Kolmemõõtmelise trükitehnoloogia mõju uurimine neerukirurgiale
Mar 18, 2022
Märksõnad: Audrey Huaudrey.hu@wecistanche.com
Francesco Esperto, Francesco Pratal ja kell al.
Sissejuhatus
Kolmemõõtmeline printimine(3DP) on tekkinud 1980. aastate lõpus, kuid selle rakendamine meditsiinivaldkonnas pärineb 2000. aastatest [1]. Kuni viimase ajani piirdus selle kasutamine peamiselt ortopeedia ja hambaraviga. NaguKolmemõõtmeline(3D) printerid on muutunud laialdasemaks ja taskukohasemaks, 3DP kasutamise kiire kasv.Kolmemõõtmeline printimine) meditsiinis on registreeritud. Praegu on printimiseks saadaval mitut tüüpi tehnoloogiaid, nagu sideaine jetting, materjali jetting, vat fotopolümeriseerimise tehnoloogiad ja pulbervoodi fusioon; lisaks 3D(Kolmemõõtmeline) printerid saavad nüüd luua esemeid erinevatest materjalidest, nagu plast, vaha, keraamika ja metall [2]. Viimastel aastatel on 3DP(Kolmemõõtmeline printimine)-tehnoloogia (3DPT)(Kolmemõõtmeline trükitehnoloogia)võimaldas tootmismudelitel toota patsientide elundite fakse, isegi terveid kehaosi, mida kasutatakse koolituse eesmärgil ja kirurgilise planeerimise parandamiseks. Lisaks on tarkvara abil loodud kunstlike reaalsuste (virtuaalreaalsused VR, liitreaalsused) abil loodud kunstlike reaalsuste kasutuselevõtt 3DPT-s veel üks samm(Kolmemõõtmeline printimineTehnoloogia)võimaldades kirurgil teha juhendatud operatsiooni, loobumata keskendumisest operatsiooniväljale. Läbivaatamise eesmärk on uurida 3DP kohaldamist.(Kolmemõõtmeline printimine)neerukirurgias; eelkõige keskendume kirurgilisele planeerimisele, patsiendi haridusele, koolitusele ja liitreaalsusele (AR). 3DP(Kolmemõõtmeline printimine)ja kirurgiline planeerimine Operatsioonieelne planeerimine on oluline kirurgiliste tulemuste parandamiseks ja võimalike operatsioonisiseste või -järgsete tüsistuste vähendamiseks. 3D(Kolmemõõtmeline)mudelitel (3DM) võib olla oluline roll kirurgide abistamisel patsiendispetsiifilise anatoomia nõuetekohasel mõistmisel ja nende intraoperatiivsete otsuste suunamisel.3D anatoomilisi koopiaid, mis on trükitud otse patsientide DICOM-piltidelt (kompuutertomograafia või MRI), on kasutatud teabe abistamiseks keerukate kirurgiliste protseduuride operatsioonieelsel planeerimisel ja perioperatiivsete tüsistuste vähendamiseks[3]. Kirurgiline planeerimine 3DM-iga(Kolmemõõtmelised mudelid)sellel on märkimisväärsed eelised praeguste kahemõõtmeliste (2D) piltide ees. Kirurgidel on realistlikum ülevaade ja parem arusaamine piirkonnast, kus nad operatsiooni teevad. Nendest mudelitest saadav võimalik kasu on parem otsuste tegemine ja sellest tulenevalt suurenenud kirurgiline enesekindlus.
Neeruhaiguse ravi: Cistanche ürdi ja tsistanche ekstrakt
3DP rakendused(Kolmemõõtmeline printimine)in Nephron Säästev kirurgia (NSS) Rohkem kui pooled väljaanded umbes 3DM.KolmemõõtmelineMudelid) uroloogias, mis on nende esmaseks tulemuseks kirurgilise planeerimise uuesti teisaldatud. Nefroni säästva kirurgia (NSS) ajastul ei ole keerulise anatoomia ja veresoonte tõttu potentsiaalne pikaajaline neeru isheemia ja sageli ebaselge kasvaja sügavuse invasioon üllatav, et enamik uuringuid on keskendunud neeruvähile [3].
