Výskum vplyvu technológie trojrozmernej tlače na operáciu obličiek
Mar 18, 2022
Kontakt: Audrey Huaudrey.hu@wecistanche.com
Francesco Esperto, Francesco Pratal a spol.
Úvod
Trojrozmerná tlač(3DP) sa objavil koncom 80. rokov 20. storočia, ale jeho aplikácia v lekárskej oblasti sa datuje do roku 2000 [1]. Donedávna sa jeho využitie obmedzovalo prevažne na ortopédiu a stomatológiu. Akotrojrozmerný(3D) tlačiarne sa stali rozšírenejšími a cenovo dostupnejšími, čo predstavuje rýchly nárast používania 3DP(Trojrozmerná tlač) v medicíne bol zaregistrovaný. V súčasnosti je pre tlač k dispozícii niekoľko typov technológií, ako je tryskanie spojiva, tryskanie materiálu, technológie fotopolymerizácie vane a fúzia práškového lôžka; navyše 3D (trojrozmerný) tlačiarne teraz dokážu vytvárať objekty z rôznych materiálov, ako sú plasty, vosk, keramika a kov [2]. V posledných rokoch 3DP(Trojrozmerná tlač)- technológia (3DPT)(Technológia trojrozmernej tlače)umožnilo výrobu modelov na výrobu faksimile orgánov pacientov, dokonca aj celých častí tela, ktoré sa majú použiť na tréningové účely a na zlepšenie chirurgického plánovania. Navyše, zavedenie umelých realít vytvorených pomocou softvéru (virtuálne reality VR, rozšírené reality) predstavuje ďalší krok v 3DPT(Trojrozmerná tlačtechnológie)umožňujúce chirurgovi vykonávať riadenú operáciu bez toho, aby sa vzdal koncentrácie na operačné pole. Cieľom tohto prehľadu je preskúmať uplatňovanie 3DP(Trojrozmerná tlač)pri operácii obličiek; predovšetkým sa zameriavame na chirurgické plánovanie, edukáciu pacienta, školenie a rozšírenú realitu (AR). 3DP(Trojrozmerná tlač)a Chirurgické plánovanie Predoperačné plánovanie je kľúčové pre zlepšenie chirurgických výsledkov a pre zníženie možných intra- alebo pooperačných komplikácií. 3D(trojrozmerný)modely (3DM) by mohli zohrávať dôležitú úlohu pri pomoci chirurgom správne pochopiť anatómiu špecifickú pre pacienta a usmerňovať ich intraoperačné rozhodnutia. 3D anatomické repliky vytlačené priamo z pacientov DICOM snímok (CT sken alebo MRI) sa použili na pomoc pri informáciách v predoperačnom plánovanie zložitých operačných výkonov a snaha o redukciu perioperačných komplikácií[3]. Chirurgické plánovanie s 3DM(Trojrozmerné modely)má významné výhody oproti súčasným dvojrozmerným (2D) obrazom. Chirurgovia majú realistickejší prehľad a lepšie pochopia oblasť, v ktorej budú operovať. Možné výhody, ktoré tieto modely poskytujú, sú lepšie rozhodovanie a následne zvýšená chirurgická istota.
Liečba ochorenia obličiek: bylina a extrakt z cistanche
Aplikácie 3DP(Trojrozmerná tlač)in Nephron Sparing Surgery (NSS) Viac ako polovica publikácií o 3DM(Trojrozmernýmodelov) v urológii uvádzali chirurgické plánovanie ako svoj primárny výsledok. V ére chirurgie šetriacej nefróny (NSS) vzhľadom na komplexnú anatómiu a vaskulatúru, potenciálnu predĺženú renálnu ischémiu a často nejasnú inváziu do hĺbky nádoru nie je prekvapujúce, že väčšina štúdií zamerala svoju pozornosť na rakovinu obličiek [ 3].
