí trung gian trong phẫu thuật hàm kép (Hình B).
    • Sau đó, vị trí của mẫu hàm được điều chỉnh theo mong muốn và chuyển sang môi trường phẫu thuật (Hình C) thông qua máng phẫu thuật bằng acrylic.

5. Kết Luận

Phương pháp lập kế hoạch ảo 3D kết hợp với in ấn hướng dẫn phẫu thuật đã cách mạng hóa quá trình lập kế hoạch phẫu thuật chỉnh hình xương hàm. Không chỉ tăng cường độ chính xác mà còn giúp đơn giản hóa quy trình, giảm thời gian và hạn chế tối đa sai số trong các bước chuẩn bị. Đây là một bước tiến lớn trong y học hiện đại, giúp bệnh nhân đạt được kết quả điều trị tối ưu và an toàn hơn.

Hình 6.2.3: Tầm Quan Trọng Của Thu Thập Dữ Liệu Chính Xác Trong Lập Kế Hoạch Phẫu Thuật Ảo

Việc thu thập dữ liệu chính xác là điều kiện tiên quyết để đạt được kết quả phẫu thuật tối ưu và chính xác. Theo minh họa trong hình 6.2.3, quy trình lập kế hoạch phẫu thuật ảo hiện đại có độ chính xác rất cao, với hầu như không có sai số liên quan đến phần số hóa trong quá trình lập kế hoạch (phần nằm bên phải của đường màu xanh).

Hình 6.2.4 minh họa một bệnh nhân có bất đối xứng khuôn mặt nghiêm trọng, bao gồm:

    • Loạn sản hốc mắt : Vị trí hốc mắt không cân xứng giữa hai bên.
    • Sai lệch vị trí tai: Tai hai bên không đồng đều về chiều cao hoặc vị trí tương đối trên khuôn mặt.

Thách Thức Trong Chuyển Dữ Liệu Khung Cắn 

    • Sự bất đối xứng trên nhiều phương diện của khuôn mặt gây ra khó khăn lớn trong việc thực hiện facebow transfer — một kỹ thuật giúp đăng ký chính xác mối quan hệ không gian giữa hàm trên , hàm dưới  và nền sọ 
    • Những sai lệch nhỏ trong quá trình ghi nhận này sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác khi gắn mô hình răng lên khớp giả

1. Phẫu Thuật Chỉnh Hình Xương Hàm Trong Các Hội Chứng Phức Tạp

Trong phẫu thuật chỉnh hình xương hàm , các bác sĩ thường đối mặt với những dị dạng xương phức tạp trong các hội chứng như:

    • Craniofacial Microsomia: Hội chứng thiểu sản nửa mặt sọ.
    • Treacher Collins Syndrome: Hội chứng loạn sản xương sọ mặt, gây dị dạng xương hàm và tai.
    • Syndromic Craniosynostosis: Tật dính khớp sọ sớm, gây biến dạng đầu và mặt.
    • Hypertelorism: Khoảng cách giữa hai hốc mắt rộng bất thường.

Những hội chứng này thường đi kèm với sự thiếu hụt cả mô cứng (xương) và mô mềm, đòi hỏi các phương pháp phẫu thuật phức tạp để tái cấu trúc lại.

2. Kỹ Thuật Phẫu Thuật Chỉnh Hình Xương Hàm

    • Để sửa chữa những dị dạng xương này, quá trình phẫu thuật thường bao gồm:
    • Cắt xương phức tạp : Cắt và tái định vị các cấu trúc xương.
    • Di chuyển và định vị lại các thành phần xương : Xác định vị trí của các cấu trúc quan trọng như răng đang phát triển và dây thần kinh liên quan đến đường cắt xương (Hình 6.2.10 & 6.2.11).
    • Ghép xương : Trong nhiều trường hợp, cần phải ghép xương để tái tạo lại cấu trúc xương sọ mặt bị thiếu hụt.

3. Điều Chỉnh Bất Đối Xứng Xương

    • Ở những bệnh nhân có sự bất đối xứng xương, các đoạn xương sau khi cắt phải được tái định vị trên ba mặt phẳng không gian:
    • Trước – Sau 
    • Chiều dọc 
    • Chiều ngang 
    • Ngoài sự di chuyển tuyến tính, bệnh nhân còn cần phải được điều chỉnh góc độ như:
    • Pitch: Thay đổi mặt phẳng cắn.
    • Roll: Xoay theo trục dọc.
    • Yaw: Xoay theo trục ngang.

Những thay đổi này giúp tái lập lại sự cân đối của khuôn mặt (Hình 6.2.12).

4. Công Nghệ Lập Kế Hoạch Phẫu Thuật Ảo 3D 

Công nghệ lập kế hoạch phẫu thuật ảo 3D là công cụ thiết yếu giúp bác sĩ có thể kiểm soát chính xác các đoạn xương sau cắt, đảm bảo tái định vị đúng vị trí theo ba chiều không gian.

    • Sau khi hoàn thành kế hoạch phẫu thuật ảo, cả bác sĩ và bệnh nhân đều có thể hình dung được sự thay đổi sau phẫu thuật qua mô phỏng 3D, trước khi bước vào phòng mổ.

5. Vai Trò Của Công Nghệ 3D Trong Lập Kế Hoạch Phẫu Thuật

    • Mặc dù công nghệ 3D giúp tối ưu hóa độ chính xác, nhưng việc khám lâm sàng chi tiết vẫn là yếu tố quyết định trong quá trình lập kế hoạch phẫu thuật.
    • Công nghệ 3D đã thay thế hoàn toàn các kỹ thuật truyền thống như:
    • Phân tích phim X-quang hai chiều
    • Dự đoán hình ảnh bằng nhiếp ảnh 
    • Chuyển khung cắn 
    • Phẫu thuật mô hình hàm 
    • Chế tạo máng phẫu thuật trong phòng thí nghiệm 
    • Phần mềm mô phỏng phẫu thuật giúp tích hợp dữ liệu CT/CBCT 3D, hình ảnh 3D, và mối quan hệ khớp cắn của bệnh nhân để tạo ra mô hình 3D hoàn chỉnh.
    • Bác sĩ có thể sử dụng mô hình này để lập kế hoạch phẫu thuật chỉnh hình xương hàm và thiết kế các hướng dẫn cắt và định vị tùy chỉnh , cũng như các máng phẫu thuật trung gian và cuối cùng 

6. Chuẩn Bị Niềng Răng Trước Phẫu Thuật 

Việc điều trị chỉnh nha cho bệnh nhân cần phải phối hợp chặt chẽ với bác sĩ phẫu thuật. Quá trình chỉnh nha được chia thành ba giai đoạn chính:

    1. Trước phẫu thuật 
    • Điều chỉnh khớp cắn và phối hợp hàm trên và hàm dưới thông qua việc di chuyển răng với hệ thống mắc cài cố định.
    • Mục tiêu là làm cho sự lệch lạc về răng phù hợp với sự lệch lạc về xương .
    1. Trong phẫu thuật 
    • Điều chỉnh khớp cắn tức thời trong quá trình phẫu thuật, giúp tái định vị đúng vị trí của các xương hàm.
    1. Sau phẫu thuật 
    • Ổn định khớp cắn và tối ưu hóa sự tương quan giữa răng và xương hàm sau khi phẫu thuật hoàn thành.

Kết Luận

Công nghệ lập kế hoạch phẫu thuật ảo 3D đã giúp cách mạng hóa phẫu thuật chỉnh hình xương hàm, đặc biệt là trong những trường hợp phức tạp liên quan đến bất đối xứng hoặc dị tật xương sọ mặt. Kết hợp với chuẩn bị chỉnh nha kỹ lưỡng, quá trình phẫu thuật trở nên chính xác hơn, an toàn hơn và đem lại kết quả thẩm mỹ vượt trội cho bệnh nhân.

Hình 6.2.5: Đây là hình ảnh của một hướng dẫn polyamide dựa trên răng  được thiết kế cho phẫu thuật tiến triển cơ cằm lưỡi 

    • Hướng dẫn này được thiết kế để tối ưu hóa độ chính xác trong quá trình cắt xương, giúp tránh các chân răng và định vị chính xác các cấu trúc như củ cằm 
    • Ưu điểm: Tránh tổn thương răng trong quá trình cắt xương, tăng độ chính xác và rút ngắn thời gian phẫu thuật.

