Name: Spersonalizowany model wydrukowany w 3D do oceny przedoperacyjnej w chirurgii tarczycy (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-02-17T13:50:00.000+00:00
Duration: 4 min 42 s
Description: Poznaj metodę tworzenia spersonalizowanych modeli 3D do oceny przedoperacyjnej w chirurgii tarczycy. Technika ta poprawia komunikację z pacjentem i precyzję zabiegu przy niższych kosztach.

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

To badanie było wspierane przez Komitet Zdrowia Prowincji Syczuan (Grant No.20PJ061), National Natural Science Foundation of China (Grant No.32101188) oraz General Project of Science and Technology Department of Sichuan Province (Grant No. 2021YFS0102), Chiny.

To badanie nie wymagało zgody na przeprowadzenie ani żadnej zgody od pacjentów na wykorzystanie i opublikowanie ich danych, ponieważ wszystkie dane i informacje w tym badaniu i filmie były anonimowe.
1. Zbieranie danych graficznych
<ol>
	<li>Zeskanuj tarczycę pacjenta za pomocą ulepszonej tomografii komputerowej (CT), aby uzyskać dane obrazu w formacie DICOM. Upewnij się, że proces ten został wykonany w ciągu 1 tygodnia przed operacją i kontroluj grubość plastra tak, aby wynosiła ≤1 mm.</li>
</ol>
2. Przetwarzanie danych DICOM
<ol>
	<li>Zaimportuj zeskanowane dane obrazu pacjenta do oprogramowania (patrz tabela materiałów) i ustaw odpowiedni próg zgodnie z różnicą wartości szarości między tarczycą a otaczającymi tkankami lub narządami. Ponieważ różne wartości szarości są odzwierciedleniem różnic w gęstości różnych obszarów ludzkiego ciała, ustaw próg skali szarości (jednostka: hu; w oprogramowaniu) na 226-1,500, aby przedstawić obraz kości; Ustaw próg na -200-226, aby wyświetlić obraz tarczycy. Pozwól oprogramowaniu automatycznie zidentyfikować obszar w ramce lub ręcznie nakreśl granicę obszaru docelowego, jeśli rozpoznawanie nie jest zadowalające. 
	UWAGA: Naśladownicy automatycznie wybierają obszar tarczycy i wykorzystują technologię wzrostu regionu 3D do segmentacji obrazu i obliczenia rekonstrukcji 3D. Jednocześnie obraz 3D jest zoptymalizowany w celu zmniejszenia chropowatości i wyczucia kroków, aby uzyskać naturalny, płynny i autentyczny cyfrowy model wizualizacji 3D, który umożliwia prostszą obserwację modelu 3D dla chirurgów.</li>
	<li>Generuj pliki STL na podstawie zrekonstruowanego modelu danych. Wybierz zrekonstruowany model w oprogramowaniu, kliknij przycisk Eksportuj w stacji dokującej plików i wybierz STL jako format pliku eksportu. Na koniec pomyślnie wygeneruj pliki STL.</li>
</ol>
3. Interakcja medyczno-inżynieryjna
<ol>
	<li>Wyślij podgląd zrekonstruowanego modelu 3D do lekarzy, którzy potwierdzą zastosowane wymagania i strukturę anatomiczną modelu 3D oraz przekażą informację zwrotną inżynierowi modelowania, jeśli potrzebna jest modyfikacja. Po otrzymaniu potwierdzeń od lekarzy przejdź do etapu przygotowania produkcji.</li>
</ol>
4. 3D drukowanie (Plik uzupełniający 1)
<ol>
	<li>Przenieś dane pliku STL do drukarki 3D z kolorowym materiałem i uzupełnij ustawienia parametrów wstępnych (takie jak tryb drukowania, grubość obrysu plasterka, metoda podparcia i kolorowanie modelu) za pomocą pomocniczego oprogramowania do krojenia druku 3D.
