Name: Planowanie 3D i drukowanie implantów dostosowanych do potrzeb pacjenta w celu rekonstrukcji ubytków kostnych (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-08-04T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 15 s
Description: Poznaj planowanie i drukowanie 3D implantów dostosowanych do pacjenta w celu rekonstrukcji ubytków kostnych. Ta metoda zwiększa dokładność operacji i przywraca prawidłową anatomię tkanek.

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

Nie otrzymano żadnych funduszy na tę pracę.

To badanie było zgodne z Deklaracją Helsińską w sprawie protokołu medycznego i etyki, a Instytucjonalna Komisja Oceny Etyki zatwierdziła badanie.
1. Segmentacja za pomocą oprogramowania do segmentacji
UWAGA: Proces importu plików DICOM wymaga orientacji płaszczyzny osiowej, czołowej i strzałkowej w wyskakującym okienku, aby zakończyć konfigurację.
<ol>
	<li>Z menu Segmentacja kości wybierz funkcję Ogólne. Użyj znacznika "-" dla niechcianych segmentów i "+" dla interesującego Cię segmentu. Dodaj znaczniki na zrekonstruowanym modelu 3D lub na różnych przekrojach poprzecznych podczas przewijania i przesuwania po skanowaniu.</li>
	<li>Wybierz przycisk Ustaw, który pokazuje segmentację. W tym momencie popraw oznaczenia i dodaj nowe, aby uzyskać lepszą dokładność. Naciśnij Zastosuj, aby utworzyć nowy segment. W ten sposób można utworzyć wiele segmentów.</li>
	<li>Po zakończeniu segmentacji wyeksportuj pliki jako pliki 3D stl do druku 3D lub planowania implantów rekonstrukcyjnych 3D w programach CAD do projektowania 3D.</li>
</ol>
2. Projektowanie implantów rekonstrukcyjnych za pomocą oprogramowania do projektowania 3D
<ol>
	<li>Po wstępnym uformowaniu segmentacji kości za pomocą oprogramowania do segmentacji, zaimportuj pliki stl do oprogramowania do projektowania 3D (patrz Tabela materiałów).</li>
	<li>Jeśli potrzebna jest dalsza separacja (np. jeśli jedna część ma być przenoszona oddzielnie), należy to zrobić tutaj. W menu Sculpt Clay użyj narzędzia do golenia, aby rozdzielić kość na dwie części. W menu Wybierz/Przenieś glinę wybierz glinę i zaznacz część, nad którą chcesz pracować. Następnie skopiuj tę część i utwórz nowy identyczny obiekt na liście obiektów, aby manipulować jego położeniem zaobserwowanym w następnym etapie.</li>
	<li>Na tym etapie wykonaj ruch segmentu. Upewnij się, że oś obrotu jest ustawiona na części kości, aby pozostać w tej samej pozycji. W menu Wybierz/Przesuń glinę wybierz opcję Zmień położenie i ustaw oś obrotu zgodnie z planem.</li>
	<li>Ponieważ ludzka czaszka jest w większości symetryczna, użyj zdrowej strony jako wskazówki, aby uzyskać właściwe ustawienie/wymianę brakującego/źle ustawionego segmentu. Użyj techniki odbicia lustrzanego, aby utworzyć odbicie lustrzane normalnej strony. W menu Zbuduj glinę użyj opcji Lustrzana glina i ustaw płaszczyznę na środku czaszki.</li>
	<li>Opierając się na odbitej połówce, w razie potrzeby wykonaj obrót segmentu i zrekonstruuj zbuntowaną część kostną za pomocą narzędzia Dodaj glinę w menu Zbuduj glinę. Rekonstrukcja ta wykonywana jest w celu zbudowania w kolejnych etapach implantu rekonstrukcyjnego dostosowanego do potrzeb pacjenta, który pozwoli na odtworzenie prawidłowego owalu twarzy.</li>
	<li>Po zrekonstruowaniu odcinka kostnego należy utworzyć implant rekonstrukcyjny dostosowany do potrzeb pacjenta. W menu Krzywe użyj opcji Narysuj krzywą i utwórz ciągły zewnętrzny kształt żądanego implantu.</li>