Hình 6.2.6: Minh họa một bệnh nhân bị khiếm khuyết đơn vị lồi cầu – ngành hàm sau chấn thương.

    • Kế hoạch phẫu thuật:
      • Phần còn sót lại của lồi cầu  được cắt bỏ (hình bên trái).
      • Hướng dẫn tùy chỉnh  (hình giữa) được chế tạo nhằm đảm bảo định vị chính xác cho việc tái tạo.
      • Ghép xương sườn sụn được sử dụng để tái tạo lại phần khiếm khuyết (hình bên phải).
    • Ưu điểm: Hướng dẫn tùy chỉnh giúp cố định chính xác vị trí của ghép xương, tối ưu hóa chức năng khớp và sự cân đối khuôn mặt sau phẫu thuật.

Hình 6.2.7: Mô phỏng các máng phẫu thuật được thiết kế ảo, bao gồm:

    • Máng phẫu thuật trung gian 
      • Thường được sử dụng khi phẫu thuật hàm trên trước 
      • Mô phỏng răng tới vị trí mắc cài  và lớp bề mặt má  mỏng để dễ dàng điều chỉnh.
    • Máng phẫu thuật cuối cùng
      • Được thiết kế để cố định vị trí sau cùng của xương hàm.
      • Dấu ấn răng  nông hơn và bề mặt má mỏng, giúp định hình chính xác khớp cắn sau phẫu thuật.
    • Lợi ích của mô phỏng ảo:
    • Cho phép bác sĩ hình dung hình thái máng trước khi chế tạo.
    • Giúp tối ưu hóa sự tương quan giữa hàm trên và hàm dưới khi phẫu thuật.
    • Giảm thiểu sai lệch khi định vị lại xương hàm trong phòng mổ.

Kết Luận

Công nghệ thiết kế ảo 3D cho phép tạo ra các hướng dẫn phẫu thuật tùy chỉnh và máng phẫu thuật chính xác, giúp tăng độ an toàn, rút ngắn thời gian phẫu thuật và tối ưu hóa kết quả thẩm mỹ. Việc sử dụng các thiết bị hỗ trợ này trong phẫu thuật chỉnh hình xương hàm không chỉ nâng cao hiệu quả mà còn giảm thiểu rủi ro trong quá trình phẫu thuật.

Hình 6.2.8: Minh họa về một ca phẫu thuật chỉnh hình xương hàm  mà không cần sử dụng máng phẫu thuật truyền thống 

    • Thay vào đó, bệnh nhân được áp dụng các hướng dẫn cắt tùy chỉnh  và dụng cụ cố định tùy chỉnh để định vị chính xác các đoạn xương.

Hình 6.2.9: Minh họa một bệnh nhân bị craniofacial microsomia với sự bất đối xứng khuôn mặt nghiêm trọng và sai lệch khớp cắn ở cả xương hàm trên à xương hàm dưới 

    • Trước phẫu thuật, bệnh nhân thể hiện rõ sự bất cân đối giữa hai bên khuôn mặt, lệch khớp cắn nghiêm trọng (hình trên, giữa và phải).

Kết Quả Sau Phẫu Thuật:

    • Khuôn mặt trở nên cân đối hơn, khớp cắn được cải thiện rõ rệt (hình dưới, giữa và phải).
    • Lập kế hoạch ảo giúp bác sĩ và bệnh nhân có thể dự đoán trước kết quả, tối ưu hóa sự chính xác trong quá trình phẫu thuật.

Kết Luận:

Phẫu thuật không cần máng phẫu thuật  kết hợp với lập kế hoạch ảo 3D đã mở ra một kỷ nguyên mới trong chỉnh hình xương hàm, giúp tối ưu hóa độ chính xác, giảm thiểu thời gian phẫu thuật và nâng cao tính thẩm mỹ. Đây là bước tiến quan trọng giúp giảm thiểu sai số trong định vị xương, tăng cường sự cân đối khuôn mặt và cải thiện chức năng cắn nhai cho bệnh nhân.

Hình 6.2.10: Minh họa một ca phẫu thuật Le Fort III phân đoạn , kết hợp với tái định vị xương gò má  ở một bệnh nhân bị hội chứng Apert 

    • Mục tiêu của phẫu thuật:
    • Điều chỉnh sự thiểu sản xương mặt giữa  — một biểu hiện điển hình của hội chứng Apert.
    • Đưa cấu trúc xương gò má và xương hàm trên về vị trí lý tưởng để cải thiện sự cân đối khuôn mặt và chức năng cắn nhai.
    • Sử dụng hướng dẫn cắt tùy chỉnh 
    • Các hướng dẫn cắt này giúp tránh gây tổn thương đến răng vĩnh viễn đang phát triển đặc biệt là trong quá trình tái định vị xương mặt giữa.
    • Đây là yếu tố quan trọng trong phẫu thuật, giúp hạn chế nguy cơ biến chứng và bảo tồn cấu trúc răng.

Hình 6.2.11: Minh họa cách lập kế hoạch phẫu thuật ảo giúp bác sĩ phẫu thuật hình dung rõ ràng đường đi của các cấu trúc giải phẫu quan trọng, điển hình là dây thần kinh răng dưới 

    • Bệnh nhân này có tiền sử thiểu sản xương hàm dưới bẩm sinh  và đã được thực hiện kéo dài xương hàm dưới từ khi còn nhỏ.

Phương Pháp Phẫu Thuật Được Sử Dụng:

    1. Kế Hoạch Ảo 3D :
    • Trong quá trình lập kế hoạch, đường đi của dây thần kinh ổ răng dưới  được mô phỏng với màu hồng (pink).
    • Điều này cho phép bác sĩ xác định chính xác vị trí của dây thần kinh trước khi thực hiện cắt xương theo chiều dọc 
    1. Tránh Tổn Thương Iatrogenic 
    • Với hình ảnh 3D chính xác, bác sĩ có thể tránh được các sai sót không mong muốn, đặc biệt là việc cắt vào dây thần kinh.
    • Khoảng cách đến mặt cắt ngang của dây thần kinh được đo đạc chi tiết:
      • Bên trái: ~5.7 mm và ~5.4 mm
      • Bên phải: ~4.8 mm và ~5.1 mm

Lợi Ích Của Lập Kế Hoạch Ảo 3D Trong Phẫu Thuật:

    • Hiển thị chi tiết giải phẫu: Giúp bác sĩ quan sát rõ các cấu trúc quan trọng như dây thần kinh, răng, và mạch máu trước khi phẫu thuật.
    • Giảm thiểu nguy cơ tổn thương: Bác sĩ có thể mô phỏng đường cắt xương, định vị lại cấu trúc xương mà không gây tổn hại đến dây thần kinh.
    • Tăng độ chính xác trong phẫu thuật: Đặc biệt là trong các ca phức tạp như Le Fort III, phẫu thuật kéo dài xương hàm, và các phẫu thuật chỉnh hình xương sọ mặt.
    • Tối ưu hóa kết quả thẩm mỹ: Giúp định hình khuôn mặt cân đối và khớp cắn chuẩn xác.

Kết Luận:

Lập kế hoạch phẫu thuật ảo  kết hợp với các hướng dẫn cắt tùy chỉnh là giải pháp tối ưu để bảo vệ cấu trúc giải phẫu quan trọng trong phẫu thuật chỉnh hình xương hàm. Điều này không chỉ giúp tránh tổn thương không mong muốn mà còn cải thiện kết quả thẩm mỹ và chức năng cắn nhai cho bệnh nhân.

