Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Medicine

מודל מותאם אישית המודפס בתלת-ממד להערכה טרום ניתוחית בניתוחי בלוטת התריס

Published: February 17, 2023 doi: 10.3791/64508
* These authors contributed equally

Summary

כאן מוצעת שיטה חדשה להקמת מודל מודפס תלת-ממדי מותאם אישית להערכה טרום ניתוחית של בלוטת התריס. זה תורם לדיון לפני הניתוח, הפחתת הקושי של ניתוח בלוטת התריס.

Abstract

המבנה האנטומי של האזור הכירורגי של סרטן בלוטת התריס הוא מורכב. חשוב מאוד להעריך באופן מקיף וזהיר את מיקום הגידול ואת הקשר שלו עם הקפסולה, קנה הנשימה, הוושט, העצבים וכלי הדם לפני הניתוח. מאמר זה מציג שיטה חדשנית להקמת מודל מודפס בתלת-ממד המבוסס על תמונות DICOM של טומוגרפיה ממוחשבת (CT). הקמנו מודל מודפס בתלת-ממד מותאם אישית של תחום ניתוחי בלוטת התריס הצווארית עבור כל מטופל שנזקק לניתוח בלוטת התריס כדי לסייע לרופאים להעריך את נקודות המפתח והקשיים של הניתוח ולבחור את שיטות הניתוח של חלקי מפתח כבסיס. התוצאות הראו כי מודל זה תורם לדיון טרום ניתוחי ולגיבוש אסטרטגיות פעולה. בפרט, כתוצאה מהתצוגה הברורה של מיקומי עצב הגרון ובלוטת יותרת התריס החוזרים בשדה ניתוחי בלוטת התריס, ניתן למנוע פגיעה בהם במהלך הניתוח, להפחית את הקושי בניתוח בלוטת התריס, ולהפחית גם את שכיחות ההיפופאראתירואידיזם לאחר הניתוח וסיבוכים הקשורים לפגיעה חוזרת בעצב הגרון. יתר על כן, מודל זה המודפס בתלת-ממד הוא אינטואיטיבי ומסייע בתקשורת לחתימה על הסכמה מדעת של מטופלים לפני הניתוח.

Introduction

קשריות בלוטת התריס הן אחת המחלות האנדוקריניות הנפוצות ביותר, ביניהן סרטן בלוטת התריס מהווה 14%-21%1. הטיפול המועדף לסרטן בלוטת התריס הוא ניתוח. עם זאת, מכיוון שבלוטת התריס ממוקמת באזור צוואר הרחם הקדמי, ישנן רקמות ואיברים חשובים הקרובים לבלוטת התריס באזור הניתוח, כגון בלוטת יותרת התריס, קנה הנשימה, הוושט וכלי הדם הגדולים וצוואר הרחם 2,3, מה שהופך את הניתוח לקשה ומסוכן יחסית. הסיבוכים הניתוחיים השכיחים ביותר הם ירידה בתפקוד יותרת התריס הנגרמת על ידי פגיעה בתפקוד יותרת התריס או כריתה שגויה וצרידות הנגרמת על ידי פגיעה חוזרת בעצב הגרון4. הפחתת הסיבוכים הכירורגיים הנ"ל תמיד הייתה מטרה עבור המנתחים. שיטת ההדמיה הנפוצה ביותר לפני ניתוח בלוטת התריס היא הדמיית אולטרסאונד, אם כי התצוגה של בלוטת יותרת התריס והעצב מוגבלת מאוד5. בנוסף, השונות במיקום בלוטת יותרת התריס ועצב הגרון החוזר באזור ניתוח בלוטת התריס גבוהה מאוד, מה שמעכב זיהוי 6,7. אם ניתן להציג את המיקום האנטומי של כל מטופל בבירור למנתח באמצעות המודל בזמן אמת במהלך הניתוח, הדבר יפחית את הסיכון התפעולי לניתוח בלוטת התריס, יפחית את שכיחות הסיבוכים וישפר את יעילות ניתוח בלוטת התריס.

