Name: ביצוע הדפסה תלת ממדית בבניית טבעת חור בר לשתלים במוח עמוק (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-09-07T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 2 s
Description: למד כיצד לבנות טבעות חור בר מותאמות אישית לשתלים במוח עמוק באמצעות הדפסה תלת ממדית. הפרוטוקול מציג שיטה יעילה וזולה לייצור מכשירים רפואיים מותאמים לצרכי המטופל.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

עבודה זו נתמכת על ידי מענקים מקרן המדע הטבעי של פרובינצית גואנג-דונג (No. 2017A030313597) ו האוניברסיטה הדרום רפואי (לא. . LX2016N006, לא KJ20161102).

1. ציור דו מימדי (2D)-תמונה של טבעת חור בגולגולת
<ol><li>פתח את תוכנת העיצוב בעזרת מחשב דו-ממדי (CAD) ולאחר מכן צור מסמך גרפי.</li>
	<li>לחץ על צייר | שורה וציור של נקודת התייחסות בקו אחיד בציור. לחץ על שינוי | היסטוהקלד את מרחק ההיסט הספציפי בשורת הפקודה.</li>
	<li>לחץ על האובייקט ולחץ על ידי לחצן העכבר השמאלי כדי ליצור קו אחיד. לחץ על שינוי | קיטום, בחר את האזור שייחתך ולחץ על הקו הנוסף.</li>
	<li>קחו את טבעת הבור הפנימית לדוגמה, ציירו שלוש תצוגות שונות של הטבעת הפנימית המבוססת על הגודל הנקבע מראש בתוכנת ה-CAD. תחילה, ציירו את התצוגה הקדמית ושנה את הגרף בזהירות עד שיתאים למבנה המצופה (איור 1d).</li>
	<li>צייר את התצוגה העליונה על-ידי לחיצה על צייר | קו לבניית נקודת ההתייחסות תחילה ולאחר מכן לחץ על צייר | מעגל | מרכוז, קוטרוקלט את הערך הכמותי של רדיוס ספציפי של מעגל או קוטר בחלון הפקודה. לחץ על מרכז נקודת ההתייחסות כדי ליצור עיגול (איור 1f).</li>
	<li>צייר את התצוגה השמאלית של טבעת חור הגולגולת הפנימית עם אותה גישה כמו זו של המבט הקדמי (איור 1e).</li>
	<li>לחץ על ממד | קוטר, ולאחר מכן לחץ על ההיקף כדי לסמן את קוטר המעגל (איור 1f).</li>
	<li>לחץ על ממד | ליניארי ולסמן את אורך ועובי של כל המבנים המשויכים (איור 1d, e). לחץ על ממד | רדיוס כדי לסמן את זווית התא (איור 1ד).</li>
	<li>באמצעות אותו פרוטוקול, לבנות ציורים דו-ממדית של הטבעת חור הגולגולת החיצונית, ולסמן את הגודל בפועל ואת התיוג (איור 1א-ג).</li>
	<li>הוסיפו את הדרישות הטכניות של תהליך הייצור, כולל חוזק, קשיחות וחוסר סדקים. כמו-כן, יש צורך בהחלקת הקיר החיצוני.</li>
	<li>קלינק על שמור כדי לשמור את התמונה 2d של הטבעת חור בגולגולת. הערה: כל המבנים שהוזכרו לעיל נמצאים ביחידות של מילימטרים (mm).</li>
</ol>2. בניית תמונה תלת-ממדית של טבעת חור הגולגולת
<ol><li>הפעל את תוכנת הציור התלת-ממדית (עיין בטבלת החומרים). בחר חדש | חלק | מוצק ובטל שימוש בתבנית ברירת המחדל. בחר part_solid באפשרויות קובץ חדשות ולחץ על אישור כדי ליצור ממשק חדש להגדרת מודל חלק פיזי.</li>
	<li>לחץ על התכונה חלק במנהל התפריט מימין ובחר ליצור | מוצק | הוסף גיליון. בתפריט הנפתח מוצק , בחר סובב | . בסדר גמור לחץ על העקבות של הסקיצה הראשונית. בחר את המישור "הקדמי" כמישור השרטוט, ולאחר מכן לחץ על ברירת מחדל תחת תצוגת sket.</li>
	<li>בחר את הקו המנוקד בסרגל הכלים הימני של החלון וצייר את החלק העליון של המקטע בשרטוט דו-ממדי. הגודל הספציפי יהיה כפוף לציור דו מימדי. לאחר מכן לחצו על ' ציות' ובחרו באפשרות ' חלון בליטה ' בליטה . לחץ על סמל המישור של הנתון .</li>
	<li>במנהל התפריט, בחר באפשרות צור | מוצק | הוסף גיליון וסובב | . בסדר גמור לחץ על דו-צדדי בתפריט מאפיינים ולחץ על Done.</li>
	<li>לחץ על החזית | קדימה | ברירת מחדל ומישור של נתון | קו מנוקד כדי לבנות את חתך הרוחב של הגומה של טבעת חור הגולגולת החיצונית. לאחר מכן לחץ על ציות לאחר סיום במנהל התפריט. קלט "50" בזווית בכיוון המצוין [45.0000], ולאחר מכן לחץ על נעשה בחלון בליטה ולבסוף, לחץ על כפתור צביעה . הערה: יחידת הזווית היא מידה (°).</li>
	<li>בחרו ' הגדר מחדש ' בתכונה ' חלק ' ולחצו על מבנה הקו של הקרס. הקלט את מקטע הפקודה | הגדר | . כן, סקיצה</li>
	<li>לחץ על סמל הקו המנוקד , צור שתי תבליטי מרובע במקטע הקרס, ואז פקודת הקלט OK | בוצע | . בסדר, צביעה</li>
	<li>לחץ על סמל ציר הנתון , ואז הקלט את הפקודה להוסיף נתון | צלב, לחץ על הציר המרכזי של מבנה הקו, לחץ על זווית במישור הנתון ולאחר מכן לחץ על המישור "הקדמי" בתצוגת מבנה הקו. לחץ על ערך הקלט בתפריט היסט . קלט "-45"בזווית בכיוון מצוין [45.0000]. הערה: יחידת הזווית היא מידה (°).</li>
