Waiting
Login processing...

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

Medicine

Een gepersonaliseerd 3D-geprint model voor preoperatieve evaluatie bij schildklierchirurgie

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

Summary

Hier wordt een nieuwe methode voorgesteld om een gepersonaliseerd 3D-geprint model voor preoperatieve evaluatie van schildklierchirurgie op te stellen. Het is bevorderlijk voor preoperatieve discussie, waardoor de moeilijkheid van schildklierchirurgie wordt verminderd.

Abstract

De anatomische structuur van het chirurgische gebied van schildklierkanker is complex. Het is erg belangrijk om de tumorlocatie en de relatie met de capsule, luchtpijp, slokdarm, zenuwen en bloedvaten vóór de operatie uitgebreid en zorgvuldig te evalueren. Dit artikel introduceert een innovatieve 3D-geprinte modelvestigingsmethode op basis van computertomografie (CT) DICOM-afbeeldingen. We hebben een gepersonaliseerd 3D-geprint model van het veld cervicale schildklierchirurgie opgesteld voor elke patiënt die een schildklieroperatie nodig had om clinici te helpen de belangrijkste punten en moeilijkheden van de operatie te evalueren en de operatiemethoden van belangrijke onderdelen als basis te selecteren. De resultaten toonden aan dat dit model bevorderlijk is voor preoperatieve discussie en het formuleren van operationele strategieën. In het bijzonder, als gevolg van de duidelijke weergave van de terugkerende larynxzenuw- en bijschildklierlocaties op het gebied van schildklieroperaties, kan letsel aan hen tijdens de operatie worden vermeden, de moeilijkheid van schildklierchirurgie worden verminderd en de incidentie van postoperatieve hypoparathyreoïdie en complicaties gerelateerd aan recidiverende larynxzenuwbeschadiging ook worden verminderd. Bovendien is dit 3D-geprinte model intuïtief en helpt het de communicatie voor het ondertekenen van geïnformeerde toestemming door patiënten vóór de operatie.

Introduction

Schildklierknobbels zijn een van de meest voorkomende endocriene ziekten, waaronder schildklierkanker goed is voor 14% -21%1. De voorkeursbehandeling voor schildklierkanker is chirurgie. Omdat de schildklier zich echter in het voorste cervicale gebied bevindt, zijn er belangrijke weefsels en organen dicht bij de schildklier in het operatiegebied, zoals de bijschildklier, luchtpijp, slokdarm en cervicale grote bloedvaten en zenuwen2,3, waardoor de operatie relatief moeilijk en riskant is. De meest voorkomende chirurgische complicaties zijn een afname van de bijschildklierfunctie veroorzaakt door bijschildklierfunctieletsel of misresectie en heesheid veroorzaakt door recidiverend larynxzenuwletsel4. Het verminderen van de bovengenoemde chirurgische complicaties is altijd een doel geweest voor chirurgen. De meest voorkomende beeldvormingsmethode vóór schildklierchirurgie is echografie, hoewel de weergave van de bijschildklier en zenuw zeer beperkt is5. Bovendien is de variatie in de positie van de bijschildklier en de terugkerende larynxzenuw in het schildklieroperatiegebied zeer hoog, wat identificatie belemmert 6,7. Als de anatomische positie van elke patiënt tijdens de operatie in realtime via het model aan de chirurg kan worden weergegeven, zal dit het operationele risico van schildklierchirurgie verminderen, de incidentie van complicaties verminderen en de efficiëntie van schildklierchirurgie verbeteren.

Daarnaast is het ook een uitdaging om het chirurgische proces voor de operatie grondig uit te leggen aan patiënten. Sommige onervaren chirurgen vinden het moeilijk om de precieze details van de operatie uit te leggen en over te brengen aan patiënten, vooral vanwege de complexiteit van de schildklier en de omliggende structuren. Elke patiënt heeft zijn eigen unieke anatomische structuur en persoonlijke behoeften8. Daarom kan een gepersonaliseerd 3D-schildkliermodel op basis van de echte anatomie van de patiënt patiënten en clinici effectief helpen. Momenteel worden de meeste producten op de markt in massa geproduceerd op basis van vlakdiagrammen. Door gebruik te maken van 3D-printtechnologie om een patiëntspecifiek model te produceren dat de individuele medische behoeften van elke patiënt weerspiegelt, kan dit model worden gebruikt om de werkelijke toestand van patiënten met schildklierkanker te evalueren en chirurgen te helpen de aard van de ziekte beter met patiënten te communiceren.