	<ol>
		<li>Wybierz model druku w zależności od rodzaju gotowych produktów (modele drukujące w kolorze zwykle wykorzystują technologię White Jet Process, podczas gdy żywica światłoczuła zwykle wykorzystuje Digital Light Procession).</li>
		<li>Wybierz parametr grubości obrysu plastra w zależności od grubości produktów (tutaj od 24 μm do 36 μm).</li>
		<li>Wybierz metodę podparcia w zależności od precyzji modelu druku: ogólne wsparcie (lepsza ochrona i mniejsze uszkodzenia drobnych szczegółów) lub częściowe wsparcie (które oszczędza materiały).</li>
		<li>Wybierz kolorowanie modelu za pomocą funkcji palety kolorów w drukarce. Zunifikuj tętnice kolorem czerwonym 255 i żyły kolorem niebieskim 255, 
		UWAGA: Ponieważ inne części, takie jak zmiana nowotworowa, nie są ściśle standardowe, chirurdzy mogą wybrać kolor zgodnie ze swoimi potrzebami lub preferencjami.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Wypełnij twardą żywicę utwardzalną światłem w drukarce 3D (patrz tabela uzupełniająca S1), debuguj platformę drukującą i drukuj przy użyciu technologii White Jet Process. Po wydrukowaniu wyjmij wstępnie wydrukowany model tarczycy. 
	UWAGA: Technologia White Jet Process opiera się na zasadzie druku atramentowego, w którym cienka warstwa żywicy światłoczułej jest drukowana w jednym strumieniu, a następnie naświetlana określoną długością fali światła UV, powodując szybką reakcję polimeryzacji i utwardzanie żywicy światłoczułej. Proces ten jest wykonywany warstwa po warstwie, aż do zakończenia drukowania.</li>
</ol>
5. Leczenie końcowe
<ol>
	<li>Odejmij strukturę podporową wstępnie wydrukowanego modelu tarczycy. Zmielić, polakierować i utwardzić półprodukt, aby uzyskać zindywidualizowany izometryczny model tarczycy wydrukowany w 3D w skali 1:1.
	<ol>
		<li>Odejmowanie konstrukcji podporowej
		<ol>
			<li>Zakładając rękawice, rozbij wsporniki owijające wokół wstępnego modelu i usuń większość głównego korpusu konstrukcji nośnej.</li>
			<li>Umieść model w myjce ultradźwiękowej z alkalicznym roztworem Ca(OH)2 na 15 minut czyszczenia.</li>
			<li>Włóż model do mokrej piaskarki i spłucz go, aż reszta struktury nośnej na powierzchni zostanie zmyta.</li>
		</ol>
		</li>
		<li>Szlifowania
		<ol>
			<li>Szlifuj model za pomocą szlifierki elektrycznej, pilnika lub ściernicy.</li>
		</ol>
		</li>
		<li>Lakierowanie 
		UWAGA: Proces ten składa się z natryskiwania i ręcznego malowania.
		<ol>
			<li>Rozpyl lakier na wielkopowierzchniowe kolorowe bloki na połowie powierzchni modelu. Ręcznie pomaluj kolorowe bloki o małej powierzchni lakierem.</li>
		</ol>
		</li>
		<li>Utwardzania
		<ol>
			<li>Umieść model w maszynie do utwardzania UV na 30 s utwardzania.</li>
			<li>Wyjmij model i wyczyść go 95% alkoholem. 
			UWAGA: Po całkowitym ulotnieniu się alkoholu produkcja jest zakończona.</li>
		</ol>
		</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
6. Dostawa
<ol>
	<li>Zapakuj model tarczycy i zakończ dostawę do chirurgów przed operacją.</li>
</ol>

