Gesichtschirurgie

Hilfe bei Kieferfehlstellungen- Was leistet heute die moderne Gesichtschirurgie?

Die Mund- Kiefer-Gesichtschirurgie (MKG-Chirurgie) ist der Teilbereich der Medizin, in dem Defekte und Fehlbildungen des Gesichtsschädels chirurgisch behandelt werden. Dabei kann es sich sowohl um angeborene Fehlbildungen wie Lippen-Kiefer-Gaumen-Spalten handeln als auch um erworbene Defekte, wie beispielsweise Frakturen durch einen Unfall. Die teilweise sehr komplexen Eingriffe in die Struktur der gesichtsbildenden Schädelknochen können zu einer Veränderung der individuellen Gesichtsform führen. Deshalb ist eine hohe Präzision in der Diagnostik, der Operationsplanung und deren Umsetzung am Patienten unbedingt notwendig.

Gute Planung – gute Ergebnisse

Unser Gesicht wird zum einen von den tiefer liegenden knöchernen Strukturen geformt und zum anderen ganz entscheidend von Nerven und Weichteilgewebe geprägt. Bei einer Operation im Gesicht geschehen gerade hier Veränderungen, die sich bislang nur schwer vorhersagen ließen oder aber vom Geschick und der Erfahrung des Operateurs abhingen. Inzwischen helfen moderne bildgebende Verfahren, bereits vor dem Eingriff jeden Schritt durchzuspielen und das Ergebnis bereits vor der Operation zu sehen. So lässt sich überprüfen, welche Auswirkung beispielsweise ein zu implantierender Knochen auf die darüber liegenden Haut- und Gewebeschichten haben wird. Überprüft werden kann auch wie bei einer Operation am Kiefer die Stellung der Zähne sein muss, damit nach dem Eingriff der perfekte Biss entsteht.

Die exakte Form und Position der Schädelknochen liefert der Computertomograph (CT). Aus den erhaltenen Schnittbildern wird am Computer ein dreidimensionales Modell generiert und visualisiert, an dem der Chirurg exakt die Veränderungen an der knöchernen Struktur planen und simulieren kann.

Bei einem so diffizilen und engen Operationsfeld wie dem Gesicht bietet die 3D-Weichgebewebeerfassung viele Vorteile gegenüber Gipsmodellen und Fotografien. Dabei wird mit einem Weißlichtscanner gearbeitet, der von dem Patienten aus verschiedenen Blickwinkeln mehrere Aufnahmen macht. Der Computer errechnet dann aus diesen einzelnen Scans die dreidimensionale Oberfläche des Gesichtes. Vorteil dabei für den Patienten: Er wird nicht durch Strahlen belastet. Nachteil: Dieses Verfahren hat eine relativ lange Messzeit von etwa zwei Sekunden, zu lange für wache Babys und Kleinkinder oder unkooperative Patienten. Für diese Fälle gibt es die Holografie: Mit einer einzigen Aufnahme entsteht eine 180-Grad-Ansicht des Gesichtes in Bruchteilen einer Sekunde (20 Nanosekunden).

Aus diesen Datensätzen können entweder virtuelle Modelle am Computer entwickelt werden oder Kunststoffmodelle des Patientenschädels. Dabei wird mit einem UV-Laser in einem flüssigen Polymerharzbad schichtweise die 2D-Kontur des Schädels selektiv ausgehärtet. Diesen Arbeitsschritt nennt man - nach einem in der Industrie geprägten Begriff - “Rapid Prototyping” (RP). Die RP-Modelle ermöglichen sowohl das Ausprobieren von verschiedenen chirurgischen Prozeduren als auch bereits das Anpassen benötigter Implantate. Ferner dienen RP-Modelle während der Operation als Orientierungshilfe im mitunter recht unübersichtlichen Operationsgebiet.

Weichgewebesimulation

Ziel der aktuellen Forschung ist es, nicht nur die Positionierung der knöchernen
Schädelstruktur exakt zu planen, sondern auch die Verformung des darüber liegenden
Weichgewebes am Computer zu simulieren, um das spätere Aussehen des Patienten vorherzusagen. Für diese Aufgabe benötigt man zusätzlich zu dem Schädelmodell auch Informationen über das Weichgewebe. Neben den spezifischen physikalischen und mechanischen Parametern des Gewebes bedarf es auch eines sehr genauen dreidimensionalen Oberflächenmodells des Gesichtes, das exakt zeigt, wie die knöcherne Struktur das Weichgewebe lokal beeinflusst. Dabei wird angestrebt, möglichst exakte Simulationsergebnisse zu erzielen und eine hohe Auflösung der ermittelten Oberflächendaten. Es wird versucht, eine Messauflösung von 1 mm oder besser zu erreichen. Für die Weichgewebesimulation müssen Datensätze aus verschiedenen Bildgebungsverfahren zusammengeführt werden. Dies sind u.a. die Knochenstruktur, die eine Computertomographie liefert und die Gesichtsoberfläche, die durch ein 3D-Formerfassungsverfahren ermittelt wird. Solche kombinierten Datensätze nennt man multimodal. Weitere sinnvolle Bildgebungsverfahren, die für die Weichgewebesimulation genutzt werden können, sind die Magnetresonanz-Tomographie (MRT) und die Sonographie (Ultraschall), die Informationen über die innere Struktur des Weichgewebes liefern.

Dreidimensionale Erfassung der Gesichtsoberfläche

Die dreidimensionale Erfassung der Gesichtsoberfläche ist nicht nur für die
Weichgewebesimulation wichtig. Die gewonnenen Daten können zusätzlich auch zu
Dokumentationszwecken sowie zur Kontrolle der Wundheilung genutzt werden.
Vornehmlich stammen die bisher verfügbaren Methoden zur optischen Formerfassung aus der Industrie und dabei vor allem aus dem Bereich des Maschinenbaus. Sie wurden damit für einen Anwendungsbereich konzipiert, der teilweise deutlich von den Anforderungen in der Medizin abweicht.

Stand 2009

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