	<li>Na tym etapie należy zduplikować segment kostny, ponieważ będzie on potrzebny do wykonania funkcji logicznej w celu oddzielenia zbudowanego implantu. Odbywa się to w oknie listy obiektów poprzez kliknięcie segmentu prawym przyciskiem myszy i naciśnięcie opcji Duplikuj.</li>
	<li>Pracuj w nowym, zduplikowanym segmencie. W menu Glina detalu użyj opcji Płaskorzeźba z krzywą, aby utworzyć objętość implantu rekonstrukcyjnego. Wybierz zewnętrzną formę szkicowanego implantu, a następnie umieść kursor w kształcie koła wewnątrz naszkicowanego implantu, na powierzchni kości. Zwróć uwagę, że wytłoczenie będzie działać na zewnątrz lub po wewnętrznej stronie kości, w zależności od położenia kursora. Następnie należy wybrać pożądane parametry – przede wszystkim opcję odległości, która kontroluje grubość implantu.</li>
	<li>Oddziel implant od segmentu kostnego. Z listy obiektów wybierz poprzednio zduplikowany obiekt z kroku 2.7, kliknij prawym przyciskiem myszy i wybierz opcję Logiczne → Usuń z. Następnie wybierz obiekt, w którym znajduje się utworzony implant.</li>
	<li>W przypadku, gdy wymagane są otwory do mocowania śrubowego lub umożliwiające angiogenezę, wybierz Kategoria płaszczyzn → Utwórz płaszczyznę, aby utworzyć równoległą płaszczyznę, w której zaprojektowane są otwory na płytkę. Korzystając z ręcznej manipulacji, ustaw płaszczyzny w maksymalnej równoległości do implantu. Z menu Szkic wybierz okrąg i utwórz okręgi o żądanym rozmiarze i położeniu. Można utworzyć drugi większy okrąg, który posłuży jako pogłębiacz stożkowy dla łba zamierzonej.</li>
	<li>W menu Krzywe użyj opcji Szkic projektu i wybierz szkice przeznaczone do przeniesienia z płaszczyzny na implant.</li>
	<li>Aby wygenerować pogłębiacz stożkowy dla, w menu Glina detalu użyj opcji Płaskorzeźba z krzywą. Wskaż zewnętrzne okręgi szkicu, umieść kursor w kształcie koła wewnątrz zaznaczonego okrągłego obszaru na powierzchni i wprowadź odległość, która kontroluje głębokość pogłębiacza stożkowego (np. 0,3 mm). Aby zakończyć proces, naciśnij Zastosuj i Opuść, aby upewnić się, że wytłoczenie jest wykonywane w sposób odejmowany, a nie addytywny.</li>
	<li>Aby wykonać otwory, w menu SubD Surfaces (Powierzchnie SubD) użyj opcji Wire Cut SubD, aby utworzyć pręty prostopadłe do implantu na podstawie małych okręgów utworzonych w kroku 2.10.</li>
	<li>Aby utworzyć otwory za pomocą prętów, użyj wartości logicznej > Usuń z, jak w kroku 2.9. Wybierz jeden pręt po drugim, kliknij prawym przyciskiem myszy na liście obiektów → Boolean → Usuń z → utworzonego implantu. 
	UWAGA: Alternatywnie można utworzyć/zeskanować żądane, a do utworzenia żądanych otworów można użyć funkcji logicznej.</li>
	<li>Aby utworzyć siatkę w implancie (na przykład umożliwiającą angiogenezę), najpierw wygeneruj szkic (korzystając z opcji krzywej) planowanej siatki, jak w kroku 2.6.
	<ol>
		<li>W menu Glina detalu użyj opcji Płaskorzeźba z zawijanym obrazem. Wybierz obraz, według którego zostanie utworzona siatka (istnieje kilka szablonów, które są dołączone do programu). Białe części obrazu zostaną odjęte w siatce, a czarne części zostaną oszczędzone.</li>
		<li>Za pomocą sterowania ręcznego dostosuj kierunek i rozmiar wzoru. Ustaw odległość reprezentującą grubość wygenerowanych otworów i naciśnij Zastosuj. Implant dostosowany do potrzeb pacjenta jest gotowy do produkcji.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