<ol><li>Haugen, B. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((2015+American+Thyroid+Association+management+guidelines+for+adult+patients+with+thyroid+nodules+and+differentiated+thyroid+cancer%3A+The+American+Thyroid+Association+Guidelines+Task+Force+on+thyroid+nodules+and+differentiated+thyroid+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22Thyroid%22%5BJournal%5D)">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.</a> Thyroid. 26 (1), 1-133 (2016).</li>
<li>Kim, Y. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+role+of+adjuvant+external+beam+radiation+therapy+for+papillary+thyroid+carcinoma+invading+the+trachea%5BTitle%5D)+AND+%22Radiation+Oncology+Journal%22%5BJournal%5D)">The role of adjuvant external beam radiation therapy for papillary thyroid carcinoma invading the trachea.</a> Radiation Oncology Journal. 35 (2), 112-120 (2017).</li>
<li>Wang, L. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Operative+management+of+locally+advanced%2C+differentiated+thyroid+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22Surgery%22%5BJournal%5D)">Operative management of locally advanced, differentiated thyroid cancer.</a> Surgery. 160 (3), 738-746 (2016).</li>
<li>Poppe, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MANAGEMENT+OF+ENDOCRINE+DISEASE%3A+Thyroid+and+female+infertility%3A+more+questions+than+answers%5BTitle%5D)+AND+%22European+Journal+of+Endocrinology%22%5BJournal%5D)">MANAGEMENT OF ENDOCRINE DISEASE: Thyroid and female infertility: more questions than answers.</a> European Journal of Endocrinology. 184 (4), 123-135 (2021).</li>
<li>Alexander, L. F., Patel, N. J., Caserta, M. P., Robbin, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thyroid+ultrasound%3A+diffuse+and+nodular+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Radiologic+Clinics+of+North+America%22%5BJournal%5D)">Thyroid ultrasound: diffuse and nodular disease.</a> Radiologic Clinics of North America. 58 (6), 1041-1057 (2020).</li>
<li>Chambers, K. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Respiratory+variation+predicts+optimal+endotracheal+tube+placement+for+intra-operative+nerve+monitoring+in+thyroid+and+parathyroid+surgery%5BTitle%5D)+AND+%22World+Journal+of+Surgery%22%5BJournal%5D)">Respiratory variation predicts optimal endotracheal tube placement for intra-operative nerve monitoring in thyroid and parathyroid surgery.</a> World Journal of Surgery. 39 (2), 393-399 (2015).</li>
<li>Ling, X. Y., Smoll, N. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+systematic+review+of+variations+of+the+recurrent+laryngeal+nerve%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Anatomy%22%5BJournal%5D)">A systematic review of variations of the recurrent laryngeal nerve.</a> Clinical Anatomy. 29 (1), 104-110 (2016).</li>
<li>Qiu, K., Haghiashtiani, G., McAlpine, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((3D+printed+organ+models+for+surgical+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+Review+of+Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">3D printed organ models for surgical applications.</a> Annual Review of Analytical Chemistry. 11 (1), 287-306 (2018).</li>
<li>Tejo-Otero, A., Buj-Corral, I., Fenollosa-Artés, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((3D+printing+in+medicine+for+preoperative+surgical+planning%3A+a+review%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+Biomedical+Engineering%22%5BJournal%5D)">3D printing in medicine for preoperative surgical planning: a review.</a> Annals of Biomedical Engineering. 48 (2), 536-555 (2020).</li>
<li>Jang, J., Yi, H. G., Cho, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((3D+printed+tissue+models%3A+present+and+future%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Biomaterials+Science+%26+Engineering%22%5BJournal%5D)">3D printed tissue models: present and future.</a> ACS Biomaterials Science & Engineering. 2 (10), 1722-1731 (2016).</li>
<li>Liaw, C. Y., Guvendiren, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Current+and+emerging+applications+of+3D+printing+in+medicine%5BTitle%5D)+AND+%22Biofabrication%22%5BJournal%5D)">Current and emerging applications of 3D printing in medicine.</a> Biofabrication. 9 (2), 024102(2017).</li>
<li>Arifin, N., Sudin, I., Ngadiman, N. H. A., Ishak, M. S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+comprehensive+review+of+biopolymer+fabrication+in+additive+manufacturing+processing+for+3D-tissue-engineering+scaffolds%5BTitle%5D)+AND+%22Polymers%22%5BJournal%5D)">A comprehensive review of biopolymer fabrication in additive manufacturing processing for 3D-tissue-engineering scaffolds.</a> Polymers. 14 (10), 2119(2022).</li>
<li>Li, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inkjet+bioprinting+of+biomaterials%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Reviews%22%5BJournal%5D)">Inkjet bioprinting of biomaterials.</a> Chemical Reviews. 120 (19), 10793-10833 (2020).</li>