Hình 6.2.12: Trong các trường hợp bất đối xứng sọ mặt , bên cạnh sự thay đổi theo ba chiều không gian cơ bản:

    • Trước – Sau 
    • Chiều ngang 
    • Chiều dọc
    • Các đoạn xương sau khi cắt  cũng cần được điều chỉnh thêm theo ba góc độ quan trọng:
    • Yaw: Xoay theo trục dọc, giúp điều chỉnh mặt phẳng cắn
    • Pitch: Xoay theo trục ngang, giúp điều chỉnh sự nghiêng của mặt phẳng cắn 
    • Roll: Xoay theo trục xiên, giúp thay đổi sự xoay của cung hàm
    • Mục tiêu: Đảm bảo sự cân đối về hình thái và chức năng cắn nhai sau phẫu thuật, đặc biệt trong các trường hợp phức tạp như bất đối xứng mặt hoặc sai lệch khớp cắn nghiêm trọng.

Thuật Toán 6.2.1: Quy Trình Điều Trị Chỉnh Nha Kết Hợp Phẫu Thuật Chỉnh Hình Xương Hàm

Quy trình này bao gồm ba giai đoạn chính:

Giai đoạn 1: Chỉnh Nha Trước Phẫu Thuật 

    • Chẩn đoán và lập kế hoạch điều trị
    • Xác định các sai lệch về khớp cắn và cấu trúc xương.
    • Giải phóng sai lệch khớp cắn 
    • Điều chỉnh khớp cắn về vị trí trung lập để chuẩn bị cho phẫu thuật.
    • Phối hợp độ rộng cung hàm
    • Cân đối kích thước cung hàm trên và hàm dưới.
    • Ổn định với dây cung cứng 
    • Giữ vững vị trí các răng trước khi bước vào phẫu thuật.

Giai đoạn 2: Lập Kế Hoạch Phẫu Thuật Chỉnh Hình Xương Hàm

    • Thu thập và phân tích dữ liệu 3D 
    • Quét CT/CBCT, lấy dấu răng số hóa để xây dựng mô hình 3D.
    • Lập kế hoạch phẫu thuật ảo 
    • Mô phỏng phẫu thuật trên máy tính để xác định đường cắt và vị trí xương.
    • Chế tạo máng phẫu thuật 
    • Máng phẫu thuật được in 3D dựa trên mô hình ảo.
    • Tiến hành phẫu thuật 
    • Thực hiện phẫu thuật theo kế hoạch đã định, bao gồm điều chỉnh ba chiều không gian và các góc độ yaw, pitch, roll.

Giai đoạn 3: Chỉnh Nha Sau Phẫu Thuật 

    • Hoàn thiện và chi tiết hóa khớp cắn
    • Điều chỉnh khớp cắn để đạt được sự ổn định lâu dài.
    • Tháo khí cụ 
    • Loại bỏ các mắc cài và dây cung khi khớp cắn đã ổn định.
    • Duy trì 
    • Sử dụng hàm duy trì để giữ kết quả sau điều trị.
    • Theo dõi 
    • Kiểm tra định kỳ để đảm bảo sự ổn định của hàm và khớp cắn.

Lợi Ích Của Quy Trình Điều Trị Kết Hợp 3 Giai Đoạn:

    • Chính xác và dự đoán được kết quả: Mô phỏng trước giúp bác sĩ và bệnh nhân hình dung rõ kết quả phẫu thuật.
    • Tăng tính ổn định: Chỉnh nha trước và sau phẫu thuật giúp răng và hàm ổn định, tránh tình trạng lệch lạc sau phẫu thuật.
    • Giảm thiểu biến chứng: Mọi sai lệch tiềm ẩn được phát hiện và chỉnh sửa trong quá trình lập kế hoạch ảo.
    • Thẩm mỹ tối ưu: Cấu trúc khuôn mặt cân đối và khớp cắn hài hòa hơn.

1. Chỉnh Nha Trước Phẫu Thuật 

    • Trong giai đoạn thanh thiếu niên , những lệch lạc khớp cắn  có thể được bù trừ thông qua chỉnh nha. Tuy nhiên, điều này đôi khi dẫn đến:
    • Khớp cắn chấn thương : Khi vị trí của hàm thay đổi sau phẫu thuật, khớp cắn không còn phù hợp, gây lực tác động không đồng đều lên răng.
    • Biến chứng nha chu : Áp lực không đồng đều có thể làm tổn thương mô nha chu, gây viêm hoặc tiêu xương.

2. Giải Phóng Lệch Lạc Khớp Cắn

    • Để tối ưu hóa vị trí của hàm khi phẫu thuật, việc giải phóng lệch lạc khớp cắn  là bắt buộc.
    • Mục tiêu là đưa răng về vị trí trung lập, giúp các xương hàm di chuyển chính xác theo kế hoạch phẫu thuật.
    • Giai đoạn này có thể kéo dài từ 4 đến 18 tháng, tùy thuộc vào mức độ lệch lạc của khớp cắn.

3. Chỉnh Nha Sau Phẫu Thuật

    • Sau khi phẫu thuật chỉnh hình xương hàm, bệnh nhân sẽ trải qua giai đoạn chỉnh nha sau phẫu thuật để ổn định khớp cắn.
    • Giai đoạn này thường kéo dài từ 6 đến 12 tháng để đảm bảo sự ổn định lâu dài và tối ưu hóa khớp cắn.

4. Xu Hướng Phẫu Thuật Trước Chỉnh Nha 

    • Gần đây, có sự quan tâm đặc biệt đến phương pháp phẫu thuật trước chỉnh nha , trong đó phẫu thuật chỉnh hình xương hàm được thực hiện trước, sau đó mới tiến hành chỉnh nha để sửa chữa các sai lệch còn lại.
    • Lợi ích của phương pháp này:
    • Di chuyển răng nhanh hơn sau phẫu thuật: Sau khi phẫu thuật, hoạt động tế bào quanh xương hàm được tăng cường, giúp răng di chuyển nhanh hơn.
    • Thời gian chỉnh nha ngắn hơn: Thay vì mất nhiều tháng để chuẩn bị trước phẫu thuật, bệnh nhân có thể tiến hành phẫu thuật ngay lập tức.
    • Hạn chế:
    • Phương pháp này chỉ thật sự hiệu quả với những lệch lạc khớp cắn đơn giản, chỉ cần di chuyển hàm theo một chiều không gian  (Hình 6.2.14).
    • Với các trường hợp phức tạp, lệch lạc ba chiều , phương pháp chỉnh nha trước phẫu thuật  vẫn cần thiết để đảm bảo kết quả chính xác.

5. Điều Trị Chỉnh Nha Kết Hợp Công Nghệ 3D

    • Công nghệ 3D hiện đại được áp dụng trong cả giai đoạn chỉnh nha trước và sau phẫu thuật để lập kế hoạch vị trí răng chính xác hơn.
    • Suresmile Technology:
    • Một công nghệ tiên tiến giúp lập kế hoạch ảo 3D cho vị trí răng, đồng thời sử dụng dây cung bẻ tự động bằng robot ể đạt được sự chính xác tối ưu.
    • Giúp điều chỉnh khớp cắn trước phẫu thuật một cách hiệu quả và dự đoán được.

Lợi Ích Của Công Nghệ 3D Trong Chỉnh Nha:

    • Chính xác cao: Mô phỏng vị trí răng và hàm mặt trên môi trường 3D giúp bác sĩ lên kế hoạch chi tiết hơn.
    • Giảm thiểu sai số: Các đường di chuyển của răng được tính toán chính xác, hạn chế tối đa sai lệch.
    • Tăng tốc độ di chuyển răng: Công nghệ Suresmile giúp điều chỉnh dây cung nhanh chóng, rút ngắn thời gian chỉnh nha.
    • Dự đoán kết quả tốt hơn: Cả bác sĩ và bệnh nhân đều có thể hình dung rõ ràng kết quả cuối cùng trước khi tiến hành điều trị.
    • Hình 6.2.13A: Minh họa mô hình nghiên cứu trước khi tiến hành chỉnh nha. Đây là bước đầu tiên để bác sĩ đánh giá khớp cắn hiện tại và lập kế hoạch chỉnh nha chính xác.
    • Các mô hình này giúp tái hiện lại cấu trúc răng hàm trên và hàm dưới , cung cấp thông tin chi tiết về sai lệch khớp cắn và bất đối xứng cung hàm.
    • Hình 6.2.13B: Sau khi mô phỏng bằng cách khớp tay , các sai lệch đã trở nên rõ ràng hơn:
    • Sai lệch cung hàm phía sau : Cung hàm trên và dưới không khớp đúng vị trí theo chiều ngang.
    • Sai lệch đường giữa : Đường giữa của hàm trên và hàm dưới không trùng nhau (mũi tên đỏ chỉ ra các vị trí lệch lạc).