3D-printen (of additive manufacturing) is een driedimensionale constructie die is opgebouwd uit een computerondersteund ontwerpmodel of digitaal 3D-model9. Het is gebruikt in vele medische toepassingen, zoals medische hulpmiddelen, anatomische modellen en medicijnformulering10. In vergelijking met traditionele beeldvorming is een 3D-printmodel beter zichtbaar en beter leesbaar. Daarom wordt 3D-printen steeds vaker gebruikt in moderne chirurgische ingrepen. Veelgebruikte 3D-geprinte technologieën zijn onder meer printen op basis van vatpolymerisatie, printen op basis van poeder, printen op basis van inkjet en printen op basis van extrusie11. Bij op vatpolymerisatie gebaseerd printen wordt een specifieke golflengte van licht bestraald op een vat lichtuithardende hars, dat de hars lokaal laag voor laag uithardt. Het heeft de voordelen van materiaalbesparing en snel printen. Afdrukken op basis van poeder is afhankelijk van gelokaliseerde verwarming om het poedermateriaal te fuseren voor een dichtere structuur, maar het leidt ook tot een aanzienlijke toename van de afdruktijd en -kosten en wordt momenteel beperkt gebruikt12. Afdrukken op basis van inkjet maakt gebruik van een nauwkeurige spuit van druppels op het substraat in een laag-voor-laag proces. Deze technologie is het meest volwassen en heeft de voordelen van een hoge materiaalcompatibiliteit, beheersbare kosten en een snelle afdruktijd13. Afdrukken op basis van extrusie extrudeert materialen zoals oplossingen en suspensies door spuitmonden. Deze techniek maakt gebruik van cellen en heeft daarom de hoogste mogelijkheden om zacht weefsel na te bootsen. Vanwege de hogere kosten en bio-affiniteit wordt het voornamelijk gebruikt op het gebied van tissue engineering en minder vaak in chirurgische orgaanmodellen14.

Als gevolg hiervan kozen we voor de "White Jet Process" printtechnologie, gebaseerd op de complexiteit van de schildklier en de omliggende structuren en het chirurgische schema. Deze technologie combineert de voordelen van afdrukken op basis van vatpolymerisatie en afdrukken op basis van inkjet, en biedt hoge precisie, snel afdrukken en lage kosten, waardoor het geschikt is voor schildklierchirurgie. Het doel van dit protocol is om een 3D-geprint schildklierkankermodel te maken, de prognose van patiënten te verbeteren door voldoende informatie te geven over de anatomische structuur en variatie van patiënten, en artsen en patiënten beter te informeren over alle aandoeningen die verband houden met het chirurgische proces.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Deze studie had geen toestemming nodig om uit te voeren of enige vorm van toestemming van de patiënten om hun gegevens te gebruiken en te publiceren, omdat alle gegevens en informatie in deze studie en video geanonimiseerd waren.

1. Verzameling van beeldgegevens

  1. Scan de schildklier van de patiënt door verbeterde computertomografie (CT) om de beeldgegevens in DICOM-formaat te verkrijgen. Zorg ervoor dat dit proces binnen 1 week voor de operatie wordt uitgevoerd en controleer de plakdikte zodat deze ≤1 mm is.