<li>Mironov, V., Kasyanov, V., Markwald, R. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Organ+printing%3A+from+bioprinter+to+organ+biofabrication+line%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Opinion+in+Biotechnology%22%5BJournal%5D)">Organ printing: from bioprinter to organ biofabrication line.</a> Current Opinion in Biotechnology. 22 (5), 667-673 (2011).</li>
<li>Niedziela, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thyroid+nodules%5BTitle%5D)+AND+%22Best+Practice+%26+Research.+Clinical+Endocrinology+%26+Metabolism%22%5BJournal%5D)">Thyroid nodules.</a> Best Practice & Research. Clinical Endocrinology & Metabolism. 28 (2), 245-277 (2014).</li>
<li>Hong, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Usefulness+of+a+3D-printed+thyroid+cancer+phantom+for+clinician+to+patient+communication%5BTitle%5D)+AND+%22World+Journal+of+Surgery%22%5BJournal%5D)">Usefulness of a 3D-printed thyroid cancer phantom for clinician to patient communication.</a> World Journal of Surgery. 44 (3), 788-794 (2020).</li>
<li>Doucet, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modelling+and+manufacturing+of+a+3D+printed+trachea+for+cricothyroidotomy+simulation%5BTitle%5D)+AND+%22Cureus%22%5BJournal%5D)">Modelling and manufacturing of a 3D printed trachea for cricothyroidotomy simulation.</a> Cureus. 9 (8), 1575(2017).</li>
<li>Lim, P. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Use+of+3D+printed+models+in+resident+education+for+the+classification+of+acetabulum+fractures%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Surgical+Education%22%5BJournal%5D)">Use of 3D printed models in resident education for the classification of acetabulum fractures.</a> Journal of Surgical Education. 75 (6), 1679-1684 (2018).</li>
<li>Al Ali, A. B., Griffin, M. F., Calonge, W. M., Butler, P. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluating+the+use+of+cleft+lip+and+palate+3D-printed+models+as+a+teaching+aid%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Surgical+Education%22%5BJournal%5D)">Evaluating the use of cleft lip and palate 3D-printed models as a teaching aid.</a> Journal of Surgical Education. 75 (1), 200-208 (2018).</li>
<li>Chan, H. H. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((3D+rapid+prototyping+for+otolaryngology-head+and+neck+surgery%3A+applications+in+image-guidance%2C+surgical+simulation+and+patient-specific+modeling%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">3D rapid prototyping for otolaryngology-head and neck surgery: applications in image-guidance, surgical simulation and patient-specific modeling.</a> PLoS One. 10 (9), 0136370(2015).</li>
<li>Craft, D. F., Howell, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparation+and+fabrication+of+a+full-scale%2C+sagittal-sliced%2C+3D-printed%2C+patient-specific+radiotherapy+phantom%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Clinical+Medical+Physics%22%5BJournal%5D)">Preparation and fabrication of a full-scale, sagittal-sliced, 3D-printed, patient-specific radiotherapy phantom.</a> Journal of Applied Clinical Medical Physics. 18 (5), 285-292 (2017).</li>
<li>Hong, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+a+personalized+and+realistic+educational+thyroid+cancer+phantom+based+on+CT+images%3A+An+evaluation+of+accuracy+between+three+different+3D+printers%5BTitle%5D)+AND+%22Computers+in+Biology+and+Medicine%22%5BJournal%5D)">Development of a personalized and realistic educational thyroid cancer phantom based on CT images: An evaluation of accuracy between three different 3D printers.</a> Computers in Biology and Medicine. 113, 103393(2019).</li>
<li>Hazelaar, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Using+3D+printing+techniques+to+create+an+anthropomorphic+thorax+phantom+for+medical+imaging+purposes%5BTitle%5D)+AND+%22Medical+Physics%22%5BJournal%5D)">Using 3D printing techniques to create an anthropomorphic thorax phantom for medical imaging purposes.</a> Medical Physics. 45 (1), 92-100 (2018).</li>
<li>Tack, P., Victor, J., Gemmel, P., Annemans, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((3D-printing+techniques+in+a+medical+setting%3A+a+systematic+literature+review%5BTitle%5D)+AND+%22Biomedical+Engineering+Online%22%5BJournal%5D)">3D-printing techniques in a medical setting: a systematic literature review.</a> Biomedical Engineering Online. 15 (1), 115(2016).</li>
<li>Bernhard, J. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Personalized+3D+printed+model+of+kidney+and+tumor+anatomy%3A+a+useful+tool+for+patient+education%5BTitle%5D)+AND+%22World+Journal+of+Urology%22%5BJournal%5D)">Personalized 3D printed model of kidney and tumor anatomy: a useful tool for patient education.</a> World Journal of Urology. 34 (3), 337-345 (2016).</li>
</ol>