Aj keď sú ablatívne techniky a aktívny dohľad možnými voľbami u vybraných pacientov, chirurgická liečba obličkových masy stále predstavuje zlatý štandard a v priebehu rokov sa vyvinula na prístup NSS. Do roku 2011 neexistovali žiadne štúdie, ktoré by preukázali lepšie výsledky parciálnej nefrektómie (PN) namiesto radikálnej nefrektómie (RN)[4]. V roku 2012 Sun a kolegovia prvýkrát preukázali, že v multipremennej analýze pacienti, ktorí podstúpili PN, mali výrazne nižšiu pravdepodobnosť úmrtia na mortalitu z iných príčin (OCM) v porovnaní s kohortou RN (p =0,04) , v ktorom sa uvádza, že PN by sa mala ponúkať „vždy, keď je to technicky možné“[5]. Uskutočniteľné však nie vždy znamená ľahké: vyššie hmotnosti RENAL skóre sú náchylnejšie viesť k vyšším Clavien-Dindo pooperačným komplikáciám (p=0.043) a výraznému poklesu pooperačnej funkcie obličiek(p{{11} }.004), kvôli chirurgickej zložitosti [6]. Pred zvážením chirurgických výsledkov môže predoperačné plánovanie silne ovplyvniť 3DM(Trojrozmerné modely), najmä v prípade zložitých obličkových hmôt.
Urológia prešla od otvorenej k minimálne invazívnej chirurgii (MIS) a od radikálnej exstirpácie orgánov k NSS. V dôsledku toho sa chirurgovia musia spoliehať na modely, ktoré im môžu poskytnúť lepšie pochopenie chorôb pacientov, čo pomôže zlepšiť plánovanie chirurgického zákroku. Silberstein a kol. v roku 2014 vykonali 5 PN (4 robotické a 1 otvorenú) s kompletnou excíziou obličkových hmôt po vytvorení 5 prispôsobených, pre pacienta špecifických 3D modelov obličiek [7]. Hlavnou charakteristikou týchto modelov boli zvýšené renálne lézie podozrivé z malignity. V tejto štúdii boli všetky intervencie úspešne vykonané s priemerným časom ischémie 21 minút, všetky chirurgické okraje boli negatívne a komplikácie boli minimálne. Predbežná správa Zhanga a kol. ukázali, že u pacientov s T1 obličkovými masami vhodnými na NSS, 3DM(Trojrozmerné modely)mali vyššie skóre v chirurgickom plánovaní [8]. Okrem toho dvaja zainteresovaní chirurgovia uviedli, že intraoperačná konzultácia s 3DM bola užitočná pre vzťah nádoru s okolitými tkanivami, hĺbku resekcie a vyhýbanie sa poraneniam kľúčových štruktúr, ako je renálny hilum. Neexistujú však žiadne konkrétne otázky týkajúce sa spôsobu fungovania 3DM(Trojrozmerné modely)boli vykonané ovplyvnené rozhodnutia o plánovaní chirurgického zákroku.
Po 1 roku Wake a spol. vybrali 10 obličkových novotvarov, ktoré dosiahli viac ako 5 (rozsah 6-10) v RENALnefrometrii skóre a predložili 2D snímky pred 3DM(Trojrozmerné modely)trom skúseným urologickým onkológom [9]. Po predložení modelov bolo 30-50 percent chirurgov náchylných na zmenu chirurgického prístupu s najväčším vplyvom na transperitoneálny alebo retroperitoneálny prístup a svorku.
Porpiglia et al. zhodnotili užitočnosť 3D(trojrozmerný)tlačené modely obličiek a vnímanie chirurga. Na základe ich údajov 3DM(Trojrozmerné modely)Zdá sa, že ovplyvňovali chirurgov pri výbere najvhodnejšieho typu ischémie (off-clamp vs. globálna ischémia vs parciálna ischémia) a typu resekcie (enukleácia alebo enukleátová sekcia) bez rozdielu na základe skúseností chirurgov [10].
