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What Are 3D Imaging and Surgical Simulation?

日本語版:この記事を日本語で読む Visualizing Craniofacial Surgery Before the Operation Computed tomography (CT) data can be used to reconstruct the facial skeleton in three dimensions. This allows surgeons to perform virtual osteotomies and reposition bony segments before the actual operation. Today, these technologies are used in a wide range of procedures in craniofacial and maxillofacial surgery. The craniofacial skeleton has a complex three-dimensional anatomy. Surgical planning must take into account not only the shape of the bones but also facial asymmetry, occlusion, the orbits, the nose, the paranasal sinuses, tooth roots, nerves, and other important anatomical structures. Traditionally, surgeons planned procedures using facial photographs, cephalometric radiographs, CT images, and other clinical information while mentally reconstructing the three-dimensional anatomy. The introduction of 3D imaging and computer-assisted surgical simulation has added a new dimension to this process. These techn...

3D画像と手術シミュレーションとは? 顔面骨手術を『見える化』する技術

English version: Read this article in English CTで撮影した顔の骨をコンピューター上で立体的に再現し、実際の手術を行う前に骨を切ったり、動かしたりする。現在では、このような技術が頭蓋顎顔面外科のさまざまな領域で利用されています。 頭蓋骨や顔面骨は複雑な三次元構造をしています。特に顔面では、骨の形だけでなく、左右差、咬み合わせ、眼窩、鼻、副鼻腔、歯根、神経など、多くの構造を考えながら手術を計画しなければなりません。従来は、顔貌写真、セファログラム、CTなどをもとに、頭の中で立体構造をイメージして手術を計画していました。そこに加わったのが、3D画像とコンピューターによる手術シミュレーションです。これらの技術によって、手術前に患者さんの骨格を三次元的に観察し、手術をコンピューター上で再現しながら計画することが可能になってきました。 CT画像から「立体的な顔面骨格」をつくる CTで得られる画像は、多数の断面画像から構成されています。このCTデータから必要な部分を抽出し、コンピューター上で再構築すると、頭蓋骨や顔面骨を三次元モデルとして表示できます。平面的な画像だけでは把握しにくい骨の突出や陥凹、左右差、骨折の位置なども、3Dモデルをさまざまな方向から観察することで理解しやすくなります。さらに、必要に応じて骨だけでなく、歯列や顔面表面の3Dデータなどを組み合わせて評価することも可能です。頭蓋顎顔面外科における3D画像は、診断だけでなく、術前計画、実際の手術、術後評価まで利用されています。 コンピューター上で手術をしてみる 3Dモデルを作成する大きな目的の一つが、手術シミュレーションです。例えば顎変形症手術では、コンピューター上で上顎骨や下顎骨を骨切りし、予定する位置まで移動させることができます。顔面輪郭手術では、頬骨や下顎骨、オトガイなどの骨切りや骨片移動をシミュレーションできます。顔面骨折では、偏位した骨を本来あるべき位置へ戻す計画を立てることができます。また、腫瘍切除後などの頭蓋顎顔面再建では、骨欠損の形状を三次元的に把握し、どのように再建するかを検討するためにも利用できます。このように、「手術を始めてから考える」のではなく、「手術前にコンピューター上で一度手術を行える」ことが、3D手術シミュレーションの大きな特徴です。 シミ...