	<li>לחץ על תכונות | העתק | . זה מראה לחץ על הוו כאשר האובייקט והפקודה קלט נעשה לבחור | . בסדר גמור לחץ על המישור הנתון כדי להשלים את העותק. באופן דומה, שני הקרסים הנותרים מועתקים בדרך זו. לחץ על צור מעגל קונצנטריים כדי לבנות עיגול עם רדיוס של 7.23 מ"מ, לחץ על פילוח של פרימיטיביים בסמל נקודות נבחרות כדי להסיר את הקווים המיותרים של המעגל.</li>
	<li>לחצו על לחצן קו מלא בסרגל הכלים הימני כדי ליצור מקטע הקיר החיצוני המלא. לאחר מכן הקלט את הפקודה OK | . בסדר גמור הערה: יחידת הרדיוס היא מילימטר (mm).</li>
	<li>קלט "4" ב הזן עומק, ולאחר מכן לחץ על צביעה. הקלט את שיקוף הפקודה | . בסדר גמור לאחר מכן לחץ על האובייקט ולחץ בוצע. לחץ על המישור הנתון כדי להשלים את העותק.</li>
	<li>הקלט את עותק הפקודה | ראי | בוצע, ובחר שני קירות חיצוניים בכיוונים שונים, לחץ על Done כדי להתאים. לחץ על המישור הנתון כדי להשלים את העותק.</li>
	<li>הקלט את תצוגת הפקודה | הגדרות מודל | צבע ומראה | . הוסףאת זה כוונן את מחוון הצבע RGB וכוונן את הצבע לחום כדי להציג את הפרטים הגרפיים באופן חזותי יותר. לאחר מכן הקלט את הפקודה סגור | הגדרות | . אנימבין.</li>
	<li>לחץ על לחצן ביטול קווים מוסתרים, לחץ על מעגל קונצנטריים, להמשיך ליצור קצה חיצוני על הקיר החיצוני, לחץ על פילוח של פרימיטיביים בלחצן נקודות נבחרות כדי להסיר קווים עודפים, ולחץ על ה לחצן קו אחיד כדי לחבר את הקצה החיצוני החדש שנוספו למקטע שלם. לחץ על אישור.</li>
	<li>קלט "0.8" בעומק האינטר. לחץ על אישור בחלון הבליטה . במנהל התפריט, הקלט את עותק הפקודה | ראי | . בסדר גמור לחץ על האובייקט ולחץ על done. הקלט את הפקודה ליצור בחינת ביצועים | היסט. הערה: יחידת העומק היא מילימטר (mm).</li>
	<li>לחץ על ערך הקלט בהיסט והזן את "0.4" כאיזומטרי של הכיוון שצויןולאחר מכן לחץ על בוצע. הערה: יחידת ההיסט היא מילימטר (mm).</li>
	<li>הקלט את עותק הפקודה | ראי | בוצע, לחץ על הקיר החיצוני. הקלט את הפקודה שנעשתה בחירה | . בסדר גמור לחץ על בצע בחירה ולחץ על done. לחץ על הנתון של התמונה כדי להשלים את העותק. בדרך זו, פעולת השיקוף של הקיר החיצוני וההבלטה המרובעת מסתיימת בהתאמה.</li>
	<li>הקלט את קובץ הפקודה | העתק, בחר שמור בפורמט stl (* STL) בתפריט הנפתח סוג חלק, הזן מספר חלק ולחץ על אישור.</li>
	<li>בתיבת הדו הפלט STL , להתאים את גובה אקורד 0.006 ואת השליטה זווית ל 0.00001. הקלט את הפקודה החל | . אנימבין.</li>
	<li>השתמש באותן שיטות שלעיל כדי לבנות את תמונת התלת-ממד של הטבעת הפנימית.</li>
</ol>3. שימוש במדפסת תלת-ממדית להדפסת הדגם הפיזי של טבעת חור בר
<ol><li>פתח את תוכנת זיהוי המודל, הקלט את פרוייקט הפקודה | פתח, בחר קובץ STL אחד בתיבת הדו פתיחת קובץ נפתח ולאחר מכן לחץ על פתח. בתוכנה זו תופיע אזהרה אם הפגמים יזוהו במודל זה (איור 3). אם נמצא, תקן את המודל לפני ההדפסה. אם אין פגמים, לחץ על פלט.</li>
	<li>לאחר שתאשר שהטבעת החיצונית תושלם, הקלט את חלק הפקודה | חלק ייצוא | כמו STL | . בסדר, שמור השתמש בהוראות הנ ל כדי לזהות את הפגמים של הטבעת הפנימית.</li>
	<li>לאחר זיהוי מודל, יש לעצב את הנתיב המודפס. פתח את תוכנת הפריסה, לחץ על קובץ | טען קובץ מודל, לחץ על קובץ STL אחד ולחץ על פתח לייבוא.</li>
	<li>לחץ על לחצן העכבר השמאלי כדי לבחור את המסלול הנעים של החלק, להתאים את המיקום של חלקים. בצד שמאל של המסך, לקבוע את מהירות ההדפסה ל 30 מ"מ/s, הדפסה טמפרטורה 210 ° c וטמפרטורת המיטה כדי 80 ° צ' (איור 4).</li>
	<li>לחץ על נתיב כלים ל-SD כדי לשמור את הקובץ בתבנית gcode כדי ליצור נתיב מודפס (איור 3).</li>
	<li>הפעל את המדפסות התלת-ממדית, לחץ על לחצן החימום מראש בממשק הראשי, הגדר את טמפרטורת המיטה עד 80 ° c וטמפרטורת החרירים ל-210 ° c. לחצו על ' הדפס ' כשהטמפרטורה עולה לערך הקבוע מראש, בחרו בקובץ היעד ולחצו על ' אשר ' להתחלת ההדפסה.</li>
	<li>הטבעת החיצונית תודפס תחילה (איור 5א). לאחר שרשת התמיכה התחתונה נבנתה, זרבובית ההדפסה מתחילה לבנות את הטבעת החיצונית אנכית שכבה על ידי שכבה (איור 5ב-d). תהליך זה אורך כ -13 דקות.</li>
	<li>לאחר שהטבעת החיצונית נוצרת, זרבובית המדפסת ממשיכה להפוך את הטבעת הפנימית בצד ימין (איור 5ג, ד), שאורכת כ-8 דקות.</li>
	<li>להסיר את שני החלקים מן הפלטפורמה לאחר קירור להיווצר (איור 5e, f).</li>
</ol>4. מדידה של שגיאה אבסולוטית
<ol><li>כדי למדוד את השגיאה המוחלטת, בחר חמישה חלקים מודפסים באופן אקראי. למדוד ולתעד את הפרמטרים של כל אחד מהחלקים באמצעות מחוגות ורנייר. בחר את דיוק המדידה ב 0.02 מ"מ.</li>
	<li>חישוב שגיאת הממוצע של כל חלק וטווח השגיאה של השגיאה המוחלטת (איור 6א, ב).</li>
</ol>

