Soft-tissue Driven Craniomaxillofacial Surgical Planning

要約

CMF 手術では、望ましい顔の結果を達成するために骨の動きを計画するのは困難な作業です。
現在の骨主導のアプローチは、顔の外観がそれに応じて修正されることを期待して骨を正規化することに重点を置いています。
しかし、骨の構造と顔の軟組織の間には複雑な非線形の関係があるため、このような骨に基づく方法は顔の変形を矯正するには不十分です。
骨の動きに起因する顔の変化をシミュレートする努力にもかかわらず、手術計画は依然として反復的な修正と経験に基づいた推測に依存しています。
これらの問題に対処するために、手術計画を自動的に作成および検証できる軟組織主導のフレームワークを提案します。
私たちのフレームワークは、望ましい顔の結果を達成するために必要な骨の動きを推定する骨プランナー ネットワークと、推定された骨の動き計画から生じる可能性のある顔の変化をシミュレートできる顔シミュレーター ネットワークで構成されます。
これら 2 つのモデルを組み合わせることで、計画に必要な最終的な骨の動きを検証して決定できます。
提案されたフレームワークは臨床データセットを使用して評価され、実験結果は、軟組織主導のアプローチが従来の骨主導のアプローチと比較して、手術計画の精度と有効性を大幅に向上させることを示しています。

要約(オリジナル)

In CMF surgery, the planning of bony movement to achieve a desired facial outcome is a challenging task. Current bone driven approaches focus on normalizing the bone with the expectation that the facial appearance will be corrected accordingly. However, due to the complex non-linear relationship between bony structure and facial soft-tissue, such bone-driven methods are insufficient to correct facial deformities. Despite efforts to simulate facial changes resulting from bony movement, surgical planning still relies on iterative revisions and educated guesses. To address these issues, we propose a soft-tissue driven framework that can automatically create and verify surgical plans. Our framework consists of a bony planner network that estimates the bony movements required to achieve the desired facial outcome and a facial simulator network that can simulate the possible facial changes resulting from the estimated bony movement plans. By combining these two models, we can verify and determine the final bony movement required for planning. The proposed framework was evaluated using a clinical dataset, and our experimental results demonstrate that the soft-tissue driven approach greatly improves the accuracy and efficacy of surgical planning when compared to the conventional bone-driven approach.

arxiv情報

提供元, 利用サービス

arxiv.jp, Google