2. Verwerking van DICOM-gegevens

  1. Importeer de gescande patiëntbeeldgegevens in de software (zie Materiaaltabel) en stel de juiste drempel in op basis van het verschil in grijswaarde tussen de schildklier en omliggende weefsels of organen. Omdat verschillende grijswaarden reflecties zijn van verschillen in de dichtheid van verschillende delen van het menselijk lichaam, stelt u de grijswaardendrempel (eenheid: hu; op de software) in op 226-1.500 om het botbeeld te presenteren; Stel de drempel in op -200-226 om het beeld van de schildklier weer te geven. Laat de software automatisch het verpakte gebied identificeren of handmatig de grens van het doelgebied schetsen als de herkenning niet bevredigend is.
    OPMERKING: Mimics selecteert automatisch het schildkliergebied en gebruikt de 3D-regiogroeitechnologie om het beeld te segmenteren en de 3D-reconstructie te berekenen. Tegelijkertijd is het 3D-beeld geoptimaliseerd om de ruwheid en het gevoel van stappen te verminderen om een natuurlijk, soepel en authentiek 3D digitaal visualisatiemodel te verkrijgen, dat een meer eenvoudige observatie van het 3D-model voor chirurgen mogelijk maakt.
  2. Genereer STL-bestanden op basis van het gereconstrueerde gegevensmodel. Kies het gereconstrueerde model in de software, klik op Exporteren in het bestandsdock en kies STL als de exporterende bestandsindeling. Genereer ten slotte de STL-bestanden met succes.

3. Medisch-technische interactie

  1. Stuur het gereconstrueerde 3D-modelvoorbeeld naar de artsen, die de toegepaste vereisten en anatomische structuur van het 3D-model bevestigen en feedback geven aan de modelleringsingenieur als een wijziging nodig is. Na het ontvangen van bevestigingen van de artsen, gaat u verder met de productievoorbereidingsfase.

4.3D afdrukken (aanvullend bestand 1)

  1. Breng de STL-bestandsgegevens over naar de kleurrijke materiaal 3D-printer en voltooi de parametervoorinstellingen (zoals afdrukmodus, dikte van segmentlijn, ondersteuningsmethode en modelkleuring) via de ondersteunende 3D-afdruksnijsoftware.
    1. Selecteer het afdrukmodel op basis van het type eindproduct (kleurenafdrukmodellen gebruiken meestal White Jet Process-technologie, terwijl lichtgevoelige hars meestal Digital Light Procession gebruikt).
    2. Selecteer de dikte van de segmentlijn op basis van de dikte van de producten (hier van 24 μm tot 36 μm).
    3. Kies de ondersteuningsmethode op basis van de fijnheid van het afdrukmodel: algemene ondersteuning (betere bescherming en minder schade aan fijne details) of gedeeltelijke ondersteuning (die materialen bespaart).
    4. Selecteer modelkleuren met de kleurenpaletfunctie op de printer. Verenig de slagaders met rode kleur 255 en de aderen met blauwe kleur 255.
      OPMERKING: Omdat andere delen zoals de tumorlaesie niet strikt standaard zijn, kunnen chirurgen een kleur selecteren op basis van hun behoeften of voorkeur.
  2. Vul hardlichthardende hars in de 3D-printer in (zie aanvullende tabel S1), debug het afdrukplatform en print met White Jet Process-technologie. Verwijder na het afdrukken het voorlopig afgedrukte schildkliermodel.
    OPMERKING: De White Jet Process-technologie is gebaseerd op het principe van inkjetprinten, waarbij een dunne laag lichtgevoelige hars in één straal wordt afgedrukt en vervolgens wordt bestraald met een specifieke golflengte van UV-licht, waardoor een snelle polymerisatiereactie en uitharding van de lichtgevoelige hars ontstaat. Dit proces wordt laag voor laag voltooid totdat de afdruk is voltooid.

