Beyin Tümörü Cerrahisi Planlaması için Ultrason ve X-Ray Kontrastı ile Hastaya Özel Polivinil Alkol Phantom İmalatı

Phantom modelleri önemli araçlardır, ama onları anatomik olarak doğru yapmak zordur. Bu protokol bir tümör içeren bir hastaya özgü hayalet oluşturmak için CT ve ultrason kullanır. Yüksek derecede anatomik gerçekçilik elde etmek için karmaşık heterojen modeller ve 3D baskı kullanıyoruz.

Hastaya özel beyin hayaletleri cerrahi planlama ve klinik eğitime izin verdikleri için son derece yararlıdırlar ve cerrahların yeni teknikler uygulamasına ve yeni aletleri ve donanımı test etmelerine olanak sağlarlar. Preoperatif kontrastlı T1 ağırlıklı MR GG ve hacimsel BT verilerini aldıktan sonra, görüntüleri bir 3B modelleme yazılımı programına yükleyin ve beyin segmentasyonunu iki yarımküreye bölmek için düz kesim aracını kullanın. Her yarımküreyi ayrı sağ ve sol beyin STL dosyaları olarak kaydedin ve dosyaları uygun bir bilgisayar destekli tasarım yazılımı programına aktarın.

Kafes çalışma alanında, gerekli tüm ayrıntıları korurken program tarafından işlenebilmek için her modelin boyutunu mümkün olduğunca küçültme işlevini kullanın. Katı çalışma alanında, içe aktarılan kafesi manipüle edilebilen bir gövdeye dönüştürmek için kafesi BRep aracına kullanın. Tümörün etrafına bir kutu çizmek için oluştur ve kutuyu tıklatın, kutunun tümörü tamamen her tarafa bakışını içine çekmesini sağlamak için görünümü döndürün.

İşlem açılır menüsünde, kutuyu yeni bir gövde olarak belirleyin. Değiştir sekmesini tıklatın ve içinde tümör içi boş bir şekil ile bir kutu oluşturmak için kutudan tümör kesmek için birleştirme aracını kullanın. Kalıbın kesilecek yerlerdeki kutudan düzlemoluşturmak için, kutunun ortasından bir düzlem oluşturmak için yapı ve orta düzleme tıklayın.

Orta düzleme sağ tıklayın ve düzlemi daha hassas konumlandırmak için ofset düzlemi seçin. Değiştirme sekmesinin altında, kalıbı oluşturulan düzlemler boyunca bölmek için bölünmüş gövde işlevini kullanın ve kalıbın her parçasının yüzüne küçük dairesel perçinler eklemek için çizim ve merkez çapı çemberi oluştur'a tıklayın. Daireleri bir yüze birkaç milimetre dışa doğru çıkarmak ve ilgili yüz üzerinde içe doğru çıkarmak için sağ tıklatın.

Ardından kalıbın her parçasını ayrı bir STL dosyası olarak kaydedin. 3D beyin ve tümör kalıplarını yazdırmak için, daha hızlı yazdırma için, yaklaşık 0,2 milimetrelik büyük bir katman yüksekliği ve 3D baskı yazılımında %20'lik düşük dolgu değeri seçin. Kalıplar taban plakası üzerinde uygun şekilde yerleştirilmişse, destek malzemelerine gerek yoktur.

Polilaktik asit gibi sert bir malzeme kullanarak kalıpları yazdırın. Kafatası kalıbını yazdırmadan önce, destek malzemesi olarak PVA'yı kullanmak için yazılıma destek eklemeyi seçin. Modeller için PVA hazırlamak için, ısı 1, iki litre konik şişe 90 derece deiyonize su 800 gram ve PVA toz 200 gram dışarı ölçmek.

Elektronik bir karıştırıcıyı şişeye yerleştirin ve alt veya yankısıma dokunmamasını isteyin. Hızı dakikada 1,500 devirolarak ayarlayın. Yaklaşık 30 dakikalık bir süre içinde şişeye PVA tozu ekleyin.

