Cercetarea implicației tehnologiei de imprimare tridimensională asupra chirurgiei renale
Mar 18, 2022
Contact: Audrey Huaudrey.hu@wecistanche.com
Francesco Esperto, Francesco Pratal și colab.
Introducere
Imprimare tridimensională(3DP) a apărut la sfârșitul anilor 1980, dar aplicarea sa în domeniul medical datează din anii 2000 [1]. Până de curând, utilizarea sa a fost limitată mai ales la ortopedie și stomatologie. La fel detridimensionalăImprimantele (3D) au devenit mai răspândite și mai accesibile, o creștere rapidă a utilizării 3DP(Imprimare tridimensională) în medicină a fost înregistrată. În prezent, sunt disponibile mai multe tipuri de tehnologii pentru imprimare, cum ar fi jet de liant, jet de material, tehnologii de fotopolimerizare în cuvă și fuziune în strat de pulbere; în plus, 3D(tridimensională) Imprimantele pot genera acum obiecte din diferite materiale, cum ar fi materiale plastice, ceară, ceramică și metal [2]. În ultimii ani, 3DP(Imprimare tridimensională)-tehnologie (3DPT)(Tehnologie de imprimare tridimensională)a permis fabricarea de modele pentru a produce faxuri ale organelor pacienților, chiar și părți ale întregului corp, pentru a fi utilizate în scopuri de antrenament și pentru a îmbunătăți planificarea chirurgicală. Mai mult, introducerea realităților artificiale create cu ajutorul software-ului (realități virtuale VR, realități augmentate) reprezintă un pas suplimentar în 3DPT.(Imprimare tridimensionalătehnologie)permițând chirurgului să efectueze intervenții chirurgicale ghidate fără a renunța la concentrarea pe câmpul operator. Scopul acestei revizuiri este de a examina aplicarea 3DP(Imprimare tridimensională)în chirurgia rinichilor; în special, ne concentrăm pe planificarea chirurgicală, educația pacientului, formarea și realitatea augmentată (AR). 3DP(Imprimare tridimensională)și Planificarea chirurgicală Planificarea preoperatorie este crucială pentru a îmbunătăți rezultatele chirurgicale și pentru a reduce posibilele complicații intra- sau postoperatorii. 3D(tridimensională)modelele (3DM) ar putea juca un rol important în a ajuta chirurgii să înțeleagă corect anatomia specifică pacientului și să-și ghideze deciziile intraoperatorii. Replicile anatomice 3D imprimate direct din imaginile DICOM ale pacienților (scanare CT sau RMN) au fost folosite pentru a ajuta la informații în preoperator. planificarea procedurilor chirurgicale complexe și încercarea de a reduce complicațiile perioperatorii[3]. Planificare chirurgicală cu 3DM(Modele tridimensionale)are avantaje semnificative față de imaginile bidimensionale (2D) actuale. Chirurgii au o imagine de ansamblu mai realistă și o înțelegere mai bună a zonei în care urmează să efectueze intervenția chirurgicală. Posibilele beneficii oferite de aceste modele sunt o mai bună luare a deciziilor și, în consecință, creșterea încrederii chirurgicale.
Tratament pentru boli de rinichi: planta de cistanche si extract de cistanche
Aplicații ale 3DP(Imprimare tridimensională)în Nephron Sparing Surgery (NSS) Mai mult de jumătate din publicațiile despre 3DM(Tridimensionalmodele) în urologie au raportat planificarea chirurgicală ca rezultat primar. În epoca chirurgiei care economisesc nefronul (NSS), datorită anatomiei și vascularizării complexe, potențiala ischemie renală prelungită și invazia adesea neclară a adâncimii tumorii, nu este surprinzător faptul că majoritatea studiilor și-au concentrat atenția asupra cancerului renal. 3].