בנוסף, זה גם מאתגר להסביר ביסודיות את התהליך הכירורגי לחולים לפני הניתוח. חלק מהמנתחים חסרי הניסיון מתקשים להסביר ולהעביר את הפרטים המדויקים של הניתוח למטופלים, במיוחד בגלל מורכבות בלוטת התריס והמבנים הסובבים אותה. לכל מטופל מבנה אנטומי ייחודי משלו וצרכים אישיים8. לכן, מודל תלת ממדי מותאם אישית של בלוטת התריס המבוסס על האנטומיה האמיתית של המטופל יכול לעזור ביעילות למטופלים ולקלינאים. נכון לעכשיו, רוב המוצרים בשוק מיוצרים בייצור המוני על בסיס דיאגרמות מטוס. על ידי שימוש בטכנולוגיית הדפסה תלת-ממדית כדי לייצר מודל ספציפי למטופל המשקף את הצרכים הרפואיים האישיים של כל מטופל, ניתן להשתמש במודל זה כדי להעריך את מצבם האמיתי של חולים עם סרטן בלוטת התריס ולעזור למנתחים לתקשר טוב יותר את אופי המחלה עם החולים.

הדפסה תלת מימדית (או ייצור תוספתי) היא בנייה תלת מימדית הבנויה ממודל תכנון בעזרת מחשב או מודל תלת מימד דיגיטלי9. נעשה בו שימוש ביישומים רפואיים רבים, כגון מכשירים רפואיים, מודלים אנטומיים ופורמולציה של תרופות10. בהשוואה להדמיה מסורתית, מודל הדפסה בתלת-ממד גלוי יותר וקריא יותר. לכן, הדפסה תלת מימדית משמשת יותר ויותר בהליכים כירורגיים מודרניים. טכנולוגיות נפוצות להדפסה בתלת-ממד כוללות הדפסה מבוססת פילמור מע"מ, הדפסה מבוססת אבקה, הדפסה מבוססת הזרקת דיו והדפסה מבוססת שחול11. בהדפסה מבוססת פילמור מע"מ, אורך גל מסוים של אור מוקרן על חבית של שרף מרפא אור, אשר מרפא את השרף באופן מקומי שכבה אחר שכבה. יש לו את היתרונות של חיסכון בחומרים והדפסה מהירה. הדפסה מבוססת אבקה מסתמכת על חימום מקומי כדי להתיך את חומר האבקה למבנה צפוף יותר, אך היא גם מובילה לעלייה משמעותית בזמן ההדפסה ובעלותה, והיא נמצאת כיום בשימוש מוגבל12. הדפסה מבוססת הזרקת דיו משתמשת בהתזה מדויקת של טיפות על המצע בתהליך שכבה אחר שכבה. טכנולוגיה זו היא הבוגרת ביותר ויש לה את היתרונות של תאימות חומרים גבוהה, עלות נשלטת וזמן הדפסה מהיר13. הדפסה מבוססת שחול מחלצת חומרים כגון תמיסות ומתלים דרך חריריים. טכניקה זו משתמשת בתאים, ולכן יש לה את יכולות חיקוי הרקמות הרכות הגבוהות ביותר. בשל העלות הגבוהה יותר והזיקה הביולוגית, הוא משמש בעיקר בתחום הנדסת רקמות ובתדירות נמוכה יותר במודלים של איברים כירורגיים14.

כתוצאה מכך, בחרנו בטכנולוגיית ההדפסה "תהליך סילון לבן", המבוססת על מורכבות בלוטת התריס והמבנים הסובבים אותה ולוח הזמנים הניתוחי. טכנולוגיה זו משלבת את היתרונות של הדפסה מבוססת פילמור מע"מ והדפסה מבוססת הזרקת דיו, ומציעה דיוק גבוה, הדפסה מהירה ועלות נמוכה, מה שהופך אותה למתאימה לניתוחי בלוטת התריס. מטרת פרוטוקול זה היא ליצור מודל סרטן בלוטת התריס המודפס בתלת-ממד, לשפר את הפרוגנוזה של החולים על ידי מתן מידע מספיק על המבנה האנטומי והשונות של החולים, וליידע טוב יותר רופאים וחולים על כל התנאים הקשורים לתהליך הניתוח.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

מחקר זה לא היה זקוק לאישור לביצוע או להסכמה כלשהי של המטופלים להשתמש ולפרסם את הנתונים שלהם, מכיוון שכל הנתונים והמידע במחקר ובסרטון זה היו אנונימיים.

