3D Surgical Planning Method for Lower Jaw Osteotomies Applied to Facial Feminization Surgery - 09/07/24

Doi : 10.1016/j.stlm.2024.100164 
Valeria Marin-Montealegre 1, , A.R. Cardinali 1, Valentina Ríos Borras 4, M. Camila Ceballos-Santa 1, Jhon Jairo Osorio-Orozco 4, 5, Iris V. Rivero 1, 2, 3
1 Department of Industrial and Systems Engineering, Rochester Institute of Technology, Rochester, NY 14632, USA 
2 Department of Biomedical Engineering, Rochester Institute of Technology, Rochester, NY 14632, USA 
3 Department of Industrial and Systems Engineering, University of Florida, Gainesville, FL 32611, USA 
4 School of Dentistry, Faculty of Health, Universidad del Valle, Cali 760043, Valle del Cauca, Colombia 
5 Division of Oral and Maxillofacial Surgery Department, Hospital Universitario del Valle Evaristo García, Cali 760043, Valle del Cauca, Colombia. 

Corresponding author

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Sous presse. Manuscrit accepté. Disponible en ligne depuis le Tuesday 09 July 2024
Cet article a été publié dans un numéro de la revue, cliquez ici pour y accéder

HIGHLIGHTS

It is crucial to accurately predict the desired aesthetic outcome in facial feminization surgery to avoid asymmetries affecting the patient's self-perception.
A slimmer lower jaw facial contour is one of the most used techniques in facial feminization surgery, and the underlying skeletal bone structure primarily influences this feature.
The design of osteotomies itself is a field that deserves investigation and can represent a potential tool in 3D surgical planning, especially for this type of surgery.
Non-linear regression curves can be used to model individual anatomy and generate desired osteotomy curves.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

ABSTRACT

Our proposed method uses a three-dimensional (3D) measurement approach that focuses mainly on the lower jaw from basal, lateral, and frontal views applied to the volumetric skull model derived from a computed tomography (CT) of the head. Likewise, we discuss the geometrical features and clinical considerations involved in the 3D biomodeling of the surgical osteotomy. The workflow that allowed this virtual planning to be developed was composed of medical imaging processing software, data extraction software from images, and statistical software that allows the creation and generation of curve-fitting (nonlinear regression) graphs from data. Thirty-two anatomical points were positioned, 16 measurements were taken, and two-dimensional sketches in three views (frontal, lateral, and inferior) were generated to overlap in a 3D environment, which informed the cutting of the desired bone segments. Implementing a nonlinear regression curve-fitting on the contours of the original jaws allowed optimal planning of the osteotomy. Desired cutting shapes were extrapolated for the front view by third-order equations, while for the side and bottom views, log-normal distribution curves and second-order polynomial curves were used, respectively. The reduction in the mandibular volume was between 6.55 and 10.27%, with two of the most important measurements related to vertical reduction in the lateral views and the difference to determine gonion reduction.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Facial feminization surgery, osteotomies, 3D biomodeling, virtual surgical planning, lower jaw, contouring


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