<ol><li>Goodsaid, F., Frueh, F., Burczynski, M. E. Personalized Medicine. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/referenceworkentry/10.1007%2F978-3-319-56637-5_47-1">Drug Discovery and Evaluation: Methods in Clinical Pharmacology</a>. Hock, F., Gralinski, M. , Springer. (2019).</li>
<li>Hull, C. W. Apparatus for production of three-dimensional objects by stereolithography. Google Patents. , US4575330A (1986).</li>
<li>Petzold, R., Zeilhofer, H. F., Kalender, W. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10638658">Rapid prototyping technology in medicine--basics and applications.</a> Computerized Medical Imaging and Graphics. 23 (5), 277-284 (1999).</li>
<li>Schmauss, D., Gerber, N., Sodian, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+printing+of+models+for+surgical+planning+in+patients+with+primary+cardiac+tumors%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Thoracic+and+Cardiovascular+Surgery%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional printing of models for surgical planning in patients with primary cardiac tumors.</a> The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 145 (5), 1407-1408 (2013).</li>
<li>Tam, M. D., Laycock, S. D., Bell, D., Chojnowski, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((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%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Radiology+Case+Reports%22%5BJournal%5D)">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.</a> Journal of Radiology Case Reports. 6 (1), 31(2012).</li>
<li>Emodi, O., Shilo, D., Israel, Y., Rachmiel, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+planning+and+printing+of+guides+and+templates+for+reconstruction+of+the+mandibular+ramus+and+condyle+using+autogenous+costochondral+grafts%5BTitle%5D)+AND+%22British+Journal+of+Oral+and+Maxillofacial+Surgery%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional planning and printing of guides and templates for reconstruction of the mandibular ramus and condyle using autogenous costochondral grafts.</a> British Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 55 (1), 102-104 (2017).</li>
<li>Leiser, Y., Shilo, D., Wolff, A., Rachmiel, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+reconstruction+in+mandibular+avulsion+injuries%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Craniofacial+Surgery%22%5BJournal%5D)">Functional reconstruction in mandibular avulsion injuries.</a> Journal of Craniofacial Surgery. 27 (8), 2113-2116 (2016).</li>
<li>Mazzoni, S., Bianchi, A., Schiariti, G., Badiali, G., Marchetti, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Computer-aided+design+and+computer-aided+manufacturing+cutting+guides+and+customized+titanium+plates+are+useful+in+upper+maxilla+waferless+repositioning%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Oral+and+Maxillofacial+Surgery%22%5BJournal%5D)">Computer-aided design and computer-aided manufacturing cutting guides and customized titanium plates are useful in upper maxilla waferless repositioning.</a> Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 73 (4), 701-707 (2015).</li>
<li>Rachmiel, A., Shilo, D., Blanc, O., Emodi, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reconstruction+of+complex+mandibular+defects+using+integrated+dental+custom-made+titanium+implants%5BTitle%5D)+AND+%22British+Journal+of+Oral+and+Maxillofacial+Surgery%22%5BJournal%5D)">Reconstruction of complex mandibular defects using integrated dental custom-made titanium implants.</a> British Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 55 (4), 425-427 (2017).</li>
<li>Xu, N., 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>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Wraz ze stale rozwijającym się wykorzystaniem komputerów do wirtualnego planowania zabiegów chirurgicznych, połączenie z inną rozwijającą się technologią, drukiem 3D, doprowadziło do zupełnie nowej ery leczenia chirurgicznego. Celem tych technologii jest precyzja, a opieka dostosowana do potrzeb pacjenta, jako cel przyszły, jest przedstawiona w postaci szablonów chirurgicznych i implantów rekonstrukcyjnych dostosowanych do potrzeb pacjenta. Omawiamy szablony chirurgiczne jako część innego przyszłego protokołu. W obecnym ...

