The review of RP applications in CMF sur

Tạp chí Cập nhật nha khoa 2017 Chuyên đề Kỹ thuật phục hình _ TỔNG QUAN VỀ THỰC TẾ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ TẠO MẪU NHANH TRONG PHẪU THUẬT HÀM MẶT TẠI VIỆT NAM TỪ NĂM 2010 ĐẾN NĂM 2016: TỪ GÓC NHÌN CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO ThS Đào Ngọc Lâm † † Bộ mơn Kỹ thuật Phục hình răng, Khoa Răng Hàm Mặt, Đại học Y Dược TP Hồ Chí Minh Tóm tắt: Cơng nghệ tạo mẫu nhanh (Rapid Prototyping Technology) hay Công nghệ in lập thể (3D Printing Technology) ứng dụng vào phẫu thuật hàm mặt giới từ cuối thập niên 1980 Ứng dụng nhanh chóng giải tốn “đổ mẫu” phần nội cấu trúc giải phẫu vùng đầu – mặt – cổ gồm chủ yếu phần cấu trúc xương, từ liệu chẩn đốn hình ảnh 3D thu từ cơng nghệ chụp phim cắt lớp điện tốn (CTI – Computerized Tomography Imaging) Tại Việt Nam, vào đầu thập niên 2000, Đại học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh phối hợp với đội ngũ chuyên gia ngoại khoa số bệnh viện địa bàn TP Hồ Chí Minh (Bệnh viện Chợ Rẫy, Bệnh viện Gia Định Bệnh viện 115), ứng dụng công nghệ tạo mẫu nhanh SLA phẫu thuật tạo hình tái tạo phục hình xương hộp sọ, trường hợp tai nạn chấn thương, PGS TS Đặng Văn Nghìn chủ nhiệm đề tài (2002 – 2007) [3] Tuy nhiên, ứng dụng in lập thể phẫu thuật hàm mặt thực trọn vẹn Việt Nam năm 2011[1,5] Trên phạm vi nước, ứng dụng sau bắt thực nghiệm triển khai chủ yếu mạnh Bệnh viện Răng Hàm Mặt Trung Ương TP.HCM [1,2,6], việc triển khai ứng dụng chủ yếu dùng để tạo mẫu xương hàm cấu trúc hàm mặt hỗ trợ chủ yếu cho công tác bẻ nẹp chuẩn bị trước phẫu, số ứng dụng đặc thù khác Để tổng kết đánh giá cách chi tiết hiệu ứng dụng Việt Nam, chuyên gia phẫu thuật hàm mặt, kỹ thuật viên phục hình hàm mặt kỹ sư công nghệ cần phải phối hợp chặt chẽ chuyên môn suốt quãng thời gian dài Bài báo trình bày nhìn ứng dụng in lập thể thực lãnh vực phẫu thuật hàm mặt Việt Nam, giai đoạn 2011 – 2016, góc nhìn kỹ sư cơng nghệ chế tạo hoạt động lãnh vực kỹ thuật labo phục hình hàm mặt _ TỔNG QUAN Công nghệ tạo mẫu nhanh (Rapid Prototyping Technology) hay Công nghệ in lập thể (3D Printing Technology) ứng dụng vào phẫu thuật hàm mặt giới từ cuối thập niên 1980 Ứng dụng nhanh chóng giải tốn “đổ mẫu” phần nội cấu trúc giải phẫu vùng đầu – mặt – cổ gồm chủ yếu phần cấu trúc xương, từ liệu chẩn đốn hình ảnh 3D thu từ cơng nghệ chụp phim cắt lớp điện tốn (CTI – Computerized Tomography Imaging) Tại Việt Nam, vào đầu thập niên 2000, Đại học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh phối hợp với đội ngũ chuyên gia ngoại khoa số bệnh viện địa bàn TP Hồ Chí Minh (Bệnh viện Chợ Rẫy, Bệnh viện Gia Định Bệnh viện 115), ứng dụng công nghệ tạo mẫu nhanh SLA phẫu thuật tạo hình tái tạo phục hình xương hộp sọ, trường hợp tai nạn chấn thương, PGS TS Đặng Văn Nghìn chủ nhiệm đề tài (2004 – 2006) Đề tài đăng ký đê tài nghiên cứu cấp nhà nước ứng dụng tạo mẫu nhanh y tế Việt Nam, với mã số KC.05.01, với tên “Nghiên cứu công nghệ tạo mẫu nhanh để chế tạo bề mặt chi tiết phức tạp”, đăng ký tháng 05 năm 2004, có tham gia lực lượng chuyên gia lãnh vực y khoa Đại học y Dược TP Hồ Chí Minh, Bệnh viện Chợ Rẫy, Bệnh viện 115 Bệnh viện Gia Định [3,4] Nghiên cứu triển khai nghiên cứu thăm dị tính khả thi 12 case lâm sàng đầu tiên, sau triển khai diện rộng ba bệnh viện đến cuối năm 2009 Tuy nhiên, lãnh vực phẫu thuật hàm mặt, ứng dụng tạo mẫu nhanh trước Ứng dụng tạo mẫu nhanh phẫu thuật hàm mặt Trang 1/ 26 Tạp chí Cập nhật nha khoa 2017 Chuyên đề Kỹ thuật phục hình _ đề cập giới thiệu số sinh hoạt chuyên môn khuôn khổ hợp tác phối hợp triển khai chung với đoàn chuyên gia phẫu thuật hàm mặt Việt Nam Đến năm 2011, case lâm sàng ứng dụng cơng nghệ thực hồn tồn Việt nam ghi nhận Đây case ứng dụng phẫu thuật ghép xương hàm, bệnh nhân T.L.B (41 tuổi, nam), ThS BS Trần Ngọc Quảng Phi cộng thực Bệnh viện Đa khoa Thủ Đức, vào ngày 26/04/2011[2,5] Trong đó, mơ hình xương hàm in lập thể dùng hỗ trợ chủ yếu cho q trình chẩn đốn, lập kế hoạch tư vấn bệnh nhân cách trực quan case phẫu thuật, đặc biệt trường hợp cần tạo hình nẹp trước phẫu nhằm giảm thiểu thời gian thực case mổ so với phương pháp bẻ nẹp trình phẫu thuật truyền thống Phương pháp phẫu thuật truyền thống thường có có xu hướng bị hạn chế thời gian đo - bẻ nẹp, giảm tính dự đốn thẩm mỹ sau phẫu, tăng thời gian thực hiện, số lần phẫu thuật chi phí phẫu thuật (theo ThS BS Bùi Hữu Lâm cộng sự)[6] Trong giai đoạn từ 2011 đến 2016, tổng số case tạo mẫu nhanh thực 127 case [1,7], đa phần ứng dụng triển khai cho case phẫu thuật cho bệnh nhân u men và/ hay biến chứng hậu phẫu liên quan đến u men Đặc biệt, ứng dụng bệnh nhân nữ quan tâm có nhu cầu thẩm mỹ cao Do trực quan dễ dàng tương tác suốt trình lập kế hoạch phẫu thuật, mẫu in lập thể hỗ trợ sử dụng trực tiếp số ứng dụng khác phẫu thuật hàm mặt [824] Tuy nhiên, Việt Nam, ứng dụng thử nghiệm số ứng dụng sau (xem Bảng 1.4), gồm: (1) - Tạo mẫu hàm trước phẫu để lập kế hoạch, tư vấn gia công bẻ nẹp trước phẫu trường hợp phẫu thuật cắt xương (xem hình 1) (2) - Tạo mẫu hỗ trợ thiết kế thiết bị nẹp chỉnh tái định vị trường hợp lệch lạc khớp thái dương hàm sau phẫu (01 case) (phối hợp với ThS.BS Trần Ngọc Quảng Phi, 2012) (xem hình 2) Hình Một số mẫu tạo mẫu nhanh mơ hình trước phẫu dùng lập kế hoạch, tư vấn gia công nẹp trước phẫu (nguồn: Đào Ngọc Lâm, 2011 - 2016) Ứng dụng tạo mẫu nhanh phẫu thuật hàm mặt Trang 2/ 26 Tạp chí Cập nhật nha khoa 2017 Chuyên đề Kỹ thuật phục hình _ Hình Một hình ảnh tạo mẫu nhanh mơ hình ảo hỗ trợ thiết kế gia cơng khí cụ nắn chỉnh lệch lạc khớp thái dương hàm sau phẫu, BN L.V.H (2012) (nguồn: Đào Ngọc Lâm, 2011 - 2016) (3) - Tạo mẫu hỗ trợ tính tốn hiệu tích hợp xương trước sau ghép theo phương pháp quét quang học (01 case) (phối hợp với ThS BS Nguyễn Hữu Nam, 2011) (xem hình 3) (4) - Tạo mẫu hỗ trợ thiết kế phần cấu trúc xương ghép để tạo dưỡng phay thiết bị MAD/MAM nha khoa để gia công vật liệu ghép san hô (01 case) (phối hợp với BS Lê Thanh Hùng, Khoa Răng Hàm (b) Mặt, Đại học Y Dược TP Hồ Chí Minh, 2011) (5) - Tạo mẫu thiết kế nẹp cắt u xương (hàm dưới) đơn giản (01 case) (6) - Tạo mẫu tái tạo khớp cắn cho trường hợp sai lệch khớp nhiễu liệu chụp phim CT (01 case) (phối hợp với ThS BS Bùi Hữu Lâm cộng sự, Bệnh viện Răng Hàm Mặt Trung ương TP Hồ Chí Minh, 2015) (xem hình 4) (a) (b) (a) Hình Một số hình ảnh tạo mẫu nhanh đáng giá hiệu ghép xương (hay đo độ tiêu xương) sau ghép sau ghép tháng (trên BN N.D.T): (a) Ngay sau ghép (b) Sau ghép tháng (nguồn: Đào Ngọc Lâm, 2011 - 2016) Ứng dụng tạo mẫu nhanh phẫu thuật hàm mặt Trang 3/ 26 Tạp chí Cập nhật nha khoa 2017 Chuyên đề Kỹ thuật phục hình _ Hình Một số hình ảnh tạo mẫu nhanh tái tạo khớp cắn nhiễu liệu chụp phim (nguồn: Đào Ngọc Lâm, 2011 - 2016) (7) - Tạo mẫu ảo (Virtual 3D Validation) mẫu thực cấu trúc xương trước phẫu cấu trúc xương mong muốn sau phẫu để lập kế hoạch tính tốn cấu trúc xương ghép tự thân gia công nẹp trước phẫu (01 case) (phối hợp với bên ngồi, 2016) (xem hình 5) Các ứng dụng (5) (7), xuất phát từ báo cáo liên quan đến ứng dụng công nghệ tạo mẫu nhanh phẫu thuật hàm mặt GS Ju-Ping Lai, Bệnh viện Đại học quốc gia Chang – Kung (Đài Loan) buổi hội thảo trao đổi chuyên môn, Hội nghị Khoa học Kỹ thuật Đào tạo liên tục chuyên ngành Răng Hàm Mặt, Đại học Y Dược TP Hồ Chí Minh (2013 - 2014) trao đổi Khoa Phẫu thuật hàm mặt, Bệnh viện Đại học Y Dược TP Hồ Chí Minh (2015) Một số thông tin liên quan đến ứng dụng thực nhóm nghiên cứu, từ 2011 đến 2016, trình bày bảng 1.1., 1.2, 1.3, 1.4, 1.5 biểu đồ 1.1, 1.2, đây: Bảng 1.1 Bảng số liệu tổng kết số lượng case ứng dụng tạo mẫu nhanh phẫu thuật hàm mặt Việt Nam, theo năm, giai đoạn từ 2011 đến 2016 Theo năm từ 2011 đến 2016 Ghi 2011 2012 2013 2014 2015 2016 Số case 15 Tỷ lệ % 1.75 13.16 Tổng số case Các số liệu dựa 34 49 14 13 case nhóm thực giai đoạn 2011 – 29.82 42.98 12.28 11.40 2016 Khơng tính case tạo mẫu để 127 nghiên cứu cá nhân khác (Nguồn: Số liệu nghiên cứu Đào Ngọc Lâm 2011 – 2016) Ứng dụng tạo mẫu nhanh phẫu thuật hàm mặt Trang 4/ 26 Tạp chí Cập nhật nha khoa 2017 Chuyên đề Kỹ thuật phục hình _ Hình Một số hình ảnh tạo mẫu nhanh cho ứng dụng đặc biệt phẫu thuật hàm mặt (nguồn: Đào Ngọc Lâm, 2011 - 2016) Bảng 1.2 Bảng số liệu tổng kết số lượng case ứng dụng tạo mẫu nhanh phẫu thuật hàm mặt Việt Nam từ 2011 đến 2016 theo giới tính Theo giới tính Ghi Nam Nữ Số case 54 73 Tỷ lệ % 42.52 57.48 Tổng số case 127 Các số liệu dựa case nhóm thực giai đoạn 2011 – 2016 Khơng tính case tạo mẫu để nghiên cứu cá nhân khác Ghi chú: Theo số liệu trên, số lượng case cho bệnh nhân nữ có số cao so với số lượng case cho bệnh nhân nam khoảng 15% Nếu loại trừ case điều trị phẫu thuật cắt xương hàm u men tái tạo thẩm mỹ tai nạn hay di chứng sau phẫu theo phương pháp truyền thống bác sỹ bắt buộc phải định ứng dụng công nghệ tạo mẫu nhanh để lập kế hoạch phẫu thuật, số lượng case yêu cầu phẫu thuật với hỗ trợ tạo mẫu nhanh sau tư vấn bác sỹ vấn đề thẩm mỹ chiếm khoảng 37.23% tổng số case Điều cho quan tâm thấy nhu cầu thẩm mỹ sau phẫu bệnh nhân nữ cao so với bệnh nhân nam khoảng 15% (Nguồn: Số liệu nghiên cứu Đào Ngọc Lâm 2011 – 2016) Ứng dụng tạo mẫu nhanh phẫu thuật hàm mặt Trang 5/ 26 Tạp chí Cập nhật nha khoa 2017 Chuyên đề Kỹ thuật phục hình _ Biểu đồ 1.1 Biểu đồ tỷ lệ phân bổ case ứng dụng theo năm giai đoạn 2011 – 2016 (tính theo % tổng số case từ 2011 đến 2016) (Nguồn: Số liệu nghiên cứu Đào Ngọc Lâm, 2011 - 2016) BIỂU ĐỒ TỶ LỆ % PHÂN BỔ CASE ỨNG DỤNG THEO NĂM TRONG GIAI ĐOẠN 2011 - 2016 1.75 2011 11.40 13.16 2012 12.28 2013 2014 29.82 2015 42.98 2016 Biểu đồ 1.2 Đồ thị tiến triển nhu cầu ứng dụng theo tỷ lệ % số case thực giai đoạn 2011 – 2016 (Nguồn: Số liệu nghiên cứu Đào Ngọc Lâm, 2011 - 2016) BIỂU ĐỒ TỶ LỆ % PHÂN BỔ CASE ỨNG DỤNG THEO NĂM TRONG GIAI ĐOẠN 2011 - 2016 50.00 42.98 45.00 TỶ LỆ PHÂN BỔ (%) 40.00 35.00 29.82 30.00 25.00 20.00 13.16 12.28 15.00 11.40 10.00 5.00 1.75 0.00 2011 2012 2013 2014 2015 2016 THEO NĂM Ứng dụng tạo mẫu nhanh phẫu thuật hàm mặt Trang 6/ 26 Tạp chí Cập nhật nha khoa 2017 Chuyên đề Kỹ thuật phục hình _ Bảng 1.3 Bảng số liệu tổng kết số lượng case ứng dụng tạo mẫu nhanh phẫu thuật hàm mặt Việt Nam từ 2011 đến 2016 theo độ tuổi Theo độ tuổi Ghi 10 - 20 20 – 30 30 – 40 40 – 50 50 – 60 > 60 Số case 47 50 13 Tỷ lệ % 7.09 37.01 39.37 10.24 4.72 1.57 Tổng số case 127 Các số liệu dựa case nhóm thực giai đoạn 2011 – 2016 Khơng tính case tạo mẫu để nghiên cứu cá nhân khác Ghi chú: - Độ tuổi từ (10 – 40) chiếm khoảng 83.46% tổng số case thực hiện, nhiên số lượng thể nhu cầu thẩm mỹ sau phẫu nhóm cao nhiều so với với nhóm độ tuổi khác Tuy nhiên cầu nhóm có độ tuổi (30 – 40) tăng cao là nhóm đối tượng có cơng việc ổn định, thu nhập cao có nhu cầu thẩm mỹ sau phẫu để phục vị cho công việc cá nhân họ lớn tất nhóm độ tuổi khác - Riêng độ tuổi từ (10 – 20), nhu cầu ứng dụng tạo mẫu nhanh thu hẹp lại cấu trúc xương case độ tuổi thời kỳ phát triển, đa số thực theo định bác sỹ số trường hợp đặc biệt (Nguồn: Số liệu nghiên cứu Đào Ngọc Lâm 2011 – 2016) Tư vấn & Lập KHPT Khí cụ hỗ trợ phẫu thuật Đánh giá hiệu ghép xương Tạo dưỡng gia cơng phục hình Tạo nẹp cắt xương đơn giản Tái tạo khớp cắn nhiễu phim DICOM Tính tốn phần xương ghép nẹp giải phẫu Bảng 1.4 Bảng số liệu tổng kết số lượng case ứng dụng tạo mẫu nhanh phẫu thuật hàm mặt Việt Nam từ 2011 đến 2016 theo độ mảng ứng dụng Theo ứng dụng (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) Số case 120 1 1 Tỷ lệ % 94.49 1.57 0.79 0.79 0.79 0.79 0.79 Tổng số case 127 Ghi Các số liệu dựa case nhóm thực giai đoạn 2011 – 2016 Khơng tính case tạo mẫu để nghiên cứu cá nhân khác Ghi chú: Các ứng dụng từ (2) đến (7) thực có số lượng ít, chiếm 5.51% so với số case ứng dụng (1), thời gian thực dài chi phí cao Thực tế mảng ứng dụng cần có trao đổi phối hợp chặt chẽ nặt chuyên môn mảng lâm sàng, kỹ thuật labo kỹ thuật ứng dụng, nhiều Ứng dụng tạo mẫu nhanh phẫu thuật hàm mặt Trang 7/ 26 Tạp chí Cập nhật nha khoa 2017 Chuyên đề Kỹ thuật phục hình _ mảng ứng dụng công nghệ nha khoa kỹ thuật số khác nhau: giải pháp chẩn đốn hình ảnh cắt lớp kỹ thuật số (MSCT/ CBCT/ MRI), giải pháp quét 3D quang học (3D optical scanning solutions: IOS (intraoral scanning), EOS (extraoral scanning) 3D facial scanning), giải pháp CAD/CAM (y khoa/ nha khoa/ công nghiệp), giải pháp xử lý chuyển đổi liệu (DICOM data set  3D executable data), giải pháp xử lý, cải thiện hoàn thiện lưới (mesh editing) giải pháp tạo mẫu nhanh (rapid prototyping hay 3D printing) Ngồi ra, ba nhóm bác sỹ phẫu thuật hàm mặt, kỹ thuật viên phục hình hàm mặt kỹ sư cơng nghệ hỗ trợ phải có trao đổi hiểu rõ quy trình phẫu thuật, tiêu chí phương án phẫu thuật tạo hình bác sỹ điều trị cho case cụ thể Mỗi case kéo dài đến (10 – 17) ngày để thực (Nguồn: Số liệu nghiên cứu Đào Ngọc Lâm 2011 – 2016) Bảng 1.5 Bảng số liệu tổng kết số lượng case ứng dụng tạo mẫu nhanh phẫu thuật hàm mặt Việt Nam từ 2011 đến 2016 theo số định hàm trên, hàm hay hai hàm Theo cấu trúc hàm Ghi Hàm Hàm Cả hai trên(1) dưới(2) hàm(3) Số case 19 124 16 Tỷ lệ % 13.29 86.71 12.60 Tổng số case Các số liệu dựa case nhóm thực giai đoạn 2011 – 2016 Không tính case tạo mẫu để nghiên cứu cá nhân khác 143 mơ hình xương hàm loại/ 127 case Ghi chú: (1) – Gồm mơ hình cấu trúc cung hàm trên, phần xương hàm trên, tầng mặt giữa, phần hộp sọ tầng hõm khớp Tính tỷ lệ % tổng số 143 mơ hình cấu trúc xương loại thực (2) – Gồm mơ hình cấu trúc cung hàm dưới, phần/ tồn phần xương hàm có nẹp phục hình, hay lồi cầu nhân tạo Tính tỷ lệ % tổng số 143 mơ hình cấu trúc xương loại thực (3) – Chỉ tính tổng số 127 case thực hiện, đa phần case phức tạp Theo bảng 1.5., tỷ lệ số case phức tạp có ứng dụng tạo mẫu nhanh hỗ trợ cho công tác lập kế hoạch thiết kế gia công khí cụ, nẹp cắt xương hay tái tạo tương quan khớp cắn nhiễu liệu chẩn đoán phim CT thực chiếm khoảng 12.6% số lượng khoảng 19.73% tổng chi phí thực case (tính tổng số 143 mơ hình tạo mẫu ứng dụng phẫu thuật hàm mặt loại) (Nguồn: Số liệu nghiên cứu Đào Ngọc Lâm 2011 – 2016) Từ giai đoạn vào cuối năm 2010 cuối năm 2011, nhóm thực ứng dụng tạo mẫu nhanh dựa giải pháp tích hợp phần mềm chuyên dụng MIMICS 14 (Materialise NV, Vương quốc Bỉ), để lập hóa đối tượng (segmentation), xử lý hình ảnh (mask processing/ remeshing) tạo - xuất tập tin định dạng *.stl đọc tạo mẫu nhanh Để hiệu chỉnh lưới liệu mơ hình lập thể chi tiết/ đối tượng lập hóa, nhóm sử dụng phần mềm PowerSHAPE (Delcam PLC, Vương quốc Anh) Sau đó, tập tin *.stl đưa vào phần mềm để tiến hành “cắt lát” (slicing) in máy tạo mẫu nhanh FDM hãng Stratasys (Hoa Kỳ), Công ty An Lạc Phát (Alphaco, nhà phân phối Hãng Stratasys Việt Nam), hậu xử lý (post – processing) học hóa học để hồn thiện, trừ hai case Ứng dụng tạo mẫu nhanh phẫu thuật hàm mặt Trang 8/ 26 Tạp chí Cập nhật nha khoa 2017 Chuyên đề Kỹ thuật phục hình _ in máy in 3D theo cơng nghệ FDM Hãng Materialise Do vấn đề tài xu hướng giảm chi phí để mở rộng phạm vi ứng dụng, nhóm chuyển sang hướng tìm hiểu sử dụng giải pháp xử lý liệu chụp phim CT khác, để tìm phương pháp chuyển đổi từ liệu DICOM (*.dcm) thành tập tin khả dụng định dạng thông dụng (như *.stl, *.obj, *.igs, *.ply), bao gồm phần mềm thuộc ba nhóm giải pháp sau: Trong giai đoạn 2012 – 2013, giải pháp thương mại: Mimics (Materialise NV, Vương quốc Bỉ), Simplant OMS (Materialise NV, Vương quốc Bỉ), 3DDoctor (Able Software, Hoa Kỳ), Analyze10.0 (Analyze Inc., Hoa Kỳ) Simpleware (Simpleware, Vương quốc Anh, đối tác dự án FaceMaker 2012 với Delcam PLC, Vương quốc Anh, tác giả báo cáo Hội nghị Khoa học Kỹ thuật Đào tạo liên tục chuyên ngành Răng Hàm Mặt lần thứ 34, năm 2012) Trong giai đoạn 2012 – 2014, giải pháp mở: inVersalius (mã nguồn mở, Centro de Tecnologia da Informaỗóo Renato Archer (CTI), Brazil), 3D Slicer (mó ngun mở, Đại học Havard, Hoa Kỳ), Seg3D (mã nguồn mở, Đại học Utah, Hoa Kỳ) VTK source code Trong giai đoạn 2012 – 2016, giải pháp tích hợp, sử dụng giải pháp đọc liệu cắt lớp DICOM, lập hóa đường biên (OBC - Objects Boundary Contours Detecting), sau sử dụng giải pháp tự xử lý chồng chập đa lớp biên dạng đối tượng (LuMLCS Levelled-Up Multi-Layered Contours Superimposing) để tạo “stepping model” (mơ hình “bậc thang”), thơng qua phần mềm xử lý lưới đồ họa (mesh editing) để mượt hóa bề mặt bao (trong giai đoạn 2012 – 2016) Từ giai đoạn cuối năm 2012 đến cuối năm 2013, nhóm bước đầu tìm số giải pháp thương mại khác (xem nhóm giải pháp trên) thay cho phần mềm Mimics (Materialise NV, Vương quốc Bỉ) (thuê 01 năm từ đầu năm 2011 đến đầu năm 2012), để giảm chi phí xử lý hình ảnh chuyển đổi liệu sang mơ hình lập thể định dạng khả dụng cho phần mềm mở, đơn giá trung bình cho case ứng dụng giảm (2.41%) so với đơn giá lần triển khai ứng dụng (năm 2011) Tuy nhiên, ứng dụng gần triển khai diện rộng cho cộng đồng áp lực chi phí thực cao, vượt khả tài bệnh nhân Theo số liệu thống kê khả tài bệnh nhân liên quan đến phẫu thuật hàm liên quan u men (trong giai đoạn 2011 2016), tỷ lệ bệnh nhân có khó khăn tài chính, chiếm khoảng 89.92% tổng số case thực (bệnh nhân có khả đáp ứng tối đa 60% chi phí trung bình case ứng dụng đơn giản) (xem bảng 1.6) Để giải vấn đề cắt giảm chi phí này, nhóm liên tiếp thử nghiệm, triển khai so sánh tính khả thi hàng loạt giải pháp khác nhau, đồng thời thay đổi tối ưu bước phối hợp bước quy trình thực Nhưng đến đầu năm 2013, nỗ lực liên quan giảm chi phí cho giải pháp nhóm bắt đầu có thay đổi có ý nghĩa (chi phí thực giảm đến 38.75% so với năm 2011) Điều khơng liên