Chiar dacă tehnicile ablative și supravegherea activă sunt opțiuni posibile la pacienții selectați, tratamentul chirurgical al maselor renale reprezintă încă standardul de aur și a evoluat, de-a lungul anilor, către o abordare NSS. Până în 2011, nu au existat studii care să demonstreze rezultate mai bune ale nefrectomiei parțiale (NP) în locul nefrectomiei radicale (RN)[4]. În 2012, Sun și colegii săi au demonstrat pentru prima dată că, în analiza multivariabilă, pacienții cărora li s-a făcut NP au fost semnificativ mai puțin probabil să moară din cauza mortalității din alte cauze (OCM) în comparație cu cohorta RN (p =0.04) , afirmând că PN ar trebui oferit „oricand este fezabil din punct de vedere tehnic”[5]. Cu toate acestea, fezabil nu înseamnă întotdeauna ușor: masele cu scor RENAL mai ridicat sunt mai predispuse să ducă la complicații postoperatorii Clavien-Dindo mai mari (p=0.043) și o scădere semnificativă a funcției renale postoperatorii (p{{11} }.004), datorită complexității chirurgicale [6]. Înainte de a lua în considerare rezultatele chirurgicale, planificarea preoperatorie poate fi puternic influențată de 3DM(Modele tridimensionale), mai ales în cazul maselor renale complexe.
Urologia a trecut de la chirurgia deschisă la chirurgia minim invazivă (MIS) și de la extirparea radicală a organelor la NSS. Ca urmare, chirurgii trebuie să se bazeze pe modele care le pot oferi o mai bună înțelegere a bolilor pacienților, ajutând la îmbunătățirea planificării chirurgicale. Silberstein şi colab. în 2014 a efectuat 5 PN (4 robotizate și 1 deschis) cu excizia completă a maselor renale după crearea a 5 modele de rinichi 3D personalizate, specifice pacientului [7]. Principala caracteristică a acestor modele a fost leziunile renale intensificate suspecte de malignitate. În acest studiu, toate intervențiile au fost efectuate cu succes cu un timp mediu de ischemie de 21 de minute, toate marjele chirurgicale au fost negative, iar complicațiile au fost minime. Un raport preliminar al lui Zhang și colab. a arătat că la pacienții cu mase renale T1 eligibile pentru NSS, 3DM(Modele tridimensionale)a avut scoruri mai mari în planificarea chirurgicală [8]. Mai mult, cei doi chirurgi implicați au afirmat că consultarea intraoperatorie a 3DM a fost utilă pentru relația tumorii cu țesuturile din jur, profunzimea rezecției și evitarea leziunilor structurilor cheie, cum ar fi hilul renal. Cu toate acestea, nu există întrebări specifice cu privire la modul în care 3DM-urile(Modele tridimensionale)au fost administrate deciziile de planificare chirurgicală afectate.
După 1 an, Wake și colab. au selectat 10 neoplasme renale cu un scor mai mare de 5 (interval 6-10) la scorul RENALnefrometrie și au trimis imagini 2D înainte de 3DM(Modele tridimensionale)la trei chirurgi oncologici urologici cu experiență [9]. După transmiterea modelelor, 30-50 procente dintre chirurgi au fost predispuși să schimbe abordul chirurgical, cu cel mai mare impact asupra abordării și clampării transperitoneale sau retroperitoneale.
Porpiglia et al. au evaluat utilitatea 3D(tridimensională)modele de rinichi imprimate și percepția chirurgului. Pe baza datelor lor, 3DM(Modele tridimensionale)părea să influențeze chirurgii în alegerea celui mai potrivit tip de ischemie (off-clamp vs ischemie globală vs ischemie parțială) și tipul de rezecție de efectuat (enucleare sau secțiune enucleată) fără diferențe pe baza experienței chirurgilor [10].
