顎骨再建のための外科計画における3D頭蓋顔面生成モデル
カテゴリ：手術支援
公開日：2026年6月4日
タイトル：3D craniofacial generative model for surgical planning in mandibular reconstruction
雑誌名：Med Image Anal. 2026 May 25; 112: 104136. doi: 10.1016/j.media.2026.104136.
概 要：
本研究は、口腔腫瘍に対するセグメンタル切除後の顎骨再建における外科計画を支援するための統合的な頭蓋顔面生成フレームワークを提案します。従来のコンピュータ支援外科（CAS）ワークフローは断片的であり、主観的な手法に依存していました。本フレームワークは、顎骨の完成、手術計画の自動化、術後の顔面予測を一つのパイプラインで実現します。大規模な腫瘍非存在者コホートで事前学習された3D潜在拡散モデルを用いて、顎骨の高忠実度な完成を行い、動的プログラミングに基づく幾何最適化アルゴリズムで自動的に腓骨の切除計画を生成します。術後の顔面形態を予測することで、美的結果の評価を可能にします。
方 法：
本研究は、腫瘍非存在者の大規模コホートに基づく3D潜在拡散モデルを使用したコホート研究です。顎骨の完成には高忠実度な解剖学的形状を学習し、動的プログラミングを用いて腓骨の切除計画を自動生成します。主要評価指標には、顎骨完成のDice係数85.61%、コンタクト誤差1.43 mm、術後顔面予測のDice係数97.67%、コンタクト誤差1.57 mmが含まれます。
結 果：
提案したフレームワークは、顎骨の完成において高い解剖学的忠実度を達成し、術後の顔面予測でも優れた結果を示しました。手術計画の精度は、体積比28.28%、輪郭誤差2.24 mm、最大投影誤差3.55 mmを達成し、計画時間を34分以上から1分未満に短縮しました。
結 論：
この統合的なフレームワークは、顎骨再建における美的に配慮した外科計画の実用的かつ効率的なパラダイムを支援する可能性が示されました。