Liečba ochorenia obličiek: bylina a extrakt z cistanche
Dobré plánovanie však nie vždy znamená dobré chirurgické výsledky. Mnohé štúdie zamerali svoju pozornosť aj na výsledky po 3DM(Trojrozmerné modely)vizualizácie a do akej miery môžu ovplyvniť operácie. V štúdii uskutočniteľnosti Rundstedta et al. bol vyvinutý pre pacienta špecifický predchirurgický protokol pre roboticky asistovanú PN (RAPN) [1]. V ich štúdii podstúpilo RAPN 10 pacientov so solídnymi obličkovými masami po predoperačnej skúške pomocou 3D(trojrozmerný)- tlačené modely obličiek vyrobené z materiálu na báze kremíka. Skóre RENALnefrometrie bolo medzi 7 a 11 (priemer 8,9). Autori porovnávali resekčné časy modelu a nádoru. Ich výsledky nepreukázali štatisticky významný rozdiel medzi 3DM(Trojrozmerné modely)a vyrezaný nádor v priemernom čase resekcie (6:58 vs. 8:22 min,p=0.162）a vyrezané objemy（38,50 vs.41,79mm³,p=00,976. Iba 1/10 pacientov mali pozitívne chirurgické okraje. Autori dospeli k záveru, že predoperačná skúška by mohla výrazne zlepšiť stratégiu resekcie, ale v tejto štúdii chýba kontrolná skupina. Ďalšia štúdia uskutočniteľnosti skúmajúca, ako 3D(trojrozmerný)tlačené modely obličiek môžu ovplyvniť chirurgické postupy, vykonali Maddox a kol.[12]. S cieľom umožniť predoperačnú a robotickú chirurgickú simuláciu autori skonštruovali fyzické 3DM špecifické pre pacienta(Trojrozmerné modely)vyrobené z materiálov, ktoré by mohli celkom dobre aproximovať vlastnosti obličkového tkaniva. Úspešne bolo vytvorených sedem modelov a na každej replike bola vykonaná PN a herniorafia. Po simulácii všetci pacienti podstúpili RAPN s negatívnymi chirurgickými okrajmi, pričom priemerný čas teplej ischémie bol 25 minút. Priemerné skóre RENÁLNEJ nefropatie bolo 7,4. Porovnanie siedmich prípadov a "Tulane Urology perspektívne udržiavanej databázy RAPN", "operácie s 3DM"(Trojrozmerné modely)mali väčšie nádory, menej komplikácií, dlhší teplý ischemický čas, menej pozitívnych okrajov a kratšiu hospitalizáciu, ale jediným štatisticky významným nálezom bola znížená odhadovaná strata krvi (EBL) (185,7 vs. 235,6 ml, p=0,01 ), čo naznačuje, že predoperačný 3DM(Trojrozmerné modely)nácvik môže skrátiť krivku učenia pre školiteľov a zlepšiť chirurgické výsledky. V opačnom prípade autori priznali, že je potrebné ďalšie hodnotenie.
Kyung a spol. porovnávali 17 pacientov, ktorí podstúpili PN s pomocou predchádzajúcej konzultácie 3D(trojrozmerný)modely obličiek špecifické pre pacienta s kontrolnou skupinou pozostávajúcou z pacientov, ktorí podstúpili PN od rovnakého chirurga a približne v rovnakom časovom období (2014-2015)[13]. Podobne ako v prípade Maddox, autori zistili, že jediným štatisticky významným rozdielom bola znížená intraoperačná strata krvi (IBL) (182 cm3 vs. 310 cm3, 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="">(Trojrozmerné modely).
Napriek relatívne malej kohorte, častému nedostatku kontrolnej skupiny a nízkej štatistickej sile tieto štúdie prispeli k podpore účinnosti 3DM.(Trojrozmerné modely)simulácia pred komplexnou operáciou obličiek.
