Waiting
Login processing...

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

Medicine

Tiroid cerrahisinde preoperatif değerlendirme için kişiselleştirilmiş 3D baskılı bir model

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

Summary

Burada, tiroid cerrahisinin ameliyat öncesi değerlendirilmesi için kişiselleştirilmiş 3D baskılı bir model oluşturmak için yeni bir yöntem önerilmektedir. Preoperatif tartışmaya elverişlidir ve tiroid cerrahisinin zorluğunu azaltır.

Abstract

Tiroid kanserinin cerrahi alanının anatomik yapısı karmaşıktır. Ameliyat öncesi tümörün lokalizasyonunun ve kapsül, trakea, yemek borusu, sinirler ve kan damarları ile ilişkisinin kapsamlı ve dikkatli bir şekilde değerlendirilmesi çok önemlidir. Bu makale, bilgisayarlı tomografi (BT) DICOM görüntülerine dayanan yenilikçi bir 3D baskılı model oluşturma yöntemini tanıtmaktadır. Klinisyenlerin ameliyatın kilit noktalarını ve zorluklarını değerlendirmelerine ve anahtar parçaların ameliyat yöntemlerini temel olarak seçmelerine yardımcı olmak için tiroid cerrahisine ihtiyaç duyan her hasta için servikal tiroid cerrahisi alanının kişiselleştirilmiş 3D baskılı bir modelini oluşturduk. Sonuçlar, bu modelin preoperatif tartışma ve operasyon stratejilerinin oluşturulması için elverişli olduğunu göstermiştir. Özellikle tiroid ameliyat alanında rekürren laringeal sinir ve paratiroid bezi lokalizasyonlarının net bir şekilde gösterilmesi sonucunda ameliyat sırasında bunların yaralanması önlenebilir, tiroid cerrahisinin zorluğu azalır, postoperatif hipoparatiroidi insidansı ve tekrarlayan laringeal sinir hasarına bağlı komplikasyonlar da azalır. Dahası, bu 3D baskılı model sezgiseldir ve ameliyattan önce hastalar tarafından bilgilendirilmiş onamların imzalanması için iletişime yardımcı olur.

Introduction

Tiroid nodülleri en sık görülen endokrin hastalıklardan biridir ve tiroid kanseri %14-%211'dir1. Tiroid kanseri için tercih edilen tedavi cerrahidir. Ancak tiroid bezi anterior servikal bölgede yer aldığı için ameliyat bölgesinde tiroid bezine yakın paratiroid bezi, trakea, yemek borusu ve servikal büyük damar ve sinirlergibi önemli doku ve organların bulunması 2,3 ameliyatı nispeten zor ve riskli hale getirmektedir. En sık görülen cerrahi komplikasyonlar, paratiroid fonksiyon hasarı veya rekürren laringeal sinir hasarının neden olduğu yanlış rezeksiyon ve ses kısıklığının neden olduğu paratiroid fonksiyonunda azalmadır4. Yukarıda bahsedilen cerrahi komplikasyonların azaltılması cerrahlar için her zaman bir amaç olmuştur. Tiroid cerrahisinden önce en sık kullanılan görüntüleme yöntemi ultrason görüntülemedir, ancak paratiroid bezi ve sinirin görüntülenmesi çok sınırlıdır5. Ayrıca tiroid cerrahisi alanında paratiroid bezinin ve rekürren laringeal sinirin pozisyonundaki varyasyon çok yüksektirve bu da 6,7'nin tanımlanmasını engellemektedir. Her hastanın anatomik pozisyonu, ameliyat sırasında gerçek zamanlı olarak model aracılığıyla cerraha net bir şekilde gösterilebilirse, tiroid cerrahisinin operasyonel riskini azaltacak, komplikasyon insidansını azaltacak ve tiroid cerrahisinin etkinliğini artıracaktır.