1. איסוף נתוני תמונה

  1. סרוק את בלוטת התריס של המטופל על ידי טומוגרפיה ממוחשבת משופרת (CT) כדי לקבל את נתוני התמונה בפורמט DICOM. ודא כי תהליך זה נעשה בתוך 1 שבוע לפני הפעולה ולשלוט על עובי הפרוסה כך שהוא ≤1 מ"מ.

2. עיבוד נתוני DICOM

  1. ייבא את נתוני התמונה של המטופל הסרוק לתוכנה (ראה טבלת חומרים) והגדר את הסף המתאים בהתאם להפרש הערך האפור בין בלוטת התריס לבין הרקמות או האיברים הסובבים אותה. מכיוון שערכי אפור שונים משקפים הבדלים בצפיפות של אזורים שונים בגוף האדם, הגדר את סף גווני האפור (יחידה: hu; בתוכנה) ל- 226-1,500 כדי להציג את תמונת העצם; הגדר את הסף ל- -200-226 כדי להציג את תמונת בלוטת התריס. תן לתוכנה לזהות באופן אוטומטי את האזור הארוז, או שרטט ידנית את הגבול של אזור היעד אם הזיהוי אינו משביע רצון.
    הערה: חיקויים בוחרים באופן אוטומטי את אזור בלוטת התריס ומשתמשים בטכנולוגיית צמיחת האזור התלת-ממדי כדי לפלח את התמונה ולחשב את השחזור התלת-ממדי. יחד עם זאת, התמונה התלת-ממדית מותאמת כדי להפחית את החספוס ואת תחושת הצעדים לקבלת מודל הדמיה דיגיטלי תלת-ממדי טבעי, חלק ואותנטי, המאפשר התבוננות פשוטה יותר במודל התלת-ממדי עבור מנתחים.
  2. צור קובצי STL ממודל הנתונים המשוחזר. בחר את הדגם המשוחזר בתוכנה, לחץ על יצא בתחנת העגינה של הקובץ ובחר STL כתבנית הקובץ המייצאת. לבסוף, צור את קבצי STL בהצלחה.

3. אינטראקציה רפואית-הנדסית

  1. שלח את התצוגה המקדימה של המודל התלת-ממדי המשוחזר לרופאים, שיאשרו את הדרישות המיושמות ואת המבנה האנטומי של המודל התלת-ממדי ויתנו משוב למהנדס המידול אם יש צורך בשינוי. לאחר קבלת אישורים מהרופאים, המשך לשלב הכנת הייצור.

4.3D הדפסה (קובץ משלים 1)