Liečba ochorenia obličiek: bylina a extrakt z cistanche
Nedávno Fan et al. retrospektívne analyzovali údaje 69 pacientov, ktorí podstúpili 3D(trojrozmerný)laparoskopická PN (LPN) a 58, ktorí podstúpili tradičnú LPN v období od januára 2016 do februára 2018[14]. Uviedli významné zníženie času teplej ischémie (WIT) v 3D(trojrozmerný) skupina (24,1 ± 5,1 pre 3D kohortu a 26,6 ± 4,2 min v tradičnom LPN, 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="">(trojrozmerný)skupina mala výrazne kratšiu WIT a menej IBL (131,9 ± 78,5 vs 179,2 ± 76,1, p<0.05)than the="" traditional="" lpn="">
Nakoniec japonská skupina uviedla svoje predbežné skúsenosti s tým, čo nazývali „4D chirurgická navigácia“ pri minimálne invazívnej PN mimo svorky [15]. Pozostáva z 3D v plnej veľkosti(trojrozmerný)vytlačená oblička navrhnutá tak, aby bolo možné odstrániť nádor a jeho okraj (2-5 mm okolo nádoru). Táto funkcia umožnila chirurgovi vizualizovať počas chirurgického plánovania obličky pred aj po resekcii (štvrtou uvažovanou dimenziou bol čas). Modely pomohli chirurgom vytvoriť pracovnú mentálnu mapu pre resekciu. Desať pacientov s komplexnými obličkovými masami (RENAL skóre väčšie alebo rovné 8) bolo vybraných a podstúpilo minimálne invazívnu off-clamp PN s prijateľnými perioperačnými výsledkami a chirurgickými okrajmi, ktoré boli takmer identické s 3D(trojrozmerný)vytlačené nádory. Štatisticky významný rozdiel bol zistený v čase intraoperačného ultrazvuku s 3D(trojrozmerný)model v porovnaní so štandardnými operáciami (priemer 3,3 min oproti 6,3 min, v tomto poradí, p=0.021. Okrem toho chirurgovia tvrdili užitočnosť 3DM(Trojrozmerné modely)hmatová spätná väzba. Naproti tomu na tlač bolo potrebných 4 až 9 hodín a na dokončenie modelu 3 až 9 dní. Náklady na modely sa pohybovali od 450 do 680 dolárov.
Liečba ochorenia obličiek: bylina a extrakt z cistanche
Aplikácie 3DP(Trojrozmerná tlač)pri perkutánnej nefrolitotómii (PCNL)
Nefrolitiáza je bežné ochorenie a najnovšie údaje ukazujú prevalenciu až 15 percent a celkový nárast incidencie [16]. Spomedzi endourologických techník predstavuje perkutánna nefrolitotómia (PCNL) zlatý štandard preobličkovékameneväčšia ako 20 mm kvôli výhodám v operačnom čase a miere morbidity [17]. Renálny prístup nie vždy vykonávajú urológovia kvôli nie tak ľahkej krivke učenia. V skutočnosti sa mnohé štúdie zamerali na zobrazovacie modality používané na usmernenie počas perkutánneho prístupu pre urológov aj rádiológov. V každom prípade je optimálny výber kalicha pre punkčný a nefrostomický trakt jedným z najdôležitejších krokov operačného plánovania PCNL. Ťažkosti zahŕňajú vykonanie trajektórie, ktorá vedie priamo k cieľovému kameňu bez ovplyvnenia susedných štruktúr. Neúmyselné poranenia orgánov, ako aj viacnásobné trakty pred dosiahnutím správneho prístupu ku kalichu môžu viesť k predĺženiu trvania operácie, vyššiemu počtu komplikácií a následne k dlhšej pooperačnej dĺžke pobytu (LOS)[18]. V posledných rokoch rýchly rozvoj 3D špecifického pre pacienta(trojrozmerný)segmentácia a rekonštrukcia v urológii viedli ku kombinácii 3DM špecifických pre pacienta(Trojrozmerné modely)s predoperačným plánovaním navádzania ihlou počas PCNL procedúr. V roku 2015 Gadzhiev et al. navrhli plastelínovú 3D repliku panvového systému na 32 pacientoch so staghornovými kameňmi prevezenými na operačnú sálu a použitými ako referenčný model [19]. Perkutánneobličkovéprístup bol úspešne vykonaný vo všetkých prípadoch; viac ako polovica (56 percent) mala jednu skladbu s celkovou mierou bez kameňov (SFR) po druhom pohľade 87,3 percenta.