<ol><li>Pucci, J. U., Christophe, B. R., Sisti, J. A., Connolly, E. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+printing%3A+technologies%2C+applications%2C+and+limitations+in+neurosurgery%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnology+Advances%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional printing: technologies, applications, and limitations in neurosurgery.</a> Biotechnology Advances. 35 (5), 521-529 (2017).</li>
<li>Mashiko, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+three-dimensional+hollow+elastic+model+for+cerebral+aneurysm+clipping+simulation+enabling+rapid+and+low+cost+prototyping%5BTitle%5D)+AND+%22World+Neurosurgery%22%5BJournal%5D)">Development of three-dimensional hollow elastic model for cerebral aneurysm clipping simulation enabling rapid and low cost prototyping.</a> World Neurosurgery. 83 (3), 351-361 (2015).</li>
<li>Chae, M. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Emerging+Applications+of+Bedside+3D+Printing+in+Plastic+Surgery%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Surgery%22%5BJournal%5D)">Emerging Applications of Bedside 3D Printing in Plastic Surgery.</a> Frontiers in Surgery. 2, 25(2015).</li>
<li>Doyle, B. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Improved+assessment+and+treatment+of+abdominal+aortic+aneurysms%3A+the+use+of+3D+reconstructions+as+a+surgical+guidance+tool+in+endovascular+repair%5BTitle%5D)+AND+%22Irish+Journal+of+Medical+Science%22%5BJournal%5D)">Improved assessment and treatment of abdominal aortic aneurysms: the use of 3D reconstructions as a surgical guidance tool in endovascular repair.</a> Irish Journal of Medical Science. 178 (3), 321-328 (2009).</li>
<li>Kimura, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simulation+of+and+training+for+cerebral+aneurysm+clipping+with+3-dimensional+models%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosurgery%22%5BJournal%5D)">Simulation of and training for cerebral aneurysm clipping with 3-dimensional models.</a> Neurosurgery. 65 (4), 719-725 (2009).</li>
<li>Park, E. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cranioplasty+Enhanced+by+Three-Dimensional+Printing%3A+Custom-Made+Three-Dimensional-Printed+Titanium+Implants+for+Skull+Defects%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Craniofacial+Surgery%22%5BJournal%5D)">Cranioplasty Enhanced by Three-Dimensional Printing: Custom-Made Three-Dimensional-Printed Titanium Implants for Skull Defects.</a> Journal of Craniofacial Surgery. 27 (4), 943-949 (2016).</li>
<li>Ray, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Burr-hole+ring-cap+and+electrode+anchoring+device.+Technical+note%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurosurgery%22%5BJournal%5D)">Burr-hole ring-cap and electrode anchoring device. Technical note.</a> Journal of Neurosurgery. 55 (6), 1004-1006 (1981).</li>
<li>Yamamoto, T., Katayama, Y., Kobayashi, K., Oshima, H., Fukaya, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dual-floor+burr+hole+adjusted+to+burr-hole+ring+and+cap+for+implantation+of+stimulation+electrodes.+Technical+note%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurosurgery%22%5BJournal%5D)">Dual-floor burr hole adjusted to burr-hole ring and cap for implantation of stimulation electrodes. Technical note.</a> Journal of Neurosurgery. 99 (4), 783-784 (2003).</li>
<li>Wharen, R. E., Putzke, J. D., Uitti, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deep+brain+stimulation+lead+fixation%3A+a+comparative+study+of+the+Navigus+and+Medtronic+burr+hole+fixation+device%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Neurology+and+Neurosurgery%22%5BJournal%5D)">Deep brain stimulation lead fixation: a comparative study of the Navigus and Medtronic burr hole fixation device.</a> Clinical Neurology and Neurosurgery. 107 (5), 393-395 (2005).</li>
<li>Patel, N. V., Barrese, J., Ditota, R. J., Hargreaves, E. L., Danish, S. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deep+brain+stimulation+lead+fixation+after+Stimloc+failure%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Clinical+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Deep brain stimulation lead fixation after Stimloc failure.</a> Journal of Clinical Neuroscience. 19 (12), 1715-1718 (2012).</li>
<li>Chen, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((3-D+printing+for+constructing+the+burr+hole+ring+of+lead+fixation+device+in+deep+brain+stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Clinical+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">3-D printing for constructing the burr hole ring of lead fixation device in deep brain stimulation.</a> Journal of Clinical Neuroscience. 58, 229-233 (2018).</li>
<li>Hoang, D., Perrault, D., Stevanovic, M., Ghiassi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surgical+applications+of+three-dimensional+printing%3A+a+review+of+the+current+literature+%26+how+to+get+started%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+Translational+Medicine%22%5BJournal%5D)">Surgical applications of three-dimensional printing: a review of the current literature & how to get started.</a> Annals of Translational Medicine. 4 (23), (2016).</li>
<li>Bustamante, S., Bose, S., Bishop, P., Klatte, R., Norris, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Novel+application+of+rapid+prototyping+for+simulation+of+bronchoscopic+anatomy%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Cardiothoracic+and+Vascular+Anesthesia%22%5BJournal%5D)">Novel application of rapid prototyping for simulation of bronchoscopic anatomy.</a> Journal of Cardiothoracic and Vascular Anesthesia. 28 (4), 1122-1125 (2014).</li>
<li>Lan, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+Three-Dimensional+Printed+Craniocerebral+Models+for+Simulated+Neurosurgery%5BTitle%5D)+AND+%22World+Neurosurgery%22%5BJournal%5D)">Development of Three-Dimensional Printed Craniocerebral Models for Simulated Neurosurgery.</a> World Neurosurgery. 91, 434-442 (2016).</li>
<li>Li, W. Z., Zhang, M. C., Li, S. P., Zhang, L. T., Huang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Application+of+computer-aided+three-dimensional+skull+model+with+rapid+prototyping+technique+in+repair+of+zygomatico-orbito-maxillary+complex+fracture%5BTitle%5D)+AND+%22The+International+Journal+of+Medical+Robotics%22%5BJournal%5D)">Application of computer-aided three-dimensional skull model with rapid prototyping technique in repair of zygomatico-orbito-maxillary complex fracture.</a> The International Journal of Medical Robotics. 5 (2), 158-163 (2009).</li>
<li>Wang, L., Cao, T., Li, X., Huang, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+printing+titanium+ribs+for+complex+reconstruction+after+extensive+posterolateral+chest+wall+resection+in+lung+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Thoracic+and+Cardiovascular+Surgery%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional printing titanium ribs for complex reconstruction after extensive posterolateral chest wall resection in lung cancer.</a> The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 152 (1), e5-e7 (2016).</li>
<li>Xu, N. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reconstruction+of+the+Upper+Cervical+Spine+Using+a+Personalized+3D-Printed+Vertebral+Body+in+an+Adolescent+With+Ewing+Sarcoma%5BTitle%5D)+AND+%22Spine%22%5BJournal%5D)">Reconstruction of the Upper Cervical Spine Using a Personalized 3D-Printed Vertebral Body in an Adolescent With Ewing Sarcoma.</a> Spine. 41 (1), E50-E54 (2016).</li>
<li>Brozova, H., Barnaure, I., Alterman, R. L., Tagliati, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((STN-DBS+frequency+effects+on+freezing+of+gait+in+advanced+Parkinson+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Neurology%22%5BJournal%5D)">STN-DBS frequency effects on freezing of gait in advanced Parkinson disease.</a> Neurology. 72 (8), 770(2009).</li>
<li>Moreau, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((STN-DBS+frequency+effects+on+freezing+of+gait+in+advanced+Parkinson+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Neurology%22%5BJournal%5D)">STN-DBS frequency effects on freezing of gait in advanced Parkinson disease.</a> Neurology. 71 (2), 80-84 (2008).</li>
<li>Oyama, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Unilateral+GPi-DBS+as+a+treatment+for+levodopa-induced+respiratory+dyskinesia+in+Parkinson+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Neurologist%22%5BJournal%5D)">Unilateral GPi-DBS as a treatment for levodopa-induced respiratory dyskinesia in Parkinson disease.</a> Neurologist. 17 (5), 282-285 (2011).</li>
</ol>