Medycyna spersonalizowana rozwija się szybko w wielu dziedzinach medycyny1. Spersonalizowane leczenie onkologiczne jest przedmiotem wielu dyskusji i dlatego jest dobrze znane ogółowi społeczeństwa. Druk 3D został po raz pierwszy wprowadzony przez Charlesa Hulla, pokazując drukowanie 3D obiektów za pomocą stereolitografii2. Od tego czasu opracowano różne technologie druku 3D. Zastosowana metoda dobierana jest w zależności od przeznaczenia urządzenia.
Dziedzina chirurgii szybko przyjmuje medycynę spersonalizowaną. Spersonalizowane leczenie w polu operacyjnym wymaga wirtualnego planowania za pomocą oprogramowania do projektowania wspomaganego komputerowo (CAD). Pierwszy etap zawsze obejmuje segmentację w celu utworzenia pliku 3D stl. Produkcja wspomagana komputerowo (CAM) jest określana jako proces produkcyjny części zaprojektowanej w 3D. Pierwsze zastosowanie tej technologii wykorzystano w drukowaniu modeli przedoperacyjnych do planowania chirurgicznego i próbnej operacji3,4,5. Wraz z rozwojem technologii coraz popularniejsze stało się wirtualne planowanie operacji, a następnie planowanie i produkcja szablonów chirurgicznych wspomagających samą operację oraz implanty rekonstrukcyjne dostosowane do potrzeb pacjenta, idealnie dopasowane do kości pacjenta6,7,8,9,10. Celem tego protokołu jest zapewnienie klinicystom możliwości tworzenia własnych szablonów chirurgicznych i rekonstrukcji implantów dostosowanych do potrzeb pacjenta. Ta metoda jest dokładniejsza niż stosowanie standardowych tabliczek, ponieważ idealnie pasuje i może być zaprojektowana w oparciu o charakterystykę konkretnej wady. Zmniejsza również zależność od doświadczenia chirurga i skraca czas operacji.

<table><tbody><tr><td>Systemy</td><td></td> <td>3D D2P (DICOM to Print)Oprogramowanie</td> do <td>segmentacji do tworzenia plików 3D stl</td></tr><tr><td>Systemy Geomagic Freeform</td><td>3D</td><td></td><td>Rzeźbiony projekt inżynierski</td></tr></tbody></table>

planowanie 3d i drukowanie implantów dostosowanych do potrzeb pacjenta w celu rekonstrukcji ubytków kostnych

3D Planning and Printing of Patient Specific Implants for Reconstruction of Bony Defects

Jesteśmy w środku ery 3D w większości aspektów życia, a szczególnie w medycynie. Dyscyplina chirurgiczna jest jednym z głównych graczy w dziedzinie medycyny, wykorzystującym stale rozwijające się możliwości planowania i drukowania 3D. Projektowanie wspomagane komputerowo (CAD) i produkcja wspomagana komputerowo (CAM) służą do opisania planowania i produkcji 3D produktu. Planowanie i produkcja szablonów chirurgicznych 3D i implantów rekonstrukcyjnych jest wykonywana prawie wyłącznie przez inżynierów. Wraz z postępem technologicznym i coraz bardziej przyjaznymi dla użytkownika interfejsami oprogramowania, pojawia się pytanie o możliwość przeniesienia planowania i produkcji do lekarza. Powody takiej zmiany są jasne: chirurg ma pomysł na to, co chce zaprojektować, a także wie, co jest wykonalne i można je zastosować na sali operacyjnej. Pozwala mu to przygotować się na każdy scenariusz/nieoczekiwane wyniki podczas operacji i pozwala chirurgowi być kreatywnym i wyrażać swoje nowe pomysły za pomocą oprogramowania CAD. Celem tej metody jest zapewnienie klinicystom możliwości tworzenia własnych szablonów chirurgicznych i implantów rekonstrukcyjnych. W tym manuskrypcie szczegółowy protokół przedstawi prostą metodę segmentacji za pomocą oprogramowania do segmentacji i planowania implantów za pomocą oprogramowania do projektowania 3D. Po segmentacji i wytworzeniu pliku stl za pomocą oprogramowania do segmentacji, klinicysta może stworzyć prostą płytkę rekonstrukcyjną dostosowaną do potrzeb pacjenta lub bardziej złożoną płytkę z kołyską do pozycjonowania przeszczepu kostnego. Można tworzyć szablony chirurgiczne do dokładnej resekcji, przygotowania otworu w celu prawidłowego ustawienia płytki rekonstrukcyjnej lub do pobrania przeszczepu kostnego i ponownego konturowania. Szczegółowo opisano przypadek rekonstrukcji żuchwy po złamaniu płytki i gojeniu się bez zrostu po urazie doznanym jako uraz.