顔面輪郭形成とは? 骨格から考える顔のかたちと輪郭手術

「顔を小さくしたい」「エラの張りが気になる」「頬骨が目立つ」「あご先の形を整えたい」 顔の輪郭に関する悩みはさまざまです。顔面輪郭形成は、こうした顔の輪郭を整えることを目的とした治療です。しかし、顔のかたちは単に「骨が大きい」「骨が張っている」という理由だけで決まっているわけではありません。顔貌は、顔面骨格と、その表面を覆う筋肉、脂肪、皮膚などの軟部組織によって形づくられています。 そのため、顔面輪郭形成を考える際には、骨だけを見るのではなく、顔全体を立体的に評価することが重要です。   顔の輪郭は何によって決まるのか 顔の土台となっているのが顔面骨格です。顔面の輪郭に大きく関係する骨として、頬骨、上顎骨、下顎骨、鼻骨、前頭骨などがあります。これらの大きさ、突出の程度、位置、左右差などによって、正面から見た顔の幅だけでなく、横顔や斜めから見た印象も変わります。 一方、その骨格の上には筋肉や脂肪、皮膚があります。例えば、下顔面の幅には下顎骨だけでなく咬筋の厚さなども関係します。また、加齢による皮膚や皮下組織の変化によっても輪郭は変化します。 したがって、「顔を小さくしたい」という希望に対して、必ずしも骨を小さくすることだけが答えになるわけではありません。   顔面輪郭形成ではどのような手術を行うのか 骨格に対する代表的な顔面輪郭手術には、頬骨形成術、下顎骨形成術、下顎角形成術、オトガイ形成術などがあります。日本頭蓋顎顔面外科学会も、咬み合わせの移動を伴わない輪郭形成の対象として頬骨、下顎骨、前額部・眉骨などを挙げています。 頬骨形成術 頬骨の前方あるいは外側への突出が目立つ場合などに、頬骨の形態や位置を変える手術です。頬骨は正面から見た顔の横幅だけでなく、斜め方向から見た顔の立体感にも大きく関係しています。そのため、単に突出している部分を小さくするのではなく、顔全体とのバランスを考える必要があります。 下顎角形成術 いわゆる「エラ」と呼ばれる部分は、主として下顎骨の後方から下縁にかけての形態に関係しています。下顎角形成術では、この部分の骨格を調整することで下顔面の輪郭を変化させます。ただし、下顎角だけを小さくすれば自然な輪郭になるとは限りません。正面、側面、斜位それぞれから見た下顎骨全体の連続性を考...

頭蓋顎顔面外科とは? どのような病気や外傷を治療するのか

「頭蓋顎顔面外科」という言葉は、一般にはあまり馴染みがないかもしれません。 頭蓋顎顔面外科は、頭蓋骨、顔面骨、上顎骨や下顎骨などの骨格と、それらを覆う皮膚、脂肪、筋肉などの軟部組織を扱う外科領域です。 対象となるのは、顔面骨折などの外傷、顎変形症、生まれつきの頭蓋や顔面の形態異常、腫瘍切除後の欠損や変形などです。さらに、顔面輪郭の問題などもこの領域と深く関係しています。実際、日本頭蓋顎顔面外科学会が示す対象疾患も、先天異常から外傷、腫瘍、組織欠損、輪郭形成、頭頸部再建まで非常に広い範囲に及びます。 しかし、頭蓋顎顔面外科を単に「顔の骨を手術する外科」と考えると、その特徴を十分には表していません。 私がこの領域で特に重要だと考えているのは、 顔を一つの三次元的な構造として捉え、形態と機能の両方を考えて治療すること です。

形成外科とは? 美容外科との違い

「形成外科では、どのような病気を診てもらえるのでしょうか」 形成外科について説明するとき、このような質問を受けることがあります。また、「整形外科とは 違うのですか」「美容外科と同じ診療科ですか」といわれることも少なくありません。 形成外科は、けがや病気、生まれつきの形態異常などによって生じた身体の形や機能の問題、さらには整容的な問題に対して、さまざまな方法で改善を目指す外科の領域です。単に傷や欠損を治すだけではなく、治療後の動きや感覚、顔や身体全体のバランス、傷あとが目立ちにくいかどうかといった点まで考えながら治療します。病気やけがを治すことに加えて、できるだけ自然な形態と良好な機能を取り戻し、その後の生活の質を高めることを目指します。

このサイトについて ― 形成外科・顎顔面外科の正確な情報をわかりやすく

 はじめまして。 このたび、「Dr. Morotomi|形成外科・顎顔面外科」という個人サイトを開設しました。 私はこれまで、形成外科を基盤として、顎変形症、顔面骨骨折、頭蓋顎顔面領域の再建、顔面輪郭形成など、主として「顔のかたち」に関わる診療・手術に携わってきました。また、大学病院での診療・教育・研究に加え、美容外科診療にも携わっています。