Articolo metodologico

Pianificazione 3D e stampa di impianti specifici per il paziente per la ricostruzione di difetti di bony

DOI:

10.3791/60929

4 agosto 2020

* These authors contributed equally

In questo articolo

Sommario

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Questo protocollo descrive l'uso della pianificazione e della stampa 3D per la ricostruzione di difetti ossei. Utilizziamo strumenti di segmentazione per creare modelli 3D seguiti da un software di progettazione 3D per creare impianti specifici per il paziente a scopo di ricostruzione con compositivi alla chirurgia ablativa o come secondo stadio.

Abstract

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Siamo nel bel mezzo dell'era 3D nella maggior parte degli aspetti della vita, e soprattutto in medicina. La disciplina chirurgica è uno dei principali attori in campo medico utilizzando le capacità di pianificazione e stampa 3D in costante sviluppo. La progettazione assistita da computer (CAD) e la produzione assistita da computer (CAM) vengono utilizzate per descrivere la pianificazione e la produzione 3D del prodotto. La progettazione e la produzione di guide chirurgiche 3D e impianti di ricostruzione viene eseguita quasi esclusivamente dagli ingegneri. Man mano che la tecnologia avanza e le interfacce software diventano più facili da usare, si pone una questione relativa alla possibilità di trasferire la pianificazione e la produzione al medico. Le ragioni di un tale cambiamento sono chiare: il chirurgo ha l'idea di ciò che vuole progettare, e sa anche cosa è fattibile e potrebbe essere utilizzato in sala operatoria. Gli permette di essere preparato a qualsiasi scenario/risultati inaspettati durante l'operazione e permette al chirurgo di essere creativo ed esprimere le sue nuove idee utilizzando il software CAD. Lo scopo di questo metodo è quello di fornire ai medici la possibilità di creare le proprie guide chirurgiche e impianti di ricostruzione. In questo manoscritto, un protocollo dettagliato fornirà un metodo semplice per la segmentazione utilizzando il software di segmentazione e la pianificazione degli impianti utilizzando un software di progettazione 3D. Dopo la segmentazione e la produzione di file stl utilizzando un software di segmentazione, il medico potrebbe creare una semplice piastra di ricostruzione specifica del paziente o una piastra più complessa con una culla per il posizionamento dell'innesto osseo. Le guide chirurgiche possono essere create per una resezione accurata, la preparazione dei fori per un corretto posizionamento della piastra di ricostruzione o per la raccolta e il ri-contouring dell'innesto osseo. Un caso di ricostruzione della mandibola dopo la frattura della piastra e la guarigione non sindacale di un trauma subita lesioni è dettagliato.

Introduzione

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La medicina personalizzata si sta sviluppando rapidamente in molti campi della medicina1. Il trattamento oncologico personalizzato è oggetto di molte discussioni e quindi è ben noto alla popolazione generale. La stampa 3D è stata introdotta per la prima volta da Charles Hull che mostra la stampa 3D di oggetti utilizzando la stereolitografia2. Da allora, sono state sviluppate diverse tecnologie per la stampa 3D. Il metodo utilizzato viene selezionato in base allo scopo del dispositivo.

Il campo chirurgico sta rapidamente abbracciando la medicina personalizzata. Il trattamento personalizzato in ....

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Protocollo

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Questo studio ha seguito la Dichiarazione di Helsinki sul protocollo medico e l'etica e il Comitato di revisione etica istituzionale ha approvato lo studio.

1. Segmentazione mediante un software di segmentazione

NOTA: il processo di importazione dei file DICOM richiede l'orientamento dei piani assiali, coronali e sagittali nella finestra pop-up per completare l'impostazione.

  1. Nel menu Segmentazione ossa, scegliete la funzione Generale. Utilizzare il marcatore "-" per i segmenti indesiderati e "-" per il segmento di interesse. Aggiungere ....

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Risultati

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Una paziente di 40 anni con una frattura, magazzino fornito, piastra di fissaggio ricostruzione da un infortunio precedente e una frattura non sindacale nel corpo sinistro della mascella inferiore presentato al reparto. L'imaging mostra la piastra di fissaggio rotta e il segmento sinistro mal posizionato della mascella inferiore (Figura 1). Utilizzando il software di segmentazione, è stata eseguita la segmentazione della mandibola separando la piastra di fiss.......

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Discussione

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Con il costante sviluppo dell'uso dei computer per la pianificazione virtuale delle procedure chirurgiche, la combinazione con un'altra tecnologia in via di sviluppo, la stampa 3D, ha portato a una nuova era di trattamento chirurgico. L'accuratezza è l'obiettivo di queste tecnologie e la cura specifica del paziente, come obiettivo futuro, è presentato sotto forma di guide chirurgiche e impianti di ricostruzione specifici del paziente. Discutiamo guide chirurgiche come parte di un protocollo futuro diverso. Nel protocollo.......

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Dichiarazioni

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Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Ringraziamenti

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Per questo lavoro non è stato ricevuto alcun finanziamento.

....

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
D2P (DICOM to Print)SistemiSoftware di segmentazione per la creazione di file 3D stl
Geomagic Freeform3DSystems Progettazione ingegneristica scolpita
3D

Riferimenti

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  1. Goodsaid, F., Frueh, F., Burczynski, M. E. Personalized Medicine. Drug Discovery and Evaluation: Methods in Clinical Pharmacology. Hock, F., Gralinski, M. , Springer. (2019).
  2. Hull, C. W. Apparatus for production of three-dimensional objects by stereolithography. Google Patents. , US4575330A (1986).
  3. Petzold, R., Zeilhofer, H. F., Kalender, W. Rapid prototyping technology in medicine--basics and applications. Computerized Medical Imaging and Graphics. 23....

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Tag

Ricostruzione di difetti osseiProgettazione assistita dal computerProduzione assistita dal computerSoftware di segmentazioneSoftware di progettazione 3DProduzione di file STLCreazione di guide chirurgicheStampa di impianti in titanio

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