Хирургическое планирование при панкреатобилиарной болезни с использованием 3D-моделей

2.1. Дизайн исследования Эта исследовательская группа состоит из резидентов общей хирургии медицинского факультета Эгейского университета (n = 19). Для исследования собран квинтет со станциями, состоящими из нормальной панкреатобилиарной анатомии, опухоли общего желчного протока, каменистого холецистита, рака головки поджелудочной железы и желчнокаменной болезни. Каждая станция содержит изображения КТ, 3D-STL и твердотельные модели случаев в масштабе 1:1. Каждый метод визуализации (КТ, 3D-STL-изображение и трехмерная твердотельная модель), связанный со сценариями квинтета, создается у резидентов исследования. Объяснительная оценочная мера используется в качестве метода сбора данных, где исследуется восприятие каждого метода визуализации на основе их эффективности в выявлении проблемы, а также их эффективности в разнообразной диагностике и предоперационной организации.

2.2. Выбор выборочных случаев Пациенты выбираются среди КТ-исследований тех, кто обратился на медицинский факультет Эгейского университета, отделение общей хирургии для диагностики и лечения в период с 2016 по 2018 год. Проведен скрининг архивов КТ и отобрано 5 подходящих пациентов (возраст: 18-62 года), которым потребовалась операция на гепатопанкреатобилиарной системе. Выбор случаев основан на пациентах, у которых ранее не было операций на гепатопанкреатобилиарной системе, патологии, приводящей к расширению желчных протоков, и у которых результаты радиологической визуализации подходят для моделирования. Проведено виртуальное моделирование панкреатобилиарных путей и созданы истории болезни каждого случая.

2.3. Сценарии По обоюдному согласию специалистов медицинского образования, общей хирургии, анатомии и рентгенологии 5 выявленных случаев выбираются в качестве образцов для панкреатобилиарных хирургических операций. После определения этих случаев они затем преобразуются в подлинные сценарии, полностью снабженные историей прошлого, результатами медицинского анализа и процедурами визуализации.

Сценарии для 5 случаев:

Случай 1. Случай нормальных внепеченочных желчных путей с поджелудочной железой. Случай 2. Опухоль холедоха, приводящая к выраженной дилатации и появлению гидропического желчного пузыря во внепеченочных желчных путях.

Случай 3. Острый холецистит, характеризующийся внепеченочной билиарной дилатацией, водянкой желчного пузыря, утолщением стенки желчного пузыря и билиарным сладжем с множественными камнями миллиметрового размера.

Случай 4. Рак головки поджелудочной железы с выраженной дилатацией панкреатического канала и внепеченочных желчных путей.

Случай 5. Холедохолитиаз, характеризующийся дилатацией внепеченочных желчных путей и камнем диаметром 7 мм в дистальном конце общего желчного протока.

2.4. Постобработка и сегментация изображений Исходные КТ-изображения в формате Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM) преобразуются в отдельную рабочую станцию ​​с Analyse 12.0 для постобработки и сегментации. Бесплатный 3D-слайсер (версия 4.10.1) используется в процессе получения выходных данных DICOM из КТ- и МРТ-сегментов пациентов. Особое внимание уделяется анатомическим структурам желчевыводящих путей, включая левый печеночный проток (ЛП), правый печеночный проток (ПП) и общий печеночный проток (ОП), которые сегментированы. Состояние поверхности модели улучшается за счет применения смягчающего фильтра к выходным данным сегментированного сечения. Выходные данные извлекаются в формат STL для 3D-печати.

2.5. Создание 3D-моделей пациента в натуральную величину 3D-принтеры Mass Portal Pharaoh xd 20 и Form Labs2 используются на протяжении всего процесса подготовки моделей к печати.

2.6. Количественная оценка точности модели Для обеспечения точности модели измерения анатомических ориентиров выполняются и сравниваются на трех этапах производства модели, а именно: исходные КТ-изображения, STL-файл и 3D-модель. Внутренний диаметр четырех анатомических участков измеряют слева направо и спереди назад по следующим ориентирам: ИБС, ЛПС, ППС и общие желчные протоки. .

2.7. Семинар Мы провели систематический обзор для оценки моделирования желчного дерева и 3D-печати, а также для подтверждения концепции преимущества твердотельной 3D-модели при планировании вмешательств. КТ-изображения пациента с диагнозом расширенные внепеченочные протоки используются для создания 3D-моделей панкреатобилиарной системы в масштабе 1-1, специфичных для пациента, включая пять сценариев: нормальную анатомию, опухоль общего желчного протока, каменистый холецистит, рак головки поджелудочной железы и желчнокаменную болезнь. Для этого на основе исследования разработаны сценарии для каждого случая и карусели с пятью станциями. На каждую станцию ​​дается период 5-10 минут.

2.8. Опрос Восприятие участниками резидентуры оценивается с помощью многократного опроса. В этих сценариях обсуждаются нормальные органы поджелудочной железы и случаи, приводящие к дилатации внепеченочных желчных путей, такие как опухоль холедоха, острый каменный холецистит, опухоль головки поджелудочной железы и желчнокаменная болезнь. Подготовлены формы оценки нормального строения случаев, дифференциальной диагностики и методов визуализации при предоперационном планировании и расположении трехмерной твердотельной модели. Затем жители просят заполнить формы, чтобы узнать их мнение обо всех моделях. Оценка проводится по 10-балльной шкале, где (01-10) определяет 0 = очень низкий уровень, а 10 = самый высокий рейтинг.

2.9. Статистический анализ Анализ будет представлен в SPSS 24.0 для статистической оценки. Для непрерывных переменных используется формат среднего значения ± стандартное отклонение. Любые существенные различия в измерениях между исходными КТ-изображениями, 3D-STL-изображениями и 3D-моделью изучаются с помощью критерия Уилкоксона. Знаковый ранговый критерий Уилкоксона используется для определения любых существенных различий в измерениях между исходными КТ-изображениями, 3D-STL-изображениями и 3D-моделью. Статистическая релевантность определяется как значение р менее 0,05.