Hybrydowe drukowanie 3D dla modelu płuc z nowotworami skraca czas operacji

W wielokrotnie nagradzanej prezentacji plakatowej na Europejski Kongres Promieniowania (ECR) w 2018 roku naukowcy dokładnie udokumentowali, jak tworzyć modele hybrydowe i wyjaśnili korzyści, jakie zapewniają w prowadzeniu usuwania guza.

"[Hybrydowy] Drukowanie 3D stanowi nowatorską i potencjalnie użyteczną technikę dostępną do planowania leczenia i ulepszania uczenia się. Chociaż jego wpływ wciąż musi zostać udowodniony, procedura ta może usprawnić planowanie operacji, szczególnie w złożonych operacjach ", napisał dr Broni Broncano, jeden z prezenterów szpitala.

Według dr Broncano i jego współpracowników wykonano liczne badania, które świadczą o ogromnej wartości, jaką prezentowane są modele 3D do implantacji urządzeń i protez, anatomicznych badań klatki piersiowej oraz planowania chirurgicznego i prowadzenia procedur klatki piersiowej. Zazwyczaj modele są reprezentacjami 3D MRI lub skanów CT wykonanych podczas oceny klatki piersiowej.

Skany CT są zwykle wykonywane, gdy pacjent początkowo prezentuje raka płuc, ponieważ anatomiczne szczegóły płuc są tak świetne w tym metoda. Jednak zamiast używać tomografii komputerowej do oceny zaawansowania raka płuca i wykrywania przerzutów, naukowcy stwierdzili, że klinicyści zwykle faworyzują obrazy MR.

To jest droga, którą przeszedł zespół badawczy szpitala, ale zamiast wybierać jedną lub inni, poszli z obydwoma rodzajami obrazowania, aby wykorzystać zalety każdego z nich. Po uzyskaniu skanów TK klatki piersiowej i funkcjonalnych MRI kilku pacjentów z rakiem płuca, zespolili je ze sobą, tworząc hybrydowy wydrukowany model 3D płuca z guzem.

Najpierw zespół uzyskał skany TK z kontrastem małe pole widzenia, które pomogłoby "zwiększyć rozdzielczość przestrzenną skanów". Iteracyjny algorytm rekonstrukcji na skanach CT służył zmniejszeniu szumów obrazu. Następnie, aby wyróżnić odrębne obszary skanowania, zastosowali oparte na dostawcy, półautomatyczne protokoły segmentacji.

Zebrane obrazy MR płuc pacjentów zostały następnie połączone z odpowiednimi skanami TK za pomocą zaawansowanej platformy wizualizacyjnej IntelliSpace Portal firmy Philips Healthcare, aby połączyć je wszystkie w jeden plik STL do hybrydowego drukowania 3D. Aby prawidłowo wyrównać obrazy TK z obrazami MR o wysokiej wartości współczynnika dyfuzji o wartości b, zespół musiał zastosować sztywny algorytm rejestracji - to pomogło dopasować pole widzenia dla zbiorów danych z obu form obrazowania i pozwoliło im ręcznie napraw wszelkie błędy pozycjonowania wadvance

Dr. Broncano i reszta zespołu szpitalnego ukończyli studium przypadku oceniające, jak bardzo specyficzny dla pacjenta, hybrydowy drukowany model 3D płuc i guzów rzeczywiście pomoże chirurgom w usuwaniu nowotworu. Uwaga na temat spoilerów - byli oni całkowicie w stanie zmniejszyć czas potrzebny na operację usunięcia nowotworu poprzez zastosowanie tych hybrydowych modeli śródoperacyjnie.

Po zastosowaniu hybrydowych modeli 3D wydrukowanych jako przewodnik podczas pięciu częściowych lobektomii, zespół porównał ich wyniki z wynikami 10 podobnych operacji, w których chirurdzy nie stosowali modeli.

Zespół podsumował: "Pomimo ograniczonej mocy statystycznej, wydaje się, że druk 3D może mieć potencjał i korzystny wpływ na chirurgiczne leczenie raka płuca. "

Stosując technologię druku 3D do tego typu operacji, średni czas operacji był skrócony średnio o 30,6 minuty w porównaniu z operacjami, które nie były stosowane. Modele drukowane 3D. Ponadto czas intubacji zmniejszono o 30,5 minuty (p <0,05), a czas powrotu do zdrowia w szpitalu obniżono o 1,9 dnia.

Dr. Broncano zauważył: "Rejestrujemy krótko- i średnioterminową obserwację pacjenta [pooperacyjnego] po jednym miesiącu i trzech miesiącach i zwiększając moc naszej kohorty, aby uzyskać lepsze wyniki."

Jednakże, podczas gdy zespół nie zgłosił "statystycznie znaczącej różnicy" pomiędzy ilością czasu spędzonego na intensywnej terapii a ich parametrami spirometrycznymi za pomocą jednej z technik chirurgicznych, potencjalne korzyści z tego projektu zachęciły ich do kontynuowania badań i zwiększenia populacji tego. Tym razem będą oceniać wszelkie efekty leczenia po zabiegu pochodzące ze śródoperacyjnego użycia modeli drukowanych w 3D.