5. Nabehandeling

  1. Trek de ondersteuningsstructuur van het voorlopig afgedrukte schildkliermodel af. Slijp, vernis en harden het halffabricaat uit om een geïndividualiseerd 1:1 isometrisch 3D-geprint schildkliermodel te verkrijgen.
    1. Ondersteuningsstructuur aftrekken
      1. Draag handschoenen, breek de wikkelsteunen rond het voorlopige model uit elkaar en verwijder het grootste deel van het hoofdgedeelte van de ondersteunende structuur.
      2. Plaats het model in een ultrasone reiniger met Ca (OH) 2 alkalische oplossing voor een reiniging van 15 minuten.
      3. Plaats het model in een natte zandstraalmachine en spoel het af totdat de rest van de draagstructuur op het oppervlak is weggespoeld.
    2. Slijpen
      1. Slijp het model met een elektrische slijpmachine, vijl of slijpschijf.
    3. Lakken
      OPMERKING: Dit proces bestaat uit spuiten en handmatig schilderen.
      1. Spuit de vernis in kleurblokken met een groot oppervlak op de helft van het oppervlak van het model. Schilder de kleurblokken met een klein oppervlak handmatig met vernis.
    4. Genezen
      1. Plaats het model in een UV-uithardingsmachine voor 30 s uitharding.
      2. Haal het model eruit en maak het schoon met 95% alcohol.
        OPMERKING: Nadat de alcohol volledig vervluchtigd is, is de productie voltooid.

6. Levering

  1. Verpak het schildkliermodel en voltooi de levering aan de chirurgen vóór de operatie.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Dit artikel presenteert een protocol voor de constructie van gepersonaliseerde 3D-geprinte modellen van de schildklieren van patiënten. Figuur 1 toont een stroomschema voor het opstellen van een gepersonaliseerd 3D-geprint model voor schildklieren van patiënten. Figuur 2 toont het gepersonaliseerde 3D-geprinte modelprintapparaat voor schildklieren van patiënten. Figuur 3 toont de software-interface voor het opzetten van een gepersonaliseerd 3D-geprint model voor schildklierpatiënten. De getoonde interface is gedetailleerd in de video. Figuur 4 toont het eindproduct van het gepersonaliseerde 3D-geprinte model van schildklieren van patiënten. Het toont verschillende anatomische niveaus en toestanden van het 3D-model van dezelfde patiënt. Aan de linkerkant is het schildklieroperatiegebied na spierverwijdering. Aan de rechterkant is het schildklieroperatiegebied omwikkeld door sternocleidomastoïde spier. Figuur 5 toont het geval van een schildklierkankerpatiënt voor wie een compleet 3D-geprint model van het schildkliergebied werd geconstrueerd door middel van verbeterde CT vóór de operatie. A is de coronale sectie, B is de transversale sectie en C is de sagittale sectie van de CT-scan van de patiënt. D toont het 3D-model gebouwd en geprint op basis van CT. Op basis van CT wordt de dwarsdoorsnede van elke CT-scan gesuperponeerd om een 3D-model te maken. In vergelijking met traditionele CT is het meer stereoscopisch en intuïtief en kan het worden waargenomen door 360 ° rotatie.

Figure 1
Figuur 1: Het stroomschema voor het opstellen van een gepersonaliseerd 3D-geprint model voor schildklierkankerpatiënten. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figure 2
Figuur 2: Het gepersonaliseerde 3D-geprinte modelapparaat voor schildklierkankerpatiënten. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figure 3
Figuur 3: De software-interface voor het opzetten van een gepersonaliseerd 3D-geprint model voor schildklierkankerpatiënten. De getoonde interface is gedetailleerd in de video. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figure 4
Figuur 4: Het eindproduct van het gepersonaliseerde 3D-geprinte  model van schildklierkankerpatiënten (hetzelfde model links en rechts). Aan de linkerkant is het schildklieroperatiegebied na spierverwijdering. Aan de rechterkant is het schildklieroperatiegebied omwikkeld door sternocleidomastoïde spier. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figure 5
Figuur 5: Het geval van een schildklierkankerpatiënt die vóór de operatie een 3D-geprint model van het schildkliergebied voltooide door middel van verbeterde CT. A is het coronale gedeelte van de CT-scan van de patiënt. B is het dwarse gedeelte van de CT-scan van de patiënt. C is het sagittale gedeelte van de CT-scan van de patiënt. D toont het 3D-model dat is gebouwd en geprint op basis van de CT-scan. Op basis van CT wordt de dwarsdoorsnede van elke CT-scan over elkaar heen gelegd om een 3D-model op te stellen. In vergelijking met traditionele CT is het meer stereoscopisch en intuïtief en kan het worden waargenomen door 360 ° rotatie. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Aanvullend bestand 1: Productie en pakket van elk model van aangepaste 3D-geprinte full color schildkliermodellen. Klik hier om dit bestand te downloaden.