. למחברים אין מה לגלות

תוצאות אלה הראו כי התוכנה בשימוש היו מעשית מעשית לבנות דגמי תלת-ממד של טבעות חור בר (איור 1 ואיור 2), והדפסה 3d ניתן להשתמש כדי לבנות דגמים מוצקים עם חומרים ייעודיים (איור 4). במונחים של גודל המודל המוצק, אירעה שגיאה מוחלטת בין 0 ל-0.59 מ"מ שנקבעה באמצעות המדידה שנעשתה על-ידי מדידת נייר ורנייר (איור 6). במידה מסוימת, השגיאה היא בלתי נמנעת מאחר ששגיאה מוחלטת כזו נובעת מגורמים רבים, כגון איכות מכשיר ההדפס...

הדפסה תלת ממדית הוחלה בתחום הרפואי מאז שנות ה-80, במיוחד בניתוח להדמיה מבצעית, למידה אנטומית ואימון כירורגי1. לדוגמה, בפעולות השדרתי, סימולציה מראש ניתן לנהל באמצעות 3D מודפס כלי דם דגמי2. עם פיתוח של הדפסה תלת-ממדית, מרקם, טמפרטורה, מבנה ומשקל של כלי דם מוחין יכול להיות מדומה במידה הרבה ביותר של תרחישים קליניים. מתלמדים יכולים לבצע פעולות כירורגיות כגון חיתוך והעצמה על מודלים כאלה. ההכשרה הזאת חשובה מאוד. למנתחים3,4,5 כיום, תיקוני טיטניום שנוצרו על ידי הדפסה 3D יש גם בהדרגה הוחל6, מאז תותבות הגולגולת שפותחה על ידי הדפסה 3d לאחר הדמיה ושחזור מאוד conformal. עם זאת, פיתוח ויישום של הדפסה 3D ב נוירוכירורגיה עדיין מוגבל.
הטבעת חור בר, כחלק של התקן קיבוע העופרת, נעשה שימוש נרחב גירוי מוחי עמוק (DBS)7,8,9,10. עם זאת, טבעות חור הבור הנוכחי נעשים על ידי יצרני המכשיר הרפואי על פי מפרטים ומידות אחיד. הטבעת הסטנדרטית של בור הגולגולת אינה מתאימה תמיד לכל התנאים, כגון מומים מגולגלות וניוון קרקפת. זה עשוי להגביר את חוסר הוודאות של הפעולה ולהפחית את הספיחה. הופעתה של הדפסה 3D מאפשר לפתח אישית טבעות חור בר עבור חולים בתרחישים קליניים5. במקביל, טבעת חור בר, אשר אינו קל להשגה, אינו מסיע הפגנה נרחבת לפני הניתוח ואימון כירורגי1.
כדי לטפל בבעיות שהוזכרו לעיל, הצעתי לבנות טבעת חור בר עם הדפסה תלת-ממדית. מחקר קודם במעבדה שלנו תיאר טבעת חור חדשני בגולגולת עבור DBS11. במחקר זה, טבעת זו חור חדשני ייחשב דוגמה מצוינת להפגין את תהליך הייצור המפורט. לכן, מטרת מחקר זה היא לספק תהליך מידול ותהליך טכני מפורט של בניית טבעת בור מוצק בגולגולת באמצעות הדפסה תלת-ממדית.

<table><tbody><tr><td>Adobe Photoshop גרסה 14.0</td><td>מערכת Adobe? US</td><td>_</td><td>זמין רק עם מנוי בתשלום.</td></tr><tr><td>מדפסת תלת מימד Allcct</td><td>Allcct technology co., LTD, ווהאן, סין</td><td>201807A794124CN</td><td></td></tr><tr><td>Allcct_YinKe_V1.1</td><td>Allcct technology co., LTD, WuHan, סין</td><td></td><td>התוכנה מסופקת על ידי יצרן מדפסות התלת מימד ואין מספר קטלוגי המשויך אליה</td></tr><tr><td>AutoCAD 2004</td><td>Autodesk co., LTD? ארה"ב</td><td>666-12345678</td><td>תוכנה למודלים דו-ממדיים</td></tr><tr><td>סיבי פחמן</td><td>Allcct טכנולוגיה ושות', בע"מ, ווהאן, סין</td><td>PLA175 ואוסלאש; 5181&אוסלאש; 3&אוסלאש; B</td><td>החומר מסופק על ידי יצרנית מדפסות התלת מימד</td></tr><tr><td>Netfabb Studio Basic 4.9</td><td>Autodesk co., LTD? ארה"</td><td>ב-התוכנה</td> <td>מסופקת על ידי יצרן מדפסות תלת מימד ופתוחה לגישה</td></tr><tr><td>ל-Pro/E 2001</td><td>Parametric Technology Corporation, PTC, US</td><td>_</td><td>Software עבור מודלים תלת מימדיים; זמין רק עם מנוי בתשלום.</td></tr><tr><td>קליפר ורנייה&nbsp;</td><td>&nbsp; בייג'ינג מכונות אור כחול חשמל מכשיר ושות'. LTD, סין</td><td>GB/T&ensp; 1214.1-1996&ensp;</td><td></td></tr></tbody></table>

ביצוע הדפסה תלת ממדית בבניית טבעת חור בר לשתלים במוח עמוק

Application of 3D Printing in the Construction of Burr Hole Ring for Deep Brain Stimulation Implants