Do oddziału zgłosiła się 40-letnia pacjentka z pękniętą, seryjną płytką rekonstrukcyjną pozostałą po wcześniejszym urazie oraz z niezrostem złamania w lewej części trzonu żuchwy. Obrazowanie wykazało pękniętą płytkę stabilizacyjną oraz nieprawidłowe ustawienie lewego segmentu żuchwy (Rysunek 1). Przy użyciu oprogramowania do segmentacji wykonano segmentację żuchwy z oddzieleniem pękniętej płytki stabilizacyjnej (Rysunek dodatkowy 1 oraz <stro...

Ten protokół opisuje wykorzystanie planowania i drukowania 3D do rekonstrukcji wad kostnych. Używamy narzędzi do segmentacji do tworzenia modeli 3D, a następnie oprogramowania do projektowania 3D, aby stworzyć implanty dostosowane do potrzeb pacjenta do celów rekonstrukcyjnych równolegle z zabiegiem ablacyjnym lub jako drugi etap.

Planowanie 3D i drukowanie implantów dostosowanych do potrzeb pacjenta w celu rekonstrukcji ubytków kostnych

We are in the midst of the 3D era in most aspects of life, and especially in medicine. The surgical discipline is one of the major players in the medical ...

Protokół ten pozwala na wirtualne leczenie pacjentów z ubytkami kostnymi oraz tworzenie nowatorskich prowadnic chirurgicznych i płytek mocujących. Korzystanie z tego protokołu pozwala na wirtualne tworzenie i projektowanie implantów zgodnie z tym, co jest możliwe do użycia na sali operacyjnej z najwyższą dokładnością i skróconym czasem trwania operacji. Implanty dostosowane do potrzeb pacjenta zaplanowane zgodnie z naszym protokołem opierają się na dokładnym obrazowaniu 3D, co skutkuje idealnie dopasowanymi implantami i umożliwia przywrócenie prawidłowej anatomii, symetrii i funkcji tkanek.Protokół ten pozwala użytkownikom projektować i drukować złożone modele lub struktury z różnych materiałów oraz badać różne parametry, takie jak ich wytrzymałość lub zdolność do regeneracji kości. Chociaż programy te są bardzo przyjazne dla użytkownika, opanowanie procesu projektowania wspomaganego komputerowo zajmuje trochę czasu. Cierpliwość i praktyka pomogą użytkownikowi wyzdrowieć i szybciej.Ponieważ protokół ten zawiera wiele etapów wirtualnego planowania, obserwacja etapów będzie niezwykle pomocna. W celu segmentacji zrekonstruowanego modelu 3D, w odpowiednim oprogramowaniu do segmentacji w menu Segmentacja kości wybierz Ogólne i użyj narzędzia plus, aby wskazać interesujący nas segment oraz narzędzia minus, aby wskazać niechciane segmenty podczas przewijania i poruszania się po skanie. Użyj przycisku Ustaw, który inicjuje segmentację, a następnie kliknij przycisk Zastosuj, aby utworzyć nowy segment.Aby wykonać dobrą segmentację kości, w zrekonstruowanym modelu 3D należy zastosować dużą liczbę pozytywnych i ujemnych oznaczeń. i wszystkie inne widoki. Po zakończeniu segmentacji popraw oznaczenia i w razie potrzeby dodaj nowe, aby uzyskać lepszą dokładność.Eksportuj pliki jako pliki STL 3D. Aby zaprojektować implant do rekonstrukcji 3D, zaimportuj pliki STL do oprogramowania do projektowania 3D i użyj narzędzia do golenia, aby podzielić kość na dwie części. Z menu Wybierz glinę wybierz narzędzie Glina i zaznacz obszar zainteresowania.Skopiuj zaznaczony obszar i utwórz nowy identyczny obiekt na liście obiektów, aby manipulować położeniem regionu. Aby upewnić się, że oś obrotu jest ustawiona na części kości, która pozostanie w tej samej pozycji, wybierz opcję Zmień położenie i ustaw oś obrotu zgodnie z planem. Ponieważ ludzka czaszka jest w większości symetryczna, użyj narzędzia Mirror Clay w celu uzyskania wskazówek, aby uzyskać prawidłowe ustawienie lub umiejscowienie brakującego lub nieprawidłowo ustawionego segmentu i ustaw płaszczyznę w środku czaszki.Opierając się na odbitej połówce, wykonaj obrót segmentu zgodnie z potrzebami i użyj narzędzia Dodaj glinę z menu Zbuduj glinę, aby zrekonstruować zwichniętą część kostną. W menu Krzywe wybierz opcję Narysuj krzywą, aby utworzyć ciągły zewnętrzny kształt żądanego implantu. Kliknij segment prawym przyciskiem myszy i wybierz