  1. העבר את נתוני קובץ STL למדפסת התלת-ממד של החומר הצבעוני והשלם את הגדרות הפרמטרים המוגדרות מראש (כגון מצב הדפסה, עובי קו פרוסה, שיטת תמיכה וצביעת דגם) באמצעות תוכנת החיתוך התומכת להדפסה בתלת-ממד.
    1. בחר את מודל ההדפסה בהתאם לסוג המוצרים המוגמרים (מודלים להדפסה בצבע משתמשים בדרך כלל בטכנולוגיית White Jet Process, בעוד ששרף רגיש לאור משתמש בדרך כלל בתהלוכת אור דיגיטלית).
    2. בחר פרמטר עובי קו פרוסה בהתאם לעובי המוצרים (כאן, מ 24 מיקרומטר ל 36 מיקרומטר).
    3. בחר את שיטת התמיכה בהתאם למידת העדינות של דגם ההדפסה: תמיכה כוללת (הגנה טובה יותר ופחות פגיעה בפרטים הקטנים) או תמיכה חלקית (החוסכת חומרים).
    4. בחרו צביעת דגם בעזרת פונקציית לוח הצבעים במדפסת. לאחד את העורקים עם צבע אדום 255 ואת הוורידים עם צבע כחול 255.
      הערה: מכיוון שחלקים אחרים כגון נגע הגידול אינם סטנדרטיים לחלוטין, מנתחים יכולים לבחור צבע בהתאם לצרכים או להעדפה שלהם.
  2. מלא שרף מרפא אור קשה במדפסת התלת-ממד (ראה טבלה משלימה S1), אתר באגים בפלטפורמת ההדפסה והדפס באמצעות טכנולוגיית White Jet Process. לאחר ההדפסה, הוציאו את הדגם המודפס הראשוני של בלוטת התריס.
    הערה: טכנולוגיית תהליך הסילון הלבן מבוססת על העיקרון של הדפסת הזרקת דיו, שבה שכבה דקה של שרף רגיש לאור מודפסת בסילון אחד ולאחר מכן מוקרנת באורך גל מסוים של אור UV, מה שגורם לתגובת פילמור מהירה וריפוי של השרף הרגיש לאור. תהליך זה מסתיים שכבה אחר שכבה עד להשלמת ההדפסה.

5. לאחר הטיפול

  1. החסר את מבנה התמיכה של מודל בלוטת התריס המודפס הראשוני. לטחון, לכה ולרפא את המוצר המיוצר למחצה כדי לקבל מודל בלוטת התריס איזומטרי 1:1 מודפס בתלת-ממד.
    1. חיסור מבנה התמיכה
      1. לובשים כפפות, מפרקים את תמיכות העטיפה סביב הדגם הראשוני ומסירים את רוב הגוף העיקרי של המבנה התומך.
      2. הכניסו את הדגם לשואב אולטראסוני עם תמיסת אלקליין Ca(OH)2 לניקוי של 15 דקות.
      3. הכניסו את הדגם להתזת חול רטובה ושטפו אותו עד ששאר מבנה התמיכה על פני השטח נשטף.
    2. שחיקה
      1. טוחנים את הדגם עם מטחנה חשמלית, קובץ או גלגל השחזה.
    3. לכה
      הערה: תהליך זה מורכב מריסוס וצביעה ידנית.
      1. רססו את הלכה לגושי צבע בעלי שטח גדול על מחצית משטח הדגם. צבעו ידנית את גושי הצבע של האזור הקטן במבריק.
    4. ריפוי
      1. הכנס את המודל למכונת ריפוי UV למשך 30 שניות של ריפוי.
      2. הוציאו את הדגם ונקו אותו עם 95% אלכוהול.
        הערה: לאחר שהאלכוהול מתנודד לחלוטין, הייצור מסתיים.

6. משלוח

  1. ארוז את מודל בלוטת התריס והשלם את המסירה למנתחים לפני הניתוח.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

מאמר זה מציג פרוטוקול לבניית מודלים מותאמים אישית המודפסים בתלת-ממד של בלוטת התריס של מטופלים. איור 1 מציג תרשים זרימה לביסוס מודל מותאם אישית המודפס בתלת-ממד עבור בלוטת התריס של מטופלים. איור 2 מראה את התקן הדפסת המודל המותאם אישית בתלת-ממד עבור בלוטת התריס של מטופלים. איור 3 מראה את ממשק התוכנה ליצירת מודל מותאם אישית המודפס בתלת-ממד עבור חולי בלוטת התריס. הממשק המוצג מפורט בסרטון. איור 4 מראה את המוצר המוגמר של המודל המותאם אישית המודפס בתלת-ממד של בלוטת התריס של מטופלים. הוא מראה רמות אנטומיות שונות ומצבים שונים של מודל תלת ממדי של אותו מטופל. משמאל נמצא אזור ניתוח בלוטת התריס לאחר הסרת שריר. מימין נמצא אזור ניתוח בלוטת התריס עטוף בשריר סטרנוקלידומסטואיד. איור 5 מראה מקרה של חולה סרטן בלוטת התריס שעבורו נבנה מודל שלם מודפס בתלת-ממד של אזור בלוטת התריס באמצעות CT משופר לפני הניתוח. A הוא החלק העטרתי, B הוא החלק הרוחבי, ו-C הוא החלק הסגיטלי של סריקת ה-CT של המטופל. D מציג את המודל התלת-ממדי שנבנה והודפס על בסיס CT. בהתבסס על CT, החלק הרוחבי של כל סריקת CT מונח על גבי כדי ליצור מודל תלת-ממדי. בהשוואה ל- CT מסורתי, הוא סטריאוסקופי ואינטואיטיבי יותר, וניתן לצפות בו על ידי סיבוב של 360 מעלות.

Figure 1
איור 1: תרשים הזרימה להקמת מודל מותאם אישית המודפס בתלת-ממד עבור חולי סרטן בלוטת התריס. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 2
איור 2: התקן המודל המותאם אישית המודפס בתלת-ממדעבור חולי סרטן בלוטת התריס. לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 3
איור 3: ממשק התוכנה להקמת מודל מותאם אישית המודפס בתלת-ממדלחולי סרטן בלוטת התריס. הממשק המוצג מפורט בסרטון. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 4
איור 4: המוצר המוגמר של המודל המותאם אישית המודפס בתלת-ממדשל חולי סרטן בלוטת התריס (אותו מודל בחלק השמאלי והימני). משמאל נמצא אזור ניתוח בלוטת התריס לאחר הסרת שריר. מימין נמצא אזור ניתוח בלוטת התריס עטוף בשריר סטרנוקלידומסטואיד. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 5
איור 5: מקרה של חולה סרטן בלוטת התריס שהשלים מודל מודפס בתלת-ממדשל אזור בלוטת התריס באמצעות CT משופר לפני הניתוח. A הוא החלק העטרתי של סריקת ה-CT של המטופל. B הוא החלק הרוחבי של סריקת ה-CT של המטופל. C הוא החלק הסגיטלי של סריקת ה-CT של המטופל. D מציג את המודל התלת-ממדי שנבנה והודפס בהתבסס על סריקת ה-CT. בהתבסס על CT, החלק הרוחבי של כל סריקת CT הוא על גבי כדי ליצור מודל 3D. בהשוואה ל- CT מסורתי, הוא סטריאוסקופי ואינטואיטיבי יותר, וניתן לצפות בו על ידי סיבוב של 360 מעלות. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

קובץ משלים 1: ייצור ואריזה של כל דגם של דגמי בלוטת התריס בצבע מלא המודפסים בתלת-ממד בהתאמה אישית. אנא לחץ כאן כדי להוריד קובץ זה.

טבלה משלימה S1: מפרט טכני של מדפסת תלת-ממד צבעונית מרובת חומרים. אנא לחץ כאן כדי להוריד קובץ זה.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

אולטרסאונד עשוי להיות הליך ההדמיה היחיד לפני הניתוח עבור רוב החולים שעברו ניתוח בלוטת התריס15. עם זאת, כמה מקרים מובחנים היטב עלולים לסבול ממחלות מתקדמות, אשר פולשות לרקמות או לאיברים הסובבים ומעכבים את הפעולה16. מודל זה עשוי להתאים יותר לחולים עם סרטן בלוטת התריס מתקדם בהרבה. כאשר המחלה מתקדמת, סריקת CT נוספת מועילה לאבחון נוסף. מודל זה מבוסס על סריקת CT, המספקת מידע אנטומי ומורפולוגי רב יותר מאשר פנטום בלוטת התריס המיוצר כיום באצווה המיוצרת. זה יכול גם להראות בבירור את הקשר בין הגידול בבלוטת התריס לבין בלוטת התריס, כמו גם את הקשר בין הגידול בבלוטת התריס לבין הרקמות הסובבות.