Hình 6.2.13C và 6.2.13D: Sau khi hoàn thành giai đoạn chỉnh nha trước phẫu thuật, những thay đổi đáng kể đã được thực hiện, bao gồm:

    • Nhổ hai răng cối nhỏ hàm trên : Giúp giải phóng không gian để dịch chuyển răng về vị trí tối ưu.
    • Giải phóng lệch lạc khớp cắn : Khớp cắn được điều chỉnh về vị trí trung lập, giảm sự lệch lạc.
    • Phối hợp độ rộng cung hàm sau : Độ rộng của cung hàm hàm trên và hàm dưới được căn chỉnh lại để khớp chính xác.
    • Đường giữa hàm trên và hàm dưới trùng nhau: Đạt được sự cân đối về mặt thẩm mỹ và chức năng cắn nhai.

4. Ý Nghĩa Của Chỉnh Nha Trước Phẫu Thuật:

    • Giảm lệch lạc khớp cắn: Điều chỉnh vị trí răng trước khi phẫu thuật giúp hàm di chuyển dễ dàng và chính xác hơn.
    • Tạo không gian lý tưởng cho phẫu thuật: Nhổ răng hoặc dịch chuyển răng tạo ra đủ khoảng trống để xương hàm được định vị chính xác.
    • Đồng bộ cung hàm: Cung hàm trên và dưới được căn chỉnh, giúp khớp cắn chính xác sau phẫu thuật.
    • Tăng tính ổn định sau phẫu thuật: Với cấu trúc răng chuẩn xác, khớp cắn sẽ ổn định hơn, ít nguy cơ tái phát lệch lạc.

Hình 6.2.14: Bệnh nhân này được chẩn đoán mắc bệnh u sợi thần kinh loại I kèm theo thiểu sản xương hàm trên theo chiều trước-sau . Vị trí xương hàm dưới : Hoàn toàn bình thường, không có dấu hiệu bất đối xứng khuôn mặt. Phương pháp phẫu thuật trước chỉnh nha đã được lựa chọn cho trường hợp này, thay vì đi theo lộ trình truyền thống là chỉnh nha trước phẫu thuật.

1. Lập Kế Hoạch Phẫu Thuật Ảo Sau Khi Hoàn Thành Chỉnh Nha Trước Phẫu Thuật

Khi bệnh nhân đã hoàn tất giai đoạn chỉnh nha trước phẫu thuật, quá trình lập kế hoạch phẫu thuật ảo 3D sẽ được thực hiện. Mục tiêu là tạo ra một mô hình bệnh nhân ảo để mô phỏng kế hoạch phẫu thuật chính xác nhất.

2. Dữ Liệu Cần Thu Thập Để Lập Kế Hoạch Ảo 3D

2.1. Chụp 3D Hệ Thống Xương Sọ Mặt 

    • Phương pháp chụp:
    • CT  hoặc CBCT 
    • CT y khoa thường được thực hiện khi bệnh nhân nằm ngửa , đòi hỏi một bước bổ sung để định vị lại đầu trong không gian ảo.
    • CBCT thường được chụp khi bệnh nhân đứng thẳng với tư thế tự nhiên, không cần bước chỉnh sửa thêm khi tái tạo mô hình 3D.
    • Định dạng tệp:
    • DICOM— tiêu chuẩn quốc tế cho lưu trữ và truyền tải thông tin hình ảnh y khoa.
    • Lưu ý khi lấy dấu:
      • Nếu bệnh nhân không có sự lệch lạc chức năng , chụp CT với khớp cắn tối đa ( – MIP) là chấp nhận được.
      • Nếu bệnh nhân có sự dịch chuyển chức năng lớn giữa tương quan trung tâm (CR) và khớp cắn tối đa (MIP), cần chụp ở vị trí CR để tối ưu cho định vị phẫu thuật.

2.2. Quét 3D Mô Hình Răng (3D Dental Scan or Dental Study Models)

    • CT/CBCT không đủ chi tiết để tạo máng phẫu thuật chính xác.
    • Dữ liệu CT/CBCT chỉ cung cấp hình ảnh theo khối  thay vì bề mặt chi tiết 
    • Do đó, cần có quét bề mặt 3D của răng  để tái tạo mô hình chi tiết.
    • Phương thức quét:
    • Quét trực tiếp: Sử dụng máy quét trong miệng  để lấy dấu răng.
    • Quét gián tiếp: Lấy dấu răng bằng vật liệu lấy dấu rồi quét lại mô hình thạch cao.
    • Định dạng tệp:
    • STL : Đây là định dạng tiêu chuẩn cho mô hình 3D trong CAD/CAM.
    • Lợi ích: Mô phỏng bề mặt chi tiết của răng, giúp tạo máng phẫu thuật chính xác.

2.3. Ảnh Chụp 3D Khuôn Mặt Hoặc Ảnh 2D 

    • Không bắt buộc nhưng rất hữu ích trong mô phỏng hậu phẫu.
    • Mục đích: Giúp bác sĩ và bệnh nhân hình dung rõ hơn sự thay đổi của khuôn mặt sau phẫu thuật.
    • Tích hợp với mô hình CT: Khi hình ảnh 3D của mô mềm (soft tissue) và màu da được chồng lên mô hình xương, hình ảnh trở nên trực quan và dễ hiểu hơn.
    • Định dạng tệp:
    • OBJ: Định dạng chuẩn chứa thông tin về kết cấu (texture maps), tọa độ 3D và các dữ liệu khác.
    • BMP (Bitmap): Định dạng hình ảnh điểm ảnh giúp lưu trữ dữ liệu hình ảnh số.

2.4. Khám Lâm Sàng và Phỏng Vấn Bệnh Nhân 

    • Khám lâm sàng: Đánh giá tình trạng khớp cắn, cấu trúc xương hàm và sự đối xứng khuôn mặt.
    • Phỏng vấn bệnh nhân:
    • Tìm hiểu mong muốn và kỳ vọng của bệnh nhân.
    • Thảo luận chi tiết về kế hoạch phẫu thuật và kết quả thẩm mỹ, chức năng mong đợi.
    • Bác sĩ cần giải thích rõ ràng những gì có thể đạt được và những giới hạn thực tế của phẫu thuật.

3. Lợi Ích Của Lập Kế Hoạch Phẫu Thuật Ảo 3D 

    • Chính xác hơn: Mô hình 3D giúp bác sĩ xác định chính xác vị trí cắt xương và tái định vị các cấu trúc.
    • Trực quan: Bệnh nhân có thể hình dung sự thay đổi trên khuôn mặt trước khi tiến hành phẫu thuật.
    • Giảm sai số: Dữ liệu số hóa giúp hạn chế sai lệch khi chuyển từ kế hoạch ảo sang thực tế.
    • Phối hợp dễ dàng: Bác sĩ phẫu thuật và bác sĩ chỉnh nha có thể lên kế hoạch thống nhất, hạn chế sai sót.
    • Tối ưu hóa kết quả: Giúp đạt được kết quả thẩm mỹ và chức năng tốt nhất cho bệnh nhân.

Kết Luận:

Lập kế hoạch phẫu thuật ảo 3D là bước quan trọng, giúp định hình rõ ràng vị trí xương, mô mềm và răng, từ đó tạo điều kiện thuận lợi cho phẫu thuật chỉnh hình xương hàm chính xác và an toàn. Việc tích hợp công nghệ hiện đại này mang lại sự tự tin cho bệnh nhân và hiệu quả vượt trội trong kết quả điều trị.