הדפסה תלת ממדית הוחלה באופן נרחב בתחום הרפואי מאז שנות השמונים, בעיקר בניתוח, כגון סימולציה מראש, למידה אנטומית והכשרה כירורגית. זה מעלה את האפשרות של שימוש 3D הדפסה כדי לבנות שתל נוירוניתוחי. העבודות הקודמות שלנו לקחו את הבנייה של הטבעת חור בגולגולת כדוגמה, תיאר את התהליך של שימוש בתוכנות כמו עיצוב בעזרת מחשב (CAD), Pro/מהנדס (Pro/E) ו-3D מדפסת לבנות מוצרים פיזיים. כלומר, יש צורך בשלושה צעדים, ציור של תמונה דו-ממדית, בניית תמונת תלת-ממד של טבעת חור בגולגולת, ושימוש במדפסת תלת-ממדית להדפסת הדגם הפיזי של טבעת החור בגולגולת. פרוטוקול זה מראה כי טבעת חור בר עשוי סיבי פחמן יכול להיות יצוק במהירות ובדייקנות על ידי הדפסה 3D. זה ציין כי הן CAD ו Pro/E תוכנות ניתן להשתמש כדי לבנות את הטבעת חור בר באמצעות שילוב עם נתונים הדמיה קלינית להחיל עוד 3D הדפסה כדי להפוך את מתכלים בודדים.

שלוש תצוגות של תמונות דו-ממדיות נבנו באמצעות תוכנת CAD מסחרית (עיין בטבלת החומרים). בתמונות אלה, גודל מעשי ודרישות טכניות נוספו גם (איור 1). עוד, נתונים תלת-ממדיים נבנו (איור 2) ונשמרו בפורמט STL (איור 3). כפי שהוצג באיור 4, נבנו חלקים מוצקים על מצע המדפסת. בחירת חמש קבוצות של חלקים אלה, שגיאה אבסולוטית וטווח שגיאות חושבו (איור 6</st...

כאן, אנו מציגים פרוטוקול להדגים הדפסה תלת-ממדית בבניית שתלי גירוי מוחי עמוק.

3D printing has been widely applied in the medical field since the 1980s, especially in surgery, such as preoperative simulation, anatomical learning and ...

