두개골 결손 환자의 두개골 성형술을 위한 환자 맞춤형 임플란트를 위한 컴퓨터 기반 알고리즘 (CAPSID)

종양 절제, 두부 외상, 뇌졸중과 같은 개두술 후 두개골 결함이 있는 환자는 나중에 뼈의 재이식이 필요합니다. 경우에 따라 감염, 종양 침윤, 뼈 손상 또는 무균성 뼈 괴사로 인해 자신의 뼈를 재이식할 수 없습니다. 이러한 경우 환자 맞춤형 임플란트(PSI)는 환자의 두개골 결함에 맞게 설계되어야 합니다. 현재 PSI 제작에는 티타늄, PEEK(Poly-ether-ether-ketone) 또는 PMMA(Poly-methylmethyl-acrylate)와 같은 여러 재료가 사용됩니다. 현재 PSI는 여러 회사(DePuy Synthes®, EOS®, Xilloc®)에서 상업적으로 사용할 수 있습니다. 상업적으로 이용 가능한 PSI의 높은 비용과는 별개로 설계 및 제조된 PSI가 재이식 준비가 된 병원으로 전달되기까지 일반적으로 몇 주가 소요됩니다.

한편, 무균 상태에서 소프트웨어 기반 PSI 설계 및 수술 중 PSI 제작 방법은 Stieglitz et al. 이 방법은 현재 베른에 있는 신경외과의 일상 진료소에서 사용되고 있습니다. 간단히 요약하면 PSI의 설계는 두개골 결함이 있는 환자 머리의 수술 전 CT 스캔을 기반으로 하며 영상 데이터 세트는 BrainLab®의 IPlanNet 소프트웨어로 업로드 및 처리됩니다. 소프트웨어의 도움으로 PSI의 네거티브 몰드의 3D 모델이 설계되고 인쇄됩니다. 수술실에서 PSI는 PSI 금형을 사용하여 무균 상태에서 제작됩니다. IPlanNet의 도움으로 PSI 몰드를 설계하는 것은 까다롭고 설계할 케이스의 복잡성에 따라 몇 시간이 걸립니다. 어떤 경우에는 제작된 PSI 몰드의 정확도가 최적이 아니므로 외과의는 수술 후 상처 감염 및 다른 수술 합병증.

따라서 연구자들은 PSI 디자인(CAPSID)을 위한 자동화된 컴퓨터 기반 알고리즘을 개발했습니다. 이 도구의 도움으로 5-15분 이내에 환자의 수술 전 CT 스캔을 기반으로 정확한 PSI 및 해당 몰드를 계산하고 설계할 수 있으며 해당 몰드를 인쇄할 수 있습니다. 이 단계는 자동화되어 있으므로 3D 처리 소프트웨어에 대한 신경외과 의사의 경험과 기술과는 무관합니다. 금형은 위에서 설명한 일반적인 방식으로 무균 상태에서 임플란트의 수술 중 제작에 사용할 수 있습니다. 이 절차의 임상 확립의 가능한 이점은 더 나은 미용 결과, 더 낮은 비용 및 더 빠른 가용성 및 생산으로 인해 환자의 대기 시간이 짧아지는 기존 PSI 제작 방법에 비해 PSI의 정확도가 더 높을 것이며 결과적으로 정확도가 높아져 수술 시간이 단축되고 환자의 수술 부작용 위험이 줄어듭니다. 또한, 이 새로운 방법의 실용성 증명은 일반적으로 현대 의학에서 컴퓨터 기반 환자 맞춤형 임플란트 분야의 새로운 개념으로 이어질 수 있습니다. 두개골 결손 환자를 위한 컴퓨터 기반 PSI 설계(CAPSID) 개념의 장점과 실행 가능성을 입증하기 위한 임상 시험이 필요합니다.