Üç Boyutlu Yazıcı Yardımıyla Düşük Maliyetli Çocuk Cerrahisi ve Çocuk Ürolojisi Simülasyon Eğitim Modelleri Üretimi: Ön Çalışma

Sinem Seleme Övünç

[email protected], İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa Cerrahpaşa Tıp Fakültesi

Musa Batuhan Yolcu

[email protected], İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa Cerrahpaşa Tıp Fakültes

Emil Mammadov

[email protected], Yakın Doğu Üniversitesi Tıp Fakültesi Çocuk Cerrahisi Anabilim Dalı

Şenol Emre

[email protected], İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa Cerrahpaşa Tıp Fakültesi Çocuk Cerrahisi Anabilim Dalı

Sinan Celayir

[email protected], İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa Cerrahpaşa Tıp Fakültesi Çocuk Cerrahisi Anabilim Dalı

Giriş:

Cerrahide standartların yükselmesi, hasta hakları ve yüksek hizmet kalitesi beklentisi nedeniyle uygulamalı eğitimde cerrahi eğitim simülatörlerinin kullanımı önem kazanmakta ve yaygınlaşmaktadır. Buna karşın tek bir anatomik görüntüye ya da senaryoya bağlı bu modeller henüz beklentiyi karşılamamaktadır. Ayrıca  fabrikasyon üretim olması nedeniyle yüksek maliyetlidir. Bu sorun 3 boyutlu yazıcılar ile üretilen simülasyon modelleri ile aşılabilir.

 

Amaç:

Bu çalışmada öğrenci ve asistan eğitiminde (çocuk cerrahisi ve çocuk ürolojisi) kullanılabilecek uygulama-simülasyon modellerinin masaüstü üç boyutlu yazıcı yardımıyla, düşük maliyetle üretimi amaçlanmıştır.

 

Gereç ve Yöntem:

Çocuk Cerrahisi ve Çocuk Ürolojisinde sık karşılaşılan sorunlar olan karaciğer ve böbrek kaynaklı kitleler ile üriner sistem taş hastalığı modellerinin üç boyutlu görüntüleri iki şekilde oluşturuldu.

  1. Hastaya özgü radyolojik görüntülerin segmentasyon ve rekonstrüksiyonu (Hastalara ait bilgisayarlı tomografi ve manyetik rezonans görüntülerinin MeVİS ve Horos yazılımları yardımıyla segmentasyon işlemlerinden geçirilmesi sonucu elde edilen .stl formatlı 3 boyutlu görüntüler): Dicom formatındaki görüntülerde ilgili alanlar ROİ (region of interest) ile çoksayıda kesitte el ile işaretlenerek ya da treshold işlemlerinden geçirilerek işaretlenir. Sonrasında Volume rendering işlemi ile iki boyutlu Dicom görüntülerden .stl formatlı üç boyutlu görüntüler elde edilir.

  2. Tasarım ile oluşturulan hastalık modelleri (Autodesk 3ds MAX yazılımıyla tarafımızdan tasarlanan ve senaryolaştırılan modellerin . stl formatında çıktıları)

 

Elde edilen  geometri Fusion 360 yazılımında kalıp elde etmek için referans olarak kullanıldı. Ters geometri oluşturulduktan sonra solüsyon dolum kanalları vb. çeşitli tasarımlar Boolean operatörleri kullanılarak eklendi. Fusion 360 yazılımında tamamlanan kalıp Ultimaker 2+ 3 boyutlu yazıcı ile yazdırıldı. %30 luk polyvinil alkol (PVA) solüsyonu hazırlandı ve 3 boyutlu olarak yazdırılan kalıba enjekte edildi. PVA molekülleri arasında hidrojen bağı kurularak doku benzeri jel halini alması için beş adet donma/çözme döngüsü tüm kalıba  uygulandı.Modeller kalıptan çıkarıldı.

 

Bulgular: Bu çalışma kapsamında böbrek ve mesane modellerinin üretimi gerçekleştirildi.


Sonuç:  Bu çalışma sonucunda hem anatomik hem de gerçekçi doku kalitesine sahip hastaya özel-senaryoya özel, düşük maliyetli modellerin oluşturulabileceği gösterilmiştir. Bu modellerin asistan ve öğrenci eğitiminde kullanımının yararlılığı ileriki çalışmalarda değerlendirilecektir.

Anahtar Kelimeler

simülasyon, 3d printer, çocuk cerrahisi