3D планирование и печать конкретных имплантатов пациента для восстановления дефектов Бони
Summary
Этот протокол описывает использование 3D-планирования и печати для восстановления костных дефектов. Мы используем инструменты сегментации для создания 3D-моделей с последующим программным обеспечением для 3D-дизайна для создания конкретных имплантатов для целей реконструкции, сопутствующей абляционной хирургии или в качестве второго этапа.
Abstract
Мы находимся в разгаре 3D эпохи в большинстве аспектов жизни, и особенно в медицине. Хирургическая дисциплина является одним из основных игроков в медицинской области, используя постоянно развивающиеся возможности 3D-планирования и печати. Компьютерный дизайн (CAD) и компьютерное производство (CAM) используются для описания 3D-планирования и производства продукта. Планирование и изготовление 3D хирургических направляющих и восстановительных имплантатов выполняются почти исключительно инженерами. По мере развития технологий и создания программных интерфейсов возникает вопрос о возможности передачи планирования и производства врачу. Причины такого сдвига понятны: хирург имеет представление о том, что он хочет проектировать, и он также знает, что возможно и может быть использовано в операционной. Это позволяет ему быть готовым к любому сценарию / неожиданные результаты во время операции и позволяет хирургу быть творческим и выразить свои новые идеи с помощью программного обеспечения CAD. Цель этого метода заключается в том, чтобы предоставить врачам возможность создавать свои собственные хирургические руководства и имплантаты реконструкции. В этой рукописи подробный протокол обеспечит простой метод сегментации с использованием программного обеспечения сегментации и планирования имплантатов с помощью программного обеспечения для 3D-дизайна. После сегментации и производства файла stl с помощью программного обеспечения сегментации, врач может создать простую пациента специфической пластины реконструкции или более сложной пластины с колыбелью для позиционирования костного трансплантата. Хирургические направляющие могут быть созданы для точной резекции, подготовки отверстия для правильного позиционирования пластины реконструкции или для сбора костного трансплантата и повторного контурирования. Подробно описан случай реконструкции нижней челюсти после перелома пластины и несоюзного заживления травмы, полученной в результате травмы.
Introduction
Персонализированная медицина быстро развивается во многих областях медицины1. Онкологическое персонализированное лечение является предметом многочисленных дискуссий и, таким образом, хорошо известно населению в целом. 3D-печать была впервые введена Чарльз Халл показаны 3D-печать объектов с использованием стереолитографии2. С тех пор были разработаны различные технологии для 3D-печати. Используемый метод выбирается на основе назначения устройства.
Хирургическое поле быстро охватывает персонализированную медицину. Персонализированное лечение в хирургической области требует виртуального планирования с помощью программного обеспечения с помощью компьютера (CAD). Первый этап всегда включает сегментацию для создания файла 3D stl. Компьютерное производство (CAM) называется производственным процессом 3D-разработанной детали. Первое использование технологии было использовано в предоперациной модели печати для хирургического планирования и макет хирургии3,4,5. С развитием технологии, виртуальное планирование операций с последующим планированием и производством хирургических руководств для оказания помощи в самой операции и пациента специфической реконструкции имплантатов установлены прекрасно на кости пациента стал более популярным6,7,8,,9,10. Цель этого протокола заключается в том, чтобы предоставить врачам возможность создавать свои собственные хирургические руководства и реконструкции пациента конкретных имплантатов. Этот метод является более точным, чем использование фондовых пластин, поскольку он идеально подходит и может быть разработан на основе характеристик конкретного дефекта. Это также уменьшает зависимость от опыта хирурга и сокращает время работы.
Protocol
Representative Results
Discussion
С постоянным развитием использования компьютеров для виртуального планирования хирургических процедур, сочетание с другой развивающейся технологией, 3D-печать, привело к совершенно новой эре хирургического лечения. Точность является целью этих технологий и пациента конкретного уход…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Никакого финансирования на эту работу получено не было.
Materials
| D2P (DICOM to Print) | 3D systems | Segmentation software to create 3D stl files | |
| Geomagic Freeform | 3D systems | Sculpted Engineering Design |
References
- Goodsaid, F., Frueh, F., Burczynski, M. E., Hock, F., Gralinski, M. Personalized Medicine. Drug Discovery and Evaluation: Methods in Clinical Pharmacology. , (2019).
- Hull, C. W. Apparatus for production of three-dimensional objects by stereolithography. Google Patents. , (1986).
- Petzold, R., Zeilhofer, H. F., Kalender, W. Rapid prototyping technology in medicine–basics and applications. Computerized Medical Imaging and Graphics. 23 (5), 277-284 (1999).
- Schmauss, D., Gerber, N., Sodian, R. Three-dimensional printing of models for surgical planning in patients with primary cardiac tumors. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 145 (5), 1407-1408 (2013).
- Tam, M. D., Laycock, S. D., Bell, D., Chojnowski, A. 3-D printout of a DICOM file to aid surgical planning in a 6 year old patient with a large scapular osteochondroma complicating congenital diaphyseal aclasia. Journal of Radiology Case Reports. 6 (1), 31 (2012).
- Emodi, O., Shilo, D., Israel, Y., Rachmiel, A. Three-dimensional planning and printing of guides and templates for reconstruction of the mandibular ramus and condyle using autogenous costochondral grafts. British Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 55 (1), 102-104 (2017).
- Leiser, Y., Shilo, D., Wolff, A., Rachmiel, A. Functional reconstruction in mandibular avulsion injuries. Journal of Craniofacial Surgery. 27 (8), 2113-2116 (2016).
- Mazzoni, S., Bianchi, A., Schiariti, G., Badiali, G., Marchetti, C. Computer-aided design and computer-aided manufacturing cutting guides and customized titanium plates are useful in upper maxilla waferless repositioning. Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 73 (4), 701-707 (2015).
- Rachmiel, A., Shilo, D., Blanc, O., Emodi, O. Reconstruction of complex mandibular defects using integrated dental custom-made titanium implants. British Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 55 (4), 425-427 (2017).
- Xu, N., et al. Reconstruction of the upper cervical spine using a personalized 3D-printed vertebral body in an adolescent with Ewing sarcoma. Spine. 41 (1), E50-E54 (2016).