Aanvullende tabel S1: Technische specificaties van de multi-materiaal kleurenprinter met meerdere materialen. Klik hier om dit bestand te downloaden.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Echografie kan de enige preoperatieve beeldvormingsprocedure zijn voor de meeste patiënten die een schildklieroperatie ondergaan15. Een paar goed gedifferentieerde gevallen kunnen echter lijden aan gevorderde ziekten, die de omliggende weefsels of organen binnendringen en de operatie belemmeren16. Dit model kan meer geschikt zijn voor patiënten met vergevorderde schildklierkanker. Wanneer de ziekte vordert, is extra CT-scans nuttig voor verdere diagnose. Dit model is gebaseerd op CT-scanning, die meer anatomische en morfologische informatie oplevert dan het momenteel toegankelijke batch-geproduceerde fantoom van de schildklier. Het kan ook duidelijk de relatie tussen de schildkliertumor en de schildklier laten zien, evenals de relatie tussen de schildkliertumor en de omliggende weefsels.

Het resulterende model kan worden gebruikt om grote structurele veranderingen en misvormingen vóór de operatie te voorspellen. In de klinische praktijk verbetert het de efficiëntie van gepersonaliseerde chirurgische evaluatie door artsen voor verschillende patiënten aanzienlijk. De ervaring van chirurgen toonde aan dat dit model de onvoorspelbaarheid van chirurgie verminderde en de operatietijd verkortte. Het belang van dit model is om de prognose van patiënten te verbeteren door voldoende informatie te verstrekken over de eigen anatomische structuur en variatie van de patiënt en de postoperatieve resultaten beter te begrijpen, inclusief complicaties die verband kunnen houden met het natuurlijke proces van chirurgie, en het maken van een echt schildklierfantoom dat de CT-gebaseerde anatomische structuur weerspiegelt.

Bovendien kan het maken van een 3D-geprint schildklierkankermodel patiënten helpen hun gezondheidsgerelateerde problemen beter te begrijpen en artsen helpen het beste behandelplan voor te stellen. Eerdere studies toonden aan dat het gebruik van 3D-geprinte modellen in het medisch onderwijs het effect van onderwijs verbeterde17,18,19. Een studie gebruikte 3D-printtechnologie om de classificatie van acetabulaire fracturen te leren, omdat deze complexe botanatomische structuren een nauwkeurige chirurgische planning en bevestiging vereisen17. Een eerdere studie gebruikte een 3D-geprint half-bekken voor preoperatieve planning en bereikte positieve resultaten door onervaren chirurgen opte leiden 18. Een andere studie gebruikte 3D-geprinte gespleten lip- en gehemeltemodellen als leermiddelen, die een beter begrip kunnen geven van verschillende patiëntscenario's19. Voor patiënten met schildklierkanker kunnen 3D-geprinte modellen van patiënten vóór de operatie de patiënten helpen beter te begrijpen wat hun operatie inhoudt. Bovendien verhoogde dit model ook de interesse van onervaren clinici in schildklieraandoeningen, wat clinici hielp zichzelf te onderwijzen voordat de aandoening en procedure aan patiënten werden uitgelegd om de kwaliteit van de behandeling en operatieplanning te verbeteren.

We gebruikten een vragenlijst om het nut van gepersonaliseerde 3D-geprinte schildkliermodellen te evalueren. We vroegen de patiënten hoe ze dachten over het gebruik van 3D-geprinte schildkliermodellen. De patiënten vertoonden de hoogste scores in "het begrijpen van de ziekte" (71,7%), gevolgd door "algemene tevredenheid" (17,0%), "het begrijpen van de operatie" (11,3%) en "waardeloos" (0%). Deze resultaten toonden aan dat 3D-modelleringstechnologie waardevol kan zijn voor anatomieonderwijs. Het tonen van de positionele relatie tussen de tumor en de schildklier is misschien wel het grootste voordeel van dit 3D-geprinte model.