Autorzy deklarują brak konfliktu interesów.

Ultrasonografia może być jedynym zabiegiem obrazowania przedoperacyjnego dla większości pacjentów poddawanych operacji tarczycy15. Jednak kilka dobrze zróżnicowanych przypadków może cierpieć na zaawansowane choroby, które atakują otaczające tkanki lub narządy i utrudniają operację16. Model ten może być bardziej odpowiedni dla pacjentów z zaawansowanym rakiem tarczycy. W miarę postępu choroby pomocne w dalszej diagnozie jest dodatkowe badanie TK. Model ten opiera się na tomo...

Guzki tarczycy są jedną z najczęstszych chorób endokrynologicznych, wśród których rak tarczycy stanowi 14%-21%1. Preferowanym sposobem leczenia raka tarczycy jest operacja. Ponieważ jednak tarczyca znajduje się w przedniej części szyjki macicy, w obszarze operacji znajdują się ważne tkanki i narządy w pobliżu tarczycy, takie jak przytarczyce, tchawica, przełyk oraz wielkie naczynia i nerwy szyjki macicy2,3, co sprawia, że operacja jest stosunkowo trudna i ryzykowna. Najczęstsze powikłania chirurgiczne to pogorszenie funkcji przytarczyc spowodowane uszkodzeniem funkcji przytarczyc lub błędną resekcją oraz chrypka spowodowana nawrotnym uszkodzeniem nerwu krtaniowego4. Zmniejszenie liczby wyżej wymienionych powikłań chirurgicznych zawsze było celem chirurgów. Najczęstszą metodą obrazowania przed operacją tarczycy jest obrazowanie ultrasonograficzne, chociaż jego wyświetlanie przytarczyc i nerwu jest bardzo ograniczone5. Ponadto zmienność położenia przytarczyc i nerwu krtaniowego wstecznego w obszarze operacji tarczycy jest bardzo duża, co utrudnia identyfikację6,7. Jeśli pozycja anatomiczna każdego pacjenta może być wyraźnie wyświetlana chirurgowi za pośrednictwem modelu w czasie rzeczywistym podczas operacji, zmniejszy to ryzyko operacyjne operacji tarczycy, zmniejszy częstość występowania powikłań i poprawi skuteczność operacji tarczycy.
Ponadto, dokładne wyjaśnienie pacjentom procesu chirurgicznego przed operacją jest również trudne. Niektórzy niedoświadczeni chirurdzy mają trudności z wyjaśnieniem i przekazaniem pacjentom dokładnych szczegółów operacji, zwłaszcza ze względu na złożoność tarczycy i otaczających ją struktur. Każdy pacjent ma swoją unikalną budowę anatomiczną i osobiste potrzeby8. Dlatego spersonalizowany model 3D tarczycy oparty na rzeczywistej anatomii pacjenta może skutecznie pomóc pacjentom i klinicystom. Obecnie większość produktów na rynku jest produkowana masowo w oparciu o schematy płaskie. Wykorzystując technologię druku 3D do stworzenia modelu specyficznego dla pacjenta, który odzwierciedla indywidualne potrzeby medyczne każdego pacjenta, model ten może być wykorzystany do oceny rzeczywistego stanu pacjentów z rakiem tarczycy i pomóc chirurgom lepiej komunikować się z pacjentami o naturze choroby.
Druk 3D (lub produkcja addytywna) to trójwymiarowa konstrukcja zbudowana z modelu projektowania wspomaganego komputerowo lub cyfrowego modelu 3D9. Jest używany w wielu zastosowaniach medycznych, takich jak urządzenia medyczne, modele anatomiczne i formulacje leków10. W porównaniu z tradycyjnym obrazowaniem, model drukowany w 3D jest bardziej widoczny i czytelny. Dlatego druk 3D jest coraz częściej stosowany w nowoczesnych zabiegach chirurgicznych. Powszechnie stosowane technologie druku 3D obejmują druk oparty na polimeryzacji, druk proszkowy, druk atramentowy i druk oparty na wytłaczaniu11. W druku opartym na polimeryzacji kadziowej określona długość fali światła jest napromieniowywana na beczkę z żywicy światłoutwardzalnej, która miejscowo utwardza żywicę jedna warstwa na raz. Ma zalety w postaci oszczędności materiału i szybkiego drukowania. Druk proszkowy opiera się na miejscowym podgrzewaniu w celu stopienia materiału proszkowego w celu uzyskania gęstszej struktury, ale prowadzi również do znacznego wydłużenia czasu i kosztów drukowania, a obecnie jest w ograniczonym użyciu12. Druk atramentowy polega na precyzyjnym natryskiwaniu kropelek na podłoże w procesie warstwa po warstwie. Ta technologia jest najbardziej dojrzała i ma zalety wysokiej kompatybilności materiałowej, kontrolowanych kosztów i szybkiego czasu drukowania13. Druk oparty na ekstruzji wytłacza materiały, takie jak roztwory i zawiesiny, przez dysze. Technika ta wykorzystuje komórki i dlatego ma najwyższe możliwości naśladowania tkanek miękkich. Ze względu na wyższy koszt i powinowactwo biologiczne jest stosowany głównie w dziedzinie inżynierii tkankowej, a rzadziej w modelach narządów chirurgicznych14.
W rezultacie wybraliśmy technologię druku "White Jet Process", opierając się na złożoności tarczycy i otaczających ją struktur oraz harmonogramie operacji. Technologia ta łączy w sobie zalety druku opartego na polimeryzacji kadziowej i druku atramentowego oraz oferuje wysoką precyzję, szybkie drukowanie i niski koszt, dzięki czemu dobrze nadaje się do chirurgii tarczycy. Celem tego protokołu jest stworzenie wydrukowanego w 3D modelu raka tarczycy, poprawa rokowania pacjentów poprzez dostarczenie wystarczających informacji na temat struktury anatomicznej i zmienności pacjentów oraz lepsze informowanie lekarzy i pacjentów o wszystkich stanach związanych z procesem chirurgicznym.

