Kirurgisk planlægning med patientspecifik pancreaticobiliær sygdom med 3D-modeller

2.1. Forskningsdesign Denne studiegruppe er almen kirurgiske beboere til stede ved Det Medicinske Fakultet, Ege Universitet (n=19). En kvintet med stationer sammensat af normal pancreaticobiliær anatomi, almindelig galdegangtumor, stenet kolecystitis, pancreashovedkræft og kolelithiasis er samlet til undersøgelsen. Hver station indeholder CT-, 3D-STL-billeder og 1:1 solide modeller af sager. Hver billeddannelsesmetode (CT, 3D-STL-billede og 3D solid model), der er forbundet med kvintettens scenarier, er skabt i undersøgelsens beboere. Et forklarende vurderingsmål bliver brugt som dataindsamlingsmetode, hvor opfattelsen af ​​hver billeddiagnostisk metode undersøges baseret på deres effektivitet i problemidentifikation samt deres effektivitet i forskellig diagnose og tilrettelæggelse før kirurgi.

2.2. Udvælgelse af stikprøvetilfælde Patienterne er udvalgt blandt CT-undersøgelser af dem, der henviste til Ege Universitets Medicinske Fakultet, Almen Kirurgisk Afdeling for diagnosticering og behandling mellem 2016 og 2018. CT-arkiver screenes, og 5 egnede patienter (alder: 18-62 år), som havde behov for hepatopancreatobiliær kirurgi, blev udvalgt. Udvælgelsen af ​​tilfældene er baseret på patienter uden tidligere hepatopancreatobiliær operation, patologi, der fører til dilateret galdegang, og hvis radiologiske billeddiagnostiske resultater er egnede til modellering. Virtuel modellering af pancreaticobiliære veje i tilfældene udføres, og kliniske historier for hvert tilfælde blev oprettet.

2.3. Scenarier Som en gensidig aftale mellem specialister i medicinsk uddannelse, almen kirurgi, anatomi og radiologi, er 5 identificerede tilfælde valgt til at være prøver til pancreas-galdekirurgiske processer. Efter at have defineret disse tilfælde bliver de yderligere konverteret til ægte scenarier fuldt udstyret med en tidligere historie, medicinske analyseresultater og billedbehandlingsprocedurer.

Scenarier for 5 cases:

Tilfælde 1. Tilfælde med normal ekstrahepatisk galdevej med bugspytkirtel. Tilfælde 2. Choledochal tumor, der fører til fremskreden dilatation og hydropisk galdeblære udseende i ekstrahepatiske galdeveje.

Tilfælde 3. Akut kolecystitis karakteriseret med ekstrahepatisk galdedilatation, hydropisk galdeblære, tykkelse i galdeblærevæggen og galdeslam med flere millimeterstore sten.

Case 4. Bugspytkirtelhovedkræft med alvorlig udvidelse i bugspytkirtelkanalen og ekstrahepatiske galdeveje.

Tilfælde 5. Choledocholithiasis karakteriseret med dilatation ved den ekstrahepatiske galdevej og 7 mm diameter sten i den distale ende af den fælles galdegang.

2.4. Billedefterbehandling og segmentering Originale CT-billeder i Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM) format konverteres til en separat arbejdsstation med Analyse 12.0 til efterbehandling og segmentering. En gratis 3D-slicer (version 4.10.1) anvendes i processen med at opnå DICOM-output fra CT- og MR-segmenter af patienterne. Der lægges særlig vægt på de anatomiske strukturer i galdevejene, herunder venstre leverkanal (LHD), højre leverkanal (RHD) og fælles leverkanal (CHD), som er segmenteret. Modellens overfladetilstand forbedres ved at implementere et blødgøringsfilter til den segmenterede sektionsoutput. Outputtet udtrækkes til STL-format for at muliggøre 3D-print.

2.5. Oprettelse af patientspecifik 3D-model i naturlig størrelse 3D-printere af Mass Portal Pharaoh xd 20 og Form Labs2 anvendes under hele processen med at forberede modellerne til udskrivning.

2.6. Kvantitativ vurdering af modelnøjagtighed For at sikre modellens nøjagtighed udføres og sammenlignes målinger af de anatomiske pejlemærker på tre stadier af modelproduktionen, nemlig de originale CT-billeder, STL-fil og 3D-model. Den indre diameter af fire anatomiske steder måles fra venstre mod højre og fra anterior til posterior i følgende pejlemærker: CHD, LHD, RHD og almindelige galdegange. .

2.7. Workshop Vi udførte en systematisk gennemgang for at evaluere galdetræsmodellering og 3D-printning, samt proof of concept af fordelen ved 3D solid model ved planlægning af interventioner. CT-billeder af en patient diagnosticeret med udvidede ekstrahepatiske kanaler bruges til at skabe de patientspecifikke, 1-1 skala 3D pancreaticobiliære modeller, herunder fem scenarier som normal anatomi, almindelig galdegangtumor, stenet kolecystitis, pancreashovedkræft og kolelithiasis. Til dette formål er scenarier for hver case og en fem-stationskarrusel baseret på forskningen. For hver station gives en periode på 5-10 minutter.

2.8. Undersøgelse Deltageres opfattelse af opholdstræning evalueres med en multi-entry-undersøgelse. I disse scenarier diskuteres normale pancreaticobiliære organer og tilfælde, der fører til ekstrahepatisk galdevejsudvidelse, såsom koledokal tumor, akut sten cholecystitis, pancreas hovedtumor og kolelithiasis. Vurderingsskemaer for sagernes normale opbygning, differentialdiagnose og billeddiagnostik i præoperativ planlægning og placering af 3D solid model udarbejdes. Skemaerne bliver derefter bedt om at blive udfyldt af beboerne for at finde deres mening om alle modeller. Evalueringen udføres på en skala fra 10, hvor (01-10) definerer 0 = meget lav og 10 = den højeste rang.

2.9. Statistisk analyse Analyse vil blive indsendt til SPSS 24.0 til statistisk evalueringsmiddel ± standardafvigelsesformatet anvendes for kontinuerte variable. Eventuelle signifikante forskelle i målingerne mellem de originale CT-billeder, 3D-STL-billeder og 3D-modellen studeres ved hjælp af Wilcoxon Signed Test. Wilcoxon Signed Ranks Test bruges til at bestemme eventuelle signifikante forskelle i målingerne mellem de originale CT-billeder, 3D-STL-billeder og 3D-modellen. Statistisk relevans er angivet som en p-værdi på mindre end 0,05.