Tratament pentru boli de rinichi: planta de cistanche si extract de cistanche
Cu toate acestea, o bună planificare nu înseamnă întotdeauna rezultate chirurgicale bune. Multe studii și-au concentrat atenția și asupra rezultatelor după 3DM(Modele tridimensionale)vizualizarea și în ce măsură pot influența intervențiile chirurgicale. Într-un studiu de fezabilitate realizat de Rundstedt și colab., a fost dezvoltat un protocol prechirurgical specific pacientului pentru PN asistată de robot (RAPN) [1]. În studiul lor, 10 pacienți cu mase renale solide au suferit RAPN după repetiția preoperatorie folosind 3D(tridimensională)-modele de rinichi imprimate realizate dintr-un material pe bază de siliciu. Scorurile nefrometriei RENAL au fost între 7 și 11 (medie 8,9). Autorii au comparat timpii de rezecție ai modelului și ale tumorii. Rezultatele lor nu au arătat nicio diferență semnificativă statistic între 3DM(Modele tridimensionale)și tumora excizată în timpul mediu de rezecție (6:58 vs 8:22 min, p=0.162) și volumele excizate (38,50 vs 41,79 mm³, p=0.976. Doar 1/10 pacienți au avut marje chirurgicale pozitive. Autorii au concluzionat că repetiția pre-chirurgicală ar putea îmbunătăți semnificativ strategia de rezecție, dar acestui studiu îi lipsește un grup de control. Un alt studiu de fezabilitate care investighează modul în care 3D(tridimensională)Modelele de rinichi imprimate pot influența procedurile chirurgicale a fost realizată de Maddox și colab.[12]. Cu scopul de a permite simularea chirurgicală preoperatorie și robotică, autorii au construit 3DM-uri fizice specifice pacientului.(Modele tridimensionale)realizate cu materiale care ar putea aproxima destul de bine proprietăţile ţesutului renal. Au fost create cu succes șapte modele, iar pe fiecare replică au fost efectuate PN și herniorafie. După simulare, toți pacienții au fost supuși RAPN cu margini chirurgicale negative, raportând un timp mediu de ischemie caldă de 25 min. Scorul mediu pentru nefropatie RENAL a fost 7,4. Comparând cele șapte cazuri și baza de date RAPN „Tulane Urology menținută prospectiv,” operații cu 3DM(Modele tridimensionale)a avut tumori mai mari, mai puține complicații, timp ischemic cald mai lung, mai puține marje pozitive și spitalizare mai scurtă, dar singura constatare semnificativă statistic a fost o pierdere estimată de sânge (EBL) (185,7 vs. 235,6 ml, p=0,01). ), sugerând că 3DM preoperator(Modele tridimensionale)repetiția poate reduce curba de învățare pentru cursanți și poate îmbunătăți rezultatele chirurgicale. În caz contrar, autorii au recunoscut că este nevoie de o evaluare suplimentară.
Kyung și colab. au comparat 17 pacienți cărora li s-au efectuat NP asistați de consultarea prealabilă a 3D(tridimensională)Modele de rinichi specifice pacientului cu un grup de control format din pacienți cărora li s-au efectuat NP de la același chirurg și aproximativ în aceeași perioadă de timp (2014-2015)[13]. Similar cu Maddox, autorii au descoperit că singura diferență semnificativă statistic a fost reducerea pierderii de sânge intraoperatorie (IBL) (182cc vs.310cc, p.<0.01). no="" complications="" occurred="" in="" the="" 3d="" printed="" group.="" moreover,="" patients="" reported="" an="" overall="" improved="" understanding="" of="" the="" disease,="" surgical="" procedure,="" and="" trust="" in="" the="" surgical="" team="" after="" consultation="" of="" the="">(Modele tridimensionale).
În ciuda cohortei relativ mici, a lipsei frecvente a unui grup de control și a puterii statistice scăzute, aceste studii au contribuit la susținerea eficacității 3DM.(Modele tridimensionale)simulare înainte de chirurgie renală complexă.
Tratament pentru boli de rinichi: planta de cistanche si extract de cistanche
Recent, Fan et al. au analizat retrospectiv datele a 69 de pacienți care au fost supuși 3D(tridimensională)PN laparoscopică (LPN) și 58 care au suferit LPN tradițional în perioada ianuarie 2016 – februarie 2018[14]. Ei au raportat o reducere semnificativă a timpului de ischemie caldă (WIT) în 3D(tridimensională) grup (24,1±5,1 pentru grupul 3D și 26,6±4,2 min în LPN tradițional, p<0.05), against="" a="" longer="" surgery="" waiting="" time(13.6±3.4="" days="" and="" 7.0="" ±0.6="" days,=""><0.05). subgroup="" analysis="" according="" to="" r.e.n.a.l.scores="" confirmed="" that,="" in="" patients="" with="" scores≥8,="" the="">(tridimensională)grupul a avut WIT semnificativ mai scurt și IBL mai puțin (131,9±78,5vs 179,2±76,1,p<0.05)than the="" traditional="" lpn="">
În cele din urmă, un grup japonez a raportat experiența lor preliminară a ceea ce a numit „navigație chirurgicală 4D” în PN off-clamp minim invaziv [15]. Este alcătuit dintr-un 3D la scară completă(tridimensională)rinichi imprimat conceput astfel încât tumora și marginea acesteia (2-5 mm în jurul tumorii) să poată fi îndepărtate. Această caracteristică a permis chirurgului să vizualizeze, în timpul planificării chirurgicale, atât rinichii pre- și post-rezecție (a patra dimensiune considerată a fost timpul). Modelele i-au ajutat pe chirurgi să creeze o hartă mentală funcțională pentru rezecție. Au fost selectați zece pacienți cu mase renale complexe (scor RENAL mai mare sau egal cu 8) și au fost supuși NP off-clamp minim invaziv, cu rezultate perioperatorii acceptabile și margini chirurgicale care au rezultat aproape identice cu cele 3D.(tridimensională)tumori imprimate. O diferență semnificativă statistic a fost găsită în timpul ecografiei intraoperatorii cu un 3D(tridimensională)model comparativ cu operațiile standard (media 3,3 min vs 6,3 min, respectiv, p=0.021. Mai mult, chirurgii au susținut utilitatea 3DM(Modele tridimensionale)feedback tactil. În schimb, au fost necesare 4 până la 9 ore pentru imprimare și 3 până la 9 zile pentru a finaliza modelul. Costurile modelelor au variat între 450 și 680 de dolari.
Tratament pentru boli de rinichi: planta de cistanche si extract de cistanche
Aplicații ale 3DP(Imprimare tridimensională)în nefrolitotomie percutanată (PCNL)
Nefrolitiaza este o boală comună, iar datele recente arată o prevalență de până la 15 la sută și o rată generală de incidență în creștere [16]. Dintre tehnicile endourologice, nefrolitotomia percutanată (PCNL) reprezintă standardul de aur pentrurenalpietremai mare de 20 mm datorită avantajelor în timpul operatorului și ratelor de morbiditate [17]. Accesul renal nu este întotdeauna efectuat de urologi din cauza curbei de învățare nu atât de ușoare. De fapt, multe studii s-au concentrat pe modalitățile imagistice utilizate pentru ghidare în timpul accesului percutanat atât pentru urologi, cât și pentru radiologi. Oricum, selecția optimă a caliciului pentru tractul de puncție și nefrostomie este unul dintre cei mai importanți pași ai planificării chirurgicale PCNL. Dificultățile includ efectuarea unei traiectorii care duce direct la piatra țintă fără a afecta structurile vecine. Leziunile accidentale ale organelor, precum și tracturile multiple înainte de a obține accesul corect la caliciu pot duce la o creștere a duratei intervenției chirurgicale, rate mai mari de complicații și, în consecință, la o durată mai lungă de ședere postoperatorie (LOS)[18]. În ultimii ani, dezvoltarea rapidă a 3D-ului specific pacientului(tridimensională)segmentarea și reconstrucția în Urologie a condus la combinarea 3DM-urilor specifice pacientului(Modele tridimensionale)cu planificare preoperatorie pentru ghidarea acului în timpul procedurilor PCNL. În 2015, Gadzhiev și colab. au propus o replică 3D din plastilină a sistemului pelvicaliceal pe 32 de pacienți cu pietre de cerb duși în sala de operație și folosit ca model de referință [19]. Percutanatrenalaccesul a fost realizat cu succes în toate cazurile; mai mult de jumătate (56 la sută) au avut o singură pistă cu o rată totală fără pietre (SFR) după o a doua privire de 87,3 la sută.