Dữ liệu đầu vàoCông nghệ sử dụngKết quả đạt được
Chụp CT 3D (3D CT Scan)CT y khoa hoặc CBCTTái tạo cấu trúc xương hàm và sọ mặt.
Quét trong miệng (Intraoral Scan)Máy quét răng trong miệng (intraoral scanner)Tái tạo mô hình 3D bề mặt răng.
Ảnh chụp 3D khuôn mặt (3D Photo)Máy ảnh 3D hoặc quét 3DTái tạo mô mềm và màu da để mô phỏng.
Phần mềm phẫu thuật Phần mềm CAD/CAMMô phỏng phẫu thuật trên mô hình 3D.
Máy in 3D In mẫu hàm, hướng dẫn cắt và nẹp phẫu thuậtTạo mẫu hàm chính xác để hỗ trợ phẫu thuật.
Khám lâm sàng Đánh giá trực tiếpXác định các sai lệch, nhu cầu thẩm mỹ.
    • Hình 6.2.16A: Minh họa hình ảnh của bệnh nhân khi ở vị trí tương quan cắn tối đa ( – MIP), đây là tư thế mà các răng trên và răng dưới tiếp xúc tối đa với nhau.
    • Quan sát:
    • Đường giữa của hàm dưới bị lệch về bên trái so với đường giữa của hàm trên
    • Đây là dấu hiệu của sự lệch lạc khớp cắn , thường gặp trong các tình trạng bất đối xứng hoặc sai lệch chức năng.

Hình 6.2.16B: Minh họa hình ảnh của bệnh nhân ở vị trí tương quan trung tâm

    • CR là vị trí mà lồi cầu nằm đúng ở hố thái dương , không bị ảnh hưởng bởi vị trí răng.
    • Đây là vị trí khớp hàm mang tính “lý tưởng” và ổn định, giúp đánh giá chính xác sự bất đối xứng của hàm mà không bị tác động bởi lực cắn.
    • Hình 6.2.17A: Đây là hình ảnh của mô hình khớp cắn số hóa , được tạo ra từ dữ liệu quét 3D.
    • Mô hình này giúp bác sĩ đánh giá chính xác sự tương quan giữa răng hàm trên và hàm dưới, nhận diện sai lệch khớp cắn và lập kế hoạch điều trị chỉnh nha hoặc phẫu thuật.
    • Hình 6.2.17B: Minh họa hình ảnh của một quét 3D trong miệng , được lưu trữ dưới định dạng STL 
    • Thiết bị sử dụng:
    • Được thực hiện bởi máy quét Trios Intraoral Scanner (C) từ hãng 3Shape — một trong những thiết bị hàng đầu trong công nghệ quét 3D nha khoa.Hình 6.2.18 Mô phỏng trước (A) và sau phẫu thuật (B) cho một bệnh nhân sẽ trải qua phẫu thuật hai hàm. Trong những hình ảnh này, độ mờ của ảnh 3D đã được thay đổi, và dữ liệu CBCT cùng với quét răng 3D không được hiển thị. Mô phỏng này được sử dụng để giáo dục bệnh nhân và giúp hiểu rõ kỳ vọng của bệnh nhân từ quá trình phẫu thuật.

Quy Trình Lập Kế Hoạch Phẫu Thuật Ảo 3D Trong Phẫu Thuật Chỉnh Hình Xương Hàm

1. Khám Lâm Sàng Và Đánh Giá Tình Trạng Khớp Cắn Trước Phẫu Thuật

    • Khám lâm sàng 
    • Khám lâm sàng cần tập trung vào những dữ liệu động mà không thể thấy được trên hình ảnh tĩnh như phim X-quang hoặc ảnh chụp thông thường.
    • Một trong những đặc điểm thẩm mỹ quan trọng là lượng răng cửa lộ ra khi nghỉ và khi cười
      • Phụ nữ: khoảng 3.5–4 mm răng cửa lộ ra khi nghỉ.
      • Nam giới: khoảng 2–3 mm răng cửa lộ ra khi nghỉ.
    • Đánh giá vị trí hàm dưới  và đường đóng hàm:
    • Cần kiểm tra kỹ lưỡng khi chuyển từ vị trí nghỉ sang khớp cắn tối đa.
    • Nếu không phát hiện lệch lạc giữa tương quan trung tâm ( CR) và khớp cắn tối đa (- CO), kết quả phẫu thuật sau này có thể bị ảnh hưởng.
    • Nếu có sự lệch lạc, tất cả các dấu ấn trước phẫu thuật cần được lấy ở tương quan trung tâm (CR) để tránh sai lệch khi cố định hàm trên với máng phẫu thuật.
    • Đánh giá tình trạng khớp thái dương hàm (TMJ):
    • Đau hoặc rối loạn khớp thái dương hàm cần được ghi lại chi tiết.
    • Nếu có triệu chứng kéo dài hoặc trầm trọng, cần điều trị trước khi tiến hành phẫu thuật chỉnh hình xương hàm.

2. Phần Mềm Lập Kế Hoạch Phẫu Thuật 

    • Phần mềm lập kế hoạch phẫu thuật giúp:
    • Xử lý hình ảnh CT/CBCT.
    • Kết hợp các dữ liệu 3D: quét CT, mô hình răng, ảnh 3D khuôn mặt.
    • Mô phỏng quá trình phẫu thuật và thiết kế hướng dẫn cắt xương , hướng dẫn định vị ,máng phẫu thuật 
    • Phần mềm phổ biến:
    • Proplan CMF của Materialise
    • 3D Surgery của Dolphin Imaging
    • Ngoài ra, còn có các gói phần mềm đi kèm của nhà cung cấp thiết bị cố định.
    • Tính năng nổi bật:
    • Giao diện thân thiện người dùng, dễ dàng thao tác.
    • Tích hợp công nghệ CAD/CAM để tối ưu hóa quá trình mô phỏng.
    • Có thể thực hiện lập kế hoạch ngay tại phòng khám thông qua Web Meeting với hỗ trợ của các công ty chuyên về lập kế hoạch phẫu thuật.

3. Định Hướng Thể Tích Sọ Mặt 3D Trong Không Gian 

    • CT Y Khoa
    • Thường được chụp khi bệnh nhân nằm ngửa , điều này khiến việc định hướng trong không gian ảo trở nên khó khăn.
    • Đặc biệt khó khăn hơn ở những bệnh nhân bất đối xứng mặt hoặc vẹo cổ 
    • Phương pháp định vị đầu:
    • Phương pháp của Xia et al.: Sử dụng con quay hồi chuyển để ghi lại tư thế đầu và chuyển đổi vào không gian 3D kỹ thuật số.
    • Phương pháp chụp ảnh 3D khuôn mặt: Ghi lại tư thế tự nhiên của đầu và chồng lên mô hình CT để điều chỉnh vị trí.
    • CBCT 
    • Chụp với bệnh nhân đứng hoặc ngồi thẳng.
    • Không cần thêm bước điều chỉnh tư thế đầu.
    • Bệnh nhân có thể nhìn thẳng hoặc định vị theo mặt phẳng Frankfort

4. Xử Lý và Đăng Ký Dữ Liệu 3D Để Tạo Mô Hình Ảo

    • Xử lý hình ảnh 
    • Loại bỏ các hiện tượng nhiễu và sai số trong ảnh chụp CT/CBCT.
    • Đăng ký dữ liệu 3D 
    • Quá trình ghép chồng dữ liệu giữa quét CT và mô hình răng 3D.
    • Có thể thực hiện thủ công bằng cách chọn các điểm giải phẫu tương ứng hoặc dùng tính năng tự động của phần mềm.
    • Chồng ảnh 3D khuôn mặt:
    • Hình ảnh chụp 3D của bệnh nhân được nhập vào và chồng lên hình ảnh CT để tạo mô phỏng chính xác (Hình 6.2.19).

5. Tạo Hình Ảnh 2D Từ Mô Hình 3D 

    • Mặc dù hình ảnh 3D đã đầy đủ, nhưng đôi khi cần tạo lại ảnh 2D để đối chiếu với chuẩn cephalometric.
    • Ảnh 2D cần tạo bao gồm:
    • Phim toàn cảnh 
    • Phim sọ nghiêng 
    • Phim sọ trước-sau 
    • Phim khớp thái dương hàm
    • Lý do:
    • Hiện tại chưa có tiêu chuẩn 3D cephalometric cho mọi lứa tuổi, nên cần tham chiếu các tiêu chuẩn 2D.
    • So sánh với tiêu chuẩn giúp xác định lệch lạc chính xác hơn.

