रोगी के विशिष्ट काठ कशेरुक का 3 डी प्रिंटिंग मॉडल
Summary
इस अध्ययन का उद्देश्य रोगी-विशिष्ट काठ कशेरुक का 3 डी-मुद्रित मॉडल बनाना है, जिसमें उच्च-रिज़ॉल्यूशन कंप्यूटेड टोमोग्राफी (एचआरसीटी) और एमआरआई-डिक्सन डेटा से जुड़े कशेरुक और रीढ़ की हड्डी दोनों तंत्रिका मॉडल शामिल हैं।
Abstract
चयनात्मक पृष्ठीय राइजोटॉमी (एसडीआर) एक कठिन, जोखिम भरा और परिष्कृत ऑपरेशन है, जिसमें लैमिनेक्टॉमी को न केवल पर्याप्त शल्य चिकित्सा क्षेत्र को उजागर करना चाहिए, बल्कि रोगी की रीढ़ की हड्डी की नसों को चोट से भी बचाना चाहिए। डिजिटल मॉडल एसडीआर के पूर्व और इंट्रा-ऑपरेशन में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, क्योंकि वे न केवल डॉक्टरों को सर्जिकल साइट की शारीरिक संरचना से अधिक परिचित कर सकते हैं, बल्कि मैनिपुलेटर के लिए सटीक सर्जिकल नेविगेशन निर्देशांक भी प्रदान कर सकते हैं। इस अध्ययन का उद्देश्य रोगी-विशिष्ट काठ कशेरुक का 3 डी डिजिटल मॉडल बनाना है जिसका उपयोग एसडीआर ऑपरेशन की योजना, सर्जिकल नेविगेशन और प्रशिक्षण के लिए किया जा सकता है। इन प्रक्रियाओं के दौरान अधिक प्रभावी काम के लिए 3 डी प्रिंटिंग मॉडल भी निर्मित है।
पारंपरिक आर्थोपेडिक डिजिटल मॉडल लगभग पूरी तरह से कंप्यूटेड टोमोग्राफी (सीटी) डेटा पर भरोसा करते हैं, जो नरम ऊतकों के प्रति कम संवेदनशील है। सीटी से हड्डी की संरचना का संलयन और चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एमआरआई) से तंत्रिका संरचना इस अध्ययन में मॉडल पुनर्निर्माण के लिए महत्वपूर्ण तत्व है। रोगी के विशिष्ट 3 डी डिजिटल मॉडल को सर्जिकल क्षेत्र की वास्तविक उपस्थिति के लिए पुनर्निर्मित किया गया है और अंतर-संरचनात्मक दूरी और क्षेत्रीय विभाजन के सटीक माप को दर्शाता है, जो प्रभावी रूप से एसडीआर की प्रीऑपरेटिव योजना और प्रशिक्षण में मदद कर सकता है। 3 डी-मुद्रित मॉडल की पारदर्शी हड्डी संरचना सामग्री सर्जनों को रीढ़ की हड्डी की तंत्रिका और संचालित खंड की कशेरुक प्लेट के बीच सापेक्ष संबंध को स्पष्ट रूप से अलग करने की अनुमति देती है, जिससे उनकी शारीरिक समझ और संरचना की स्थानिक भावना बढ़ जाती है। व्यक्तिगत 3 डी डिजिटल मॉडल के फायदे और रीढ़ की हड्डी की तंत्रिका और हड्डी संरचनाओं के बीच इसका सटीक संबंध इस विधि को एसडीआर सर्जरी की प्रीऑपरेटिव योजना के लिए एक अच्छा विकल्प बनाता है।
Introduction
स्पास्टिक सेरेब्रल पाल्सी सेरेब्रल पाल्सी1 वाले सभी बच्चों में से आधे से अधिक को प्रभावित करती है, जिससे कण्डरा संकुचन, असामान्य कंकाल विकास और गतिशीलता में कमी आती है, जिससेप्रभावित बच्चों के जीवन की गुणवत्ता पर बहुत प्रभाव पड़ता है। स्पास्टिक सेरेब्रल पाल्सी के उपचार के लिए मुख्य शल्य चिकित्सा विधि के रूप में, चयनात्मक पृष्ठीय राइजोटॉमी (एसडीआर) कोकई देशों द्वारा पूरी तरह से मान्य और अनुशंसित किया गया है। हालांकि, एसडीआर सर्जरी की जटिल और उच्च जोखिम वाली प्रकृति, जिसमें लैमिना की सटीक काटने, तंत्रिका जड़ों की स्थिति और पृथक्करण, और तंत्रिका तंतुओं को अलग करना शामिल है, युवा डॉक्टरों के लिए एक महत्वपूर्ण चुनौती प्रस्तुत करता है जो नैदानिक अभ्यास में एसडीआर के साथ जुड़ना शुरू कर रहे हैं; इसके अलावा, एसडीआर की सीखने की अवस्था बहुत तेज है।
पारंपरिक आर्थोपेडिक सर्जरी में, सर्जनों को मानसिक रूप से सभी प्रीऑपरेटिव दो-आयामी (2 डी) छवियों को एकीकृत करना चाहिए और 3 डी सर्जिकल प्लान5 बनाना चाहिए। यह दृष्टिकोण प्रीऑपरेटिव प्लानिंग के लिए विशेष रूप से कठिन है जिसमें जटिल शारीरिक संरचनाएं और सर्जिकल जोड़तोड़ शामिल हैं, जैसे कि एसडीआर। चिकित्सा इमेजिंग और कंप्यूटर प्रौद्योगिकी में प्रगति के साथ, 2 डी अक्षीय छवियों, जैसे कि कंप्यूटेड टोमोग्राफी (सीटी) और चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एमआरआई) को रोगी-विशिष्ट शरीर रचना 6 के साथ 3 डी वर्चुअल मॉडल बनाने के लिए संसाधित किया जा सकताहै। बेहतर विज़ुअलाइज़ेशन के साथ, सर्जन रोगी की स्थिति के अनुरूप अधिक विस्तृत निदान, योजना और सर्जिकल हस्तक्षेप करने के लिए इस संसाधित जानकारी का विश्लेषण कर सकते हैं। हाल के वर्षों में, आर्थोपेडिक्स में मल्टीमॉडल छवि संलयन तकनीक के आवेदन ने धीरे-धीरे ध्यान आकर्षितकिया है। यह तकनीक सीटी और एमआरआई छवियों को फ्यूज कर सकती है, जिससे डिजिटल 3 डी एनालॉग मॉडल की सटीकता में काफी सुधार हो सकता है। हालांकि, एसडीआर के प्रीऑपरेटिव मॉडल में इस तकनीक के आवेदन पर अभी तक शोध नहीं किया गया है।
सफल परिणामों के लिए लैमिना और रीढ़ की हड्डी की सटीक स्थिति और एसडीआर सर्जरी के दौरान सटीक काटने महत्वपूर्ण हैं। आमतौर पर, ये कार्य विशेषज्ञों के अनुभव पर भरोसा करते हैं और ऑपरेशन के दौरान सी-आर्म द्वारा बार-बार पुष्टि की जाती है, जिसके परिणामस्वरूप एक जटिल और समय लेने वाली शल्य चिकित्सा प्रक्रिया होती है। 3 डी डिजिटल मॉडल भविष्य के एसडीआर सर्जिकल नेविगेशन के लिए नींव के रूप में कार्य करता है और इसका उपयोग लैमिनेक्टॉमी प्रक्रियाओं की प्रीऑपरेटिव प्लानिंग के लिए भी किया जा सकता है। यह मॉडल सीटी से हड्डी की संरचना और एमआरआई से रीढ़ की हड्डी की तंत्रिका संरचना को फ्यूज करता है, और सर्जिकल योजना के अनुसार काटने के लिए चिह्नित काठ कशेरुक वर्गों को अलग-अलग रंग प्रदान करता है। एसडीआर के लिए इस तरह के होलोग्राफिक 3 डी प्रिंटिंग मॉडल न केवल प्रीऑपरेटिव प्लानिंग और सिमुलेशन की सुविधा प्रदान करते हैं, बल्कि सटीक काटने के लिए इंट्राऑपरेटिव रोबोटिक आर्म को सटीक 3 डी नेविगेशन निर्देशांक भी आउटपुट करते हैं।
Protocol
Representative Results
Discussion
यह अध्ययन सेरेब्रल पाल्सी वाले रोगियों में काठ की रीढ़ के प्रीऑपरेटिव 3 डी प्रिंटिंग मॉडल को स्थापित करने के लिए एक वर्कफ़्लो प्रदान करता है, जिसका उद्देश्य एसडीआर सर्जरी के लिए प्रीऑपरेटिव प्लानिंग ?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
इस प्रकाशन को बीजिंग म्यूनिसिपल नेचुरल साइंस फाउंडेशन (एल 192059) द्वारा समर्थित किया गया था।
Materials
| J55 Prime 3D-Printer | Stratasys | J55 Prime | Manufacturing the model |
| MATLAB | MathWorks | 2022B | Computing and visualization |
| Mimics | Materialise | Mimics Research V20 | Model format transformation |
| Tools for volum fusion | Intelligent Entropy | VolumeFusion V1.0 | Beijing Intelligent Entropy Science & Technology Co Ltd. Modeling for CT/MRI fusion |
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