Im Nicklaus Children’s Hospital in Miami nutzt das „Cardiovascular Surgery Advanced Projects Laboratory“ (APL) eine Reihe digitaler 3D-Technologien, darunter 3D-Drucker von Stratasys, um die Anatomie zu visualisieren und chirurgische Eingriffe bei pädiatrischen Patienten zu planen. Eine frühere Fallstudie befasste sich mit der 3D-Druckanwendung am Nicklaus Children’s Hospital zur Reparatur des Herzens eines Kindes und zeigte das große Potenzial anatomischer Modelle im klinischen Umfeld auf. Die neueste Erfolgsgeschichte des Nicklaus Children’s Hospital handelt von der Planung einer lebensrettenden Operation für Roy, einen 8-jährigen Jungen mit einem schwer zu behandelnden Tumor.
3D-Druck des Schädels mit dem Stratasys J5 MediJet
In Roys Fall mussten die Chirurgen des Nicklaus Children’s Hospital als Teil eines multidisziplinären Teams einen sehr komplizierten und schwierigen Eingriff planen, bei dem ein potenziell tödlicher Krebs, ein osteogenes Sarkom, in einem Bereich lag, in dem Chirurgen normalerweise nicht operieren. Roys Fall bot jedoch für Dr. Robert Hannan, dem Leiter des APL, eine hervorragende Gelegenheit, das Ziel des Labors zu verwirklichen, „Patienten und Familien ein Leben lang Hoffnung und Zukunftsperspektiven zu geben“.
Dr. med. Jordan P. Steinberg, chirurgischer Leiter des kraniofazialen Programms, beschrieb: „Ein großer Teil der Motivation hinter unserem Vorgehen besteht darin, einen Weg zu finden, wie wir an das Sarkom herankommen und gleichzeitig alles wieder so zusammenfügen können, dass sein Aussehen so wenig wie möglich beeinträchtigt wird.“ Unterstützung kam von Dr. med. John Ragheb, dem Leiter der Abteilung für Chirurgie des Krankenhauses, der den Chirurgen dabei half, den Tumor zu lokalisieren, der unterhalb des Gehirns und unter dem Auge an einer schwer, aber nicht unmöglich zu erreichenden Stelle lag.
Das Team von APL unterstützte die Vorbereitungen für die Operation, indem es mithilfe der Software „Synopsys Simpleware“ Bilddaten von Roys Schädel, relevante anatomische Merkmale und den Tumor importierte und segmentierte. Die daraus resultierenden segmentierten Daten wurden anschließend mithilfe eines Stratasys J5 MediJet-Druckers zu einem medizinischen Diagnosemodell*verarbeitet. Für Dr. Ragheb war „dieses Modell wirklich sehr hilfreich, um uns vorzustellen, wie wir den Tumor erreichen können“, der rosa hervorgehoben war. Der Tumor wurde schließlich erfolgreich entfernt, größtenteils über den Mund des Kindes, wodurch das Team eine entstellende Narbe vermeiden konnte. Bei dieser Technik wurde ein Hautschnitt hinter dem Haaransatz vorgenommen und ein Teil des Schädels geöffnet; anschließend wurde ein kleiner Abschnitt der Wange entfernt, damit die Chirurgen den Tumor direkt von oben sehen konnten.
Zusätzlich zum 3D-gedruckten Modell wurden die Daten auch in das Augmented-Reality-Tool (AR) „DICOM Director Intravision XR“ importiert, um sie über eine Microsoft HoloLens 2 anzusehen. So konnten Roy und seine Familie virtuell mit dem Schädel interagieren und die Operation besser nachvollziehen. Dr. Steinberg erklärte: „Mit diesen Technologien sind wir nun in der Lage, ihnen wirklich zu zeigen und genau zu verdeutlichen, was wir tun, welche benachbarten Strukturen dabei betroffen sind, und das Risiko-Nutzen-Verhältnis auf eine Weise zu vermitteln, die zuvor einfach nicht möglich war.“
Das vollständige Video ansehen:
*Die Software „Synopsys Simpleware“ verfügt über die FDA-510(k)-Zulassung für die Verarbeitung von DICOM-Daten sowie den Export von Dateien für den 3D-Druck mit Stratasys-Druckern wie dem J5 MediJet. Die Simpleware-Software wurde für ausgewählte anatomische Strukturen mit Stratasys-Druckern und -Materialien validiert und erleichtert Stratasys-Anwendern die Erstellung medizinischer Diagnosemodelle auf Basis patientenspezifischer Bilder.“