polecenie Duplikuj, aby zduplikować segment kostny.Pracując w nowym, zduplikowanym segmencie, w menu Glina detalu wybierz opcję Płaskorzeźba z krzywą, aby utworzyć objętość implantu rekonstrukcyjnego. Wybierz zewnętrzną formę szkicowanego implantu i umieść kursor w kształcie koła wewnątrz naszkicowanego implantu na powierzchni kości. Wybierz żądane parametry, przede wszystkim odległość, aby kontrolować grubość implantu i kliknij prawym przyciskiem myszy na zduplikowany segment, aby wybrać opcję Boolean i Usuń z, a następnie wybierz obiekt zawierający utworzony implant.W przypadkach, w których wymagane są otwory do mocowania śrubowego lub angiogenezy, należy użyć funkcji Utwórz płaszczyznę, aby utworzyć równoległą płaszczyznę, w której zaprojektowano otwory na płytkę. Gdy płaszczyzny są ustawione w maksymalnej równoległości do implantu, wybierz okrąg z menu Szkic i utwórz okręgi o żądanym rozmiarze i położeniu w segmencie. W menu Krzywe użyj opcji Szkic projektu, aby wyznaczyć szkice, które mają zostać przeniesione z płaszczyzny na implant.Aby wygenerować pogłębiacz stożkowy dla, w menu Glina detalu wybierz opcję Płaskorzeźba z krzywą i umieść kursor w kształcie koła wewnątrz zaznaczonego okrągłego obszaru na powierzchni segmentu. Aby wykonać otwory w menu Powierzchnie SubD, użyj opcji Wire Cut SubD, aby utworzyć pręty prostopadłe do implantu. Aby utworzyć otwory za pomocą prętów, wybierz opcję Boolean i Usuń z, a następnie wybierz każdy pręt po kolei, klikając prawym przyciskiem myszy Boolean, Usuń z i Utwórz implant na liście obiektów.Aby utworzyć siatkę w implancie, użyj narzędzia Rysuj krzywą, aby wygenerować szkic planowanej siatki, jak pokazano. W menu Detail Clay użyj opcji Płaskorzeźba z zawijanym obrazem, aby wybrać obraz szablonu, na podstawie którego zostanie zaprojektowana siatka. Białe obszary obrazu zostaną odjęte, a czarne obszary pozostaną.Ręcznie dostosuj kierunek i rozmiar projektu oraz ustaw grubość wygenerowanego wzoru, a następnie kliknij przycisk Zastosuj. Implant dostosowany do potrzeb pacjenta będzie wtedy gotowy do produkcji. Obrazy te uzyskano od 40-letniej pacjentki z pękniętą płytką mocującą do rekonstrukcji w wyniku wcześniejszego urazu i złamaniem bez zrostu w lewej części żuchwy.Segmentację żuchwy wykonano, jak pokazano, w celu oddzielenia pękniętej płytki mocującej. Za pomocą oprogramowania do projektowania 3D lewy segment żuchwy został przestawiony do prawidłowej pozycji anatomicznej. Wykonano badanie lustrzane prawej zdrowej strony, aby umożliwić prawidłową rekonstrukcję brakującej kości.Następnie można zaprojektować implant dostosowany do potrzeb pacjenta, w tym otwory na mocujące. Siatka została zaprojektowana, aby umożliwić dodatkowe umieszczenie przeszczepu kostnego, zgodnie z prawidłowym konturem szczęki w oparciu o zdrową stronę i umożliwić lepszą angiogenezę przez otwory w siatce. Na tych obrazach można zaobserwować implant wydrukowany z tytanu przy użyciu technologii selektywnego spiekania laserowego, a wyniki pooperacyjne można zaobserwować.Zwróć uwagę na ciągłość żuchwy, prawidłowe ustawienie pionowe lewego segmentu żuchwy oraz symetrię w konturze ciała, która została zrekonstruowana przy użyciu implantu specyficznego dla pacjenta jako konturu zewnętrznego i przeszczepu kości grzebienia biodrowego do wypełnienia pustych przestrzeni. Projektując implant dostosowany do potrzeb pacjenta, należy wziąć pod uwagę zaplanowanie płytki o minimalnych rozmiarach, która jest wystarczająco mocna, aby wytrzymać siły nośne, a jednocześnie wytrzymać siły ścinające i momenty obrotowe. Implanty dostosowane do potrzeb pacjenta mogą być również zaprojektowane do kranioplastyki, zabiegów ortopedycznych i mogą być potencjalnie stosowane do projektowania tkanek miękkich we wszystkich narządach.Protokół ten pozwala obecnie na planowanie nowatorskich implantów do zabiegów chirurgicznych i badań naukowych, a ostatecznie może ułatwić biodrukowanie implantów i regenerację ciał obcych.

