AI支援によるコンピュータ支援下顎再建における軟部組織の仮想計画（腓骨遊離皮弁）

科学分野:

• 口腔および顎顔面外科学; 生体医工学; 医療人工知能

背景:

• コンピュータ支援手術（CAS）は顎再建を進歩させてきましたが、軟部組織計画は依然として課題です。仮想手術計画（VSP）では、穿通枝の位置と軟部組織がしばしば無視され、皮弁のインセットが複雑になります。軟部組織計画の進歩の限界は、仮想手術計画の予測可能な実行を妨げています。

研究 の 目的:

• 皮膚穿通血管の自動セグメンテーションのための人工知能（AI）プログラムを開発および評価すること。AI主導の血管セグメンテーションを顎再建のためのVSPワークフローに統合すること。コンピュータ支援顎再建における軟部組織計画におけるAIと拡張現実（AR）の精度と臨床的有用性を評価すること。

主な方法:

• 皮膚穿通血管を自動的にセグメンテーションするAIプログラムが開発されました。穿通枝モデルは、骨切り術および歯科インプラント部位のデザインのためにVSPに組み込まれました。ゴーグル不要のARは、AIによって特定された血管投影に基づいて、術中の皮弁のデザインと採取に使用されました。

主要な成果:

• AIプログラムは26人の患者で79本の皮膚穿通枝をマッピングし、VSPに統合されました。穿通枝の位置により、術中に調整は不要で、92.8%の予測精度が得られました。AIとARを組み合わせたアプローチは、皮弁のデザインと採取において有望な結果を示しました。

結論:

• 本研究は、コンピュータ支援顎再建における軟部組織計画のための最初のAIとARを組み合わせたアプローチを紹介します。AIとARの統合は、機能的顎再建の予測可能性を大幅に向上させました。開発されたシステムは、外科的結果を改善し、術中合併症を軽減する可能性を示しています。