De tijd die nodig is om 3D-geprinte modellen te produceren, inclusief modellering en printtijd, is een van de belangrijkste beperkingen, ook al is 3D-printen geïntegreerd in de moderne medische praktijk. Het ontwerpproces voor het replicatiemodel van de longslagader duurde 8 uur, terwijl het printproces 97 uur en 14 minuten duurde. Daarom, hoewel talrijke studies over patiëntspecifieke (d.w.z. gepersonaliseerde) modelleringstechnieken zijn uitgevoerd voor verschillende anatomische locaties of doeleinden (zoals chirurgische richtlijnen of klinische training)20,21,22,23, is hun waarde in de klinische setting slechts in een paar studies aangetoond 16,24,25 . In dit opzicht was het voordeel van dit model dat we de tijd voor het maken van gepersonaliseerde 3D-modellen konden verkorten. Ons model van de schildklier duurde slechts 3 uur om te bouwen en 8 uur om te printen.

Een beperking van deze studie is dat het model gebaseerd was op de hoofd-hals CT-scan van schildklierkankerpatiënten die deelnamen aan dit onderzoek, wat extra kosten met zich meebrengt. Tegelijkertijd brengen 3D-geprinte modellen ook extra kosten met zich mee. Daarom kunnen in toekomstig onderzoek patiëntspecifieke gepersonaliseerde printmodellen worden gemaakt voor unieke patiëntgevallen met de individuele schildklier- en omliggende weefselinformatie, die kunnen worden gebruikt om de procedures uit te leggen die zijn afgestemd op elke patiënt en de voordelen van dit 3D-model. Daarnaast moet ook rekening worden gehouden met de extra kosten die patiënten moeten betalen. Deze kosten moeten worden afgewogen tegen de werkelijke baten van het model en de extra kosten die patiënten betalen.

Kortom, een nieuwe methode voor het opzetten van een gepersonaliseerd 3D-geprint model voor de preoperatieve evaluatie van schildklierchirurgie is voorgesteld, die bevorderlijk is voor preoperatieve discussie en de moeilijkheid van schildklierchirurgie vermindert.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

De auteurs verklaren geen belangenverstrengeling te hebben.

Acknowledgments

Deze studie werd ondersteund door de gezondheidscommissie van de provincie Sichuan (Grant No.20PJ061), de National Natural Science Foundation of China (Grant No.32101188) en het General Project of Science and Technology Department van de provincie Sichuan (Grant No. 2021YFS0102), China.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
3D color printer Zhuhai Sina 3D Technology Co J300PLUS Function support: automatic optimized placement, automatic model typesetting, automatic generation support, real-time layered edge cutting and printing, slice export, custom color thickness, custom placement / scaling, man hour evaluation, material consumption evaluation, print status monitoring, material remaining display, changing materials and colors, managing work queues, full / semi enclosed printing, automatic detection of model interference, layer preview, automatic pause of ink shortage, power failure to resume printing Automatic cleaning nozzle, automatic channel adaptation, ink change, automatic cleaning pipeline, follow-up laying. Range of optional materials: RGD series transparent molding materials, RGD series opaque molding materials, FLX series soft molding materials, ABS like series molding materials, high temperature resistant molding materials, Med series molding materials (first-class medical record certification), ordinary supporting materials, water-soluble supporting materials.
Mimics 21.0 software  Materialise, Belgium DICOM data processing

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

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

Tags

Deze maand in JoVE nummer 192
Een gepersonaliseerd 3D-geprint model voor preoperatieve evaluatie bij schildklierchirurgie
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Li, P., Chen, Y., Zhao, W., Huang,More

Li, P., Chen, Y., Zhao, W., Huang, Z., Zhu, J. A Personalized 3D-Printed Model for Preoperative Evaluation in Thyroid Surgery. J. Vis. Exp. (192), e64508, doi:10.3791/64508 (2023).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter