Диссертация (1139547), страница 42
Текст из файла (страница 42)
Для разработки плана любого оперативногопособия требуется использование многих современных методов визуализацииинформации, применение которых в хирургическом лечении пациентов с ПКРранее было отражено в предыдущих главах. Несмотря на видимые преимущества3D визуализации патологического процесса на экране монитора компьютера,хирургупо-прежнемунеобходимоуметьинтерпретироватьвизуальнуюинформацию, чтобы предусмотреть 3D геометрию для выполнения качественногооперативного вмешательства.
В настоящее время для этого появилось новоенаправление медицины 3D печать, в основе которой лежит воссоздание наосновании проведенных визуализирующих методов диагностики 3D объёмныхмоделей органов и систем организма человека. Историческипервым врачом вмире, предложившим идею создания осязаемой анатомической модели органов312на основании выполняемой компьютерной томографии, был итальянский докторAlberti в 1979 году [61].Первым опубликованным сообщением в мире оприменении методики 3D печати в медицинских целях была работа Tonner с соавт.(1979), авторы изготовили 3D модель костей таза пациента с заболеваниемфибросаркомойкостейтазанаоснованиивыполненнойкомпьютернойтомографии.
Модель была выполнена из полистирола при помощи фрезерныхстанков с числовым программным управлением. В дальнейшем на основанииданной объёмной моделибыл сделан металлический протез, и проведенозамещение дефекта костей таза после удаления опухоли [386].Изготовляемыетаким образом анатомические модели были несовершенны, имели грубуюребристую структуру из-за отсутствия точного копирования анатомическогообъекта, из-за слабой разрешающей способности первых компьютерныхтомографов и самой методики изготовления [186]. В дальнейшем американскимучёным Hull.
C. в 1984 году для создания 3D объёмных моделей была предложенаметодика лазерной стереолитографии. Первое время 3D печать применялась впромышленных целях.Разработчиком этой технологии производства объёмныхмоделей был предложен термин 3D печать. Согласно его определению 3D печать это способ, при котором реальная структура создается путем наслоения сиспользованием систем автоматизированного проектирования и программногообеспечения, которые передают сигналы на 3D-принтер [195].Вмедицинеметодика лазерной стереолитографии впервые в мире была применена в 1994 году[215]. Сегодня для осуществления 3D печатив мире используются множестводругих технологий.Данные методики различаются по видам 3D принтеров,применяемых дляпечати: стереолитография - методика с применениемфотополимеров, которые укладываются послойно на подвижной платформе иформируетсямодель(Stereolithographyпод(SLA);воздействиемселективноеультрафиолетовоголазерное«спекание»,влазерапроцессеизготовления которого используются различные порошки (металл, керамика,полимеры), которые выдуваются из сопла и при помощи СО 2 лазера спекаютсяпослойно(SelectiveLaserSintering(SLS);приплавленомосаждённом313моделировании (Fused Deposition Modeling (FDM) используются мелкие шарики,которые под высоким давлением выдавливаются и наплавляются с формированиеммодели; ламинированное производство (Laminated Object Manufacturing (LOM)использует бумагу или полиэтилен, которые складываются и формируют модель;струйная печать - (Inkjet printing techniques) технология, которая нашла своеприменение в 3D биопринтинге живых тканей и органов [327].
3D печать внастоящее время используется в различных сферах жизнедеятельности человека:от создания домов до печати живых органов и тканей. При этом материалы,используемые для работы 3D принтеров, также различны: от бумаги и пластмассдо керамических и металлических порошков и живых клеток. Современныетехнологии в данное время позволяют проводить 3D печать одновременнонесколькими материалами, что позволяет создавать сложные функциональныемеханические и живые 3D объекты, например, встроенные электронные датчикиили полноценные органы и ткани живых организмов [246; 302].
В настоящее времябольшой опыт применения 3D печати в медицине имеется в различныхмедицинских специальностях (травматологии, ортопедии, челюстно-лицевойхирургии) [273; 367; 419]. При анализе мировых публикаций появляется всебольше сообщений об использовании 3D печати в урологии [89; 165; 221; 222; 227;263; 353; 403; 405; 430]. При этом не только 3D печать органов мочевыделительнойсистемы, но и исследования по 3D печати расходных материалов для выполненияоперативных вмешательств (катетер-стенты, клипсы, троакары) [105; 130; 305].Конечно же, это пока будущее хирургии, но использование 3D печати позволялобы создавать персонифицированные инструменты и расходные материалы вовремя выполнения операций в самом операционном блоке при возникновениипотребности в них [130].
Технологический процесс создания 3D печатных моделейвключает в себя несколько этапов. На первом этапе при помощи различныхвизуализирующихтехнологийвыполняетсяисследованиесконтрастнымусилением (МСКТ, МРТ). Затем полученные данные в формате DICOM/PACS припомощииспользованияразличныхсистемпрограммногообеспеченияпреобразуются в 3D модели.
Полученные 3D модели интересуемой области при314помощи программного обеспеченья обрабатываются применительно к различнымтехнологиям 3D печати, и, в последующем, при помощи различных видов 3Dпринтеров происходит печать с изготовлением 3D печатных моделей. В настоящеевремя основными направлениями использования 3D печати в медицине является:1) печать анатомических моделей органов,2)производство протезов и имплантатов,3)производство хирургического инструментария.В хирургическом лечении пациентов с ПКР 3D печать анатомическихмоделей почки используется для двух основных целей: для планированияоперативного вмешательства и для образования [128; 222; 227; 263; 353; 430].Самое первое исследование в мире об использовании 3D печатных моделей почкипри планировании ОСО при ПКР принадлежит Silberstein с соавт.
