תכנון והדפסה של שתלים ספציפיים לחולה לשיקום מומים גרמיות
Summary
פרוטוקול זה מתאר את השימוש בתכנון והדפסה תלת-ממדיים לשיקום פגמים גרמיות. אנו משתמשים כלים פילוח כדי ליצור מודלים תלת-ממד ואחריו 3D תוכנה עיצוב ליצור שתלים ספציפיים לחולה למטרות שחזור במקביל לניתוח פולשני או כשלב שני.
Abstract
אנחנו בעיצומו של עידן התלת-ממד ברוב ההיבטים של החיים, ובעיקר ברפואה. משמעת כירורגית הוא אחד השחקנים העיקריים בתחום הרפואי באמצעות התפתחות ללא הרף יכולות תכנון 3D והדפסה. עיצוב בסיוע מחשב (CAD) ומחשב בסיוע ייצור (CAM) משמשים כדי לתאר את התכנון 3D וייצור של המוצר. תכנון וייצור של מדריכים כירורגיים תלת-ממדיים ושתלים שחזור מבוצעים כמעט אך ורק על ידי מהנדסים. ככל שהתקדמות טכנולוגית וממשקי תוכנה הופכים לידידותיים יותר למשתמש, היא מעלה שאלה בנוגע לאפשרות להעביר את התכנון והייצור למטפל. הסיבות לשינוי כזה הן ברורות: למנתח יש את הרעיון של מה שהוא רוצה לעצב, והוא גם יודע מה אפשרי והוא יכול לשמש בחדר הניתוח. זה מאפשר לו להיות מוכן עבור כל תרחיש/תוצאות בלתי צפויות במהלך הפעולה ומאפשר למנתח להיות יצירתי לבטא רעיונות חדשים שלו באמצעות תוכנת CAD. מטרת שיטה זו היא לספק קלינאים עם היכולת ליצור מדריכים כירורגיים שלהם שתלים שחזור. בכתב יד זה, פרוטוקול מפורט יספק שיטה פשוטה לפילוח באמצעות התוכנה פילוח ותכנון השתל באמצעות תוכנת עיצוב תלת-ממד. בעקבות פילוח והפקת קובץ stl באמצעות תוכנה פילוח, המרפאה יכולה ליצור לוחית פשוטה שחזור ספציפי מטופל או צלחת מורכבת יותר עם עריסה עבור השתלת העצם מיצוב. מדריכים כירורגיים ניתן ליצור עבור כריתה מדויקת, הכנה החור עבור מיקום הצלחת השחזור הנכון או לקציר השתל העצם מחדש ליצור. מקרה של שחזור הלסת התחתונה בעקבות שבר צלחת וריפוי לא האיגוד של פציעה מתמשכת של טראומה מפורט.
Introduction
רפואה מותאמת אישית מתפתחת במהירות בתחומים רבים של רפואה1. הטיפול האישי אונלוגי הוא נושא של דיון רב, ולכן ידוע גם בפני האוכלוסייה הכללית. הדפסה תלת-ממדית הוצגה לראשונה על ידי צ’ארלס הול המציג הדפסת תלת-ממד של אובייקטים באמצעות סטריאואוליתוגרפיה2. מאז פותחו טכנולוגיות שונות להדפסת תלת-ממד. השיטה שבשימוש נבחרה בהתאם למטרת ההתקן.
השדה הכירורגי מאמץ במהירות תרופה אישית. טיפול מותאם אישית בתחום הכירורגי מחייב תכנון וירטואלי באמצעות תוכנת עיצוב בעזרת מחשב (CAD). השלב הראשון תמיד כולל פילוח כדי ליצור קובץ stl 3D. המחשב בסיוע ייצור (CAM) מכונה תהליך הייצור של החלק המתוכנן 3D. הניצול הראשון של הטכנולוגיה שימש בדפוס טרום ניתוח מודל לתכנון כירורגי וניתוח מבוים3,4,5. עם התפתחות הטכנולוגיה, תכנון וירטואלי של הניתוחים ולאחר מכן תכנון וייצור של מדריכים כירורגיים כדי לסייע בניתוח עצמו ושתלים ספציפיים החולה שחזור מותאם באופן מושלם על העצם של המטופל הפך פופולרי יותר6,7,8,9,10. המטרה של פרוטוקול זה היא לספק לרופאים עם היכולת ליצור מדריכים כירורגיים שלהם ושחזור מטופל ספציפי שתלים. שיטה זו מדויקת יותר מהשימוש בלוחות מלאי מכיוון שהיא מתאימה באופן מושלם ויכולה להתבסס על מאפייני הפגם המסוים. הוא גם מפחית את התלות בחווית המנתח ומפחית את זמן הפעולה.
Protocol
Representative Results
Discussion
עם שימוש מתמשך בפיתוח של מחשבים עבור תכנון וירטואלי של הליכים כירורגיים, השילוב עם טכנולוגיה מתפתחת אחרת, 3D הדפסה, הוביל עידן חדש לגמרי של טיפול כירורגי. דיוק הוא המטרה של טכנולוגיות אלה וטיפול ספציפי למטופל, כמו המטרה העתידית, מוצג בצורה של מדריכים כירורגיים ושתלים מסוימים המטופל שחזור. א…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
לא התקבלה מימון לעבודה זו.
Materials
| D2P (DICOM to Print) | 3D systems | Segmentation software to create 3D stl files | |
| Geomagic Freeform | 3D systems | Sculpted Engineering Design |
Referências
- 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).