Isegi kui valitud patsientidel on võimalikud ablatiivsed meetodid ja aktiivne jälgimine, esindab neerumasside kirurgiline ravi endiselt kullastandardit ja on aastate jooksul arenenud NSS-i lähenemisviisiks. Kuni 2011. aastani ei olnud uuringuid, mis tõestaksid radikaalse nefrektoomia (RN) asemel osalise nefrektoomia (PN) paremaid tulemusi[4]. 2012. aastal näitas sun ja tema kolleegid esimest korda, et mitme muutujaga analüüsis surid PN-i läbinud patsiendid oluliselt väiksema tõenäosusega muude põhjuste suremuse (OCM) tõttu võrreldes RN kohordiga (p =0,04), märkides, et PN-i tuleks pakkuda "alati, kui see on tehniliselt teostatav"[5]. Sellegipoolest ei tähenda teostatav alati lihtsat: kõrgemad R.E.N.A.L.skooriga massid põhjustavad kirurgilise keerukuse tõttu rohkem Clavien-Dindo operatsioonijärgseid tüsistusi (p =0,043) ja operatsioonijärgse neerufunktsiooni olulist langust (p =0,004). Enne kirurgiliste tulemuste kaalumist võib 3DM tugevalt mõjutada operatsioonieelset planeerimist.(Kolmemõõtmelised mudelid), eriti keeruliste neerumasside puhul.
Uroloogia on liikunud avatud minimaalselt invasiivsele kirurgiale (MIS) ja radikaalselt elundite ekstirpatsioonilt NSS-ile. Selle tulemusena peavad kirurgid tuginema mudelitele, mis võivad anda neile parema arusaamise patsientide haigustest, mis aitavad parandada kirurgilist planeerimist. Silberstein jt tegid 2014. aastal 5 PN-i (4 robot- ja 1 avatud) neerumassi täieliku ekstsisiooniga pärast 5 kohandatud patsiendispetsiifilise 3D neerumudeli loomist [7]. Nende mudelite peamine omadus oli pahaloomulise kasvaja suhtes kahtlased täiustatud neerukahjustused. Selles uuringus viidi kõik sekkumised edukalt läbi keskmise isheemiaajaga 21 min, kõik kirurgilised marginaalid olid negatiivsed ja tüsistused olid minimaalsed. Zhangi jt esialgne aruanne näitas, et T1 neerumassiga patsientidel, kellel on kõlblikud NSS,3DM-id(Kolmemõõtmelised mudelid)kirurgilise planeerimise tulemused olid kõrgemad [8]. Lisaks märkisid kaks kaasatud kirurgi, et 3DM-i operatsioonisisene konsulteerimine oli kasulik kasvaja ja ümbritsevate kudede suhete, resektsiooni sügavuse ja peamiste struktuuride vigastuste, näiteks neeru hilumi vältimiseks. Siiski ei ole konkreetseid küsimusi selle kohta, kuidas 3DM-id(Kolmemõõtmelised mudelid)tehti kirurgilisi planeerimisotsuseid.
1 aasta pärast valis Wake et al.10 neeru kasvajat, mille Skoor oli R.E.N.A.L.nefromeetria skooris üle 5 (vahemikus 6-10) ja esitas 2D-pildid enne 3DM-i(Kolmemõõtmelised mudelid)kolmele kogenud uroloogilisele onkoloogiakirurgile [9]. Pärast mudelite esitamist oli 30-50% kirurgidest altid muutma kirurgilist lähenemist, millel oli suurim mõju transperitoneaalsele või retroperitoneaalsele lähenemisele ja kinnitamisele.
Porpiglia jt hindasid 3D kasulikkust(Kolmemõõtmeline)trükitud kid-ney mudelid ja kirurgi taju. Nende andmete põhjal on 3DM-id(Kolmemõõtmelised mudelid)tundus, et see mõjutab kirurge kõige sobivama isheemia tüübi valimisel (off-clamp vs globaalne isheemia vs osaline isheemia) ja resektsiooni tüüp, mida kirurgide kogemuse põhjal vahet tegemata teha (inucleation or enucleate section) ilma erinevusteta [10].