În 2019, Xu și colab. au tipărit 36 de 3DM-uri specifice pacientului(Modele tridimensionale)(3 pentru fiecare pacient) și a simulat 3 locuri de puncție din calicele polului superior, mijlociu și inferior [20]. Locul de puncție care a realizat SFR mai bun în model a fost apoi folosit ca referință în timpul intervenției chirurgicale și s-a găsit o corespondență bună între volumul de calcul postoperator al modelului și al pacientului (p.<0.001,95% cd).in="" late="" 2019,="" an="" italian="" group="" presented="" a="" clinical="" case="" of="" a="" 30-year-old="" man="" with="" a="" left="" renal="" stone="" (25×15="" mm)[21].="" a="">(tridimensională)Sa realizat modelul renal digital și fizic pentru a ajuta chirurgul în timpul procedurii în planificarea și ghidarea accesului percutanat în timpul PCNL. Pacientul a suferit în siguranță PCNL cu o singură puncție percutanată (timp de puncție 2 min). Durata totală a intervenției chirurgicale a fost de 90 de minute. Un post-operator Scanarea CT a confirmat SFR-ul pacientului. Brehmer et al. au evaluat modul în care reconstrucțiile 3D-CT ar putea influența alegerea căii de acces și rezultatele tratamentului la 35 de pacienți planificați pentru PCNL (88 la sută cu calcul renal complex) [22]. Căile de acces au fost planificate în 3D(tridimensională)-Reconstrucții CT folosind repere anatomice (coaste, apofize spinoase etc.). Rezultatele au fost o schimbare a planului de acces la 15/28 de pacienți, în timp ce la 7 pacienți, accesul nu a putut fi planificat fără 3D-CT, însumând 22/35 (63 la sută). Saizeci si noua la suta dintre acesti pacienti (24/35) au fost fara calculi dupa un singur PCNL.
În mod similar, Li și colab. a realizat segmentarea imaginii și 3D(tridimensională)reconstrucție din scanare CT a 15 pacienți cu calculi renali complexi, inclusiv un pacient cu un rinichi potcoavă, 8 pacienți cu calculi parțiali/compleți de staghorn și 6 pacienți cu calculi renali multipli [23]. Căile de acces renale percutanate virtuale sigure și fiabile au fost stabilite pentru fiecare pacient printr-o planificare cuprinzătoare bazată pe3DM(Modele tridimensionale) de calculi renali. Cel mai sigur și mai eficient tract percutan pentru îndepărtarea pietrelor a fost planificat pe modele și apoi încărcat pe un ecran în timpul procedurii în sala de operație. Chirurgul ar putea vizualiza 3DM-ul reconstruit(Modele tridimensionale)ajustând transparența rinichilor și m-am simțit mai încrezător și confortabil cu accesul ajutat de puncția virtuală. În timpul litotripsiei, 3D(tridimensională)modelele au oferit o vedere panoramică a pietrei și a sistemului de colectare care ghidează nefroscopia intraoperatorie. PCNL a fost finalizat cu succes la toți cei 15 pacienți, SFR cu o singură sesiune a fost de 93,3 la sută, iar SFR final a fost de 100 la sută.
Sunt necesare studii viitoare, cu cohorte mai mari, dar ipoteza lui Manning de „exersa înainte de a juca” ar putea deveni standardul de îngrijire pentru operațiile complexe [24].
Tratament pentru boli de rinichi: planta de cistanche si extract de cistanche