(2014). Авторысообщили о 5 наблюдениях использовании 3D печатных моделей почки упациентов с ПКР, 4 больным была выполнена робот-ассистированная резекцияпочки, одному больному операция была выполнена из открытого доступа. Прианализе применения 3D напечатанных моделей почки авторы отметилизначительно лучшее понимание хирургом нормальной и патологической анатомиипочки перед предстоящей операцией, тем самым улучшаются результатыпроводимых оперативных вмешательств [353].
В другой работе Zhang с соавт.(2016) для оценки полезности использования 3D печатных моделей почки впланировании ОСО из лапароскопического доступа перед операцией хирургам,выполняющим пособие, было предложено проведение планирования в 2 этапа. Напервом этапе планирование было выполнено на основании данных 3Dизображений на экране монитора компьютера, и на втором этапе планированиебыло проведено с применением 3D печатных моделей. После этого быловыполнено анкетирование с оценкой результатов. Все хирурги, участвующие висследовании, дали высокие оценки проведения планирования операции припомощи 3D печатных моделей, в дальнейшем при выполнении оперативныхвмешательств модели также были применены для навигации в операционной [430].Некоторые исследователи называют применение 3D печатных моделей почки с315опухольюдляпредоперационногопланированияметодикой4Dинтраоперационной навигацией [227].Другим положительным качеством применения 3D печатных моделей почки,по данным некоторых мировых работ, является возможность использованиямоделейприбеседеспациентомпередпредстоящимоперативнымвмешательством, тем самым улучшается понимание больным своего заболеванияи всех сложностей предстоящей операции.В конечном счёте усиливаютсядоверительные отношения между врачом и пациентом, что также играет непоследнюю роль в достижении положительного результата хирургическоголечения [89; 227; 430].
Интересной в этом вопросе была выполненная работаBernhard с соавт. (2016), в исследование были включены 7 пациентов, которымбыли выполнены МСКТ с дальнейшей 3D печатью моделей почки. На первомэтапе больным было предложено ознакомится с результатами выполненных МСКТна основании снимков, а затем пациентам были предоставлены 3D печатныемодели почек. После каждого этапа респондентам были заданы 4 вопроса:1.
Как вы оцениваете понимание анатомии почки?2. Как вы оцениваете понимание физиологии почки?3. Как вы оцениваете понимание патологической анатомии опухоли почки?4. Как вы оцениваете понимание о предстоящем оперативном вмешательстве ивозможности развития осложнений?Ответы на каждый из вопросов были от 1 до 10 баллов.
После анализа ответовв процентном отношении между двумя этапами преимущество было послеознакомления с 3D печатными моделями почек от 16,7% в улучшении пониманияфизиологии почки до 50% в улучшении понимания анатомии почки [89]. Ещёодним из вариантов использования 3D печати в медицине и урологии в частности,это возможность обучения не только пациентов, но и врачей.
Выполняемые в нашевремя высокотехнологичные оперативные вмешательства при хирургическомлечении ряда заболеваний требуют от врача-оператора высоких знаний, иприменения на этапе предоперационного планирования тренинга предстоящейоперации положительно влияет на результативность реально выполняемых316пособий [222; 430]. Особую важность тренинг на 3D печатных моделях имеет присложных операциях.
Так, согласно проведённому исследованию Maddox с соавт.(2017)припроведениисравнениярезультатоввыполняемыхробот-ассистированных резекций почки в двух однородных группах больных, в одной изкоторых у 6 пациентов за неделю перед основной операцией хирург проводилтренировки на 3D напечатанных моделях почек данных пациентов, былаустановлена значительно меньшая величина интраоперационной кровопотери вгруппе пациентов, где хирург проводил предоперационный тренинг [263]. Однимиз главных преимуществ 3D печатных моделей почки многие исследователисчитают возможность точного предоперационного планирования пособия свозможностью выбора оптимального варианта выполняемой резекции с оценкойостающейся части почечной паренхимы.
Также напечатанные модели позволяютхирургу четко понять реальные размеры опухоли, её глубину, а также определитьсяс линией разреза и углом разреза паренхимы почки. Это особенно важно привыполнении высокотехнологичных малоинвазивных операций, и являетсяпростым способом интраоперационной навигации [165; 227; 263]. Послеосвещения всех положительных моментов использования 3D печати в урологиинельзя не упомянуть и отрицательные стороны. Все они связаны с затратами навыполнение 3D печати и временем изготовления 3D моделей.
Сумма затрат напечать складывается из стоимости расходных материалов, необходимых дляпечати, и стоимости самого 3D принтера. Если говорить о времени, затраченномна изготовлении 3D моделей, то в среднем оно равнобольшинстве случаев [272].около 48 часоввИнтересные данные о затраченном времени наизготовление 3D печатных моделей приводит Hoang с соавт. (2016) согласно егоданным, 1 час, потраченный на 3D печать, позволяет сэкономить 10 минутоперационноговремени,однаконевозможноточнооценитьвлияниеуменьшенного времени анестезии и величины кровопотери на результат операциии самого больного [186].В данной главе нам хотелось бы предоставить свой опыт использования 3Dпечати для хирургического лечения больных с ПКР. Исследования по317использованию 3D печати в лечении больных с ПКР в клинике урологии ПервогоМГМУ им.
И.М. Сеченова проводятся с 2010 года. Первично при помощи 3Dпечати в клинике была разработана методика интраоперационной навигации приинтрапаренхиматозной локализации опухоли почки для выполнения ОСО изоткрытого хирургического доступа за счёт применения навигационных шаблонов.Данные шаблоны изготавливались на основании данных 3D моделированияпациентов при помощи стереолитографии [42; 52]. По данной методике былполучен патент на изобретение «Способ оперативного лечения больных опухольюпочки» № 2492816.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