Neeruhaiguse ravi: Cistanche ürdi ja tsistanche ekstrakt
Kuid hea planeerimine ei tähenda alati häid kirurgilisi tulemusi. Paljud uuringud on keskendunud ka tulemustele pärast 3DM-e(Kolmemõõtmelised mudelid)visualiseerimine ja mil määral nad võivad operatsioone mõjutada. Rundstedt jt teostatavusuuringus töötati välja patsiendispetsiifiline retroloogiline protokoll robot-abistatava PN (RAPN) jaoks [1]. Uuringus läbis RAPN-i 10 patsienti, kellel oli tahke neerumass pärast operatsioonieelset proovi 3D-d kasutades.(Kolmemõõtmeline)-ränipõhisest materjalist trükitud neerumudelid. R.E.N.A.L.nefromeetria skoorid olid vahemikus 7 kuni 11 (keskmine 8,9). Autorid võrdlesid mudeli ja kasvaja resektsioonaegu. Nende tulemused ei näidanud statistiliselt olulist erinevust 3DM-i vahel(Kolmemõõtmelised mudelid)ja aktsiisitud kasvaja keskmises resektsioonajas (6:58 vs 8:22 min,p=0,162)ja aktsiisitud mahud(38.50 vs41.79mm³,p=0.976. Ainult 1/10 patsiendil olid positiivsed kirurgilised marginaalid. Autorid jõudsid järeldusele, et operatsioonieelne proov võib oluliselt tõestada resektsioonstrateegiat, kuid selles uuringus puudub kontrollrühm. Teine teostatavusuuring, mis uurib, kuidas 3D(Kolmemõõtmeline)trükitud neerumudelid võivad mõjutada kirurgilisi protseduure, mida viis läbi Maddox jt.[12]. Eesmärgiga võimaldada operatsioonieelset ja robotlikku kirurgilist simulatsiooni, konstrueerisid autorid patsiendispetsiifilisi füüsilisi 3DM-e(Kolmemõõtmelised mudelid)valmistatud materjalidest, mis võiksid neerukoe omadusi üsna hästi ligikaudselt ühtlustada. Edukalt loodi seitse mudelit ning igal koopial tehti PN ja herniorrhaphy. Pärast simulatsiooni läbisid kõik patsiendid RAPN-i negatiivsete kirurgiliste marginaalidega, teatades keskmisest soojast isheemiaajast 25 minutit. Keskmine R.E.N.A.L. nefropaatia skoor oli 7,4. Võrreldes seitset juhtumit ja "Tulane Urology potentsiaalselt hooldatud RAPN andmebaasi, "operatsioonid 3DM-idega(Kolmemõõtmelised mudelid)oli suuremaid kasvajaid, vähem tüsistusi, pikem soe isheemiline aeg, vähem positiivseid marginaale ja lühem haiglaravi, kuid ainus statistiliselt oluline leid oli vähenenud hinnanguline verekaotus (EBL)(185,7 vs.235,6 ml, p = 0,01), mis viitab sellele, et operatsioonieelne 3DM(Kolmemõõtmelised mudelid)proov võib vähendada praktikantide õppimiskõverat ja parandada kirurgilisi tulemusi. Vastasel juhul tunnistasid autorid, et vaja on täiendavat hindamist.
Kyung jt võrdlesid 17 patsienti, kellele PN-i aitas eelnevalt konsulteerida 3D-ga(Kolmemõõtmeline)patsiendispetsiifilised neerumudelid, mille kontrollrühm koosneb patsientidest, kes läbisid PN-i samast kirurgist ja ligikaudu samal ajavahemikul (2014–2015)[13]. Sarnaselt Maddoxiga leidsid autorid, et ainus statistiliselt oluline erinevus oli operatsioonisisese verekaotuse (IBL) vähenemine(182cc vs.310cc, lk 182cc vs.310cc, lk 182cc<0.01). no="" complications="" occurred="" in="" the="" 3d="" printed="" group.="" moreover,="" patients="" reported="" an="" overall="" improved="" understanding="" of="" the="" disease,="" surgical="" procedure,="" and="" trust="" in="" the="" surgical="" team="" after="" consultation="" of="" the="">(Kolmemõõtmelised mudelid).
Vaatamata suhteliselt väikesele kohordile, kontrollrühma sagedasele puudumisele ja madalale statistilisele võimsusele on need uuringud aidanud kaasa 3DM efektiivsuse toetamisele.(Kolmemõõtmelised mudelid)simulatsioon enne keerulist neeruoperatsiooni.