V roku 2019 Xu a spol. vytlačili 36 3DM špecifických pre pacienta(Trojrozmerné modely)(3 pre každého pacienta) a simulovali 3 miesta vpichu z horného, stredného a dolného pólu kalicha [20]. Miesto vpichu, ktoré v modeli dosiahlo lepšiu SFR, sa potom použilo ako referencia počas operácie a zistila sa dobrá zhoda medzi objemom pooperačných kameňov modelu a pacienta (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="">(trojrozmerný)bol vykonaný digitálny a fyzikálny model obličiek na pomoc chirurgovi počas postupu pri plánovaní a vedení perkutánneho prístupu počas PCNL. Pacient bezpečne podstúpil PCNL s 1 jednou perkutánnou punkciou (čas punkcie 2 minúty). Celkový operačný čas bol 90 minút. Pooperačná CT vyšetrenie potvrdilo SFR pacienta. Brehmer et al. zhodnotili, ako môžu 3D-CT rekonštrukcie ovplyvniť výber prístupovej cesty a výsledky liečby u 35 pacientov s plánovanou PCNL (88 percent s komplexným obličkovým kameňom) [22]. Prístupové trasy boli naplánované v 3D(trojrozmerný)-CT rekonštrukcie s použitím anatomických orientačných bodov (rebrá, tŕňový výbežok atď.). Výsledkom bola zmena plánu prístupu u 15/28 pacientov, pričom u 7 pacientov nebolo možné naplánovať prístup bez 3D-CT, celkovo 22/35 (63 percent). Šesťdesiatdeväť percent týchto pacientov (24/35) bolo bez kameňov po jednej PCNL.
Podobne Li a kol. vykonala segmentáciu obrazu a 3D(trojrozmerný)rekonštrukcia z CT vyšetrenia 15 pacientov s komplexným obličkovým kameňom, vrátane jedného pacienta s podkovovitou obličkou, 8 pacientov s čiastočnými/úplnými staghornovými kameňmi a 6 pacientov s mnohopočetnými obličkovými kameňmi [23]. Virtuálne bezpečné a spoľahlivé perkutánne renálne prístupové cesty boli stanovené pre každého pacienta komplexným plánovaním na základe3DM(Trojrozmerné modely) obličkových kameňov. Na modeloch sa naplánoval najbezpečnejší a najefektívnejší perkutánny trakt na čistenie kameňov a potom sa nahral na obrazovku počas zákroku na operačnej sále. Chirurg si mohol vizualizovať zrekonštruovaný 3DM(Trojrozmerné modely)nastavenie priehľadnosti obličiek a cítili sa istejšie a pohodlnejšie s prístupom podporovaným virtuálnou punkciou. Počas litotrypsie sa 3D(trojrozmerný)modely ponúkali panoramatický pohľad na kameň a zberný systém, ktorý vedie intraoperačnú nefroskopiu. PCNL bola úspešne dokončená u všetkých 15 pacientov, SFR po jednom sedení bola 93,3 percenta a konečná SFR bola 100 percent.
Vyžadujú sa budúce štúdie s väčšími kohortami, ale Manningova hypotéza „pred hraním si precvičte“ by sa mohla stať štandardom starostlivosti o komplexné operácie [24].
Liečba ochorenia obličiek: bylina a extrakt z cistanche