quan đến vấn đề giải pháp mà liên quan đến chuyển biến lớn cơng nghiệp tạo mẫu nhanh, có liên quan đến công nghệ FDM cho ứng dụng này, sau: Tìm giải pháp mở giải pháp tích hợp khác (xem nhóm giải pháp 3* trên) thay cho giải pháp thương mại triển khai năm 2013 Sự bùng nổ diện rộng toàn giới dịng máy in lập thể (3D printing) theo cơng nghệ FDM (do chấm dứt quyền công nghệ FDM), theo mơ hình máy in lập thể Merlin Prusa i3 (được chia sẻ reprap.org), chi phí dịng thiết bị để bàn vật liệu tiêu hao phục vụ cho công nghệ in lập thể FDM giảm đến mức đột ngột Ứng dụng tạo mẫu nhanh phẫu thuật hàm mặt Trang 9/ 26 Tạp chí Cập nhật nha khoa 2017 Chuyên đề Kỹ thuật phục hình _ Năm 2011 Số lượng Tổng số Tỷ lệ BN khó khăn 100.00 (tính theo %) Bảng 1.6 Bảng số liệu tổng kết số lượng case bệnh nhân khó khăn tài thực Việt Nam từ 2011 đến 2016 Số lượng case bệnh nhân khó khăn tài thực 2012 2013 2014 2015 Ghi 13 29 47 11 15 34 49 14 86.67 85.29 95.92 78.57 Các số liệu dựa case nhóm thực giai đoạn 2011 – 2016 Khơng tính case tạo mẫu để nghiên cứu cá nhân khác Ghi chú: – Nhu cầu số case bệnh nhân khó khăn tài thống kê dựa số liệu thực giai đoạn (2011 – 2016), nằm khoảng trung bình 89.92% Đa phần case phức tạp (Nguồn: Số liệu nghiên cứu Đào Ngọc Lâm 2011 – 2016) Hai tiền đề giúp chi phí thực trung bình ứng dụng nhóm thực Việt Nam năm 2014 tiếp tục giảm nhẹ thêm 3.1% so với chi phí thực trung bình case ứng dụng năm 2011 Với hàng loạt dịch vụ in lập thể mở Việt Nam (chủ yếu TP Hồ Chí Minh) chun nghiệp hóa cơng tác phối hợp định lâm sàng khâu xử lý liệu chụp phim CT, chủ động dịch vụ hỗ trợ, kinh nghiệm triển khai thời gian đáp ứng chỗ giúp chi phí thực tiếp tục giảm mạnh 53.40% 62.99% năm tương ứng sau 2015 2016 Một tín hiệu đáng mừng, vòng sáu năm từ 2011 đến 2016, chi phí thực trung bình năm 2016 giảm xuống 37,01% so với lần thực (xem biểu đồ 1.3) Tuy nhiên, từ cuối năm 2014 trở đi, số lượng dịch vụ tạo mẫu nhanh hỗ trợ cho ứng dụng TP Hồ Chí Minh tăng phát triển nhanh chóng chất lượng, tạo thành mạng lưới dịch vụ “mở” (Open 3D printing service network) Đây tiền đề giúp nâng cao chất lượng phục vụ chi phí thời gian đáp ứng, giúp phát triển rộng quy mô ứng dụng tạo mẫu nhanh phẫu thuật hàm mặt Về cơng nghệ hệ thống hỗ trợ, chi phí thực cho case ứng dụng dự báo giảm xuống cịn 25.41% chi phí năm 2011 Trong năm 2017, đơn vị cung cấp hỗ trợ dịch vụ chia thành dạng nhóm sau: Các đơn vị chuyên dịch vụ tạo mẫu nhanh FDM chuyên nghiệp số doanh nghiệp phân phối, sản xuất thiết bị tạo mẫu nhanh triển khai dịch vụ hỗ trợ in mẫu lập thể đảm nhiệm: Tại địa bàn TP Hồ Chí Minh, có đơn vị hỗ trợ chọn gói từ liệu DICOM mẫu sau cùng, khoảng nhà phân phối thiết bị hỗ trợ dịch vụ khoảng (5 – 8) đơn vị tự nhỏ hỗ trợ in mẫu lập thể (thống kê từ năm 2013 đến cuối năm 2016) Các labo phục hình đầu tư cơng nghệ tạo mẫu nhanh dùng cho dịch vụ liên quan đến phục hình răng, có khoảng đơn vị triển khai dịch vụ (thống kê từ đầu năm 2015 đến cuối năm 2016) Bác sỹ tự đầu tư phục vụ cho hoạt động công tác chuyên môn đặc thù (chỉnh hình, phục hình implant chẩn đốn điều trị) (tại Hà Nội có phịng khám) (chưa thống kê chi tiết) Ứng dụng tạo mẫu nhanh phẫu thuật hàm mặt Trang 10/ 26 Tạp chí Cập nhật nha khoa 2017 Chuyên đề Kỹ thuật phục hình _ trình bày chi tiết chuyên đề khác BÀN LUẬN Dù cịn nhiều khó khăn chưa đáp ứng hầu hết nhu cầu ứng dụng phẫu thuật hàm mặt Việt Nam, nhóm nghiên cứu tiếp tục khảo sát, phát triển, tối ưu hóa triển khai giải pháp thời gian tới, tiếp cận thêm số ứng dụng khác phẫu thuật hàm mặt Trong trình triển khai ứng dụng thời gian qua, nhóm đề xuất khái quát số hướng giải mang tính tổng thể giúp cho việc triển khai trở nên thuận lợi phẫu thuật hàm mặt phần Về mặt xã hội, công tác nghiên cứu ứng dụng công nghệ tạo mẫu nhanh phẫu thuật hàm mặt giới có nhiều hướng tiếp cận triển khai khác [8-13,1517,19-23] , hoàn toàn phụ thuộc vào kỹ nhu cầu thực tế nhóm nghiên cứu dựa năm yếu tố sau: (1) – Các cơng cụ phần cứng (thiết bị công nghệ phần cứng thu thập hình ảnh xử lý hình ảnh) [1,2,4,14] (2) – Các công cụ phần mềm (phần mềm thuật tốn xử lý hình ảnh lập kế hoạch tiền phẫu có hỗ trợ máy tính) [1,2,4,14] (3) – Loại hình phẫu thuật phương án phục hình/ tái tạo thẩm mỹ, như: phục hình thẩm mỹ cho dị tật đầu mặt cổ bẩm sinh, hay cải thiện thẩm mỹ sau phẫu trường hợp bệnh lý chấn thương, hay cải thiện thẩm mỹ, v.v… [6,7,9,10,13,20,21] (4) – Mức độ phức tạp case phẫu thuật cần thực [9,10,13,20,21] (5) – Loại vật liệu phục hình hay hỗ trợ phục hình dùng tạo mẫu nhanh ứng dụng phẫu thuật hàm mặt [1,18] Tuy nhiên, Việt Nam, việc ứng dụng phục vụ cho công tác tư vấn, lập kế hoạch tiền phẫu bẻ nẹp gia công trước phẫu trở nên phổ biến bệnh viện chuyên khoa hàm mặt TP Hồ Chí Minh Các yếu tố dẫn đến hạn chế ứng dụng tạo mẫu nhanh phẫu huật hàm mặt có nhiều thay đổi tùy theo thời gian phạm vi ứng dụng, thường thiếu dịch vụ hỗ trợ, với chọn lựa công nghệ, thời gian phối hợp thực thường dài, chi phí cao chất lượng tùy theo cơng nghệ Ngồi ra, chưa có nghiên cứu mang tính hệ thống đánh giá độ đáp ứng tiện lợi cho chuyên gia phẫu thuật hàm mặt, độ hài lòng với kết lâm sàng sau bệnh nhân, việc ứng dụng tạo mẫu nhanh giải pháp phẫu thuật hàm mặt kỹ thuật số chặng đường dài phía trước Nhìn lại q trình thực triển khai Việt Nam suốt sáu năm qua (2011 – 2016) nhóm, nghiên cứu triển khai ứng dụng công nghệ kỹ thuật số nha khoa, mong muốn tương lai gần nhu cầu ứng dụng giải pháp kỹ thuật số triển khai giảng dạy chương trình đào tạo quy Trường, Viện Bệnh viện chuyên khoa để hình thành đội ngũ kỹ thuật viên phục hình hàm mặt chuyên nghiệp Việt Nam, nhân tố thời đại nha khoa kỹ thuật số, liên kết chặt chẽ lý thuyết thực hành, vận dụng linh hoạt phối hợp chuyên khoa phẫu thuật hàm mặt, phục hình hàm mặt, kỹ thuật gia cơng ứng dụng máy tính giải pháp cơng