Datamaskinbasert algoritme for pasientspesifikke implantater for kranioplastikk hos pasienter med skalledefekter (CAPSID)

Pasienter med skalledefekter etter kraniotomi for eksempel tumorreseksjon, hodetraume, hjerneslag, trenger reimplantasjon av beinet etterpå. I noen tilfeller kan ikke deres eget bein reimplanteres på grunn av infeksjon, tumorinfiltrasjon, skade på beinet eller aseptisk bennekrose. I disse tilfellene må et pasientspesifikt implantat (PSI) utformes for å passe inn i pasientens hodeskalledefekt. Flere materialer brukes for tiden som titan, poly-eter-eter-keton (PEEK) eller poly-metylmetyl-akrylat (PMMA) for PSI-fabrikasjon. For øyeblikket er PSI kommersielt tilgjengelig fra forskjellige selskaper (DePuy Synthes®, EOS®, Xilloc®). Bortsett fra de høye kostnadene ved kommersielt tilgjengelig PSI, tar det vanligvis flere uker før den designet og produserte PSI er levert til sykehuset klar for reimplantasjon.

På den annen side ble en metode for programvarebasert PSI-design og intraoperativ fremstilling av PSI under sterile forhold beskrevet av Stieglitz et al. Denne metoden brukes i dag i hverdagsklinikker ved avdelingen for nevrokirurgi i Bern. Kort oppsummert er utformingen av PSI basert på preoperativ CT-skanning av pasientens hode med skalledefekten, bildedatasettet lastes opp og behandles med IPlanNet-programvare fra BrainLab®. Ved hjelp av programvaren blir en 3D-modell av en negativ form av PSI designet og skrevet ut. I operasjonsrommet fremstilles PSI under sterile forhold ved bruk av PSI-formen. Utformingen av PSI-formen ved hjelp av IPlanNet er krevende og tar noen få timer avhengig av kompleksiteten til saken som skal designes. I visse tilfeller er nøyaktigheten til den fremstilte PSI-formen ikke optimal, slik at kirurgen intraoperativt må tilpasse seg unøyaktigheten for å oppnå de beste kosmetiske og funksjonelle resultatene på bekostning av operasjonens varighet, en kjent risikofaktor for postoperativ sårinfeksjon og andre perioperative komplikasjoner.

Derfor har etterforskerne utviklet en automatisert datamaskinbasert algoritme for PSI-design (CAPSID). Ved hjelp av dette verktøyet kan en nøyaktig PSI og dens korresponderende støpeform beregnes og utformes basert på den preoperative CT-skanningen av pasienten innen 5-15 minutter og den tilsvarende støpeformen kan skrives ut. Dette trinnet er automatisert og dermed uavhengig av nevrokirurgenes erfaring og ferdigheter innen 3D-behandlingsprogramvare. Formen kan brukes til intraoperativ fremstilling av implantatet under sterile forhold på vanlig måte som beskrevet ovenfor. De mulige fordelene ved den kliniske etableringen av denne prosedyren vil være en høyere nøyaktighet av PSI sammenlignet med den konvensjonelle PSI-fremstillingsmetoden med bedre kosmetiske resultater, lavere kostnader og raskere tilgjengelighet og produksjon som fører til kortere ventetid for pasienten, og som en konsekvens av dette. av den høyere nøyaktigheten som fører til kortere operasjonstid, med en reduksjon av risikoen for operative uønskede hendelser for pasienten. Videre kan beviset på gjennomførbarhet av denne nye metoden føre til nye konsepter innen databaserte pasientspesifikke implantater i moderne medisin generelt. En klinisk utprøving er nødvendig for å bevise fordelene og gjennomførbarheten av etterforskernes konsept med datamaskinbasert algoritme for PSI-design (CAPSID) for pasienter med hodeskalledefekter.