3d-planning-printing-patient-specific-implants-for-reconstruction

Research

JoVE Journal

Medicine

Medycyna

Pokazane są metody projektowania chirurgicznego z komputerowym wspomaganiem projektowania/CAD/CAM. Płaszczyzny cięcia są rozdzielane, łączone i pogrubiane, aby łatwo uwidocznić niezbędny transfer kostny. Projekty te można drukować trójwymiarowo i sprawdzać pod kątem dokładności.

Projektowanie szablonów chirurgicznych CAD/CAM do rekonstrukcji szczęki przy użyciu własnego podejścia

Tutaj prezentujemy protokół korzystania z trójwymiarowych drukowanych modeli do planowania przedoperacyjnego i śródoperacyjnej reorganizacji skomplikowanych lokalizacji naczyniowych podczas obsługi wrodzonej anomalii aorty.

Trójwymiarowy wydruk złożonej anomalii aorty

W miarę rozwoju technologii i stawania się coraz bardziej przyjazną dla użytkownika, planowanie operacji oraz dostosowane do potrzeb pacjenta szablony chirurgiczne i płytki mocujące powinny być wykonywane przez chirurga. Przedstawiamy protokół planowania 3D ortognatycznych ruchów szkieletu oraz planowania 3D i drukowania płytek mocujących i szablonów chirurgicznych dostosowanych do potrzeb pacjenta.

Leczenie deformacji twarzy za pomocą planowania 3D i drukowania implantów dostosowanych do potrzeb pacjenta

Przepływ pracy do tworzenia trójwymiarowych (3D) wirtualnych modeli hybrydowych został zaprojektowany na podstawie zestawu danych tomografii komputerowej wiązki stożkowej i wewnątrzustnych skanów optycznych, wykorzystujących metody segmentacji obrazów radiograficznych i modelowanie powierzchni o dowolnym kształcie. Modele cyfrowe są wykorzystywane do wirtualnego planowania zabiegów chirurgicznych rekonstrukcyjnych zębodołu zębodołowego.

Przygotowanie cyfrowego modelu hybrydowego do wirtualnego planowania zabiegów chirurgicznych rekonstrukcyjnych zębodołu zębodołowego

Ta metoda demonstruje przepływ pracy druku 3D oparty na wokselach, który drukuje bezpośrednio z obrazów medycznych z dokładną wiernością przestrzenną i rozdzielczością przestrzenną/kontrastową. Umożliwia to precyzyjną, stopniowaną kontrolę rozkładu materiałów za pomocą morfologicznie złożonych, stopniowanych materiałów skorelowanych z gęstością promieniotwórczą bez utraty lub zmiany danych.

Anatomia drukowania wokselowego: projektowanie i wytwarzanie realistycznych, przedchirurgicznych modeli planistycznych za pomocą drukowania bitmapowego

Wykonano kompleksową rewizyjną endoprotezoplastykę stawu biodrowego przy użyciu specjalnie wykonanego implantu i technologii rzeczywistości mieszanej. Zgodnie z wiedzą autorów jest to pierwsze opisane w literaturze doniesienie o takim postępowaniu.<br...

Wykorzystanie rzeczywistości mieszanej w niestandardowej rewizyjnej endoprotezoplastyce stawu biodrowego: pierwszy opis przypadku

Medycyna spersonalizowana do rekonstrukcji oczodołu rozwija się szybko. Ze względu na delikatną naturę oczodołu, niewielkie rozbieżności po rekonstrukcji złamania mogą powodować upośledzenie percepcji wzrokowej. W tym miejscu opisujemy trzy metody wirtualnej rekonstrukcji 3D defektów orbity oraz ich wskazania i potencjalne pułapki dla prawidłowej rekonstrukcji.

Trójwymiarowa rekonstrukcja złamań oczodołu

Opisujemy kroki, które należy wykonać, aby korzystać z naszego specjalnie zaprojektowanego oprogramowania do integracji, wizualizacji i planowania obrazów w chirurgii epilepsji.

Ścieżka rozwoju integracji obrazów 3D multimodalnych i planowania wspomaganego komputerowo w chirurgii padaczki

Tutaj proponujemy praktyczne, wykonalne i powtarzalne wytyczne oceny wspomaganej komputerowo rekonstrukcji żuchwy, aby stworzyć jednolitość między badaniami dotyczącymi oceny dokładności pooperacyjnej. Niniejszy protokół stanowi kontynuację i określa wcześniejszą publikację niniejszych wytycznych dotyczących oceny.

Wytyczne oceny pooperacyjnej dla komputerowo wspomaganej rekonstrukcji żuchwy

Protokół opisuje wytwarzanie w pełni kolorowych, trójwymiarowych odbitek anatomicznych modeli czaszki specyficznych dla pacjenta, które mają być używane do symulacji chirurgicznej. Wyjaśniono kluczowe etapy łączenia różnych modalności obrazowania, segmentacji obrazu, ekstrakcji modelu trójwymiarowego i produkcji odbitek.

Wielokolorowy druk 3D złożonych guzów wewnątrzczaszkowych w neurochirurgii

Poznaj planowanie i drukowanie 3D implantów dostosowanych do pacjenta w celu rekonstrukcji ubytków kostnych. Ta metoda zwiększa dokładność operacji i przywraca prawidłową anatomię tkanek.

Planowanie 3D i drukowanie implantów dostosowanych do potrzeb pacjenta w celu rekonstrukcji ubytków kostnych

Przeglądaj więcej filmów