Neeruhaiguse ravi: Cistanche ürdi ja tsistanche ekstrakt
Hiljuti analüüsis Fan et al.retrospektiivselt andmeid 69 patsiendi kohta, kes läbisid 3D(Kolmemõõtmeline)laparoskoopiline PN (LPN) ja 58, kes läbisid traditsioonilise LPN-i 2016. aasta jaanuarist kuni 2018. aasta veebruarini[14]. Nad teatasid sooja isheemia aja (WIT) olulisest vähenemisest3D-s(Kolmemõõtmeline)rühm (24,1±5,1 3Dcohorti puhul ja 26,6±4,2min traditsioonilises LPN-is,p<0.05), against="" a="" longer="" surgery="" waiting="" time(13.6±3.4="" days="" and="" 7.0="" ±0.6="" days,=""><0.05). subgroup="" analysis="" according="" to="" r.e.n.a.l.scores="" confirmed="" that,="" in="" patients="" with="" scores≥8,="" the="">(Kolmemõõtmeline)rühmal oli oluliselt lühem WIT ja vähem IBL-i (131,9±78,5vs 179,2±76,1,p<0.05)than the="" traditional="" lpn="">
Lõpuks teatas Jaapani rühm oma esialgsest kogemusest, mida nad nimetasid "4D kirurgiliseks navigeerimiseks" minimaalselt invasiivses klambrivälises PN-is [15]. See koosneb täismõõdus 3D-st(Kolmemõõtmeline)trükitud neer, mis on konstrueeritud nii, et kasvajat ja selle marginaali (2-5 mm kasvaja ümber) saaks eemaldada. See funktsioon võimaldas kirurgil kirurgilise planeerimise ajal visualiseerida nii resektsioonieelseid kui ka -järgseid neere (neljas kaalutud mõõde oli aeg). Mudelid aitasid kirurgidel luua toimiva vaimse kaardi resekktsiooniks. Valiti kümme kompleksse neerumassiga patsienti (R.E.N.A.L.skoor≥8) ja läbisid minimaalselt invasiivse klambrivälise PN, millel olid vastuvõetavad perioperatiivsed tulemused ja kirurgilised marginaalid, mille tulemuseks olid peaaegu identsed 3D-ga(Kolmemõõtmeline)trükitud kasvajad. Statistiliselt oluline erinevus leiti operatsioonisisese ultraheli ajal 3D-ga(Kolmemõõtmeline)mudel võrreldes tavaliste operatsioonidega (keskmine vastavalt 3,3 min vs6,3 min, p = 0,021.Lisaks väitsid kirurgid 3DM kasulikkust(Kolmemõõtmelised mudelid)kombatav tagasiside. Seevastu printimiseks oli vaja 4 kuni 9 tundi ja mudeli lõpuleviimiseks 3 kuni 9 päeva. Mudelite kulud olid vahemikus 450 kuni 680 dollarit.
Neeruhaiguse ravi: Cistanche ürdi ja tsistanche ekstrakt
3DP rakendused(Kolmemõõtmeline printimine)perkutaanne nefrolitoomias (PCNL)
Nefrolitiaasia on levinud haigus ja hiljutised andmed näitavad levimust kuni 15% ja üldist esinemissageduse kasvu [16]. Endouroloogiliste tehnikate hulgas esindab perkutaanne nefropatotoomia (PCNL) kullastandarditNeeruKividsuurem kui 20 mm tööaja eeliste ja haigestumuse tõttu [17]. Neerujuurdepääsu ei teosta alati uroloogid mitte nii lihtsa õppimiskõvera tõttu. Tegelikult on paljud uuringud keskendunud nii uroloogide kui ka radioloogide perkutaanse juurdepääsu juhendamiseks kasutatavatele pilditöötlusviisidele. Igatahes, optimaalne valik calyx punktsiooni ja nefrostoomia traktrakti on üks tähtsamaid samme PCNL kirurgilise planeerimise. Raskused hõlmavad trajektoori läbimist, mis viib otse sihtkivini, mõjutamata naaberstruktuure. Tahtmatud elundivigastused ja mitmed traktaktid enne õige calyx juurdepääsu saavutamist võivad põhjustada operatsiooni kestuse suurenemist, suuremaid tüsistusi ja seega pikemat operatsioonijärgset viibimisaega (LOS)[18]. Viimastel aastatel on patsiendispetsiifilise 3D kiire areng(Kolmemõõtmeline)uroloogia segmenteerimine ja rekonstrueerimine on viinud patsiendispetsiifiliste 3DM-ide kombinatsioonini(Kolmemõõtmelised mudelid)koos operatsioonieelse planeerimisega nõelajuhiste jaoks PCNL-protseduuride ajal. 2015. aastal pakkus Gadzhiev jt välja vaagnasüsteemi plastiliini 3D koopia 32 patsiendil, kellel olid operatsiooniruumi viidud ja võrdlusmudelina kasutatud staghorni kivid [19]. PerkutaanneNeerujuurdepääs on kõigil juhtudel edukalt läbi viidud; rohkem kui pooltel (56%) oli pärast teist 87,3% vaatamist üks rada, mille üldine kivivaba määr (SFR) oli üldine kivivaba määr (SFR).