nghệ kỹ thuật số hỗ trợ nói chung, gồm cơng nghệ chẩn đốn hình ảnh, cơng nghệ CAD/CAM nha khoa, công nghệ gia công tạo mẫu nhanh (hay in lập thể) công nghệ vật liệu phục hình hàm mặt hệ mới, giúp cơng tác triển khai thuận lợi nhận thức lực lượng hỗ trợ cho việc triển khai ứng dụng cách hiệu Mặt khác, lực lượng kết nối hiệu đội ngũ chuyên gia lâm sàng chuyên gia công nghệ hỗ trợ Công tác lập kế hoạch điều trị trao đổi thực tất bên tham gia từ giai đoạn tư vấn chẩn đốn hình ảnh ban đầu, giai đoạn định phương án phẫu thuật sơ kết sau phẫu theo dõi tái khám sau Về cơng nghệ, tạo mẫu nhanh cơng cụ tạo hình dựa xử lý “thiết kế” thu dựa yếu tố đầu vào quy trình kỹ thuật số hóa “khép kín” (looped-like digitalized procedure), khơng phụ thuộc chất lượng hình ảnh chẩn đốn 3D, thường định nghĩa hai thơng số độ phân giải (hay liên quan kích thước điểm ảnh vật ảnh) độ thật liệu, Ứng dụng tạo mẫu nhanh phẫu thuật hàm mặt Trang 12/ 26 Tạp chí Cập nhật nha khoa 2017 Chuyên đề Kỹ thuật phục hình _ mà phụ thuộc đến nhiều vấn đề liên quan cần thiết khác [8-11,13], như: Đảm bảo tính “đầy đủ” “cấp độ đa chiều” thông tin/ liệu đầu vào liên quan khác trình thăm khám ban đầu, như: a Hình ảnh chụp hay liệu phim ghi lại trạng bên vùng đầu mặt cổ trình giao tiếp hay góc quan sát phù hợp tùy theo yêu cầu lâm sàng case cụ thể (có thể u cầu thêm hình ảnh chụp tham khảo trước bệnh nhân hay số người thân gia đình số trường hợp cần phục hồi thẩm mỹ vùng hàm mặt bị tổn thương hay khuyết tật tai nạn hay bệnh lý) Theo công nghệ nay, liệu thu hai cách: i Dạng liệu 2D: thu máy chụp hình hay máy quay phim có độ phân giải cao (HD) (xem hình 8) ii Dạng liệu 3D: thu phương pháp dựng ảnh lập thể theo phương pháp chiếu chồng chập hình (photometry) dựa chuỗi hình ảnh thu từ máy quét quang học 3D (dạng cầm tay) hay máy chụp hình/ quay phim HD (xem hình 9) Hình Một số góc chụp hình ảnh 2D thu máy chụp hình thường gặp tiền chẩn đoán hỗ trợ cho lập kế hoạch phẫu thuật [23] Ứng dụng tạo mẫu nhanh phẫu thuật hàm mặt Trang 13/ 26 Tạp chí Cập nhật nha khoa 2017 Chuyên đề Kỹ thuật phục hình _ Hình 9a Dữ liệu 3D khn mặt thu phương pháp chụp hình 3D tái dụng 3D stereophotometry tiền chẩn đoán hỗ trợ cho lập kế hoạch phẫu thuật (Nguồn: http://www.di4d.com/systems/di3d-system/) Ứng dụng tạo mẫu nhanh phẫu thuật hàm mặt Trang 14/ 26 Tạp chí Cập nhật nha khoa 2017 Chuyên đề Kỹ thuật phục hình _ Hình 9b Dữ liệu 3D khn mặt ghi hình (4D) đánh giá biến đổi cảm xúc theo vùng biểu cảm tầng mặt hay mặt (Nguồn: http://www.di4d.com/) b Dữ liệu kỹ thuật số cấu trúc hàm tương quan khớp cắn hai hàm giúp đảm bảo xác định xác kích thước, hình thể răng, vùng mặt nhai vị trí tương quan tự nhiên ban đầu hai hàm mà phương pháp chụp phim CT ghi nhận xác Theo cơng nghệ liệu thực theo hai cách: i Dạng thu liệu trực tiếp: quét trực tiếp miệng bệnh nhân thiết bị quét quang học lập thể miệng (intraoral 3D optical scanners) (xem hình 8, Việt Nam, có dịng thiết bị 1, 6) (xem hình 10) ii Dạng thu liệu gián tiếp: quét mẫu hàm bệnh nhân thiết bị quét quang học lập thể miệng (extraoral 3D optical scanners) dạng để bàn (xem hình 11) 6> Hình 10 Một số hình ảnh số dòng thiết bị quét quang học lập thể miệng thông dụng (intraoral 3D optical scanner), gồm: - CS3500 (Carestream Health Inc., thuộc Onex Group, Hoa Kỳ) - iTero (Cadent-Align, thuộc Align Technology Inc., Hoa Kỳ) - Lythos (Ormco Corp., Hoa Kỳ) - True Definition (3M ESPE, thuộc 3M Inc., Hoa Kỳ) - TRIOS Cart (3Shape AS, Đan Mạch) - APOLLO DI, CEREC AC with BlueCAM CEREC AC with OmniCAM (Sirona Dental GmbH, thuộc Dentsply – Sirona, Đức) (từ trái qua phải) (nguồn: www.orthotown.com (2014) www.inlab.com (2014)) Ứng dụng tạo mẫu nhanh phẫu thuật hàm mặt Trang 15/ 26 Tạp chí Cập nhật nha khoa 2017 Chuyên đề Kỹ thuật phục hình _ Hình 11 Cấu trúc thiết bị quét quang học lập thể để bàn nha khoa nói chung (extraoral 3D optical scanner) [24] c Dữ liệu kỹ thuật số vận động hàm tương quan khớp cắn, nhằm mô chức ăn nhai bệnh nhân, nhằm phát vấn đề liên quan đến khớp cắn Hiện triển khai với khái niệm “giải pháp chức sinh học” (biofunctional solutions), tiên phong lãnh vực tổ hợp liệu đa chức giải pháp SiCAT Technology (xem hình 12) d Ngồi ra, cần thêm số liệu “đặc hữu yếu tố động tâm sinh lý người” (dynamic bio- and psycho-physical behavioral factors of humans), dễ dàng thu dạng kỹ thuật số, như: i Tình trạng sức khỏe bệnh nhân theo dõi trình trước, sau phẫu (real-time pre-/ in-/ post-surgery patient monitoring) ii Yếu tố phục hồi phản ứng sau phẫu mô mềm, chức liên quan đến mô mô mềm sau phẫu (pre-/ post- surgery soft tissue simulation) iii Quy trình phẫu thuật, kinh nghiệm phẫu thuật thói quen chuyên môn phẫu thuật viên iv Điều kiện thực phẫu thuật, gồm: công nghệ, trang thiết bị, dụng cụ, khí cụ, vật liệu nẹp phục hình loại dùng phẫu thuật hàm mặt (thường cập nhật phần dạng thư viện liệu phần mềm) Xây dựng hệ thống hóa tiêu chuẩn phẫu thuật, quy trình quan điểm vẻ đẹp thẩm mỹ (răng) hàm mặt người Việt, hỗ trợ thư viện tiêu chí đánh giá thẩm mỹ, số thẩm mỹ giải phẫu hàm mặt thư viện liệu lập thể dạng cấu trúc đầu mặt cổ đẹp mang tính đặc thù người Việt Đây yếu tố quan trọng, giải pháp thương mại đa phần cung cấp hệ thống tiêu chuẩn cho chủng tộc khác (chủng tộc Bắc Âu, chủng tộc Phi, chủng tộc Á – Âu, v.v…) hay cho riêng quốc gia (ví dụ dạng dự án nghiên cứu dài hạn cấp quốc gia Hoa Kỳ [25,26] (xem hình 13a hình 13b), Hàn Quốc, Đài Loan, v.v…), khơng hồn tồn phù hợp với toán thẩm mỹ cho người Việt Ứng dụng tạo mẫu nhanh phẫu thuật hàm mặt Trang 16/ 26 Tạp chí Cập nhật nha khoa 2017 Chuyên đề Kỹ thuật phục hình _ Hình 12 Một số hình ảnh giải pháp ghi chuyển động cắn khớp tích hợp với chẩn đốn hình ảnh 3D giải pháp SiCAT JMT+ and Bite fusion (Nguồn: SiCAT GmbH & Co KG, Đức) Hình 13a Cơ sở liệu phân tích thơng số kích thước giải phẫu