Virtualaus planavimo ir personalizuotų chirurginių instrumentų (gidų) taikymo klinikinėje praktikoje rezultatai ir įtaka operacijos trukmei

Abstract

Temos aktualumas Virtualus planavimas, atliekamas su trimačiais anatominiais modeliais, gautais iš radiologinių tyrimų, įgalina tiksliai suplanuoti navikų rezekciją, o adityvioji gamyba perkelia virtualų planą į operacinę, kur, naudojant personalizuotus chirurginius instrumentus, labai tiksliai atliekami iš anksto suplanuoti chirurginiai veiksmai. Naudojant šį metodą tausojami paciento sveikieji audiniai, sutrumpinama procedūros trukmė bei operacinių sumažinama komplikacijų rizika. Darbo tikslas (-ai) Klinikinėje praktikoje pritaikyti personalizuotus chirurginius instrumentus (gidus) kaulinio audinio navikų rezekcijai, siekiant padidinti procedūros tikslumą, sumažinti invaziškumą ir komplikacijų riziką.Išanalizuoti personalizuotų chirurginių gidų taikymo galimybes, rizikas, bei egzistuojančius barjerus sprendimo priėmimo, dizaino validavimo bei klinikiniais aspektais. Tyrimo metodai Siekiant spartinti kaulinių navikų rezekcijos procedūrų pažangą, operacijos planavimui pasitelktos naujos technologijos – trimatė anatominių struktūrų rekonstrukcija iš radiologinių tyrimų, šių trimačių modelių pagrindu veikianti laisvos prieigos priešoperacinio planavimo platforma MICE, virtualusis modeliavimas ir adityvioji gamyba (3D spausdinimas). Ši metodika pritaikyta klinikiniams atvejams – naviko (osteoid osteoma), susidariusio dešiniojo šlaunikaulio kūne, kortikaliniame kaule, lateraliai, ekscizijai; bei gėrybinio kremzlinio naviko, susidariusio kairiajame klubakaulyje, virš iliosakralinio sąnario, ekscizijai. Iš pacientų (12 m. ir 15 m.) kompiuterinės tomografijos tyrimų vaizdų, naudojant medicininei veiklai sertifikuotą programinę įrangą (Mimics Medical), atkurti anatominiai kaulinių struktūrų ir navikų modeliai, kurie panaudoti kaip pagrindas virtualiam priešoperaciniam pasirengimui. Individualiai kiekvieno paciento atvejui virtualiai suplanuotos rezekcijos plokštumos ir nustatytas pjovimo gylis taip, kad navikai būtų pilnai pašalinti, išsaugojant kuo daugiau pacientų sveikųjų audinių. Pagal suplanuotas plokštumas ir pacientų anatomiją bei priderinant prie standartinių chirurginių instrumentų suprojektuoti (programinė įranga Geomagic® FreeForm® Plus) chirurginiai gidai. Chirurginiai gidai ir pacientų anatominiai modeliai atspausdinti iš biosuderinamos polimerinės Nylon 12 medžiagos miltelių pasitelkiant adityvinės gamybos selektyviojo kietinimo lazeriu technologiją (angl. Selective Laser Sintering). Paruošti gidai ir anatominiai modeliai sterilizuoti ir pristatyti į operacinę kur atlikti suplanuoti procedūros žingsniai. Rezultatai Trimačių anatominių modelių pagrindu atliktas virtualusis planavimas įgalino tiksliai nustatyti navikų dydį ir lokaciją trimatėje erdvėje, suplanuoti pjūvių plokštumas, pjovimo gylį, bei pagal šias plokštumas ir chirurginio priėjimo metodiką suprojektuoti individualius chirurginius instrumentus (gidus). Pagaminti 3D spausdinimo būdu anatominiai modeliai procedūros metu panaudoti kaip vizualizacinė priešoperacinio plano priemonė, leidžianti natūroje įvertinti kaulinių struktūrų topologiją; o chirurginiai gidai leido labai tiksliai atlikti navikų rezekciją, tausojant pacientų sveikuosius audinius. Abiejų pacientų navikai pašalinti radikaliai. Išvados, rekomendacijos Personalizuoti chirurginiai instrumentai (gidai) projektuojami atsižvelgiant į paciento anatomiją ir patologiją ir chirurgo pasirinktą chirurginio priėjimo metodiką bei gidų dizaino specifikacijas. Tokiu būdu pagaminti prietaisai palengvina operacijos eigą, padidina rezekcijos tikslumą, sumažina operacinių komplikacijų riziką, o virtualus priešoperacinis planavimas leidžia tiksliau nuspėti procedūros rezultatus. Nors chirurginiai gidai klinikinėje praktikoje naudojami vis dažniau, detalaus jų efektyvumo vertinimui reikėtų atlikti klinikinius tyrimus su didesne imtimi.