Tüm PVA eklendiğinde, çözeltiyi 90 dakika daha karıştırın. Yapışkan bir jel elde edildiğinde, su banyosundan şişeyi çıkarın ve malzemenin üstünde bir deri oluşumunu önlemek için plastik şal ile üst kapağı. Soğuduktan sonra, PVA saydam görünür.

Bir kabın içine dökün. Küçük beyaz kristaller gözlemlenebilir, ancak yüzeydeki kabarcıklar hafifçe kazınmalıdır. Sonra bir koruyucu olarak PVA% 0.5 potasyum sorbatekleyin ve iyice çözelti karıştırın.

Hayaletler hazırlamak için, bir beher içine tümör kalıbını doldurmak ve ayrı bir beher içine geri kalanı dökün yeterli PVA dışarı ölçmek. Tümör için PVA hazırlamak için, ultrason kontrast ı için% 1 cam mikroküreler ve ilk kabın x-ışını kontrast için% 5 baryum sülfat ekleyin. Elde çıkan çözümü elle karıştırın.

Katkı maddelerinin homojen bir şekilde karıştırılmasını sağlamak için kabı sonicate ve gerekli kazıyarak herhangi bir kabarcıklar kaldırarak, yaklaşık 10 dakika soğumasını sağlamak için. Birlikte tümör kalıbı güvenli ve kalıp üst delik üzerinden PVA dökün. Eksi 20 derece santigrat dondurucu içine kalıp yerleştirmeden önce, delikten kaçmak için dökülme sürecinde oluşan herhangi bir kabarcıklar izin pVA birkaç dakika dinlenmek için izin verin.

Altı saat sonra, oda sıcaklığında altı saat boyunca kalıp eritin. 12 saatlik donma-çözülme döngüsünü tekrarlayın ve kalıbı modelden dikkatlice çıkarın. Sadece gösterildiği gibi uygun kalıplarda beyincik ve beyin hemisfer modelleri oluşturun.

Her hayalet model parçası için ikinci donma-çözülme döngüsünden sonra, dikkatle kalıpları modelleri kaldırmak ve kafatası alt modelinin tabanında başak üzerinde beyincik tümör hayalet yerleştirin. Beyincik tümör parçasının üst kısmına iki beyin hemisfer yerleştirin ve kafatası alt modeli üzerinde her boşlukta dört dübel yerleştirin. Sonra üstüne kafatası üst modeli yerleştirin.

Gerekirse, model cerrahi de intraoperatif kullanımını simüle etmek için istenilen konuma manevra olabilir. Gösterildiği gibi protokolü takip ederek, hastaya özgü kafatası, beyin ve tümörden oluşan anatomik olarak gerçekçi bir hayalet imal edilebilir. Hayaletiçin ilgili anatomik yapılar hasta MRG ve BT verileri kullanılarak bölümlere ayrılır.

Meshes sonra gösterildiği gibi 3D kalıpları üretmek için modelin her parçası için oluşturulabilir. Beyincik küf tasarımı ve montajı için en karmaşık. Kafatası destek malzemesi gerektirdiği nden yazdırılması en zor kısımdır.

Tamamlanmış hayalet hastanın kafatası, beyin ve tümör gerçekçi bir model sunuyor. İki beyin hemisferi ayrı ayrı üretilir ve beynin gyri ve sulci içeren gerçekçi bir görünüme sahiptir. Beyincik baskılı kafatası tabanına rahatça sığar ve beyin yarımküreleri bu yapının üstüne oturur.

Tümör, tümöre eklenen ekstra kontrast, onu bağlı olduğu çevredeki maddeden ayıran beyaz olmayan bir renkle sonuçlandığı için beyincikte kolayca görülebilir. Tümör hem BT hem de ultrason görüntüleme ile hayalet görüntülenebilir. Daha sonra hasta intraoperatif ultrason verileri gerçek hasta görüntüleri için hayalet görüntüleri karşılaştırmak için kullanılabilir.

Kalıpları oluştururken, hayalet katılaşmış zaman kaldırılmak mümkün olacak sağlamak için kesim konumuna özellikle dikkat edin. Hastaya özel bir beyin fantomu yaratarak, beyin cerrahlarını intraoperatif ultrason kullanımında eğitmek için de kullanılabilecek yeni bir sinirsel navigasyon sistemini test edebildik.