hàm mặt cho chủng tộc European – Caucasian (cho hai giới từ – 40 tuổi) [25,26] (Nguồn: FaceBase – A Resource for Craniofacial researchers: https://www.facebase.org/facial_norms/summary/#midfacedepth_r) Ứng dụng tạo mẫu nhanh phẫu thuật hàm mặt Trang 17/ 26 Tạp chí Cập nhật nha khoa 2017 Chuyên đề Kỹ thuật phục hình _ Hình 13b Bảng số liệu kích thước độ sâu tầng mặt cho chủng tộc European – Caucasian (cho hai giới từ – 40 tuổi) [25,26] (Nguồn: FaceBase – A Resource for Craniofacial researchers: https://www.facebase.org/facial_norms/summary/#midfacedepth_r) Về biện pháp thực hiện, muốn triển khai hiệu tạo mẫu nhanh phẫu thuật hàm mặt, cần phải khu trú rõ ràng nhu cầu ứng dụng cấp thiết nhất, từ đẩy mạnh vấn đề nghiên cứu liên quan đến công nghệ tạo mẫu công nghệ vật liệu hỗ trợ phục hình hàm mặt phù hợp bước phát triển khả đáp ứng theo mặt chung khu vực hay nắm bắt cập nhật ứng dụng cách chắn thuận lợi thời gian tới, giúp đảm bảo việc tạo mẫu không đơn là: (1) - tạo mẫu tham khảo hay mơ hình mơ dùng cho lập kế hoạch tiền phẫu, (2) - tạo khí cụ dùng để thu hoạch cấu trúc mô sinh học tự thân cần dùng trình cấy ghép, (3) - tạo mẫu hay dưỡng hỗ trợ việc gián tiếp tạo phục hình vật liệu tương hợp sinh học phương pháp truyền thống cắt gọt chép hình, cắt gọt hay đúc; mà cịn trở thành giải pháp tạo trực tiếp sản phẩm trực tiếp tham gia vào trình phẫu thuật tích hợp thể, khí cụ hỗ trợ phẫu thuật theo kế hoạch phẫu thuật lập sẵn máy tính hay phục hình hàm mặt gắn liền trình phẫu thuật - Tạo phục hình thay vật liệu tổng hợp tương thích sinh học phương pháp tạo mẫu trực tiếp, loại vật liệu tương thích sinh học thơng dụng, như: PEEK/ PEKK/ PAEK (xem hình 14), than/ carbon, hợp kim CCM y tế (hợp kim Cr-CoMo), hợp kim titanium (Hợp kim Ti Gr4/ Gr5/ Gr23), hợp kim tatalium, hợp kim magnesium dùng vật liệu cố định (vít) tự tiêu, hay loại vật liệu sinh học khác dùng để tạo scaffold sinh học (như hydroxyl apatite (HA), tri-calcium phosphate (TCP), thủy tinh sinh học (bioglass), v.v… phương pháp in lập thể vật liệu dạng bột, dây sol-gel (xem hình 14) Ứng dụng tạo mẫu nhanh phẫu thuật hàm mặt Trang 18/ 26 Tạp chí Cập nhật nha khoa 2017 Chuyên đề Kỹ thuật phục hình _ Hình 14a Thiết bị tạo mẫu nhanh OPRIN3OP SisoMM phần phục hình ghép vật liệu PEEK theo cơng nghệ FDM (Nguồn: www.3dprinterpeek.com) Hình 14b Tạo mẫu nhanh phục hình lồi cầu titanium (Nguồn: www.3dprinterpeek.com) - Nghiên cứu hệ thống tính tin cậy độ “thực” (trueness) q trình “chồng chập”, tích hợp xử lý loại định liệu khác môi trường đồ học lập thể (VGE/ VR – Virtual Graphic Environment/ Virtual Reality), nhằm hỗ trợ hiệu nâng cao tính kiểm soát/ dự báo kết lâm sàng trình phẫu thuật hàm mặt từ khâu chẩn đốn, lập kế hoạch tiền phẫu thuật có hỗ trợ máy tính đến kết lâm sàng sau phẫu Trên thực tế, toán nghiên cứu khơng ngừng tìm hiểu phát triển yếu tố sau: o Giải pháp phần cứng phần mềm nhằm tăng tính xác liệu đầu vào từ độ xác thiết bị thu nhận liệu đến thuật toán hay phần mềm hỗ trợ xử lý chuyển đổi tương hỗ tương quan hàm mặt kỹ thuật số thu từ nhiều thiết bị phần cứng khác Độ xác liệu thu thiết bị (hay phần cứng, như: thiết bị chụp phim CT (độ xác ± (80 – 125) µm), máy qt quang học lập thể (quét mặt, quét răng/ mẫu hàm) (độ xác ± (10 – 12) µm), máy ghi nhận vận động hàm (giá khớp điện tử) (độ xác quỹ đạo vận chuyển hàm ± (500 – 1700) µm), v.v…) hồn tồn khác đặc thù nguyên lý hoạt động công nghệ Nói cách khác, sai số tồn mang tính hệ thống khơng thể loại trừ, phụ thuộc nhiều vào cơng nghệ, việc tìm thuật tốn phần mềm giúp tối ưu hóa q trình tổng hợp liệu vơ cần thiết, nhiên phát triển cải thiện theo phát triển Ứng dụng tạo mẫu nhanh phẫu thuật hàm mặt Trang 19/ 26 Tạp chí Cập nhật nha khoa 2017 Chuyên đề Kỹ thuật phục hình _ khoa học công nghệ Mặt khác, nhà nghiên cứu cần thực đánh giá học thuật chất lượng thuật toán chồng chập cách khách quan tồn diện (xem hình 15), ví dụ như:  Thuật tốn cách thực chồng chập cặp điểm, nhiều cặp điểm hay tự chập tùy biến, v.v… cho liệu lưới lập thể (3D meshes)  Thuật toán ghi điểm quỹ đạo đa điểm (3 – 5) cặp điểm tham chiếu hệ thống khung tham chiếu gián tiếp (indirect reference 3D framing points) trình ghi nhận chuyển động hay vận động hai hàm trình ghi nhận giá khớp điện tử (ví dụ thiết bị SiCAT JMT+ Bite Fusion (SiCAT GmbH & Co KG), Arcus (Kavo)), sau chuyển tương quan gián tiếp để mô chuyển động xương hàm so với hàm Hình 15 Đánh giá độ tin cậy độ thực liệu thu từ [24]: – Giữa mẫu hàm máng phẫu thuật (trên máy quét quang học lập thể) (sai số chồng chập là: ± 300 µm), – Giữa mẫu hàm máng chụp phim (trên máy quét quang học lập thể) (sai số chồng chập là: < ± 100 µm), – Giữa liệu mẫu hàm thu máy chụp phim CT máy quét quang học lập thể (sai số chồng chập là: ± (100 – 150) µm) Tại Việt Nam, nhóm triển khai dự án đánh giá độ xác độ thực thiết bị chẩn đốn hình ảnh CT (gồm MSCT/ CBCT), thông dụng Việt Nam (xem bảng ), dựa mơ hình TestCube® (bản quyền thiết kế Đào Ngọc Lâm, xem hình 16a), để đánh giá: hệ số phóng đại tổng thể (theo ba phương) hệ số phóng đại đơn phương (theo chiều theo trục Ox, Oy Oz), hệ số vặn hình lập thể, quanh trục Ox, Oy Oz, hệ số vặn hình (3D reconstruction distortion) lỗ xuyên tâm dọc trục Ox, Oy Oz Phương pháp nghiên cứu dựa việc kiểm tra độ xác “chồng chập liệu” thu TestCube®, thu phương pháp sau: (nhóm 1) – chụp phim CBCT (Gendex Inc.), (nhóm 2) – quét quang học lập thể (3D optic scanning), với tập tin thiết kế 3D CAD gốc TestCube® (thiết kế phần mềm Fusion360, Autodesk Inc., Hoa Kỳ), phần mềm CloudCompare v2.0 (mã nguồn mở: danielgm.net), thành cặp liệu sau: (a) – cặp so sánh liệu nhóm với tập tin thiết kế 3D CAD gốc TestCube®, (b) – cặp so sánh liệu nhóm với tập tin thiết kế 3D CAD gốc TestCube®, (c) – cặp so sánh liệu nhóm với liệu nhóm Đồng thời đánh giá Ứng dụng tạo mẫu nhanh phẫu thuật hàm mặt Trang 20/ 26 Tạp chí Cập nhật nha khoa 2017 Chuyên đề Kỹ thuật phục hình _ sai số “chồng chập” mơ hình hàm (xương hàm mẫu hàm dưới) phương pháp “chồng chập” đa cặp điểm (14 cặp điểm) liệu lưới lập thể (3D) mơ hình mẫu hàm thu trực tiếp miệng bệnh nhân máy quét quang học lập thể miệng TRIOS (3Shape AG, Đan Mạch) (sau xử lý tạo mẫu hàm để in để quét lại kiểm chứng Model Builder, 3Shape) mơ hình 3D xương hàm thu từ máy chụp phim CBCT nha khoa (Gendex Inc.), phần mềm CloudCompare v2.0, đánh giá dựa đồ phân bổ sai số “chồng chập” theo màu (color mapping) Kết sai số “chồng chập” liệu mơ hình thực thu the phương pháp 14 cặp điểm ± (250 - 430) µm (xem hình 16b) Hình 16a Một số hình ảnh liên quan đến dự án đánh giá độ tin cậy độ “thực” liệu CBCT TestCube® (Nguồn: Đào Ngọc Lâm) o Giải pháp “nhúng” ứng dụng vào hàng loạt giải pháp kỹ thuật số có chẩn đốn hình ảnh, thu thập liệu sinh – lý sinh trình ăn nhai phục hình răng, nhằm tiếp cận giải pháp hồn chỉnh khép kín sau cho giải pháp tái tạo thẩm mỹ – hàm mặt kỹ thuật số Ứng dụng tạo mẫu nhanh phẫu thuật hàm mặt Trang 21/ 26 Tạp chí Cập nhật nha khoa 2017 Chuyên đề Kỹ thuật phục hình _ Hình 16b Đánh giá độ tin cậy độ “thực” việc chồng chập liệu lưới lập thể (3D) phần mềm CloudCompare v2.0, của: Mơ hình mẫu hàm thạch cao hàm (máy qt miệng TRIOS 2, 3Shape AG) Mơ hình 3D xương hàm (thiết bị chụp phim CBCT) (Nguồn: Đào Ngọc Lâm) - - Hồn thiện quy trình thực ứng dụng công nghệ tạo mẫu nhanh cụ thể để chế tạo khí cụ phục hình sau cho loại phẫu thuật hàm mặt cụ thể, phục hình hàm mặt cho loại vật liệu phục hình cụ thể Đưa phương án tận dụng tốt thiết bị tạo mẫu nhanh phù hợp cho việc tạo thành mẫu hỗ trợ cho trình lập kế hoạch, phẫu thuật phục hình sau phẫu KẾT LUẬN Nhìn chung, cơng nghệ tạo mẫu nhanh nhanh chóng trở thành cơng cụ quan trọng hỗ trợ chặt chẽ cho trình phẫu thuật phục hồi tạo hình hàm mặt tương lai Việt Nam, không trước, phục hình sau phẫu Đây hướng bắt buộc phải triển khai, không giúp giảm thiểu thời gian xử lý đảm bảo an toàn lâm sàng cho phẫu thuật viên, mà làm tăng hài lòng chất lượng sống cho bệnh nhân tái nhập với sống sau phẫu Đặc biệt, Việt Nam, nhu cầu phẫu thuật hàm mặt cao, nguyên nhân đặc thù sau, khơng lý bất khả kháng như: tai nạn giao thông loại, tai nạn lao động, chấn thương hàm mặt, bệnh lý ung thư hàm mặt (bao gồm phục hình tai – mắt – mũi), bệnh lý hàm, dị tật bẩm sinh hàm mặt, chỉnh hình hàm mặt; mà cịn phần khơng nhỏ khác phẫu thuật thẩm mỹ hàm mặt theo nhu cầu Do nhu cầu ứng dụng tạo mẫu nhanh phẫu thuật hàm mặt lớn, bắt buộc cần có phối hợp triển khai nhịp nhàng lực lượng chuyên gia lâm sàng lực lượng chuyên gia công nghệ hỗ trợ, tùy theo yêu cầu lâm sàng điều kiện trang thiết bị cơng nghệ có, để hồn thiện quy trình thực hiện, tối ưu hóa chất lượng sản phẩm đầu giảm chi phí ứng dụng xuống mức chấp nhận cho đại phận bệnh nhân có nhu cầu Đặc biệt, phát triển nhanh chóng đơn vị dịch vụ lãnh vực tạo mẫu nhanh thời gian gần (từ 2013 – đến nay) tiền đề hỗ trợ để ứng dụng trở nên phổ biến giảm chi phí ứng dụng xuống mức chấp nhận được, dự báo chi phí ứng dụng 2017 – 2020, khoảng (20 – 22) % chi phí dành cho case ứng dụng Ứng dụng tạo mẫu nhanh phẫu thuật hàm mặt Trang 22/ 26 Tạp chí Cập nhật nha khoa 2017 Chuyên đề Kỹ thuật phục hình _ năm 2011 Đây tín hiệu đáng mừng cho việc triển khai ứng dụng phẫu thuật hàm mặt mảng ứng dụng (1), (2), (3) (7) LỜI CẢM ƠN Tôi cam kết nội dung kết liên quan viết không ảnh chưởng đến quyền lợi hay uy tính nhà phân phối giải pháp hay cá nhân liên quan báo Bài tổng quan nghiên cứu cá nhân nhóm đề cập thực độc lập khơng nhân hỗ trợ tài từ cá nhân, tổ chức đơn vị tài trợ khác suốt giai đoạn (2011 – 2016) Trân trọng cảm ơn hỗ trợ đóng góp ý kiến chun mơn kỹ thuật của: – TS.BS Trần Ngọc Quảng Phi, Giám đốc Nha khoa O’Care, nguyên Trưởng Khoa Răng Hàm Mặt, Bệnh viện Đa Khoa Thủ Đức – ThS.BS Bùi Hữu Lâm, Phó trưởng Bộ mơn Phẫu thuật hàm mặt, Khoa Răng Hàm Mặt, Đại học Y Dược TP Hồ Chí Minh – Ông Fatah A Hashim, nguyên Giám đốc phát triển kinh doanh giải pháp phần mềm Mimics Innnovation Suite (Materialise Software Asia Pacific, Malaysia) – Bà Josephine Siew, nguyên Giám đốc kinh doanh khu vực giải pháp phần mềm Simplant Dental (Materialise Dental Asia Pacific, Malaysia) – Ông Chai Kok Hoe, Giám đốc phát triển kinh doanh Delcam S.E.A Pte (Malaysia), đại diện Delcam PLC Đơng Nam Á (2007 – 2015) – Ơng Lin Chih-Liang, Giám đốc Công ty TNHH An Lạc Phát (Alphaco Co Ltd.), nguyên nhà phân phối Stratasys Việt Nam – Ơng Hồ Đắc Thắng, Giám đốc Cơng ty PPNK Rạng Đông (3D Co Ltd.), nguyên nhà phân phối Simplant Việt Nam Hình 17 Hình ảnh case ứng dụng tạo mẫu nhanh lồi cầu titanium (Nguồn: ABC news) Ứng dụng tạo mẫu nhanh phẫu thuật hàm mặt Trang 23/ 26 Tạp chí Cập nhật nha khoa 2017 Chuyên đề Kỹ thuật phục hình _ Hình 18 Hình ảnh ứng dụng tạo mẫu nhanh khác phẫu thuật hàm mặt (Nguồn: CTARS, http://www.ctars.in/) Ứng dụng tạo mẫu nhanh phẫu thuật hàm mặt Trang 24/ 26 Tạp chí Cập nhật nha khoa 2017 Chuyên đề Kỹ thuật phục hình _ TÀI LIỆU THAM KHẢO Đào Ngọc Lâm, Giải pháp kỹ thuật số giải phẫu hàm mặt CTI - CSP - CAD/CAM – RPE, Báo cáo Hội nghị Khoa học kỹ thuật Đào tạo liên tục chuyên ngành Răng Hàm Mặt lần thứ 37, Khoa Răng Hàm Mặt, Đại học Y Dược TP Hồ Chí Minh, 04/2015 Đào Ngọc Lâm Trần Diễm Hằng, Giải pháp kỹ thuật số mở cho lập kế hoạch phẫu thuật cấy ghép chỉnh hàm nha khoa Việt Nam hay Quy trình thiết kế chế tạo máng hướng dẫn phẫu thuật cấy ghép nha khoa phẫu thuật hàm mặt: Nghiên cứu 07 case thực Bệnh viện Răng Hàm Mặt Trung Ương TP Hồ Chí Minh, từ 2012 đến 2013, Báo cáo Hội nghị Khoa học kỹ thuật Đào tạo liên tục chuyên ngành Răng Hàm Mặt lần thứ 35, Khoa Răng Hàm Mặt, Đại học Y Dược TP Hồ Chí Minh, 04/2013 Bùi Anh Quốc, Đặng Văn Nghìn, Lê Tâm Phước, Trần Đại Nguyên, Huỳnh Hữu Nghị, Võ Văn Nho, Lê Điền Nhi, Nguyễn Ngọc Thiện, Ứng dụng công nghệ tạo mẫu nhanh tạo chi tiết cấy ghép sọ não, Tạp Chí Phát Triển Khoa học Cơng nghệ, Tập 11, Số 12 – 2008, trang 45 – 52, Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2008 Đặng Văn Nghìn, Báo cáo tổng kết Khoa học Kỹ thuật đề tài: Nghiên cứu công nghệ tạo mẫu nhanh để chế tạo bề mặt chi tiết phức tạp, Đề tài Nghiên cứu cấp nhà nước, mã số KC.05.01, 07/2009 PV Lê Thanh Hà, Ứng dụng cơng nghệ tạo mẫu xương dựa hình ảnh CT, Báo Tuổi Trẻ, số ngày 28/04/2011 PV Lê Thanh Hà, Mất xương hàm bệnh u men, Báo Tuổi Trẻ, số ngày 28/04/2014 Đào Ngọc Lâm, Danh sách tổng hợp số case tạo mẫu nhanh thực từ 2011 – 2016, thông tin tổng hợp từ nghiên cứu cá nhân phối hợp với công ty liên quan Pandey S., Dinesh-kumar S., Chittoria R.K., Mohapatra D.P., Friji M.T., Role of 3d printing technology in plastic surgery, Intl J Clin Diag Res 2016;4(4): II, ISSN 2395-3403, 2016 Derick A Mendonca, Vybhav Deraje, Rajendra S Gujjalanavar, Swaroop Gopal, Case series of three‑dimensional printing technology applied in complex craniofacial deformity surgery, Journal of Cleft Lip Palate and Craniofacial Anomalies, 2016; 3(2): p 88 – 94, 2016 10 Vale F, Scherzberg J, Cavaleiro J, Sanz D, Caramelo F, Maló L, Marcelino JP 3D virtual planning in orthognathic surgery and CAD/ CAM surgical splints generation in one patient with craniofacial microsomia: a case report Dental Press J Orthod 2016 Jan-Feb;21(1):89100, 2016 11 Mazher I Mohammeda, Angus P Fitzpatricka, Santosh K Malyalab, Ian Gibson, Customised design and development of patient specific 3D printed whole mandible implant, Solid Freeform Fabrication 2016: Proceedings of the 26th Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium – An Additive Manufacturing Conference, 2016 12 Choi JW, Kim N., Clinical Application of Three-Dimensional Printing Technology in Craniofacial Plastic Surgery, Archives of Plastic Surgery 2015;42(3):267-277, 2015 13 Paulo Hemerson de Moraes, Sergio Olate, Mario Cantín, Adriano Freitas Assis, Edson Santos, Filipe de Oliveira Silva, Lucas de Oliveira Silva, Anatomical Reproducibility through 3D Printing in Cranio-Maxillo-Facial Defects, Int J Morphol., 33(3):826-830, 2015 14 Chae Michael P., Rozen Warren M., McMenamin Paul G., Findlay Michael W., Spychal Robert T., Hunter-Smith David J., Emerging Applications of Bedside 3D Printing in Plastic Surgery, Article 25, Frontiers in Surgery Journal, Volume 2, June 2015 Issue, 2015 15 Jeffrey A Hammoudeh, Lori K Howell, Shadi Boutros, Michelle A Scott, Mark M Urata, Current Status of Surgical Planning for Orthognathic Surgery: Traditional Methods versus 3D Surgical Planning, Plast Reconstr Surg Glob Open 2015; 3: e307, 2015 16 Kumta S, Kumta M, Jain L, Purohit S, Ummul R A novel 3D template for mandible and maxilla reconstruction: Rapid prototyping using stereolithography Indian J Plast Surg 2015; 48: 263-273, 2015 17 Keith Loria, Rise of 3-D printing stretches the limits of plastic surgery’s potential, Plastic Surgery News June 2014, American Society of Plastic Surgeons (ASPS), 2014 18 Mika Salmi, Medical Application and additive manufacturing in surgery and dental care, Doctoral dissertation 213/ 2013, Aalto University Publication series 2013, ISBN: 9789526, 2013 Ứng dụng tạo mẫu nhanh phẫu thuật hàm mặt Trang 25/ 26 Tạp chí Cập nhật nha khoa 2017 Chuyên đề Kỹ thuật phục hình _ 19 Gargiulo P., Björnsson G.Á Integrated Medical Modeling Service to Optimize Planning for Mandibular Distraction Osteogenesis and Maxillofacial Surgeries: Years’ Experience, Anaplastology J., 2013: 2(5): 2: 121, 2013 20 Linping Zhao, Pravin K Patel, Mimis Cohen, Application of Virtual Surgical Planning with Computer Assisted Design and Manufacturing Technology to Cranio-Maxillofacial Surgery, Archives of Plastic Surgery 2012;39(4):309316, 2012 21 Samir Aboul-Hosn Centenero, Federico Hernández-Alfaro, 3D planning in orthognathic surgery: CAD/CAM surgical splints and prediction of the soft and hard tissues results e Our experience in 16 cases, Journal of Cranio-Maxillo-Facial Surgery (2011), doi:10.1016/ j jcms.2011.03.014 22 Markiewicz, Michael R et al, The use of 3D imaging tools in facial plastic surgery, Facial Plastic Surgery Clinics, 2011: 19 (4): 655 – 682.1, 2011 23 Allgayer S., Mezzomo F S., Polido W D., Rosenbach G., Tavares C.A., Orthodontic – surgical treatment of skeletal facial symmetry: Case report, Dental Press J Orthod 2011;.16(6):100-10, 2011 24 Gianni Frisardi, Giacomo Chessa, Sandro Barone, Alessandro Paoli, Armando Razionale, Flavio Frisardi, Integration of 3D anatomical data obtained by CT imaging and 3D optical scanning for computer aided implant surgery, BMC Medical Imaging 2011, 11:5, 2011 25 3D Facial Norms Technical Notes, FaceBase – A Resource for Craniofacial researchers (University of Southern California, Hoa Kỳ): https://www.facebase.org/ facial_norms/notes/ 26 Seth Weinberg (PI), Mary Marazita (PI), 3D Facial Norms Database Project, FaceBase – A Resource for Craniofacial researchers (University of Pittsburg, Hoa Kỳ): https://www.facebase.org/projects/3d-facialnorms-database/ Ứng dụng tạo mẫu nhanh phẫu thuật hàm mặt Trang 26/ 26 ... Rapid prototyping using stereolithography Indian J Plast Surg 2015; 48: 263-273, 2015 17 Keith Loria, Rise of 3-D printing stretches the limits of plastic surgery’s potential, Plastic Surgery News... Additive Manufacturing Conference, 2016 12 Choi JW, Kim N., Clinical Application of Three-Dimensional Printing Technology in Craniofacial Plastic Surgery, Archives of Plastic Surgery 2015;42(3):267-277,... 20 Linping Zhao, Pravin K Patel, Mimis Cohen, Application of Virtual Surgical Planning with Computer Assisted Design and Manufacturing Technology to Cranio-Maxillofacial Surgery, Archives of Plastic