Kết Luận:

Lập kế hoạch phẫu thuật ảo 3D kết hợp với phần mềm CAD/CAM đã thay đổi hoàn toàn cách thức phẫu thuật chỉnh hình xương hàm. Việc định hướng đúng vị trí trong không gian 3D, xử lý chính xác dữ liệu số, và mô phỏng kết quả hậu phẫu giúp tăng tính an toàn và hiệu quả cho bệnh nhân. Đồng thời, nó cũng tối ưu hóa sự tương tác giữa bác sĩ phẫu thuật và chỉnh nha, đảm bảo kết quả thẩm mỹ và chức năng hoàn hảo.

Hình 6.2.19: Minh họa một mô hình bệnh nhân ảo 3D , được tạo ra bằng cách đăng ký chồng dữ liệu của:

    • Hình ảnh CBCT 3D : Cung cấp cấu trúc xương chi tiết của sọ mặt.
    • Quét 3D mô hình răng : Tái tạo chính xác bề mặt răng, hỗ trợ lập kế hoạch khớp cắn.
    • Ảnh chụp 3D khuôn mặt : Tái tạo mô mềm và màu sắc bề mặt da, giúp mô phỏng kết quả thẩm mỹ chính xác hơn.

Mô Phỏng Phẫu Thuật 3D Và Lập Kế Hoạch Phẫu Thuật Hai Hàm  Trong Phẫu Thuật Chỉnh Hình Xương Hàm

1. Xác Định Mốc Giải Phẫu Ba Chiều 

    • Chụp CT 3D (3D CT) cung cấp sự hiểu biết rõ ràng hơn về biến dạng sọ mặt , đặc biệt ở những bệnh nhân có bất đối xứng khuôn mặt 
    • Ưu điểm của hình ảnh 3D:
    • Loại bỏ sự biến dạng phóng đại  vốn thường thấy trên phim X-quang 2D.
    • Phân tích độc lập giữa hai bên trái và phải của cấu trúc xương sọ mặt.
    • Hiệu ứng phản chiếu : Có thể sử dụng bên không bị ảnh hưởng để xác định sự lệch lạc của bên còn lại, giúp lập kế hoạch chính xác hơn.

2. Mô Phỏng Phẫu Thuật 3D Cho Hệ Thống Xương Sọ Mặt 

    • Phẫu thuật truyền thống:
    • Thường dựa vào phim sọ nghiêng  và ảnh chụp 2D.
    • Chuyển kế hoạch phẫu thuật lên mô hình vật lý gắn trên khớp giả thông qua facebow transfer.
    • Phẫu thuật mô hình được thực hiện để chế tạo máng phẫu thuật 
    • Nhược điểm: Quy trình nhiều bước phức tạp dễ phát sinh lỗi khi chuyển từ kế hoạch mô phỏng sang phẫu thuật thực tế.
    • Phẫu thuật ảo 3D:
    • Không cần sử dụng facebow transfer, kế hoạch phẫu thuật được chuyển trực tiếp lên mô hình số hóa
    • CAD/CAM Technology: Tạo máng phẫu thuật trung gian và cuối cùng bằng công nghệ in 3D.
    • Ưu điểm:
      • Giảm sai số khi chuyển đổi thông tin.
      • Độ chính xác cao hơn và tối ưu hơn khi thực hiện phẫu thuật thực tế.

3. Phẫu Thuật Hai Hàm Với Mô Phỏng 3D

    • Khi mô phỏng phẫu thuật 3D, bác sĩ có thể lựa chọn thực hiện phẫu thuật hàm trên hoặc hàm dưới  trước mà không ảnh hưởng đến kết quả cuối cùng.
    • Phần mềm cũng có thể tạo hướng dẫn cắt và máng định vị để đảm bảo độ chính xác tuyệt đối trong quá trình cắt xương và cố định.

4. Các Bước Mô Phỏng Phẫu Thuật Hai Hàm Trên Mô Hình 3D 

Bước Mô tả chi tiết
 1. Thiết lập mô hình bệnh nhân ảo:Mô hình 3D được định vị đúng với tư thế tự nhiên của bệnh nhân. Đường giữa xương mặt phải được thiết lập trước khi di chuyển xương.
2. Mô phỏng cắt xương hàm trênTiến hành cắt xương theo Le Fort I osteotomy, có thể chọn cắt thành nhiều phân đoạn 
3. Điều chỉnh bất đối xứng hàm trên:Điều chỉnh đường giữa hàm trên  trùng với đường giữa khuôn mặt.
4. Cân bằng mặt phẳng cắn Nếu lệch mặt phẳng cắn, cần nâng hoặc hạ từng bên (impaction hoặc disimpaction) để đạt độ cân đối.
5. Điều chỉnh xoay cung hàmCung hàm được xoay lại để đạt sự đối xứng hoàn chỉnh.
6. Mô phỏng cắt xương hàm dưới Lựa chọn các kỹ thuật cắt: Bilateral Sagittal Split Osteotomy (BSSO), Inverted L Osteotomy, hoặc Vertical Ramus Osteotomy.
7. Kết hợp hàm trên và hàm dưới:Mô phỏng hàm dưới khớp với hàm trên theo kế hoạch khớp cắn cuối cùng.
8. Điều chỉnh mặt phẳng cắn cuối cùng Mặt phẳng cắn có thể được điều chỉnh theo chiều kim đồng hồ  hoặc ngược chiều kim đồng hồ để đạt góc lý tưởng (9° ± 2–17°).

5. Kiểm Tra Sau Khi Mô Phỏng 

    • Đánh giá khe hở xương hoặc chồng lấp xương:
    • Nếu có khe hở xương lớn , có thể cần ghép xương 
    • Nếu có chồng lấp xương , cần điều chỉnh hoặc cắt bỏ phần xương dư.
    • Xem lại tọa độ x, y, z:
    • Tất cả các mốc giải phẫu đã được thiết lập trước đều được đánh dấu, di chuyển và mô phỏng lại trên các trục x, y, z trong không gian 3D.
    • Nếu có sai lệch, dễ dàng điều chỉnh ngay trên phần mềm.
    • Mô phỏng mô mềm 
    • Nếu hình ảnh mô mềm đã được thêm vào, phần mềm sẽ cho thấy sự thay đổi của mô mềm sau khi di chuyển xương.

Hình 6.2.20A & 6.2.20B: Minh họa hình ảnh mô phỏng của bệnh nhân trước (A) và sau (B) khi thực hiện phẫu thuật chỉnh hình hai hàm 

Trong mô phỏng này, các dữ liệu sau được kết hợp thành một hình ảnh tổng hợp 

    • Ảnh chụp khuôn mặt : Cung cấp hình ảnh mô mềm và biểu hiện khuôn mặt.
    • Hình ảnh CBCT : Tái tạo chi tiết cấu trúc xương hàm và nền sọ mặt.
    • Quét 3D mô hình răng : Hiển thị chính xác khớp cắn và tương quan giữa răng hàm trên và hàm dưới.

Thứ Tự Phẫu Thuật: Hàm Trên Trước Hay Hàm Dưới Trước Trong Phẫu Thuật Chỉnh Hình Hai Hàm

1. Thứ Tự Phẫu Thuật: Hàm Trên Trước Hay Hàm Dưới Trước?

    • Công nghệ lập kế hoạch phẫu thuật ảo giúp bác sĩ phẫu thuật dễ dàng xác định thứ tự phẫu thuật: hàm dưới trước hoặc hàm trên trước 
    • Trước đây: Khi sử dụng kỹ thuật facebow transfer và mô hình vật lý, rất khó để thực hiện phẫu thuật hàm dưới trước.
    • Hiện nay: Công nghệ mô phỏng 3D giúp tối ưu hóa kế hoạch phẫu thuật, hỗ trợ bác sĩ lựa chọn phương án tối ưu nhất cho từng bệnh nhân.