המודל המתקבל יכול לשמש לחיזוי שינויים מבניים גדולים ומומים לפני הניתוח. בפרקטיקה הקלינית, זה משפר מאוד את היעילות של הערכה כירורגית מותאמת אישית על ידי רופאים עבור חולים שונים. ניסיונם של המנתחים הראה כי מודל זה הפחית את חוסר היכולת לחזות את הניתוח וקיצר את זמן הניתוח. חשיבותו של מודל זה היא לשפר את הפרוגנוזה של החולים על ידי מתן מידע מספיק על המבנה האנטומי והשונות של המטופל עצמו ולהבין טוב יותר את התוצאות שלאחר הניתוח, כולל סיבוכים שעשויים להיות קשורים לתהליך הטבעי של הניתוח, ויצירת פנטום אמיתי של בלוטת התריס המשקף את המבנה האנטומי מבוסס CT.

בנוסף, יצירת מודל סרטן בלוטת התריס מודפס בתלת-ממד יכולה לעזור לחולים להבין טוב יותר את הבעיות הקשורות לבריאות שלהם, ויכולה לעזור לרופאים להציע את תוכנית הטיפול הטובה ביותר. מחקרים קודמים הראו כי שימוש במודלים מודפסים בתלת-ממד בחינוך הרפואי שיפר את השפעת החינוך17,18,19. מחקר השתמש בטכנולוגיית הדפסה תלת-ממדית כדי ללמד את סיווג השברים האצטבולריים, שכן מבנים אנטומיים מורכבים אלה דורשים תכנון כירורגי מדויק ואישור17. מחקר קודם השתמש בחצי אגן מודפס בתלת-ממד לתכנון טרום ניתוחי והשיג תוצאות חיוביות על ידי הכשרת מנתחים חסרי ניסיון18. מחקר אחר השתמש במודלים של שפה וחיך שסועים המודפסים בתלת-ממד כעזרי הוראה, שיכולים לספק הבנה טובה יותר של תרחישים שונים של מטופלים19. עבור חולים עם סרטן בלוטת התריס, מודלים מודפסים בתלת-ממד של חולים לפני ניתוח עשויים לעזור לחולים להבין טוב יותר במה כרוך הניתוח שלהם. בנוסף, מודל זה גם הגביר את העניין של קלינאים חסרי ניסיון במחלות בלוטת התריס, מה שעזר לקלינאים חינוך עצמי לפני הסבר המצב וההליך לחולים כדי לשפר את איכות הטיפול ותכנון הניתוח.

השתמשנו בשאלון כדי להעריך את התועלת של מודלים מותאמים אישית של בלוטת התריס המודפסים בתלת-ממד. שאלנו את המטופלים איך הם מרגישים לגבי השימוש במודלים תלת-ממדיים של בלוטת התריס. המטופלים הראו את הציונים הגבוהים ביותר ב"הבנת המחלה" (71.7%), ואחריה "שביעות רצון כללית" (17.0%), "הבנת הניתוח" (11.3%) ו"חסרי ערך" (0%). תוצאות אלה הראו כי טכנולוגיית מידול תלת מימד עשויה להיות בעלת ערך לחינוך אנטומיה. הצגת הקשר המינוח בין הגידול לבלוטת התריס עשויה להיות היתרון הגדול ביותר של מודל זה המודפס בתלת-ממד.

הזמן הנדרש לייצור מודלים מודפסים בתלת-ממד, הכולל מידול וזמן הדפסה, הוא אחת המגבלות העיקריות, למרות שהדפסה תלת-ממדית שולבה בפרקטיקה הרפואית המודרנית. תהליך התכנון של מודל שכפול עורק הריאה ארך 8 שעות, בעוד שתהליך ההדפסה ארך 97 שעות ו -14 דקות. לכן, למרות שמחקרים רבים על טכניקות מידול ספציפיות למטופל (כלומר, מותאמות אישית) נערכו עבור אתרים אנטומיים שונים או מטרות שונות (כגון הנחיות כירורגיות או הכשרה קלינית)20,21,22,23, ערכם במסגרת הקלינית הוכח רק במחקרים מעטים 16,24,25 . בהקשר זה, היתרון של מודל זה היה שאנחנו יכולים להפחית את הזמן ליצירת מודלים תלת ממדיים מותאמים אישית. המודל שלנו של בלוטת התריס לקח רק 3 שעות לבנות ו 8 שעות כדי להדפיס.

מגבלה של מחקר זה היא שהמודל התבסס על סריקת CT ראש וצוואר של חולי סרטן בלוטת התריס שהשתתפו במחקר זה, אשר כרוכה בעלויות נוספות. יחד עם זאת, מודלים מודפסים בתלת-ממד כרוכים גם בעלויות נוספות. לכן, במחקר עתידי, ניתן ליצור מודלים מותאמים אישית ספציפיים למטופל עבור מקרים ייחודיים של מטופלים המכילים את בלוטת התריס האישית ואת המידע על הרקמה שמסביב, אשר ניתן להשתמש בהם כדי להסביר את ההליכים המותאמים לכל מטופל ואת היתרונות של מודל תלת ממדי זה. בנוסף, יש לקחת בחשבון גם את העלויות הנוספות שהמטופלים צריכים לשלם. עלות זו צריכה להישקל מול התועלות בפועל של המודל והעלויות הנוספות שהמטופלים משלמים.

לסיכום, הוצעה שיטה חדשה לביסוס מודל מודפס תלת-ממדי מותאם אישית להערכה טרום ניתוחית של בלוטת התריס, אשר תורמת לדיון לפני הניתוח ומפחיתה את הקושי בניתוח בלוטת התריס.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

המחברים מצהירים כי אין ניגודי עניינים.

Acknowledgments

מחקר זה נתמך על ידי ועדת הבריאות של מחוז סצ'ואן (מענק מס '20PJ061), הקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (מענק מס '32101188), והפרויקט הכללי של מחלקת המדע והטכנולוגיה של מחוז סצ'ואן (מענק מס '2021YFS0102), סין.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
3D color printer Zhuhai Sina 3D Technology Co J300PLUS Function support: automatic optimized placement, automatic model typesetting, automatic generation support, real-time layered edge cutting and printing, slice export, custom color thickness, custom placement / scaling, man hour evaluation, material consumption evaluation, print status monitoring, material remaining display, changing materials and colors, managing work queues, full / semi enclosed printing, automatic detection of model interference, layer preview, automatic pause of ink shortage, power failure to resume printing Automatic cleaning nozzle, automatic channel adaptation, ink change, automatic cleaning pipeline, follow-up laying. Range of optional materials: RGD series transparent molding materials, RGD series opaque molding materials, FLX series soft molding materials, ABS like series molding materials, high temperature resistant molding materials, Med series molding materials (first-class medical record certification), ordinary supporting materials, water-soluble supporting materials.
Mimics 21.0 software  Materialise, Belgium DICOM data processing