<table><tbody><tr><td>Kolorowa drukarka 3D</td><td>Zhuhai Sina 3D Technology Co</td><td>J300PLUS</td><td>Obsługa funkcji: automatyczne zoptymalizowane rozmieszczenie, automatyczny skład modelu, obsługa automatycznego generowania, warstwowe cięcie i drukowanie krawędzi w czasie rzeczywistym, eksport plasterków, niestandardowa grubość koloru, niestandardowe rozmieszczenie / skalowanie, ocena roboczogodziny, ocena zużycia materiału, monitorowanie stanu drukowania, wyświetlanie pozostałego materiału, zmiana materiałów i kolorów, zarządzanie kolejkami pracy, pełne / częściowo zamknięte drukowanie, automatyczne wykrywanie zakłóceń modelu, podgląd warstw, automatyczna przerwa w przypadku braku atramentu, awaria zasilania w celu wznowienia drukowania Automatyczna dysza czyszcząca, automatyczna adaptacja kanałów, zmiana atramentu, automatyczny rurociąg czyszczenia, dalsze układanie. Zakres opcjonalnych materiałów: przezroczyste materiały do formowania serii RGD, nieprzezroczyste materiały do formowania serii RGD, miękkie materiały do formowania serii FLX, materiały do formowania podobne do ABS, materiały do formowania odporne na wysokie temperatury, materiały do formowania z serii Med (pierwszorzędny certyfikat dokumentacji medycznej), zwykłe materiały nośne, rozpuszczalne w wodzie materiały pomocnicze.</td></tr><tr><td>Oprogramowanie Mimics 21.0&nbsp;</td><td>Materialise, Belgia</td><td></td><td>Przetwarzanie danych DICOM</td></tr></tbody></table>

spersonalizowany model wydrukowany w 3d do oceny przedoperacyjnej w chirurgii tarczycy

A Personalized 3D-Printed Model for Preoperative Evaluation in Thyroid Surgery

Struktura anatomiczna obszaru operacyjnego raka tarczycy jest złożona. Bardzo ważne jest, aby przed operacją kompleksowo i dokładnie ocenić lokalizację guza i jego związek z torebką, tchawicą, przełykiem, nerwami i naczyniami krwionośnymi. W artykule przedstawiono innowacyjną metodę tworzenia modeli drukowanych w 3D w oparciu o obrazy DICOM z tomografii komputerowej (CT). Stworzyliśmy spersonalizowany, wydrukowany w 3D model chirurgii tarczycy szyjki macicy dla każdego pacjenta, który potrzebował operacji tarczycy, aby pomóc klinicystom ocenić kluczowe punkty i trudności operacji oraz wybrać metody operacji kluczowych części jako podstawę. Wyniki pokazały, że model ten sprzyja dyskusji przedoperacyjnej i formułowaniu strategii operacyjnych. W szczególności, w wyniku wyraźnego uwidocznienia lokalizacji nerwu krtaniowego wstecznego i przytarczyc w polu operacyjnym tarczycy, można uniknąć ich uszkodzenia podczas operacji, zmniejszyć trudność operacji tarczycy, a także zmniejszyć częstość występowania pooperacyjnej niedoczynności przytarczyc i powikłań związanych z nawracającym uszkodzeniem nerwu krtaniowego. Co więcej, ten wydrukowany w 3D model jest intuicyjny i pomaga w komunikacji w celu podpisania świadomej zgody przez pacjentów przed operacją.

Niniejsza praca przedstawia protokół konstrukcji spersonalizowanych modeli tarczyc pacjentów wydrukowanych w technologii 3D. Rysunek 1 przedstawia schemat blokowy tworzenia spersonalizowanego modelu 3D tarczycy pacjenta. Rysunek 2 przedstawia urządzenie do drukowania spersonalizowanych modeli 3D tarczyc pacjentów. Rysunek 3 przedstawia interfejs oprogramowania służącego do tworzenia spersonalizowanego modelu 3D dla pacjentów z choro...

Tutaj zaproponowano nową metodę tworzenia spersonalizowanego modelu drukowanego w 3D do przedoperacyjnej oceny operacji tarczycy. Sprzyja to rozmowie przedoperacyjnej, zmniejszając trudność operacji tarczycy.

Spersonalizowany model wydrukowany w 3D do oceny przedoperacyjnej w chirurgii tarczycy

The anatomic structure of the surgical area of thyroid cancer is complex. It is very important to comprehensively and carefully evaluate the tumor ...

W tym badaniu mamy na celu poprawę oceny przedoperacyjnej, komunikacji z pacjentem i pewności chirurgicznej operacji tarczycy poprzez spersonalizowane modele 3D tarczycy. Ta technika może bardzo dzielnie przywrócić relację między tarczycą a otaczającymi ją strukturami przy użyciu mniej czasu i kosztów. Jeśli uda nam się uzyskać obrazy 3D o wysokiej precyzji lub spersonalizowany model 3D, można spotkać się.Na przykład chirurgia wątroby. Aby rozpocząć, należy zeskanować tarczycę pacjenta za pomocą ulepszonej tomografii komputerowej w celu uzyskania danych obrazu w formacie DICOM. Zaimportuj zeskanowane dane obrazu do oprogramowania i ustaw odpowiedni próg zgodnie z różnicą wartości szarości między tarczycą a otaczającymi ją tkankami lub narządami.Ponieważ różne wartości szarości odzwierciedlają różnice w intensywności różnych obszarów ludzkiego ciała, ustaw próg skali szarości na 226 do 1500, aby przedstawić obraz kości, ustaw próg na minus 200 do 226, aby pokazać obraz tarczycy. Pozwól oprogramowaniu automatycznie zidentyfikować obszar w ramce lub ręcznie nakreślić granicę obszaru docelowego, jeśli rozpoznanie nie jest zadowalające. Generuj pliki STL na podstawie zrekonstruowanego modelu danych.Po uzyskaniu zgody lekarza na zrekonstruowany model 3D, przenieś dane pliku STL do drukarki 3D z kolorowym materiałem, aby ustawić ustawienia parametrów za pomocą pomocniczego oprogramowania do krojenia druku 3D. Wybierz model druku w zależności od rodzaju gotowych produktów. Modele drukowane w kolorze zwykle wykorzystują technologię białego strumienia.Podczas gdy żywica światłoczuła wykorzystuje cyfrową procesję świetlną. Wybierz parametr grubości obrysu plastra zgodnie z grubością produktów. Tutaj od 23 do 36 mikrometrów.Wybierz metodę podparcia w zależności od stopnia rozdrobnienia modelu druku: albo ogólne wsparcie dla lepszej ochrony i mniej uszkodzeń drobnych szczegółów, albo częściowe podparcie, które oszczędza materiały. Następnie wybierz kolorowanie modelu za pomocą funkcji palety kolorów w drukarce. Ujednolicić tętnice kolorem czerwonym 255 i żyły kolorem niebieskim 255.Wypełnij żywicę utwardzaną twardym światłem w drukarce 3D. Debuguj platformę drukowania i drukuj przy użyciu technologii procesu białego strumienia. Po wydrukowaniu wyjmij wstępnie wydrukowany model tarczycy.Odejmij konstrukcję nośną, rozbijając i owijając podpory wokół wstępnego modelu rękami w rękawiczkach i usuwając większość głównego korpusu konstrukcji nośnej. Umieść model w myjce ultradźwiękowej z alkalicznym roztworem wodorotlenku wapnia w celu 15-minutowego czyszczenia. Włóż model do mokrej piaskarki i spłucz go, aż reszta struktury nośnej na powierzchni zostanie zmyta.Następnie zmiel model za pomocą elektrycznego pilnika szlifierskiego lub ściernicy. Po zmieleniu rozpyl lakier na duże bloki kolorystyczne na połowie powierzchni modelu. Następnie ręcznie pomaluj kolorowe bloki o małej powierzchni lakierem.Następnie umieść model w maszynie do utwardzania UV na 30 sekund utwardzania. Następnie wyjmij model i wyczyść go 95% alkoholem. Zapakuj gotowy model tarczycy i zakończ dostawę do chirurgów przed operacją.Zgodnie z tym podejściem, kompletny wydrukowany w 3D model obszaru tarczycy został skonstruowany za pomocą ulepszonej tomografii komputerowej przed operacją u pacjenta z rakiem tarczycy. Wysokiej jakości obrazy 3D to podstawa do druku. Technologia druku WGP jest kluczowym punktem dla wysokiej jakości modeli 3D.