2. Khi Nào Nên Phẫu Thuật Hàm Dưới Trước?

    • Phẫu thuật hàm dưới trước sẽ phù hợp nếu bệnh nhân có:
    • Độ lệch lớn giữa vị trí nghỉ  và vị trí khớp cắn 
    • Bất đối xứng hàm dưới
    • Bất đối xứng khuôn mặt 
    • Lý do:
    • Nếu thực hiện phẫu thuật hàm trên trước và cố định theo máng phẫu thuật trung gian hàm dưới sẽ cần phải mở để tạo không gian, dẫn đến khó dự đoán đường đóng hàm.
    • Điều này có thể dẫn đến vị trí cố định hàm trên bị sai lệch so với kế hoạch ban đầu.

3. Giải Pháp Thay Thế: Hướng Dẫn Định Vị Xương 

    • Nếu bắt buộc phải thực hiện hàm trên trước, bác sĩ có thể sử dụng hướng dẫn định vị xương để cố định hàm trên một cách chính xác, độc lập với hàm dưới.
    • Ưu điểm:
    • Loại bỏ sự phụ thuộc vào đường đóng hàm dưới.
    • Giúp xác định vị trí xương chính xác mà không bị ảnh hưởng bởi sai lệch giữa tương quan trung tâm (CR) và khớp cắn tối đa (MIP).

4. Hướng Dẫn Cắt Xương, Định Vị, Và Máng Phẫu Thuật 

    • Vai trò:
    • Các hướng dẫn cắt và định vị giúp chuyển kế hoạch phẫu thuật từ mô phỏng ảo 3D lên bàn mổ chính xác.
    • Phân loại:
      • Bone-borne (dựa vào xương): Cố định trực tiếp lên bề mặt xương.
      • Tooth-borne (dựa vào răng): Cố định lên các răng để định vị chuẩn xác.

5. Quy Trình Sử Dụng Hướng Dẫn Cắt Và Định Vị:

Loại Hướng Dẫn Chức Năng
 Cutting Guides– Giúp thực hiện cắt xương  tại vị trí chính xác đã được mô phỏng.
– Giảm thiểu sai lệch, đảm bảo tiếp xúc xương tốt nhất khi cố định nẹp.
Positioning Guides– Định vị lại xương hàm trên (Le Fort I segment) sau khi cắt mà không phụ thuộc vào hàm dưới.
– Loại bỏ lỗi do sai lệch CR-MIP khi cố định xương.
– Thiết kế tùy chỉnh theo nhu cầu của bác sĩ phẫu thuật.
Splints (Máng Phẫu Thuật)– Máng trung gian  để cố định tạm thời hàm trên.
– Máng cuối cùng để hoàn thiện khớp cắn với hàm dưới.

6. Hệ Thống Định Vị Chỉnh Hình (- OPS)

    • OPS: Một hệ thống hiện đại giúp chuyển đổi chính xác kế hoạch phẫu thuật ảo lên bàn mổ.
    • Thành phần của OPS:
    • Máng hàm trên: Được gắn với hai bộ phụ kiện tháo lắp.
      • Bộ thứ nhất: Dùng để đánh dấu vị trí của hàm trên chưa phẫu thuật lên phần còn lại của sọ.
      • Bộ thứ hai: Dùng để cố định hàm trên tại thời điểm phẫu thuật, đảm bảo đúng vị trí đã lập kế hoạch.

7. Ứng Dụng Trong Phẫu Thuật Cằm 

    • Khi phẫu thuật chỉnh hình cằm bất đối xứng, hướng dẫn định vị cằm  đóng vai trò cực kỳ quan trọng.
    • Phân loại:
    • Tooth-borne: Cố định dựa vào răng để định vị cằm.
    • Bone-borne: Cố định dựa trên nền xương, giúp tăng độ chính xác.

Hướng Dẫn Định Vị Xương, Máng Phẫu Thuật Và Tấm Cấy Ghép Trong Phẫu Thuật Chỉnh Hình Xương Hàm

1. Hướng Dẫn Cắt Xương Và Định Vị Xương 

    • Bone-borne Guides:
    • Hướng dẫn này được gắn trực tiếp lên xương, cung cấp vị trí chính xác cho quá trình cắt xương.
    • Ưu điểm:
      • Tạo ra các đường cắt chuẩn xác theo mô phỏng 3D.
      • Giảm thiểu sai số trong việc định vị xương hàm trên và hàm dưới.
    • Tooth-borne Guides:
    • Hướng dẫn này được gắn lên răng và có thể kết nối trực tiếp với máng phẫu thuật  để cố định vị trí.
    • Ưu điểm:
      • Dễ dàng thao tác, ít xâm lấn hơn so với bone-borne.
      • Giữ cho khớp cắn ổn định trong suốt quá trình phẫu thuật.

2. Mô Phỏng Ghép Xương Tự Thân Và Tạo Mẫu Ghép Xương

    • Mô phỏng phẫu thuật ảo ( VSP) giúp tạo ra các mẫu ghép xương  chính xác, phù hợp hoàn toàn với khuyết hổng xương cần phục hồi.
    • Lợi ích:
    • Tiết kiệm thời gian trong phòng mổ: Không cần thao tác thủ công để cắt ghép theo kích thước.
    • Giảm thiểu sai lệch: Mẫu ghép được thiết kế chính xác theo kích thước và hình dạng của khuyết hổng xương, giúp ghép khớp hoàn hảo.
    • Tối ưu hóa thẩm mỹ và chức năng: Khôi phục cấu trúc xương đúng vị trí, tránh sai lệch sau phẫu thuật.

3. Bằng Chứng Về Hiệu Quả Của Phẫu Thuật Ảo 3D (- VSP)

    • Một số nghiên cứu đã chứng minh tính hiệu quả của VSP trong điều trị các biến dạng xương hàm mặt 
    • So sánh VSP với phẫu thuật truyền thống (- TSP):
    • Chuyển động theo chiều trước – sau : VSP và TSP tương đương nhau về độ chính xác.
    • Định vị hàm trên : VSP vượt trội hơn, chính xác hơn khi định vị hàm trên.
    • Dự đoán thay đổi mô mềm : VSP có độ chính xác cao hơn, giúp dự đoán sự thay đổi mô mềm chính xác.
    • Độ đối xứng mặt phẳng đứng: Bệnh nhân điều trị với VSP có xu hướng đạt được sự đối xứng tốt hơn.
    • Tiết kiệm thời gian: VSP rút ngắn thời gian so với phương pháp truyền thống.
    • Chi phí tương đương: Sau khi bù đắp chi phí ban đầu, VSP và TSP có chi phí tổng thể tương đương nhau.

4. Kết Luận Về Phẫu Thuật Ảo 3D 

    • Lợi ích nổi bật:
    • Tăng cường độ chính xác trong phẫu thuật chỉnh hình xương hàm.
    • Giảm thiểu sai sót trong quá trình mô phỏng và phẫu thuật thực tế.
    • Tối ưu hóa thẩm mỹ khuôn mặt và chức năng khớp cắn.
    • Sự phát triển công nghệ:
    • Với sự cải tiến của máy CBCT tại phòng khám  phần mềm lập kế hoạch phẫu thuật dễ sử dụng và máy in 3D  VSP sẽ trở nên phổ biến và dễ tiếp cận hơn cho các bác sĩ phẫu thuật.
    • Công nghệ CAD/CAM đã cho phép tạo ra:
      • Hướng dẫn cắt : Đảm bảo cắt xương chính xác.
      • Hướng dẫn định vị: Định vị hàm theo đúng kế hoạch.
      • Máng phẫu thuật : Hỗ trợ quá trình cố định xương sau khi phẫu thuật.

5. Ứng Dụng Trong Thực Tế:

    • Giao tiếp tốt hơn: Kế hoạch ảo giúp dễ dàng trao đổi thông tin giữa bác sĩ phẫu thuật, chỉnh nha và bệnh nhân.
    • Mô phỏng chi tiết: Bệnh nhân có thể hình dung sự thay đổi trên khuôn mặt sau phẫu thuật.
    • Thời gian ngắn hơn trong phòng mổ: Tất cả các bước đã được lập trình và mô phỏng sẵn, chỉ cần thực hiện theo kế hoạch đã định.

