So sánh hiệu quả của phương pháp lập kế hoạch ảo với phương pháp lập kế hoạch truyền thống trong phẫu thuật chỉnh hàm

Luận án tiến sĩ y học So sánh hiệu quả của phương pháp lập kế hoạch ảo với phương pháp lập kế hoạch truyền thống trong phẫu thuật chỉnh hàm. Ngày nay, phẫu thuật chỉnh hình xương hàm hay còn gọi là phẫu thuật chỉnh hàm đã và đang được thực hiện phổ biến trong chuyên ngành phẫu thuật sọ mặt nói chung và phẫu thuật hàm mặt nói riêng, để điều trị tình trạng sai khớp cắn, những vấn đề liên quan đến đường nét khuôn mặt và hội chứng ngưng thở khi ngủ [1]. Thành công của phẫu thuật chỉnh hình xương hàm là tái lập lại vị trí của xương hàm trên, xương hàm dưới bằng cách thực hiện các phương pháp gồm cắt xương hàm trên LeFort I và cắt chẻ dọc cành cao xương hàm dưới hai bên cùng với có hoặc không có tạo hình cằm [2, 3, 4]. Từ đó có thể đem lại được cả chức năng ăn nhai và thẩm mỹ cho ngườibệnh sau khi phẫu thuật [5].

Để đạt được những yêu cầu trên đặc biệt là mục tiêu về thẩm mỹ, phẫu thuật viên không chỉ nắm rõ về kỹ thuật phẫu thuật mà còn phải thiết lập được kế hoạch tiền phẫu chính xác [6]. Trước đây, phẫu thuật trực tiếp trên các mẫu hàm thạch cao là phương pháp được sử dụng thường quy khi lên kế hoạch tiền phẫu. Mẫu hàm sau khi được lên giá khớp sẽ được cắt rời theo các đường cắt xương dự kiến, sau đó di chuyển các mảnh mẫu hàm về vị trí mong muốn. Cuối cùng sẽ tạo ra các máng hướng dẫn trung gian và sau cùng dựa trên khớp cắn để chuyển kế hoạch ở giá khớp sang thực tế trên người bệnh. Tuy nhiên, quy trình dựa trên giá khớp này dễ mắc một số lỗi dẫn đến sai lệch vị trí của xương hàm trong quá trình phẫu thuật. Những lỗi này có thể bắt nguồn từ việc vô giá khớp không chuẩn, thiết lập mặt phẳng tham chiếu và đường tham chiếu không chính xác hoặc những sai lệch khi di chuyển mẫu hàm thạch cao.
Ngay cả với những sai sót nhỏ khi qua nhiều bước có thể tích lũy đến một mức độ đáng kể nào đó sẽ làm ảnh hưởng đến kết quả phẫu thuật sau cùng [7].
Với sự phát triển trong lĩnh vực công nghệ, lập kế hoạch phẫu thuật ảo với sự trợ giúp của phần mềm đã và đang nhanh chóng được áp dụng trong lĩnh vực phẫu thuật chỉnh hình xương hàm vì khả năng khắc phục được những nhược điểm của kế hoạch tiền phẫu truyền thống [6, 7, 8]. Kế hoạch phẫu thuật ảo dựa trên các mẫu 3D ảo mô phỏng lại các cấu trúc sọ mặt thật của người bệnh gồm xương, mô mềm và cung răng.
Thông qua phần mềm, chúng ta có thể quan sát và mô phỏng những thay đổi vị trí2 của xương hàm theo ba chiều trong không gian. Chúng ta có thể phẫu thuật giả lậpcác phương án khác nhau để xác định xem hướng đi nào là tối ưu, đồng thời có thể dự đoán được những thay đổi về mô mềm tương ứng với mức độ di chuyển của các mảnh xương liên quan sau phẫu thuật bằng các thuật toán máy tính [6, 9]. Sau khi đã thống nhất được kế hoạch điều trị, các máng hướng dẫn phẫu thuật thiết kế trực tiếp trên máy tính sẽ được in ra bằng công nghệ tạo mẫu nhanh với độ chính xác cao. Do đó, lập kế hoạch phẫu thuật ảo với sự hỗ trợ của máy tính đang dần được xem là phương pháp ưu điểm hơn so với phương pháp lập kế hoạch phẫu thuật truyền thống.
