Počítačový algoritmus pro pacienty specifické implantáty pro kranioplastiku u pacientů s defekty lebky (CAPSID)

Pacienti s defekty lebky po kraniotomii, např. resekci nádoru, úrazu hlavy, cévní mozkové příhodě, potřebují následně reimplantaci kosti. Za určitých okolností nemůže být jejich vlastní kost reimplantována z důvodu infekce, infiltrace nádoru, poškození kosti nebo aseptické kostní nekrózy. V těchto případech musí být pacientský specifický implantát (PSI) navržen tak, aby pasoval do pacientovy defektu lebky. V současnosti se pro výrobu PSI používá několik materiálů, jako je titan, poly-ether-ether-keton (PEEK) nebo poly-methylmethyl-akrylát (PMMA). V současné době jsou PSI komerčně dostupné od různých společností (DePuy Synthes®, EOS®, Xilloc®). Kromě vysokých nákladů na komerčně dostupné PSI trvá obvykle několik týdnů, než je navržený a vyrobený PSI doručen do nemocnice připravený k reimplantaci.

Na druhé straně způsob softwarového návrhu PSI a intraoperační výroby PSI za sterilních podmínek popsal Stieglitz et al. Tato metoda se v současnosti používá na každodenních klinikách na neurochirurgickém oddělení v Bernu. Stručně řečeno, návrh PSI je založen na předoperačním CT skenu hlavy pacienta s defektem lebky, soubor zobrazovacích dat je nahrán a zpracován pomocí softwaru IPlanNet společnosti BrainLab®. Pomocí softwaru je navržen a vytištěn 3D model negativní formy PSI. Na operačním sále se PSI vyrábí za sterilních podmínek pomocí formy PSI. Návrh formy PSI pomocí IPlanNet je náročný a trvá několik hodin v závislosti na složitosti navrhovaného pouzdra. V některých případech není přesnost zhotovené formy PSI optimální, takže se chirurg během operace musí přizpůsobit nepřesnosti, aby dosáhl nejlepších kosmetických a funkčních výsledků na úkor doby trvání operace, což je známý rizikový faktor pro pooperační infekci rány a další perioperační komplikace.

Vyšetřovatelé proto vyvinuli automatizovaný počítačový algoritmus pro návrh PSI (CAPSID). Pomocí tohoto nástroje lze na základě předoperačního CT vyšetření pacienta během 5-15 minut vypočítat a navrhnout přesné PSI a jeho odpovídající formu a vytisknout odpovídající formu. Tento krok je automatizovaný, a tedy nezávislý na zkušenostech a dovednostech neurochirurgů v 3D softwaru pro zpracování. Forma může být použita pro intraoperační výrobu implantátu za sterilních podmínek běžným způsobem, jak je popsáno výše. Možnými výhodami klinického zavedení tohoto postupu by byla vyšší přesnost PSI ve srovnání s konvenční metodou výroby PSI s lepšími kosmetickými výsledky, nižšími náklady a rychlejší dostupností a výrobou vedoucí ke kratší čekací době pro pacienta a v důsledku toho vyšší přesnost vede ke kratší době operace se snížením rizika operačních nežádoucích příhod pro pacienta. Kromě toho by důkaz praktičnosti této nové metody mohl vést k novým koncepcím v oblasti Computer-based Patient Specific Implants v moderní medicíně obecně. Klinická studie je nezbytná k prokázání výhod a praktičnosti výzkumného konceptu počítačově založeného algoritmu pro návrh PSI (CAPSID) pro pacienty s defekty lebky.