Popularne

Komunikat pyłkowy

Kraków, na dzień: 13.11.2024 r.

takson	stężenie	prognoza

Sprawdź szczegóły

Komunikat opracowany przez Krakowską Stację Monitoringu Aerobiologicznego przy Zakładzie Alergologii Klinicznej i Środowiskowej UJCM.

stężenie
niskie	średnie
wysokie	bardzo wysokie

Komunikat pyłkowy

Kraków, na dzień: 13.11.2024 r.

takson	stężenie	prognoza

Sprawdź szczegóły

Komunikat opracowany przez Krakowską Stację Monitoringu Aerobiologicznego przy Zakładzie Alergologii Klinicznej i Środowiskowej UJCM.

stężenie
niskie	średnie
wysokie	bardzo wysokie

Jakość powietrza

Zastosowanie modeli z wydruku 3D w planowaniu operacji ortopedycznych u dzieci i młodzieży

W ostatnich latach druk 3D znajduje coraz szersze zastosowanie w planowaniu zabiegów operacyjnych u pacjentów ze skomplikowanymi deformacjami kostnymi. Od 2 lat, przy współpracy z Fundacją e-Nable Polska, Akademią Sztuk Pięknych im. Jana Matejki w Krakowie oraz producentem drukarek, firmie Sinterit, techniki przyrostowe (druk 3D) są wykorzystywane przez lekarzy Oddziału Ortopedyczno-Urazowego w Uniwersyteckim Szpitalu Dziecięcym w Krakowie. W tym czasie dla oddziału wykonanych zostało kilkadziesiąt wydruków odzwierciedlających deformacje na tle chorobowym lub wad wrodzonych części ciała.

Wydruki wykonywano w skali 1:1 z uwzględnieniem anatomii regionu zainteresowania i obejmują zarówno niewielkie obszary elementów kostnych – takie jak stawy kolanowe czy biodra – jak i całe kończyny. Pozwoliło to precyzyjnie zaplanować najbardziej skomplikowane zabiegi operacyjne, m.in. osteotomie w zaburzeniach rotacyjnych i osiowych kończyn dolnych, korekcje deformacji stawu biodrowego w neurogennym zwichnięciu stawu biodrowego czy po przebytej chorobie Perthesae. Modele 3D są również wykorzystywane w chirurgii urazowej, np. w planowaniu leczenia wielołamowego złamania pięty czy kości skokowej. Ponadto są nieocenioną pomocą w przypadkach zmian nowotworowych (m.in. rozległy guz łopatki).

Prawidłowy model 3D oraz wydruk wykonany na jego podstawie opracowywany jest na bazie obrazowania medycznego. Najczęstszym typem obrazowania medycznego do planowania zabiegów ortopedycznych jest tomografia komputerowa diagnozowanej okolicy. W przypadku modeli ortopedycznych zwykle nie ma konieczności wykonywania badania o rozdzielczości powyżej 512×512 px, zalecana grubość warstw to 1-2 mm, a odstęp między nimi to 0 mm. Wyjątkiem może być obrazowanie twarzoczaszki lub kręgosłupa, szczególnie odcinka szyjnego. Podczas wykonywania badania sekwencja akwizycji z zakładką powinna zostać wyłączona, gdyż model może zostać rozciągnięty o rząd wielkości: grubość zakładki x liczba przekrojów, co czyni takie badanie bezwartościowym.

Badanie obrazowe, po wcześniejszej anonimizacji, przekazywane jest przedstawicielowi Fundacji e-Nable Polska, która wykonuje segmentację, czyli przekształcenie badania tomograficznego na model trójwymiarowy, możliwy do realizacji za pomocą technologii przyrostowych (popularnie zwanych drukiem 3D). Po ocenie przygotowanego modelu, zostaje on fizycznie wykonany.

Przykład 1. Pacjentka 16-letnia z mózgowym porażeniem dziecięcym i neurogennym zwichnięciem stawu biodrowego lewego.

Wydruk 3D zdeformowanego stawu biodrowego pozwolił na przestrzenną ocenę deformacji głowy i szyjki kości udowej oraz panewki stawu biodrowego. Pozwoliło to precyzyjnie zaplanować miejsca osteotomii, zakres korekcji, a następnie przećwiczyć wykonanie zabiegu na modelu z doborem odpowiedniego materiału zespalającego.

Przykład 2. Pacjentka 9-letnia z artrogrypozą, deformacją stawu biodrowego prawego po przebytej chorobie Perthesa.

Na podstawie modelu przestrzennego określono zakres osteoredukcji głowy kości udowej tak, aby przywrócić jej kształt jak najbardziej zbliżony do prawidłowego.

Przykład 3. Pacjentka 12 r.ż. z dolegliwościami bólowymi barku lewego.

Badania obrazowe i histopatologiczne pozwoliły rozpoznać cystę aneuryzmatyczną łopatki lewej. W planowaniu zabiegu wykorzystano model 3D, co pozwoliło ograniczyć rozległość zabiegu.

Przykład 4. Pacjent 18-letni leczony od 2015 r. z powodu mięsaka Ewinga piszczeli lewej. Stan po resekcja guza piszczeli lewej z zastosowaniem allograftu oraz przeszczepem unaczynionym strzałki prawej.

Po kilku latach z powodu złamania allofraftu oraz płyty zespalającej pacjent wymagał rewizji. Model trójwymiarowy pomógł w procesie projektowania na wymiar płyty zespolenia wewnętrznego.

Przykład 5. Pacjentka 16-letnia z nawracającymi zwichnięciami rzepki lewej.

W TK z oceną profilu rotacyjnego kończyny – zwiększona torsja piszczeli lewej (L 45stopni, P 35stopni) 35stopni). Na podstawie badania TK wykonano wydruk 3D kończyny dolnej naturalnej wielkości, na którym wykonano osteotomie derotacyjną kości piszczelowej, co pozwoliło określić zakres korekcji.

Wnioski:
Druk 3D pozwala na przestrzenną ocenę deformacji, względną ocenę ewentualnych patologii, precyzyjne zaplanowanie leczenia operacyjnego, w tym miejsca wykonania osteotomii oraz dobór implantów czy materiału zespalającego. Pozwala to na skrócenie czasu zabiegu i znieczulenia, a co za tym idzie – mniejszą utratę krwi i mniejsze ryzyko powikłań.

AUTORZY

Krzysztof Miklaszewski, Tomasz Polak, Krzysztof Grandys (Uniwersytecki Szpital Dziecięcy w Krakowie)
Paweł Ozga (Akademia Sztuk Pięknych im. Jana Matejki w Krakowie)

ŹRÓDŁO

strona internetowa Uniwersyteckiego Szpitala Dziecięcego w Krakowie