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Haugen, B. R., et al. 2015 American Thyroid Association management guidelines for adult patients with thyroid nodules and differentiated thyroid cancer: The American Thyroid Association Guidelines Task Force on thyroid nodules and differentiated thyroid cancer. Thyroid. 26 (1), 1-133 (2016).
  2. Kim, Y. S., et al. The role of adjuvant external beam radiation therapy for papillary thyroid carcinoma invading the trachea. Radiation Oncology Journal. 35 (2), 112-120 (2017).
  3. Wang, L. Y., et al. Operative management of locally advanced, differentiated thyroid cancer. Surgery. 160 (3), 738-746 (2016).
  4. Poppe, K. MANAGEMENT OF ENDOCRINE DISEASE: Thyroid and female infertility: more questions than answers. European Journal of Endocrinology. 184 (4), 123-135 (2021).
  5. Alexander, L. F., Patel, N. J., Caserta, M. P., Robbin, M. L. Thyroid ultrasound: diffuse and nodular disease. Radiologic Clinics of North America. 58 (6), 1041-1057 (2020).
  6. Chambers, K. J., et al. Respiratory variation predicts optimal endotracheal tube placement for intra-operative nerve monitoring in thyroid and parathyroid surgery. World Journal of Surgery. 39 (2), 393-399 (2015).
  7. Ling, X. Y., Smoll, N. R. A systematic review of variations of the recurrent laryngeal nerve. Clinical Anatomy. 29 (1), 104-110 (2016).
  8. Qiu, K., Haghiashtiani, G., McAlpine, M. C. 3D printed organ models for surgical applications. Annual Review of Analytical Chemistry. 11 (1), 287-306 (2018).
  9. Tejo-Otero, A., Buj-Corral, I., Fenollosa-Artés, F. 3D printing in medicine for preoperative surgical planning: a review. Annals of Biomedical Engineering. 48 (2), 536-555 (2020).
  10. Jang, J., Yi, H. G., Cho, D. W. 3D printed tissue models: present and future. ACS Biomaterials Science & Engineering. 2 (10), 1722-1731 (2016).
  11. Liaw, C. Y., Guvendiren, M. Current and emerging applications of 3D printing in medicine. Biofabrication. 9 (2), 024102 (2017).
  12. Arifin, N., Sudin, I., Ngadiman, N. H. A., Ishak, M. S. A. A comprehensive review of biopolymer fabrication in additive manufacturing processing for 3D-tissue-engineering scaffolds. Polymers. 14 (10), 2119 (2022).
  13. Li, X., et al. Inkjet bioprinting of biomaterials. Chemical Reviews. 120 (19), 10793-10833 (2020).
  14. Mironov, V., Kasyanov, V., Markwald, R. R. Organ printing: from bioprinter to organ biofabrication line. Current Opinion in Biotechnology. 22 (5), 667-673 (2011).
  15. Niedziela, M. Thyroid nodules. Best Practice & Research. Clinical Endocrinology & Metabolism. 28 (2), 245-277 (2014).
  16. Hong, D., et al. Usefulness of a 3D-printed thyroid cancer phantom for clinician to patient communication. World Journal of Surgery. 44 (3), 788-794 (2020).
  17. Doucet, G. Modelling and manufacturing of a 3D printed trachea for cricothyroidotomy simulation. Cureus. 9 (8), 1575 (2017).
  18. Lim, P. K., et al. Use of 3D printed models in resident education for the classification of acetabulum fractures. Journal of Surgical Education. 75 (6), 1679-1684 (2018).
  19. Al Ali, A. B., Griffin, M. F., Calonge, W. M., Butler, P. E. Evaluating the use of cleft lip and palate 3D-printed models as a teaching aid. Journal of Surgical Education. 75 (1), 200-208 (2018).
  20. Chan, H. H. L., et al. 3D rapid prototyping for otolaryngology-head and neck surgery: applications in image-guidance, surgical simulation and patient-specific modeling. PLoS One. 10 (9), 0136370 (2015).
  21. Craft, D. F., Howell, R. M. Preparation and fabrication of a full-scale, sagittal-sliced, 3D-printed, patient-specific radiotherapy phantom. Journal of Applied Clinical Medical Physics. 18 (5), 285-292 (2017).
  22. Hong, D., et al. Development of a personalized and realistic educational thyroid cancer phantom based on CT images: An evaluation of accuracy between three different 3D printers. Computers in Biology and Medicine. 113, 103393 (2019).
  23. Hazelaar, C., et al. Using 3D printing techniques to create an anthropomorphic thorax phantom for medical imaging purposes. Medical Physics. 45 (1), 92-100 (2018).
  24. Tack, P., Victor, J., Gemmel, P., Annemans, L. 3D-printing techniques in a medical setting: a systematic literature review. Biomedical Engineering Online. 15 (1), 115 (2016).
  25. Bernhard, J. C., et al. Personalized 3D printed model of kidney and tumor anatomy: a useful tool for patient education. World Journal of Urology. 34 (3), 337-345 (2016).

Tags

החודש ב-JoVE גיליון 192
מודל מותאם אישית המודפס בתלת-ממד להערכה טרום ניתוחית בניתוחי בלוטת התריס
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Li, P., Chen, Y., Zhao, W., Huang,More

Li, P., Chen, Y., Zhao, W., Huang, Z., Zhu, J. A Personalized 3D-Printed Model for Preoperative Evaluation in Thyroid Surgery. J. Vis. Exp. (192), e64508, doi:10.3791/64508 (2023).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter