Datorbaserad algoritm för patientspecifika implantat för kranioplastik hos patienter med skalldefekter (CAPSID)

Patienter med skalldefekter efter kraniotomi till exempel tumörresektion, huvudtrauma, stroke, behöver en reimplantation av benet efteråt. Under vissa omständigheter kan deras eget ben inte återimplanteras på grund av infektion, tumörinfiltration, skada på benet eller aseptisk bennekros. I dessa fall måste ett patientspecifikt implantat (PSI) utformas för att passa in i patientens skalldefekt. Flera material används för närvarande såsom titan, poly-eter-eter-keton (PEEK) eller poly-metylmetyl-akrylat (PMMA) för PSI-tillverkning. För närvarande finns PSI kommersiellt tillgängliga från olika företag (DePuy Synthes®, EOS®, Xilloc®). Förutom de höga kostnaderna för kommersiellt tillgänglig PSI tar det vanligtvis flera veckor innan den designade och tillverkade PSI levereras till sjukhuset redo för återimplantation.

Å andra sidan beskrevs en metod för mjukvarubaserad PSI-design och intraoperativ tillverkning av PSI under sterila förhållanden av Stieglitz et al. Denna metod används idag på vardagliga kliniker på neurokirurgiska avdelningen i Bern. Kort sammanfattningsvis baseras designen av PSI på den preoperativa CT-skanningen av patientens huvud med skalldefekten, bilddatauppsättningen laddas upp och bearbetas med programvaran IPlanNet från BrainLab®. Med hjälp av programvaran designas och skrivs ut en 3D-modell av en negativ form av PSI. I operationsrummet tillverkas PSI under sterila förhållanden med hjälp av PSI-formen. Utformningen av PSI-formen med hjälp av IPlanNet är krävande och tar några timmar beroende på komplexiteten i fallet som ska designas. I vissa fall är noggrannheten hos den tillverkade PSI-formen inte optimal, så att kirurgen intraoperativt måste anpassa sig efter felaktigheten för att uppnå bästa kosmetiska och funktionella resultat på bekostnad av operationens varaktighet, en känd riskfaktor för postoperativ sårinfektion och andra perioperativa komplikationer.

Därför har utredarna utvecklat en automatiserad datorbaserad algoritm för PSI-design (CAPSID). Med hjälp av detta verktyg kan en exakt PSI och dess motsvarande mögel beräknas och designas utifrån den preoperativa CT-skanningen av patienten inom 5-15 minuter och motsvarande mögel kan skrivas ut. Detta steg är automatiserat och därmed oberoende av neurokirurgens erfarenhet och färdigheter i 3D-behandlingsprogram. Formen kan användas för intraoperativ tillverkning av implantatet under sterila förhållanden på det vanliga sättet som beskrivits ovan. De möjliga fördelarna med den kliniska etableringen av denna procedur skulle vara en högre noggrannhet av PSI jämfört med den konventionella PSI-tillverkningsmetoden med bättre kosmetiska resultat, lägre kostnader och snabbare tillgänglighet och produktion som leder till kortare väntetid för patienten, och som en konsekvens av detta. av den högre noggrannheten som leder till kortare operationstid, med en minskning av risken för operativa biverkningar för patienten. Dessutom kan beviset på genomförbarheten av denna nya metod leda till nya koncept inom området datorbaserade patientspecifika implantat i modern medicin i allmänhet. En klinisk prövning är nödvändig för att bevisa fördelarna och genomförbarheten av utredarnas koncept med datorbaserad algoritm för PSI-design (CAPSID) för patienter med skalldefekter.