Ayrıca ameliyat öncesi hastalara cerrahi süreci kapsamlı bir şekilde anlatmak da zordur. Bazı deneyimsiz cerrahlar, özellikle tiroid bezinin ve çevresindeki yapıların karmaşıklığı nedeniyle, operasyonun kesin ayrıntılarını hastalara açıklamakta ve iletmekte zorlanmaktadır. Her hastanın kendine özgü anatomik yapısı ve kişisel ihtiyaçları vardır8. Bu nedenle, hastanın gerçek anatomisine dayanan kişiselleştirilmiş bir 3D tiroid modeli, hastalara ve klinisyenlere etkili bir şekilde yardımcı olabilir. Şu anda, piyasadaki ürünlerin çoğunluğu düzlem diyagramlarına dayanarak seri üretilmektedir. Her hastanın bireysel tıbbi ihtiyaçlarını yansıtan hastaya özgü bir model üretmek için 3D baskı teknolojisini kullanarak, bu model tiroid kanseri olan hastaların gerçek durumunu değerlendirmek ve cerrahların hastalığın doğasını hastalarla daha iyi iletişim kurmasına yardımcı olmak için kullanılabilir.

3D baskı (veya eklemeli üretim), bilgisayar destekli bir tasarım modelinden veya dijital 3D model9'dan inşa edilmiş üç boyutlu bir yapıdır. Tıbbi cihazlar, anatomik modeller ve ilaç formülasyonu10 gibi birçok tıbbi uygulamada kullanılmıştır. Geleneksel görüntüleme ile karşılaştırıldığında, bir 3D baskı modeli daha görünür ve daha okunaklıdır. Bu nedenle, 3D baskı modern cerrahi prosedürlerde giderek daha fazla kullanılmaktadır. Yaygın olarak kullanılan 3D baskı teknolojileri arasında tekne polimerizasyon bazlı baskı, toz bazlı baskı, mürekkep püskürtmeli baskı ve ekstrüzyon bazlı baskı11 bulunur. Kavanoz polimerizasyon tabanlı baskıda, belirli bir ışık dalga boyu, reçineyi bir seferde bir tabaka halinde lokal olarak iyileştiren bir ışık kürleme reçinesi varili üzerine ışınlanır. Malzeme tasarrufu ve hızlı baskı avantajlarına sahiptir. Toz bazlı baskı, toz malzemeyi daha yoğun bir yapı için kaynaştırmak için lokalize ısıtmaya dayanır, ancak aynı zamanda baskı süresinde ve maliyetinde önemli bir artışa yol açar ve şu anda sınırlı kullanımdadır12. Mürekkep püskürtmeli baskı, damlacıkların katman katman bir işlemle alt tabaka üzerine hassas bir şekilde püskürtülmesini kullanır. Bu teknoloji en olgun olanıdır ve yüksek malzeme uyumluluğu, kontrol edilebilir maliyet ve hızlı baskı süresi avantajlarına sahiptir13. Ekstrüzyon bazlı baskı, çözeltiler ve süspansiyonlar gibi malzemeleri nozullardan geçirir. Bu teknik hücreleri kullanır ve bu nedenle en yüksek yumuşak doku taklit yeteneklerine sahiptir. Yüksek maliyeti ve biyoafinitesi nedeniyle ağırlıklı olarak doku mühendisliği alanında ve cerrahi organ modellerinde daha az sıklıkla kullanılmaktadır14.

Sonuç olarak, tiroid ve çevresindeki yapıların karmaşıklığına ve cerrahi programa bağlı olarak "White Jet Process" baskı teknolojisini seçtik. Bu teknoloji, fıçı polimerizasyon bazlı baskı ve mürekkep püskürtmeli baskının avantajlarını bir araya getirir ve yüksek hassasiyet, hızlı baskı ve düşük maliyet sunarak tiroid cerrahisi için iyi bir uyum sağlar. Bu protokolün amacı, 3D baskılı bir tiroid kanseri modeli yapmak, hastaların anatomik yapısı ve varyasyonu hakkında yeterli bilgi sağlayarak hastaların prognozunu iyileştirmek, cerrahi işlemle ilgili tüm durumlar hakkında doktorları ve hastaları daha iyi bilgilendirmektir.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Bu çalışmanın gerçekleştirilmesi için onay veya hastaların verilerini kullanmak ve yayınlamak için herhangi bir onayı gerekmemiştir, çünkü bu çalışma ve videodaki tüm veriler ve bilgiler anonimleştirilmiştir.

1. Görüntü verilerinin toplanması

  1. Görüntü verilerini DICOM formatında elde etmek için geliştirilmiş bilgisayarlı tomografi (BT) ile hastanın tiroidini tarayın. Bu işlemin operasyondan önceki 1 hafta içerisinde yapıldığından emin olun ve dilim kalınlığını ≤1 mm olacak şekilde kontrol edin.

2. DICOM verilerinin işlenmesi

  1. Taranan hasta görüntü verilerini yazılıma aktarın (bkz. Malzeme Tablosu) ve tiroid bezi ile çevresindeki dokular veya organlar arasındaki gri değer farkına göre uygun eşiği ayarlayın. Farklı gri değerler, insan vücudunun farklı alanlarının yoğunluğundaki farklılıkların yansımaları olduğundan, kemik görüntüsünü sunmak için gri tonlama eşiğini (birim: hu; yazılımda) 226-1.500 olarak ayarlayın; Tiroid bezi görüntüsünü göstermek için eşiği -200-226 olarak ayarlayın. Yazılımın kutulu alanı otomatik olarak tanımlamasına izin verin veya tanıma tatmin edici değilse hedef alanın sınırını manuel olarak çizin.
    NOT: Mimikler tiroid bölgesini otomatik olarak seçer ve görüntüyü segmentlere ayırmak ve 3D rekonstrüksiyonu hesaplamak için 3D bölge büyüme teknolojisini kullanır. Aynı zamanda, 3D görüntü, cerrahlar için 3D modelin daha basit bir şekilde gözlemlenmesini sağlayan doğal, pürüzsüz ve otantik bir 3D dijital görselleştirme modeli elde etmek için pürüzlülüğü ve adım hissini azaltmak için optimize edilmiştir.
  2. Yeniden yapılandırılmış veri modelinden STL dosyaları oluşturun. Yazılımda yeniden yapılandırılmış modeli seçin, dosya yuvasında Dışa Aktar'ı tıklatın ve dışa aktarma dosya formatı olarak STL'yi seçin. Son olarak, STL dosyalarını başarıyla oluşturun.

3. Tıp-mühendislik etkileşimi

  1. Yeniden yapılandırılmış 3B model önizlemesini, 3B modelin uygulanan gereksinimlerini ve anatomik yapısını doğrulayacak ve bir değişiklik gerektiğinde modelleme mühendisine geri bildirimde bulunacak doktorlara gönderin. Doktorlardan onay aldıktan sonra, üretim hazırlık aşamasına geçin.

4.3D yazdırma (Ek Dosya 1)

  1. STL dosya verilerini renkli malzeme 3D yazıcıya aktarın ve desteklenen 3D baskı dilimleme yazılımı aracılığıyla parametre ön ayarlarını ( baskı modu, dilim kontur kalınlığı, destek yöntemi ve model renklendirme gibi) tamamlayın.
    1. Baskı modelini bitmiş ürünlerin türüne göre seçin (renkli baskı modelleri genellikle Beyaz Jet İşlem teknolojisini kullanırken, ışığa duyarlı reçine genellikle Dijital Işık Alayı kullanır).
    2. Ürünlerin kalınlığına göre dilim strok kalınlığı parametresini seçin (burada, 24 μm ila 36 μm arası).
    3. Baskı modelinin inceliğine göre destek yöntemini seçin: Genel destek (daha iyi koruma ve ince ayrıntılara daha az hasar) veya Kısmi destek (malzeme tasarrufu sağlar).
    4. Yazıcıdaki renk paleti işlevini kullanarak model renklendirmeyi seçin. Arterleri kırmızı renk 255 ve damarları mavi renk 255 ile birleştirin.
      NOT: Tümör lezyonu gibi diğer kısımlar kesinlikle standart olmadığından, cerrahlar ihtiyaçlarına veya tercihlerine göre bir renk seçebilirler.
  2. 3D yazıcıda sert ışık kürleme reçinesini doldurun ( Ek Tablo S1'e bakın), baskı platformunda hata ayıklayın ve White Jet Process teknolojisini kullanarak yazdırın. Yazdırdıktan sonra, ön baskılı tiroid modelini çıkarın.
    NOT: White Jet Process teknolojisi, ince bir ışığa duyarlı reçine tabakasının tek bir jette basıldığı ve daha sonra belirli bir UV ışığı dalga boyu ile ışınlandığı, hızlı bir polimerizasyon reaksiyonuna ve ışığa duyarlı reçinenin kürlenmesine neden olan mürekkep püskürtmeli baskı prensibine dayanmaktadır. Bu işlem, baskı tamamlanana kadar katman katman tamamlanır.

5. Tedavi sonrası

  1. Ön baskılı tiroid modelinin destek yapısını çıkarın. Kişiselleştirilmiş 1: 1 izometrik 3D baskılı tiroid modeli elde etmek için yarı mamul ürünü öğütün, vernikleyin ve iyileştirin.
    1. Destek yapısını çıkarma
      1. Eldiven giyerek, ön modelin etrafındaki sarma desteklerini ayırın ve destek yapısının ana gövdesinin çoğunu çıkarın.
      2. Modeli, 15 dakikalık bir temizlik için Ca(OH)2 alkali çözeltili ultrasonik bir temizleyiciye koyun.
      3. Modeli ıslak bir kumlama makinesine koyun ve yüzeydeki destek yapısının geri kalanı yıkanana kadar durulayın.
    2. Taşlama
      1. Modeli elektrikli taşlama makinesi, dosya veya taşlama tekerleği ile taşlayın.
    3. Vernik
      NOT: Bu işlem püskürtme ve manuel boyamadan oluşur.
      1. Verniği modelin yüzeyinin yarısında geniş alanlı renk bloklarına püskürtün. Küçük alanlı renk bloklarını vernikle manuel olarak boyayın.
    4. Kür
      1. Modeli 30 s kürleme için bir UV kürleme makinesine koyun.
      2. Modeli çıkarın ve% 95 alkolle temizleyin.
        NOT: Alkol tamamen uçucu hale geldikten sonra üretim biter.

6. Teslimat

  1. Tiroid modelini paketleyin ve ameliyattan önce cerrahlara teslimatı tamamlayın.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Bu yazıda, hastaların tiroidlerinin kişiselleştirilmiş 3D baskılı modellerinin oluşturulması için bir protokol sunulmaktadır. Şekil 1 , hastaların tiroidleri için kişiselleştirilmiş 3D baskılı bir model oluşturmak için bir akış şeması göstermektedir. Şekil 2'de hastaların tiroidleri için kişiselleştirilmiş 3D baskılı model baskı cihazı görülmektedir. Şekil 3, tiroid hastaları için kişiselleştirilmiş bir 3D baskılı modelin kurulması için yazılım arayüzünü göstermektedir. Gösterilen arayüz videoda detaylandırılmıştır. Şekil 4 , hastaların kişiselleştirilmiş 3D baskılı tiroid modelinin bitmiş ürününü göstermektedir. Aynı hastanın 3D modelinin farklı anatomik seviyelerini ve durumlarını gösterir. Solda kas çıkarılmasından sonra tiroid ameliyatı alanı vardır. Sağ tarafta sternokleidomastoid kası ile sarılmış tiroid cerrahisi alanı bulunmaktadır. Şekil 5 , ameliyattan önce geliştirilmiş BT ile tiroid bölgesinin tam bir 3D baskılı modelinin oluşturulduğu bir tiroid kanseri hastasının durumunu göstermektedir. A, koronal bölümdür, B enine bölümdür ve C, hastanın BT taramasının sagital bölümüdür. D, BT'ye dayalı olarak inşa edilen ve basılan 3D modeli gösterir. Geleneksel BT ile karşılaştırıldığında, daha stereoskopik ve sezgiseldir ve 360 ° rotasyonla gözlemlenebilir.

Figure 1
Şekil 1: Tiroid kanseri hastaları için kişiselleştirilmiş 3D baskılı bir model oluşturmak için akış şeması. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

Figure 2
Şekil 2: Tiroid kanseri hastaları için kişiselleştirilmiş 3D baskılı  model cihaz. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

Figure 3
Şekil 3: Tiroid kanseri hastaları için kişiselleştirilmiş 3D baskılı  bir modelin kurulması için yazılım arayüzü. Gösterilen arayüz videoda detaylandırılmıştır. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

Figure 4
Şekil 4: Tiroid kanseri hastalarının kişiselleştirilmiş 3D baskılı modelinin bitmiş ürünü (sol ve sağ kısımda aynı model). Solda kas çıkarılmasından sonra tiroid ameliyatı alanı vardır. Sağ tarafta sternokleidomastoid kası ile sarılmış tiroid cerrahisi alanı bulunmaktadır. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

Figure 5
Şekil 5: Ameliyattan önce geliştirilmiş BT ile tiroid bölgesinin 3D baskılı  bir modelini tamamlayan bir tiroid kanseri hastasının olgusu. A, hastanın BT taramasının koronal bölümüdür. B, hastanın BT taramasının enine bölümüdür. C, hastanın BT taramasının sagital bölümüdür. D, BT taramasına dayalı olarak oluşturulan ve yazdırılan 3B modeli gösterir. BT'ye dayanarak, her BT taramasının enine kesiti bir 3B model oluşturmak için üst üste bindirilir. Geleneksel BT ile karşılaştırıldığında, daha stereoskopik ve sezgiseldir ve 360 ° rotasyonla gözlemlenebilir. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

Ek Dosya 1: Özel 3D baskılı tam renkli tiroid modellerinin her modelinin üretimi ve paketi. Bu Dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.

Ek Tablo S1: Renkli çok malzemeli 3D yazıcının teknik özellikleri. Bu Dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Ultrason, tiroid cerrahisi geçiren çoğu hasta için ameliyat öncesi tek görüntüleme prosedürü olabilir15. Bununla birlikte, birkaç iyi farklılaşmış vaka, çevre dokuları veya organları istila eden ve operasyonu engelleyen ileri hastalıklardan muzdarip olabilir16. Bu model çok ilerlemiş tiroid kanseri olan hastalar için daha uygun olabilir. Hastalık ilerlediğinde, ek BT taraması daha ileri tanı için yararlıdır. Bu model, tiroidin şu anda erişilebilir toplu olarak üretilen hayaletinden daha fazla anatomik ve morfolojik bilgi sağlayan BT taramasına dayanmaktadır. Ayrıca tiroid tümörü ile tiroid arasındaki ilişkiyi ve tiroid tümörü ile çevre dokular arasındaki ilişkiyi açıkça gösterebilir.

Elde edilen model, ameliyattan önce büyük yapısal değişiklikleri ve malformasyonları tahmin etmek için kullanılabilir. Klinik uygulamada, farklı hastalar için doktorlar tarafından kişiselleştirilmiş cerrahi değerlendirmenin etkinliğini büyük ölçüde artırır. Cerrahların deneyimleri, bu modelin cerrahinin öngörülemezliğini azalttığını ve ameliyat süresini kısalttığını göstermiştir. Bu modelin önemi, hastanın kendi anatomik yapısı ve varyasyonu hakkında yeterli bilgi sağlayarak hastaların prognozunu iyileştirmek ve ameliyatın doğal süreci ile ilişkili olabilecek komplikasyonlar da dahil olmak üzere postoperatif sonuçları daha iyi anlamak ve BT tabanlı anatomik yapıyı yansıtan gerçek bir tiroid hayaleti oluşturmaktır.

Ek olarak, 3D baskılı bir tiroid kanseri modeli yapmak, hastaların sağlıkla ilgili sorunlarını daha iyi anlamalarına yardımcı olabilir ve doktorların en iyi tedavi planını önermelerine yardımcı olabilir. Önceki çalışmalar, tıp eğitiminde 3D baskılı modellerin kullanılmasının eğitimin etkisini artırdığını göstermiştir17,18,19. Bir çalışmada, asetabuler kırıkların sınıflandırılmasını öğretmeye yardımcı olmak için 3D baskı teknolojisi kullanılmıştır, çünkü bu karmaşık kemik anatomik yapıları doğru cerrahi planlama ve doğrulama gerektirir17. Önceki bir çalışmada, preoperatif planlama için 3D baskılı bir yarım pelvis kullanılmış ve deneyimsiz cerrahları eğiterek olumlu sonuçlar elde edilmiştir18. Başka bir çalışmada, farklı hasta senaryolarının daha iyi anlaşılmasını sağlayabilecek öğretim yardımcıları olarak 3D baskılı yarık dudak ve damak modelleri kullanılmıştır19. Tiroid kanseri olan hastalar için, ameliyattan önce hastaların 3D baskılı modelleri, hastaların ameliyatlarının ne anlama geldiğini daha iyi anlamalarına yardımcı olabilir. Ek olarak, bu model aynı zamanda deneyimsiz klinisyenlerin tiroid hastalıklarına olan ilgisini arttırmış, bu da klinisyenlerin tedavi kalitesini ve cerrahi planlamayı iyileştirmek için durumu ve prosedürü hastalara açıklamadan önce kendi kendini eğitmelerine yardımcı olmuştur.

Kişiselleştirilmiş 3D baskılı tiroid modellerinin kullanışlılığını değerlendirmek için bir anket kullandık. Hastalara 3D baskılı tiroid modellerini kullanma konusunda ne hissettiklerini sorduk. Hastalar "hastalığı anlama" (% 71.7) konusunda en yüksek puanları gösterirken, bunu "genel memnuniyet" (% 17.0), "ameliyatı anlamak" (% 11.3) ve "değersiz" (% 0) izledi. Bu sonuçlar, 3D modelleme teknolojisinin anatomi eğitimi için değerli olabileceğini göstermiştir. Tümör ve tiroid bezi arasındaki pozisyonel ilişkiyi göstermek, bu 3D baskılı modelin en büyük avantajı olabilir.

Modelleme ve baskı süresini içeren 3D baskılı modeller üretmek için gereken süre, 3D baskı modern tıbbi uygulamaya entegre edilmiş olsa da, ana sınırlamalardan biridir. Pulmoner arter replikasyon modelinin tasarım süreci 8 saat, baskı süreci ise 97 saat ve 14 dakika sürdü. Bu nedenle, çeşitli anatomik bölgeler veya amaçlar için (cerrahi kılavuzlar veya klinik eğitim gibi) hastaya özgü (yani kişiselleştirilmiş) modelleme teknikleri üzerine çok sayıda çalışma yapılmış olmasına rağmen20,21,22,23, klinik ortamdaki değerleri sadece birkaç çalışmada gösterilmiştir 16,24,25 . Bu bağlamda, bu modelin avantajı, kişiselleştirilmiş 3D modeller oluşturma süresini azaltabilmemizdi. Tiroid modelimizin yapımı sadece 3 saat, basılması ise 8 saat sürdü.

Bu çalışmanın bir sınırlaması, modelin bu çalışmaya katılan tiroid kanseri hastalarının baş ve boyun BT taramasına dayanmasıdır ve bu da ek maliyetlere neden olmaktadır. Aynı zamanda, 3D baskılı modeller de ek maliyetlere neden olur. Bu nedenle, gelecekteki araştırmalarda, bireysel tiroid ve çevresindeki doku bilgilerini içeren benzersiz hasta vakaları için hastaya özgü kişiselleştirilmiş baskı modelleri oluşturulabilir; bu, her hastaya uyarlanmış prosedürleri ve bu 3D modelin faydalarını açıklamak için kullanılabilir. Ayrıca hastaların ödemesi gereken ek maliyetler de göz önünde bulundurulmalıdır. Bu maliyet, modelin gerçek faydalarına ve hastaların ödediği ek maliyetlere karşı tartılmalıdır.

Sonuç olarak, tiroid cerrahisinin preoperatif değerlendirmesi için kişiselleştirilmiş 3D baskılı bir model oluşturmak için preoperatif tartışmaya elverişli ve tiroid cerrahisinin zorluğunu azaltan yeni bir yöntem önerilmiştir.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Yazarlar çıkar çatışması olmadığını beyan ederler.

Acknowledgments

Bu çalışma, Sichuan Eyaleti Sağlık Komitesi (Hibe No.20PJ061), Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı (Hibe No.32101188) ve Sichuan Eyaleti Bilim ve Teknoloji Bölümü Genel Projesi (Hibe No. 2021YFS0102), Çin tarafından desteklenmiştir.

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

JoVE'de Bu Ay Sayı 192
Tiroid cerrahisinde preoperatif değerlendirme için kişiselleştirilmiş 3D baskılı bir model
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