a-personalized-3d-printed-model-for-preoperative-evaluation-thyroid

Research

JoVE Journal

Medicine

Medycyna

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

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

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

Ten protokół opisuje wytwarzanie czaszki, mózgu i fantomu guza specyficznego dla pacjenta. Wykorzystuje druk 3D do tworzenia form, a alkohol poliwinylowy (PVA-c) jest używany jako materiał naśladujący tkankę.

Specyficzne dla pacjenta wytwarzanie fantomów z alkoholu poliwinylowego z kontrastem ultradźwiękowym i rentgenowskim w celu planowania operacji guza mózgu

W diagnozowaniu i leczeniu miejscowo zaawansowanego raka tarczycy, zastosowanie wspomaganej komputerowo trójwymiarowej rekonstrukcji może dostarczyć dodatkowych informacji na temat zakresu guza i cech anatomicznych, pomagając tym samym w ocenie ryzyka i planowaniu operacji.

Komputerowe wspomaganie wizualizacji trójwymiarowej w leczeniu miejscowo zaawansowanego raka tarczycy

Transustna robotyczna całkowita tyreoidektomia i obustronne centralne regionalne wycięcie węzłów chłonnych przy użyciu trzech portów bez nacięcia pachowego są wykonalne i bezpieczne dla wczesnego stadium raka brodawkowatego tarczycy. Tutaj przedstawiamy techniki operacyjne tej operacji.

Przezustna robotyczna całkowita tyreoidektomia i obustronne rozwarstwienie centralnych regionalnych węzłów chłonnych w przypadku raka brodawkowatego tarczycy

To badanie ma na celu stworzenie wydrukowanego w 3D modelu kręgu lędźwiowego specyficznego dla pacjenta, który zawiera zarówno modele kręgów, jak i nerwów rdzeniowych połączone z wysokorozdzielczą tomografią komputerową (HRCT) i danymi MRI-Dixon.

Druk 3D modelu specyficznego kręgu lędźwiowego pacjenta

Tutaj prezentujemy technikę ultrasonograficzną 5D łączącą wielopłaszczyznową rekonstrukcję 3D i fuzję kolorowego Dopplera, która umożliwia synchroniczną wizualizację informacji strukturalnych i funkcjonalnych tarczycy. Minimalizując martwe punkty, metoda ta umożliwia szybką i precyzyjną lokalizację zmian w celu poprawy dokładności diagnostycznej, co jest szczególnie korzystne dla początkujących lekarzy.

Synchroniczna rekonstrukcja trójpłaszczyznowa zintegrowana z kolorowym mapowaniem dopplerowskim w celu precyzyjnej i szybkiej lokalizacji zmian w tarczycy

Radykalne endoskopowe tyreoidektomia wiąże się z różnymi powikłaniami chirurgicznymi. W badaniu wykorzystano techniki rzeczywistości mieszanej, aby pomóc chirurgom w wykonywaniu radykalnej endoskopowej tyreoidektomii, mając na celu zwiększenie jej bezpieczeństwa i obniżenie progu chirurgicznego.

Radykcyjna endoskopowa tyreoidektomia wspomagana rzeczywistością mieszaną

Celem tego artykułu jest przedstawienie metody identyfikacji i ochrony nawracającego nerwu krtani podczas robotycznej tarczycy za pomocą podejścia przedsionkowego w doustnym przypadku bez monitora nerwu krtaniowego.

Identyfikacja i ochrona nawracającego nerwu krtaniowego podczas transoralnej robotycznej tarczycy

Poznaj metodę tworzenia spersonalizowanych modeli 3D do oceny przedoperacyjnej w chirurgii tarczycy. Technika ta poprawia komunikację z pacjentem i precyzję zabiegu przy niższych kosztach.

Spersonalizowany model wydrukowany w 3D do oceny przedoperacyjnej w chirurgii tarczycy

Przeglądaj więcej filmów