הדפסה בתלת-ממד מאפשרת לפתח טבעות חור בר מותאמות אישית למטופלים. הפרוטוקול שלנו מספק את ההליכים המפורטים לשימוש בתוכנית מודל תלת-ממד לבניית שתלים אלה. אובייקטי הדפסה בתלת-ממד הם בעלי יעילות מוצר גבוהה, בעלות נמוכה וניתן להתאמה אישית.בעזרת הדפסה בתלת-ממד, מטופלים יכולים להשיג שתלים ספציפיים מאוד לצרכים האישיים שלהם. כדי לצייר תמונה דו-ממדית של טבעת חור בר, פתח מסמך גרפי חדש בתוכנת CAD דו-ממדית. לחץ על ציור וקו וצייר נקודת התייחסות עם קו מלא בציור.לאחר מכן לחצו על 'שינוי והיסט' והקלדו את מרחק ההיסט הספציפי בשורת הפקודה. כדי לבחור את האזור שיש לחתוך, לחץ על שינוי וחיתוך ולחץ על השורה הנוספת. כדי לצייר את התצוגה העליונה, לחץ על צייר קו כדי לבנות את נקודת ההתייחסות ולחץ על דאו, עיגול וקוטר מרכז כדי להזין את הערך הכמותי של הרדיוס הספציפי של העיגול או הקוטר בחלון הפקודה.לאחר מכן לחץ על מרכז נקודת ההתייחסות כדי ליצור עיגול. לאחר מכן, צייר את התצוגה השמאלית של טבעת חור הבור הפנימית באותה גישה כמו זו של התצוגה הקדמית. לחץ על ממד וקוטר ולחץ על ההיקף כדי לסמן את קוטר העיגול.לחץ על ממד ליניארי כדי לסמן את האורך והעובי של כל המבנים הקשורים. לאחר מכן לחצו על 'ממד' ו'רדיוס' כדי לסמן את זווית התא. באמצעות אותו פרוטוקול, לבנות ציורים 2D של טבעת חור בר החיצוני ולסמן את הגודל בפועל ואת התיוג.לאחר מכן לחצו על 'שמור' לשמירת התמונה הדו-מימדית של טבעת חור הבור. כדי לצייר תמונה תלת-מימדית של טבעת חור הבור, פתח את תוכנת הציור תלת-מימד ובחר את המישור הקדמי כמטוס הסקיצה. לחץ על ברירת מחדל תחת תצוגת Sket ובחר בכלי הקו המקווקו כדי לצייר את המקטע העליון של החלק בשרטוט הדו-ממדי.לחץ על התאם וסיים ולחץ על סמל מישור ה- datum. במנהל התפריטים, בחרו 'צור', 'מלא', 'הוסף גיליון', 'סובב' ו'בוצע'. לאחר מכן לחץ על דו-צדדי בתפריט מאפיינים ולחץ על בוצע.כדי לבנות את חתך הקרס של טבעת חור הבור החיצוני, לחץ על חזית, קדימה, ברירת מחדל, מישור Datum ו קו מנוקד. לחץ על אשר ו בוצע והזן 50 בזווית וציין כיוון 45 ולחץ על בוצע בבלט. לאחר מכן לחץ על לחצן הצבע.לאחר מכן בחר באפשרות 'תבנה מחדש' בתכונת החלק ולחץ על מבנה הקו של הוו. בחר מקטע, הגדר ושרטט. לחץ על סמל הקו המקווקו.צור שתי הבלטות מרובעות במקטע Hook, לחץ על אישור, על בוצע וצביעה. לחץ על סמל הגישה לנתונים ולחץ על הוסף Datum וצלב. לחץ על הציר המרכזי של מבנה הקו.לחץ על זווית במישור הדאטום ולחץ על המישור הקדמי בתצוגת מבנה הקו. לאחר מכן לחצו על 'ערך קלט' מתפריט 'היסט' והזינו מינוס 45 בזווית וציינו כיוון 45. לחץ על תכונות, העתקה והמראה.לחץ על הוו כאובייקט ולחץ על בוצע בחירה ויישום. לחץ על מישור ה- datum כדי להשלים את העותק ולהעתיק את שני הווים הנותרים באותו אופן. לאחר מכן לחצו על 'צור מעגל קונצנטרי' כדי לבנות עיגול עם רדיוס של 7.23 מילימטרים ולחצו על פילוח הפרימיטיביים בסמל הנקודות שנבחרו כדי להסיר את הקווים המיותרים של העיגול.כדי ליצור מקטע קיר החיצוני המלא, לחץ על לחצן קו מלא ולחץ על אישור וסיום. הזינו ארבעה כעומק הכניסה ולחצו על 'צביעה'. לחץ על שיקוף וסיים.לחץ על האובייקט וסיים. לאחר מכן לחץ על מישור ה- datum כדי להשלים את העותק. כדי לאשר, לחץ על העתק, שיקוף ו בוצע ובחר שני קירות חיצוניים בכיוונים שונים.