Kết Luận:

Phẫu thuật ảo 3D ( – VSP) đã chứng minh là bước tiến quan trọng trong điều trị chỉnh hình xương hàm. Không chỉ tối ưu hóa kết quả thẩm mỹ, cải thiện đối xứng khuôn mặt, mà còn giúp giảm thiểu sai số trong quá trình phẫu thuật. Công nghệ CAD/CAM hỗ trợ đắc lực cho các bác sĩ trong việc lập kế hoạch và chuyển đổi chính xác lên phòng mổ, mang lại kết quả an toàn và bền vững cho bệnh nhân.

Hình 6.2.21

(A) Sự dịch chuyển của xương hàm dưới theo hướng xuống dưới khi kế hoạch phẫu thuật xương hàm trên bao gồm việc điều chỉnh độ nghiêng của mặt phẳng cắn bằng cách di chuyển phần bên trái của xương hàm trên xuống dưới và phần bên phải lên trên. Khám lâm sàng cho thấy đường mở của xương hàm dưới bị lệch sang bên trái từ vị trí cắn khớp thông thường đến mức mở tối đa. Điều này sẽ khó để mô phỏng chính xác và cũng sẽ là một thách thức để định vị đúng xương hàm trên khi sử dụng máng hướng dẫn trung gian.

(B) Thiết kế của máng hướng dẫn trung gian nếu xương hàm dưới được phẫu thuật trước. Cách tiếp cận này sẽ mang lại kết quả sau phẫu thuật dự đoán được tốt hơn.Hình 6.2.22

(A) Hình ảnh chính diện trước và sau điều trị, bao gồm cả hình ảnh khi cười của bệnh nhân sau khi trải qua phẫu thuật hai hàm với sự hỗ trợ của lập kế hoạch phẫu thuật ảo và mô phỏng.

(B) Hình ảnh CT trước phẫu thuật, kế hoạch phẫu thuật dự kiến và sau điều trị.

(C) Sự chồng ghép với bản đồ màu của kế hoạch phẫu thuật ảo và giải phẫu sau phẫu thuật để kiểm tra độ chính xác của kết quả phẫu thuật thực tế; bản đồ chỉ ra rằng sự sai lệch về vị trí trung bình là dưới 0,8 mm.

Tài liệu tham khảo

    1. Ellis 3rd E. Độ chính xác của phẫu thuật mô hình: đánh giá một kỹ thuật cũ và giới thiệu một kỹ thuật mới. J Oral Maxillofac Surg. 1990;48(11):1161–1167.
    2. Kwon TG, Choi JW, Kyung HM, Park HS. Độ chính xác của việc tái định vị xương hàm trên trong phẫu thuật hai hàm bằng phương pháp phẫu thuật mô hình với khớp cắn thông thường so với phẫu thuật mô hình ảo. Int J Oral Maxillofac Surg. 2014;43(6):732–738.
    3. Proffit WR, White Jr. RP. Điều trị kết hợp phẫu thuật – chỉnh nha: Sự phát triển và các phương pháp tốt nhất hiện nay? Am J Orthodontics Dentofacial Orthopedics. 2015;147(5 sup):205–S215.
    4. Liou EJW, Chen PH, Wang YC, Yu CC, Huang CS, Chen YR. Phẫu thuật hàm tăng tốc theo phương pháp phẫu thuật trước – hướng dẫn chỉnh nha và thiết lập phẫu thuật mô hình. J Oral Maxillofac Surg. 2011;69(3):771–780.
    5. Mah J, Sachdeva R. Điều trị chỉnh nha hỗ trợ máy tính: quy trình SureSmile. Am J Orthodontics Dentofac Orthopedics. 2001;120(1):85–87.
    6. Cordray FE. Phân tích ba chiều của các mô hình khớp cắn trong tư thế khớp cắn có điều kiện từ một nhóm đối tượng không triệu chứng: một nghiên cứu tiến cứu. Phần 1. Am J Orthodontics Dentofac Orthopedics. 2006;129(5):619–630.
    7. Xia JJ, McGrory JK, Gateno J, và cộng sự. Phương pháp mới để định hướng mô hình chụp cắt lớp vi tính ba chiều vào tư thế đầu tự nhiên: một nghiên cứu khả thi lâm sàng. J Oral Maxillofac Surg. 2011;69(3):584–591.
    8. Xia JJ, Gateno J, Teichgraeber JF. Quy trình lâm sàng mới để đánh giá biến dạng sọ mặt và lập kế hoạch phẫu thuật chỉnh hình. J Oral Maxillofac Surg. 2009;10(67):2093–2106.
    9. Polley JW, Figueroa AA. Hệ thống định vị xương hàm chỉnh hình: hệ thống chuyển đổi kế hoạch phẫu thuật ảo vào thực địa trong phẫu thuật chỉnh hình hàm mặt. J Oral Maxillofac Surg. 2013;71(5):911–920.
    10. Hsu SS, Gateno J, Bell RB, và cộng sự. Độ chính xác của giao thức mô phỏng phẫu thuật hỗ trợ máy tính cho phẫu thuật chỉnh hình hàm mặt: một nghiên cứu đa trung tâm tiến cứu. J Oral Maxillofac Surg. 2013;71(1):128–142.
    11. Chen Z, Mo S, Fan X, You Y, Ye G, Zhou N. Phân tích tổng hợp và đánh giá hệ thống so sánh hiệu quả giữa lập kế hoạch phẫu thuật truyền thống và lập kế hoạch phẫu thuật ảo trong phẫu thuật chỉnh hình hàm: dựa trên các thử nghiệm lâm sàng ngẫu nhiên. J Oral Maxillofac Surg. 2021;79(2):471.e1–471.e19.
    12. Lin LO, Kalmar CL, Vu GH, và cộng sự. Phân tích dựa trên giá trị của lập kế hoạch phẫu thuật ảo so với lập kế hoạch phẫu thuật truyền thống trong phẫu thuật chỉnh hình hàm. J Craniofac Surg. 2020;31(5):1238–1242.
    13. Resnick CM, Inverso G, Wrzosek M, Padwa BL, Kaban LB, Peacock ZS. Có sự khác biệt về chi phí giữa lập kế hoạch phẫu thuật tiêu chuẩn và lập kế hoạch phẫu thuật ảo trong phẫu thuật chỉnh hình hàm không? J Oral Maxillofac Surg. 2016;74(9):1827–1833.
    14. Schneider D, Kämmerer PW, Hennig M, Schön G, Thiem DGE, Bschorer R. Lập kế hoạch phẫu thuật ảo tùy chỉnh trong phẫu thuật chỉnh hình hàm hai hàm: một thử nghiệm ngẫu nhiên tiến cứu. Clin Oral Investig. 2019;23(7):3115–3122.
    15. Resnick CM, Doyle M, Calabrese CE, Sanchez K, Padwa BL. Việc thêm máy quét nội soi vào phòng khám phẫu thuật hàm mặt có hiệu quả về chi phí không? J Oral Maxillofac Surg. 2019;77(8):1687–1694.
    16. Nilsson J, Hindocha N, Thor A. Thời gian là yếu tố quan trọng – sự khác biệt giữa phẫu thuật hỗ trợ máy tính và lập kế hoạch truyền thống trong phẫu thuật hàm mặt: Một đánh giá hệ thống và phân tích tổng hợp. J Craniomaxillofac Surg. 2020;48(2):132–140.
    17. Wilson A, Gabrick K, Wu R, Madari S, Sawh-Martinez R, Steinbacher D. Sự tương đồng giữa kết quả thực tế và kế hoạch dự kiến trong phẫu thuật chỉnh hình hàm. Plast Reconstr Surg. 2019;144(1):89e–97e.
    18. Maniskas S, Pourtaheri N, Chandler L, Lu X, Bruckman KC, Steinbacher DM. Sự tương đồng giữa kế hoạch phẫu thuật ảo và kết quả thực tế khi so sánh năm loại quy trình sọ mặt. Plast Reconstr Surg. 2021;147(4):915–924.
    19. Naran S, Steinbacher DM, Taylor JA. Các khái niệm hiện tại trong phẫu thuật chỉnh hình hàm. Plast Reconstr Surg. 2018;141(6):925e–936e.

Ekip Bs Nam NTC