2019. aastal trükkis Xu et al.36 patsiendispetsiifilist 3DM-i(Kolmemõõtmelised mudelid)(3 iga patsiendi kohta) ja simuleeritud 3 torkekohta ülemisest, keskmisest ja alumisest poolusest calyces [20]. Seejärel kasutati operatsiooni ajal võrdlusalusena punktsioonikohta, mis saavutas mudelis parema SFR-i, ning mudeli operatsioonijärgse kivimahu ja patsiendi vahel leiti hea vastavus (p<0.001,95% cd).in="" late="" 2019,="" an="" italian="" group="" presented="" a="" clinical="" case="" of="" a="" 30-year-old="" man="" with="" a="" left="" renal="" stone="" (25×15="" mm)[21].="" a="">(Kolmemõõtmeline)digitaalne ja füüsiline neerumudel, mis aitab kirurgil protseduuri ajal pcnl-i ajal perkutaanset juurdepääsu planeerida ja suunata. Patsient läbis ohutult PCNL-i 1 ühe perkutaanse punktsiooniga (punktsiooni aeg 2 min). Üldine kirurgiline aeg oli 90 min. Post-agent Kompuutertomograafia kinnitas patsiendi SFR-i. Brehmer jt hindasid, kuidas 3D-CT rekonstrueerimine võib mõjutada juurdepääsutee valikut ja ravitulemusi 35 PCNL-ile planeeritud patsiendil (88% keerulise neerukiviga)[22]. Juurdepääsuteed kavandati 3D-le(Kolmemõõtmeline)-Kompuutertomograafia rekonstrueerimised anatoomiliste maamärkide abil (ribid, spinoosne protsess jne). Tulemused olid juurdepääsuplaani muutmine 15/28 patsiendil, samas kui 7 patsiendil ei olnud võimalik juurdepääsu planeerida ilma 3D-CT-ta, kokku 22/35(63%). Kuuskümmend üheksa protsenti neist patsientidest (24/35) olid pärast ühte PCNL-i kivivabad.
Samamoodi tegid Li jt pildi segmenteerimist ja 3D-d(Kolmemõõtmeline)15 keerulise neerukiviga patsiendi, sealhulgas ühe hobuseraua neeruga patsiendi, 8 osalise/täieliku staghornikiviga patsiendi ja 6 mitme neerukiviga patsiendi CT-skaneerimisel [23]. Virtuaalsed ohutud ja usaldusväärsed perkutaansed neerujuurdepääsu marsruudid loodi igale patsiendile põhjaliku planeerimisega, mis põhines3DM(Kolmemõõtmelised mudelid)Neerukivid. Kõige ohutum ja tõhusam perkutaanne traktaat kivi kliirensi jaoks kavandati mudelitele ja laaditi seejärel operatsioonisaali protseduuri ajal ekraanile. Kirurg võib visualiseerida rekonstrueeritud 3DM-i(Kolmemõõtmelised mudelid)kohandada neerude läbipaistvust ja tunda end enesekindlamalt ja mugavamalt juurdepääsuga, mida toetab virtuaalne punktsioon. Litotripsia ajal on 3D(Kolmemõõtmeline)mudelid pakkusid panoraamvaadet kivile ja kogumissüsteemile, mis suunavad intraoperatiivset nefroskoopiat. PCNL viidi edukalt lõpule kõigil 15 patsiendil, ühe seansi SFR oli 93,3% ja lõplik SFR 100%.
Tulevased uuringud on vajalikud suuremate kohortidega, kuid Manningi hüpotees "praktika enne mängimist" võib saada keeruliste operatsioonide hooldamise standardiks [24].
Neeruhaiguse ravi: Cistanche ürdi ja tsistanche ekstrakt