Trên thế giới, nhiều tác giả đã và đang ứng dụng phương pháp lập kế hoạch phẫu
thuật ảo này vào trong lĩnh vực phẫu thuật chỉnh hình xương hàm, đồng thời thực hiện các nghiên cứu so sánh độ chính xác giữa phương pháp phẫu thuật ảo với phương pháp phẫu thuật truyền thống và ghi nhận kết quả tốt hơn khi thực hiện phương pháp phẫu thuật ảo [7, 10, 11, 12]. Tuy nhiên ở Việt Nam, phương pháp phẫu thuật mẫu hàm truyền thống vẫn đang được áp dụng thường quy trong phẫu thuật chỉnh hình xương hàm [13, 14]. Vậy liệu phương pháp lập kế hoạch phẫu thuật ảo có thật sự chính xác như so với phương pháp truyền thống trên mẫu hàm hay không? Để trả lời cho câu hỏi này, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài “So sánh hiệu quả của phương pháp lập kế hoạch ảo với phương pháp lập kế hoạch truyền thống trong phẫu thuật chỉnh hàm” với các mục tiêu sau:
1. Đánh giá sự chính xác và độ ổn định sau một năm của phương pháp lập kế hoạch truyền thống trên hình ảnh cắt lớp điện toán sau phẫu thuật chỉnh hình xương hàm.
2. Đánh giá sự chính xác và độ ổn định sau một năm của phương pháp lập kế hoạch phẫu thuật ảo trên hình ảnh cắt lớp điện toán sau phẫu thuật chỉnh hình xương hàm.
3. So sánh hiệu quả của phương pháp lập kế hoạch ảo với phương pháp lập kế hoạch truyền thống trong phẫu thuật chỉnh hình xương hàm

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN
LỜI CAM ĐOAN
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT…………………………………………………………………………..i
DANH MỤC ĐỐI CHIẾU THUẬT NGỮ ANH – VIỆT…………………………………… ii
DANH MỤC CÁC BẢNG………………………………………………………………………………..iv
DANH MỤC CÁC HÌNH ………………………………………………………………………………..vi
DANH MỤC SƠ ĐỒ…………………………………………………………………………………….. viii
ĐẶT VẤN ĐỀ…………………………………………………………………………………………………..1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ……………………………………………………….3
1.1 Giải phẫu……………………………………………………………………………………………………..3
1.2 Tiêu chuẩn khuôn mặt hài hòa………………………………………………………………………..7
1.3 Phẫu thuật cắt chẻ dọc cành cao xương hàm dưới …………………………………………..11
1.4 Phẫu thuật tạo hình cằm ………………………………………………………………………………14
1.5 Phẫu thuật chỉnh hình xương hàm trên…………………………………………………………..15
1.6 Quy trình phẫu thuật chỉnh hình xương hai hàm……………………………………………..16
1.7 Các bước lập kế hoạch phẫu thuật chỉnh hình xương hàm………………………………..23
1.8 Phương pháp đánh giá độ chính xác………………………………………………………………32
1.9 Tình hình nghiên cứu trên thế giới và trong nước……………………………………………35
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ……………..38
2.1 Thiết kế nghiên cứu …………………………………………………………………………………….38
2.2 Đối tượng nghiên cứu………………………………………………………………………………….38
2.3 Thời gian và địa điểm nghiên cứu …………………………………………………………………39
2.4 Cỡ mẫu của nghiên cứu ……………………………………………………………………………….39
2.5 Xác định các biến số độc lập và phụ thuộc …………………………………………………….40
2.6 Phương pháp và công cụ đo lường, thu thập số liệu ………………………………………..45
2.7 Quy trình nghiên cứu…………………………………………………………………………………..64
2.8 Phương pháp phân tích và xử lý số liệu …………………………………………………………64
2.9 Đạo đức trong nghiên cứu ……………………………………………………………………………65
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ ……………………………………………………………………………66
3.1 Đặc điểm của mẫu nghiên cứu ……………………………………………………………………..663.2 Độ chính xác của phương pháp lập kế hoạch truyền thống ………………………………68
3.3 Độ chính xác của phương pháp lập kế hoạch ảo ……………………………………………..74
3.4 So sánh hiệu quả của phương pháp lập kế hoạch phẫu thuật ảo với phương pháp lập
kế hoạch phẫu thuật truyền thống……………………………………………………………………….81
CHƯƠNG 4. BÀN LUẬN………………………………………………………………………….91
4.1 Đặc điểm chung của mẫu nghiên cứu…………………………………………………………….91
4.2 Độ chính xác của phương pháp lập kế hoạch phẫu thuật truyền thống……………….94
4.3 Độ chính xác của phương pháp lập kế hoạch ảo ……………………………………………105
4.4 So sánh hiệu quả của phương pháp lập kế hoạch ảo với phương pháp lập kế hoạch
truyền thống…………………………………………………………………………………………………..114
KẾT LUẬN ………………………………………………………………………………………………….132
KIẾN NGHỊ …………………………………………………………………………………………………134
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Mô tả các điểm mốc và mặt phẳng tham chiếu trên mô xương ………………….9
Bảng 1.2. Các thông số trên xương chuẩn ở người Việt ………………………………………….9
Bảng 1.3. Mô tả các điểm mốc trên mô mềm……………………………………………………….10
Bảng 1.4. Mô tả các thông số và tỷ lệ đánh giá khuôn mặt hài hòa ở người Việt………11
Bảng 1.5. So sánh phương pháp lập kế hoạch PTA và PTTT…………………………………31
Bảng 1.6. Tổng hợp tình hình nghiên cứu trên thế giới …………………………………………37
Bảng 2.1. Mô tả các biến số đo đạc trên phân tích sọ nghiêng 2D ………………………….41
Bảng 2.2. Các thông số đo đạc trên phân tích sọ nghiêng 3D…………………………………42
Bảng 3.1. Đặc điểm của mẫu nghiên cứu (n=20)………………………………………………….66
Bảng 3.2. Đặc điểm phân tích trên phim đo sọ của mẫu nghiên cứu (n=20) …………….67
Bảng 3.3. Độ chính xác của phương pháp lập kế hoạch PTTT……………………………….68
Bảng 3.4. Mức độ thay đổi của phương pháp lập kế hoạch PTTT…………………………..69
Bảng 3.5. Thay đổi vị trí của toàn bộ khối XHT theo phương pháp………………………..71
Bảng 3.6. Thay đổi vị trí của toàn bộ khối XHD theo phương pháp ……………………….73
Bảng 3.7. Thay đổi vị trí của cành cao XHD phải theo phương pháp ……………………..73
Bảng 3.8. Thay đổi vị trí của cành cao XHD trái theo phương pháp……………………….74
Bảng 3.9. Độ chính xác của phương pháp lập kế hoạch PTA…………………………………74
Bảng 3.10. Mức độ thay đổi của phương pháp lập kế hoạch PTA…………………………..76
Bảng 3.11. Thay đổi vị trí của toàn bộ khối XHT theo phương pháp………………………78
Bảng 3.12. Thay đổi vị trí của toàn bộ khối XHD theo phương pháp ……………………..79
Bảng 3.13. Thay đổi vị trí của cành cao XHD phải theo phương pháp ……………………80
Bảng 3.14. Thay đổi vị trí của cành cao XHD trái theo phương pháp……………………..80
Bảng 3.15. So sánh sự khác nhau giữa kế hoạch 2D và 3D ở XHT (n=20)………………81
Bảng 3.16. So sánh sự khác nhau giữa kế hoạch 2D và 3D ở XHD (n=20) ……………..82
Bảng 3.17. So sánh sự khác nhau giữa kế hoạch 3D và mô phỏng………………………….83
Bảng 3.18. So sánh chênh lệch giữa di chuyển thực tế với kế hoạch 3D………………….84
Bảng 3.19. So sánh chênh lệch tuyệt đối giữa kế hoạch – thực tế …………………………..85
Bảng 3.20. So sánh chênh lệch giữa kế hoạch – thực tế ………………………………………..86
Bảng 3.21. So sánh chênh lệch tuyệt đối giữa kế hoạch – thực tế …………………………..87
Bảng 3.22. So sánh chênh lệch giữa kế hoạch – thực tế ………………………………………..88v
Bảng 3.23. So sánh chênh lệch giữa kế hoạch – thực tế ………………………………………..89
Bảng 3.24. So sánh chênh lệch giữa kế hoạch – thực tế ………………………………………..90
Bảng 4.1. Tổng quan về cỡ mẫu và tuổi trung bình ………………………………………………9

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Xương hàm trên…………………………………………………………………………………..3
Hình 1.2. Mô tả hệ thống cấp máu cho xương hàm trên ………………………………………….4
Hình 1.3. Động mạch cấp máu cho xương hàm trên……………………………………………….5
Hình 1.4. Giải phẫu xương hàm dưới……………………………………………………………………6
Hình 1.5. Mẫu xương hàm dưới trên tử thi ……………………………………………………………6
Hình 1.6. Tỷ lệ các tầng mặt khi nhìn thẳng ………………………………………………………….7
Hình 1.7. Phân tích nét mặt nhìn nghiêng ……………………………………………………………..8
Hình 1.8. Phân tích mô xương trên hình ảnh sọ nghiêng ……………………………………….10
Hình 1.9. Phân tích mô mềm ……………………………………………………………………………..11
Hình 1.10. Mô tả các đường cắt chẻ dọc cành cao xương hàm dưới ……………………….12
Hình 1.11. Các bước phẫu thuật tạo hình cằm ……………………………………………………..14
Hình 1.12. Mô tả bước tiếp cận mặt trong cành cao xương hàm dưới……………………..17
Hình 1.13. Mô tả vị trí thực hiện được cắt đứng dọc ở xương hàm dưới………………….18
Hình 1.14. Mô tả vị trí đường cắt dọc ở mặt ngoài cành ngang xương hàm dưới ……..18
Hình 1.15. Rạch và bóc tách niêm mạc ……………………………………………………………….19
Hình 1.16. Cắt xương hàm trên ………………………………………………………………………….19
Hình 1.17. Đục tách khớp bướm hàm và vách ngăn mũi ……………………………………….20
Hình 1.18. Dùng dụng cụ để tách rời xương hàm trên …………………………………………..20
Hình 1.19. Đặt xương hàm trên về vị trí như kế hoạch điều trị ………………………………21
Hình 1.20. Kết hợp xương hàm trên sau khi hướng dẫn bằng máng trung gian ………..21
Hình 1.21. Mô tả thao tác chẻ xương và kiểm tra sự tự do của mảnh gần XHD ……….22
Hình 1.22. Khâu định hình cánh mũi ………………………………………………………………….23
Hình 1.23. Mô tả các chuyển động roll, pitch và yaw theo các trục tương ứng…………24
Hình 1.24. Mô tả các bước thực hiện lập kế hoạch phẫu thuật truyền thống…………….25
Hình 1.25. Mô tả cách chế tác máng trung gian……………………………………………………26
Hình 1.26. Mô tả vị trí mặt phẳng Frankfort khác nhau giữa các cá thể…………………..27
Hình 2.1. Phân tích sọ nghiêng 2D trước phẫu thuật bằng Webceph ………………………42
Hình 2.2. Các thông số đo đạc trên mô hình 3D ở phần mềm Dolphin ……………………43
Hình 2.3. Các hình chụp ngoài mặt …………………………………………………………………….46
Hình 2.4. Vô giá khớp ………………………………………………………………………………………48vii
Hình 2.5. Mô tả thao tác vẽ các đường tham chiếu ……………………………………………….48
Hình 2.6. Đo đạc trên bàn phẫu thuật mẫu hàm ……………………………………………………49
Hình 2.7. Phẫu thuật mẫu hàm …………………………………………………………………………..50
Hình 2.8. Mô tả các dữ liệu và thao tác chồng mẫu hàm vào dữ liệu CT …………………51
Hình 2.9. Tích hợp mô mềm vào mẫu sọ để tham chiếu tư thế đầu tự nhiên…………….52
Hình 2.10. Mô tả các đường cắt giả lập……………………………………………………………….52
Hình 2.11. Thao tác chọn các điểm mốc để phân tích sọ nghiêng …………………………..52
Hình 2.12. Mô tả giai đoạn mảnh xa khớp với XHT theo khớp cắn sau cùng…………..53
Hình 2.13. Mô tả các thao tác điều chỉnh XHT…………………………………………………….55
Hình 2.14. Mô tả thao tác xoay XHT theo trục pitch và tịnh tiến……………………………56
Hình 2.15. Thiết kế máng hướng dẫn phẫu thuật và thông số di chuyển xương………..57
Hình 2.16. Mô tả mẫu sọ giả lập trên máy tính của NB…………………………………………59
Hình 2.17. Các thông số trước phẫu thuật……………………………………………………………60
Hình 2.18. Các thông số giả lập trên 3D ……………………………………………………………..60
Hình 2.19. Các thông số sau phẫu thuật ………………………………………………………………61
Hình 2.20. Các tọa độ của các điểm mốc được khảo sát………………………………………..61
Hình 2.21. Chồng hai dữ liệu CT trước (T0) và sau phẫu thuật (T1)……………………….62
Hình 2.22. So sánh sự khác biệt dựa trên tọa độ …………………………………………………..62
Hình 2.23. Các thông số di chuyển của khối XHT, XHD, mảnh gần 2 bên ……………..63
Hình 3.1. Mô tả thay đổi vị trí các điểm mốc thuộc XHT của phương pháp…………….70
Hình 3.2. Mô tả thay đổi vị trí các điểm mốc thuộc XHD của phương pháp ……………72
Hình 3.3. Mô tả thay đổi vị trí các điểm mốc thuộc XHT của phương pháp…………….77
Hình 3.4. Mô tả thay đổi vị trí các điểm mốc thuộc XHD của phương pháp ……………78
Hình 3.5. Mô tả chênh lệch giữa kế hoạch – thực tế khảo sát ở XHT ……………………..84
Hình 3.6. Mô tả chênh lệch giữa kế hoạch – thực tế khảo sát ở XHD ……………………..85
Hình 4.1. Mô tả xoay theo trục yaw sẽ làm thay đổi vị trí các điểm mốc răng………..116
Hình 4.2. Mô tả quá trình tự xoay XHD khi chế tác máng trung gian……………………12

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Xương hàm trên…………………………………………………………………………………..3
Hình 1.2. Mô tả hệ thống cấp máu cho xương hàm trên ………………………………………….4
Hình 1.3. Động mạch cấp máu cho xương hàm trên……………………………………………….5
Hình 1.4. Giải phẫu xương hàm dưới……………………………………………………………………6
Hình 1.5. Mẫu xương hàm dưới trên tử thi ……………………………………………………………6
Hình 1.6. Tỷ lệ các tầng mặt khi nhìn thẳng ………………………………………………………….7
Hình 1.7. Phân tích nét mặt nhìn nghiêng ……………………………………………………………..8
Hình 1.8. Phân tích mô xương trên hình ảnh sọ nghiêng ……………………………………….10
Hình 1.9. Phân tích mô mềm ……………………………………………………………………………..11
Hình 1.10. Mô tả các đường cắt chẻ dọc cành cao xương hàm dưới ……………………….12
Hình 1.11. Các bước phẫu thuật tạo hình cằm ……………………………………………………..14
Hình 1.12. Mô tả bước tiếp cận mặt trong cành cao xương hàm dưới……………………..17
Hình 1.13. Mô tả vị trí thực hiện được cắt đứng dọc ở xương hàm dưới………………….18
Hình 1.14. Mô tả vị trí đường cắt dọc ở mặt ngoài cành ngang xương hàm dưới ……..18
Hình 1.15. Rạch và bóc tách niêm mạc ……………………………………………………………….19
Hình 1.16. Cắt xương hàm trên ………………………………………………………………………….19
Hình 1.17. Đục tách khớp bướm hàm và vách ngăn mũi ……………………………………….20
Hình 1.18. Dùng dụng cụ để tách rời xương hàm trên …………………………………………..20
Hình 1.19. Đặt xương hàm trên về vị trí như kế hoạch điều trị ………………………………21
Hình 1.20. Kết hợp xương hàm trên sau khi hướng dẫn bằng máng trung gian ………..21
Hình 1.21. Mô tả thao tác chẻ xương và kiểm tra sự tự do của mảnh gần XHD ……….22
Hình 1.22. Khâu định hình cánh mũi ………………………………………………………………….23
Hình 1.23. Mô tả các chuyển động roll, pitch và yaw theo các trục tương ứng…………24
Hình 1.24. Mô tả các bước thực hiện lập kế hoạch phẫu thuật truyền thống…………….25
Hình 1.25. Mô tả cách chế tác máng trung gian……………………………………………………26
Hình 1.26. Mô tả vị trí mặt phẳng Frankfort khác nhau giữa các cá thể…………………..27
Hình 2.1. Phân tích sọ nghiêng 2D trước phẫu thuật bằng Webceph ………………………42
Hình 2.2. Các thông số đo đạc trên mô hình 3D ở phần mềm Dolphin ……………………43
Hình 2.3. Các hình chụp ngoài mặt …………………………………………………………………….46
Hình 2.4. Vô giá khớp ………………………………………………………………………………………48vii
Hình 2.5. Mô tả thao tác vẽ các đường tham chiếu ……………………………………………….48
Hình 2.6. Đo đạc trên bàn phẫu thuật mẫu hàm ……………………………………………………49
Hình 2.7. Phẫu thuật mẫu hàm …………………………………………………………………………..50
Hình 2.8. Mô tả các dữ liệu và thao tác chồng mẫu hàm vào dữ liệu CT …………………51
Hình 2.9. Tích hợp mô mềm vào mẫu sọ để tham chiếu tư thế đầu tự nhiên…………….52
Hình 2.10. Mô tả các đường cắt giả lập……………………………………………………………….52
Hình 2.11. Thao tác chọn các điểm mốc để phân tích sọ nghiêng …………………………..52
Hình 2.12. Mô tả giai đoạn mảnh xa khớp với XHT theo khớp cắn sau cùng…………..53
Hình 2.13. Mô tả các thao tác điều chỉnh XHT…………………………………………………….55
Hình 2.14. Mô tả thao tác xoay XHT theo trục pitch và tịnh tiến……………………………56
Hình 2.15. Thiết kế máng hướng dẫn phẫu thuật và thông số di chuyển xương………..57
Hình 2.16. Mô tả mẫu sọ giả lập trên máy tính của NB…………………………………………59
Hình 2.17. Các thông số trước phẫu thuật……………………………………………………………60
Hình 2.18. Các thông số giả lập trên 3D ……………………………………………………………..60
Hình 2.19. Các thông số sau phẫu thuật ………………………………………………………………61
Hình 2.20. Các tọa độ của các điểm mốc được khảo sát………………………………………..61
Hình 2.21. Chồng hai dữ liệu CT trước (T0) và sau phẫu thuật (T1)……………………….62
Hình 2.22. So sánh sự khác biệt dựa trên tọa độ …………………………………………………..62
Hình 2.23. Các thông số di chuyển của khối XHT, XHD, mảnh gần 2 bên ……………..63
Hình 3.1. Mô tả thay đổi vị trí các điểm mốc thuộc XHT của phương pháp…………….70
Hình 3.2. Mô tả thay đổi vị trí các điểm mốc thuộc XHD của phương pháp ……………72
Hình 3.3. Mô tả thay đổi vị trí các điểm mốc thuộc XHT của phương pháp…………….77
Hình 3.4. Mô tả thay đổi vị trí các điểm mốc thuộc XHD của phương pháp ……………78
Hình 3.5. Mô tả chênh lệch giữa kế hoạch – thực tế khảo sát ở XHT ……………………..84
Hình 3.6. Mô tả chênh lệch giữa kế hoạch – thực tế khảo sát ở XHD ……………………..85
Hình 4.1. Mô tả xoay theo trục yaw sẽ làm thay đổi vị trí các điểm mốc răng………..116
Hình 4.2. Mô tả quá trình tự xoay XHD khi chế tác máng trung gian……………………12