Summary

骨の欠陥の再構築のための患者特有のインプラントの3D計画と印刷

Published: August 04, 2020
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Summary

このプロトコルは骨の欠陥の再建のための3D計画および印刷の使用を記述する。セグメンテーションツールを使用して3Dモデルを作成し、その後に3D設計ソフトウェアを作成し、アブレーション手術や第2段階に付随する再建目的で患者固有のインプラントを作成します。

Abstract

私たちは、人生のほとんどの側面、特に医学において、3D時代の真っ只中にあります。外科分野は、常に開発3Dの計画と印刷能力を使用して医療分野の主要なプレーヤーの一つです。コンピュータ支援設計(CAD)およびコンピュータ支援製造(CAM)は、製品の3D計画と製造を記述するために使用されます。3D外科ガイドと再建インプラントの計画と製造は、エンジニアによってほぼ独占的に行われます。技術の進歩とソフトウェアインターフェイスがよりユーザーフレンドリーになるにつれて、それは臨床医に計画と製造を転送する可能性に関する疑問を提起します。このようなシフトの理由は明らかです:外科医は彼が設計したいもののアイデアを持っており、彼はまた、実行可能であり、手術室で使用することができるものを知っています。手術中のシナリオ/予期しない結果に備えることができ、外科医は創造的であり、CADソフトウェアを使用して彼の新しいアイデアを表現することができます。この方法の目的は、臨床医に独自の外科用ガイドおよび再建インプラントを作成する能力を提供することです。本稿では、詳細なプロトコルにより、セグメンテーションソフトウェアを用いたセグメンテーションと3D設計ソフトウェアを用いたインプラント計画のための簡単な方法を提供する。セグメンテーションソフトウェアを使用したセグメンテーションおよびstlファイルの生産に続いて、臨床医は、単純な患者固有の再建プレートまたは骨移植片の位置のためのクレードルを備えたより複雑なプレートを作成することができます。外科ガイドは正確な切除、適切な再建の版の位置のための穴の準備、または骨の接木の収穫および輪郭のための作成することができる。損傷が持続した外傷のプレート骨折および非ユニオン治癒後の下顎再建の症例が詳述される。

Introduction

個別化医療は医学の多くの分野で急速に発展しています1.オンコロジックのパーソナライズされた治療は、多くの議論の対象であり、したがって、一般の人々によく知られています。3D 印刷は、最初に、ステレオリソグラフィ2を使用してオブジェクトの 3D 印刷を示すチャールズ ハルによって導入されました。それ以来、3Dプリンティング用の異なる技術が開発されました。使用される方法は、デバイスの目的に基づいて選択されます。

外科分野は急速に個人化された医学を受け入れている。外科分野での個別の治療はコンピュータ支援設計(CAD)ソフトウェアを使用して仮想計画を必要とする。最初のステージには、常にセグメンテーションが含まれ、3D stl ファイルを作成します。コンピュータ支援製造(CAM)は、3D設計部品の製造プロセスと呼ばれます。この技術の最初の利用は、手術計画と模擬手術33、4、54,5のための術前モデル印刷に使用されました。技術の発展に伴い、手術の仮想計画は手術自体を支援する外科ガイドの計画と製造に続き、患者の骨に完全に取り付けられた患者固有の再建インプラントは66、7、8、9、107,8,9,10より人気となった。このプロトコルの目的は、臨床医に独自の外科ガイドと再建患者固有のインプラントを作成する能力を提供することです。この方法は、完全にフィットし、特定の欠陥の特性に基づいて設計することができるので、ストックプレートを使用するよりも正確です。また、外科医の経験への依存を減らし、手術時間を短縮します。

Protocol

この研究は、医療プロトコルと倫理に関するヘルシンキ宣言に続き、制度倫理審査委員会は研究を承認した。 1. セグメンテーションソフトウェアによるセグメンテーション 注: DICOM ファイルのインポート プロセスでは、セットアップを完了するためにポップアップ ウィンドウの軸、冠状および矢状平面の方向が必要です。 [ボーン セ?…

Representative Results

40歳の女性患者は、以前の怪我から壊れた、ストック供給された、再建固定プレートと彼女の下顎の左の体の非組合骨折を部門に提示した。画像化は、壊れた固定板と下顎の不整合左セグメントを示す(図1)。セグメンテーションソフトウェアを使用して、下顎のセグメンテーションを、壊れた固定板を分離して行った(補足図1および<…

Discussion

外科手術の仮想計画のためのコンピュータの絶え間ない開発の使用と、別の発展途上の技術、3D印刷との組み合わせは、外科的処置の全く新しい時代につながった。精度は、これらの技術と患者固有のケアの目標であり、将来の目標として、外科ガイドおよび患者固有の再建インプラントの形で提示される。私たちは、別の将来のプロトコルの一部として外科ガイドを議論します。現在のプ?…

Divulgaciones

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

この仕事のための資金は受け取られなかった。

Materials

D2P (DICOM to Print) 3D systems Segmentation software to create 3D stl files
Geomagic Freeform 3D systems Sculpted Engineering Design

Referencias

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Capucha, T., Shilo, D., Blanc, O., Turgeman, S., Emodi, O., Rachmiel, A. 3D Planning and Printing of Patient Specific Implants for Reconstruction of Bony Defects. J. Vis. Exp. (162), e60929, doi:10.3791/60929 (2020).

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