לאחר מכן לחץ על בוצע ולחץ על מישור ה- datum כדי להשלים את העותק. לשיפור הפרטים הגרפיים, לחצו על 'תצוגה', 'קביעות דגם', 'צבע ומראה', 'הוסף' והתאם את המחוון 'צבע RGB' לחום. לאחר מכן לחץ על סגור, הגדרות ו אישור. לחצו על הלחצן 'סילוק קווים מוסתרים' ולחצו על הלחצן 'צור מעגל קונצנטרי'.המשיכו ליצור קצה החיצוני בקיר החיצוני ולחצו על הלחצן 'פילוח פרימיטיביים בנקודות שנבחרו' להסרת קווים עודפים. לחצו על הלחצן 'קו מלא' כדי לחבר את הקצה החיצוני החדש שנוסף למקטע שלם ולחצו על הלחצן 'אשר'. הזינו 0.8 עם הכניסה לעומק ולחצו על הלחצן 'אשר' בחלון הבלטה. במנהל התפריטים, לחץ על העתק, שיקוף, בוצע, לחץ על האובייקט ולחץ על בוצע.לחץ על צור בחינת ביצועים והיסט ולחץ על ערך הקלט בהיסט. לאחר מכן הזן 0.4 כאיזהומטרי של הכיוון שצוין ולחץ על בוצע. לחץ על העתק, שיקוף ו בוצע ולחץ על הקיר החיצוני.כדי להשלים את פעולת השיקוף של הקיר החיצוני והבלטה מרובעת, לחץ על בוצע בחירה ו בוצע ולחץ על datum של התמונה כדי להשלים את העותק. הזינו את מספר החלק ולחצו על הלחצן 'אשר'. לאחר מכן, בתיבת הדו-שיח STL של פלט, התאם את גובה הכבל ל- 006 ואת בקרת הזווית ל- 0.00001, לחץ על החל וסדר. כדי להדפיס את הטבעות, פתח את קבצי הפרוייקט בתוכנה לזיהוי מודלים.ודא שהטבעת החיצונית הושלמה ולחץ על חלק, יצא חלק כ- STL ושמור. לאחר זיהוי המודל, פתח את תוכנת הניתור ולחץ על קובץ וטען קובץ מודל ופתח קובץ stl אחד. לחץ על לחצן העכבר השמאלי כדי לבחור את הרצועה הנעה של החלק ולהתאים את מיקום החלקים.הגדר את מהירות ההדפסה ל-30 מילימטרים לשנייה, טמפרטורת ההדפסה ל-210 מעלות וטמפרטורת המיטה ל-80 מעלות צלזיוס. לאחר מכן לחצו על 'נתיב כלי ל- SD' לשמירת הקובץ בתבנית קוד G ול ליצירת הנתיב המודפס. כשהטמפרטורה עולה לערך ההקדמה מראש, לחצו על 'הדפס' ובחרו בקובץ היעד ו'אשר' כדי להתחיל בהדפסה.לאחר בניית הרשת התומכת התחתונה, חריר ההדפסה יתחיל לבנות את הטבעת החיצונית אנכית, שכבה אחר שכבה. לאחר שהטבעת החיצונית נוצרת, חריר המדפסת ידפיס את הטבעת הפנימית בצד ימין. לאחר ששתי הטבעות התקררו, הסר את הדגמים מהפלטפורמה.כאן, השגיאה המוחלטת וטווח השגיאות חושבו עבור חמש קבוצות של חלקים שיוצרו כפי שהוכח. התוצאות מצביעות על כך שבטבעת החיצונית, השגיאה המוחלטת המרבית וטעות מוחלטת מינימלית נמצאו בקוטר החיצוני של המותניים ובעיבוי החלק העליון בהתאמה. בטבעת הפנימית, השגיאה המוחלטת המרבית והשגיאה המוחלטת המינימלית נמצאו בקוטר הפנימי ו בעובי החלק העליון בהתאמה.טווח השגיאות הכולל היה 0.00, 0.59.3D ולנתני MR יש פוטנציאל לשמש לבניית ההדמיה בפועל של טבעות חור הבור אם ניתן לחלץ את העובי מתמונות. הפרוטוקול שלנו מספק שיטה מהירה ומדויקת לבניית שתלים עמוקים לגירוי מוחי באמצעות שילוב של נתוני הדמיה קלינית והדפסה בתלת-ממד.

application-3d-printing-construction-burr-hole-ring-for-deep-brain

Research

JoVE Journal

Behavior

התנהגות

בסרטון זה אנו מתארים הליך כירורגי להשתלת מכלול טבעת גולגולת על עצם הגולגולת החשופה ולשתק עוד יותר את ראש העכבר לצורך דימות מוחי ברזולוציה גבוהה למשך זמן רב.

התקנת מכלול טבעת גולגולת במודל עכבר: הליך כירורגי להשתלת הרכבת חלון הדמיה על גולגולת מורין להדמיית מח עצם גולגולת ברזולוציה גבוהה

הבנת המצעים העצביים של ההתנהגות דורשת רישום של אנסמבל מעגלי המוח. בגלל יכולת המעקב הגנטית שלו, העכבר מציע מודל לדיסקציה של מעגלים וחיקוי מחלות. כאן מתוארת שיטה לתכנון וייצור בדיקות ממוזערות המתאימה למיקוד מבנה המוח העמוק בעכבר.

עיצוב וייצור של Ultralight משקל, בדיקות Multi-אלקטרודה מתכוונן לקלטות אלקטרו בעכברים

פרוטוקול זה מתאר פלטפורמה בדיית רקמות עצמית שהורכב טבעות בגדלים משתנים באמצעות תבנית מותאמת אישית פלסטיק מודפס 3D. PDMS התשלילים נרפאים ב כייר מודפס 3D; אז agarose הוא ליהק את התשלילים PDMS נרפא. התאים הם נזרע לתוך בארות agarose וכתוצאה מכך היכן הם מצטברים לטבעות רקמות.

ייצור של בארות Agarose מותאם אישית עבור תא זריעה וטבעת רקמות הרכבה עצמית תוך שימוש בתבניות מודפס 3D

מטרת הפרויקט היא לפתח של צינור דוגמנות אינטראקטיבי, מטופל ספציפי כדי לדמות את ההשפעה של גירוי מוחי עמוק, ליד בזמן אמת ולספק משוב משמעותי לגבי כמה התקנים אלה משפיעים על פעילות עצבית במוח.

פילוח סיבים עצביים ספינלי לטיפול גירוי מוחי עמוק באמצעות דגמים אינטראקטיביים, מטופל ספציפי

הפרוטוקול מתאר את הייצור של הדפסים תלת מימדיים בצבע מלא של המטופל ספציפי, הגולגולת מודלים אנטומיים לשמש לסימולציה כירורגית. השלבים הקריטיים של שילוב שיטות דימות שונות, פילוח תמונה, הפקת מודל תלת מימדי, וייצור הדפסים מוסברים.

Multicolor 3D הדפסה של גידולים בתוך-גולגולתי מורכב בנוירוכירורגיה

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.

תכנון והדפסה של שתלים ספציפיים לחולה לשיקום מומים גרמיות

מאמר זה מתאר תהליכים אוטומטיים לתכנון נוירוכירורגי של פרימטים לא אנושיים בהתבסס על סריקות דימות תהודה מגנטית (MRI). טכניקות אלה משתמשות בשלבים פרוצדורליים בפלטפורמות תכנות ועיצוב כדי לתמוך בתכנון שתלים מותאם אישית עבור NHPs. לאחר מכן ניתן לאשר את תוקפו של כל רכיב באמצעות מודלים אנטומיים תלת-ממדיים (תלת-ממדיים) מודפסים בגודל טבעי.

ארגז כלים לתכנון שתלים עצביים עבור פרימטים לא אנושיים

כאן, אנו מציגים מערכת שתלי בדיקה קלת משקל וחסכונית לאלקטרופיזיולוגיה כרונית במכרסמים המותאמת לקלות שימוש, שחזור בדיקה, רב-תכליתיות ניסיונית ותאימות להתנהגות.

שתל DREAM: מערכת שתלים קלה, מודולרית וחסכונית לאלקטרופיזיולוגיה כרונית בעכברים מקובעים ראש ומתנהגים בחופשיות

כיסויי הראש המודפסים בתלת מימד המוגנים בפטנט שלנו מספקים אספקה מהירה ואמינה של גירוי חשמלי טרנס-גולגולתי מרובה אלקטרודות (ME-tES) במשרד ובהעברה מרחוק.

כיסוי ראש מותאם אישית בהדפסת תלת מימד לגירוי חשמלי טרנס-גולגולתי מרובה אלקטרודות

יש מיקרו RNA תפקידים משמעותיים במבנה המוח ותפקודו. כאן אנו מתארים שיטה לאכיפת מירנה היפוקמפוס יתר ביטוי באמצעות הזרקת stereotactic של lentivirus מירנה מביע מהונדס. גישה זו יכולה לשמש כדרך מהירה יחסית על מנת להעריך...

Lentiviruses הזרקת Stereotactic של microRNA-לבטא באזור CA1 היפוקמפוס העכבר והערכה של תוצאות ההתנהגות

למד כיצד לבנות טבעות חור בר מותאמות אישית לשתלים במוח עמוק באמצעות הדפסה תלת ממדית. הפרוטוקול מציג שיטה יעילה וזולה לייצור מכשירים רפואיים מותאמים לצרכי המטופל.

ביצוע הדפסה תלת ממדית בבניית טבעת חור בר לשתלים במוח עמוק

גלה סרטונים נוספים