تصویربرداری سه بعدی اساساً چشم انداز مداخلات جراحی پیچیده را دگرگون کرده است و هیچ جا این آشکارتر از برنامه ریزی و اجرای پیوند سلول های سیملت برای بیماران مبتلا به دیابت نوع 1 نیست، با تبدیل اسکن های مسطح، دو بعدی به مدل های آناتومیک چند لایه، جراحان به دست آوردن درک بی سابقه از پانکراس، واژ آن، و منبع تغذیه طولانی مدت، این روش های تولید فضایی به طور مستقیم ایمن تر می شود و به هدف نهایی تبدیل شدن بهتر است.

آشنایی با پیوند های سلولی: یک نخست

پیوند سلول Islet یک درمان جایگزینی سلولی است که برای آزاد کردن بیماران انتخاب شده با دیابت نوع 1 از بار وابستگی به انسولین exogenous و خطر دائمی قسمت های هیپوگلیسمی شدید طراحی شده است، این روش شامل جدا کردن جزایر لانگرهان های پوستی است - میکروارگانیسم هایی که حاوی سلول های بتای مادام العمر هستند - از پانکراس اهدا کننده و در ترکیب آنها به پورتال گیرنده، هنگامی که در درمان آن قرار می گیرند، به طور چشمگیری بهبود نمی یابد و به طور موثر این پاسخ های کنترل مسمومیت با آن در این سلول های کبدی، و درمان آن را در پاسخ به طور جدی نمی دهد.

مسیر بالینی تقاضا دارد: بیماران باید تحت ارزیابی گسترده قبل از انتقال قرار گیرند، درمان قوی ایمنی را دریافت کنند و اغلب نیاز به تزریق بیش از یک اهدا کننده برای دستیابی به استقلال انسولین دارند.موفقیت نه تنها به مقدار و کیفیت جزایر پیوند خورده بلکه به طور دقیق، تحویل یکتریک به کبد و بقای متعاقب آن سلول های لوله کشی شده بستگی دارد.

چرا زلزله های کوتاه

روش های تصویربرداری مقطعی استاندارد مانند tomography (CT) و تصویربرداری رزانس مغناطیسی (MRI) کنتراست بافت عالی را فراهم می کند و می تواند پانکراس و بخار اطراف آن را شناسایی کند، با این حال، این روش ها داده ها را به عنوان یک پشته از برش های محوری که جراح باید به صورت ذهنی به یک تصویر سه بعدی بازسازی کند، برای یک ارگان به عنوان متغیر در شکل، و تنظیمات پیوند، جایگزین می کند - ممکن است یک برش ریشه ای باشد که باعث ایجاد یک برش داخلی شود.

علاوه بر این، تصاویر معمولی 2D اجازه تجزیه و تحلیل حجم، شبیه سازی مسیر کاتتر تزریق، یا تجسم چگونگی کاتتر زدایی مربوط به دولکتورهای پورتال را نمی دهند. بدون یک مدل 3D، جراح اساسا با نقشه ای عمل می کند که فاقد ارتفاع، عمق و روابط فضایی واقعی است.

چگونه تصویربرداری 3D در زمینه پیوند کار می کند

ایجاد یک مدل 3D با داده های وضوح بالا CT یا MRI شروع می شود.برای برنامه ریزی پیوند سلولی، اسکن CT از شکم به طور معمول با ضخامت برش نازک (1 میلی متر یا کمتر) در طول لایه 3 و پورتال بازسازی شده انجام می شود، این مجموعه داده ها به نرم افزار پردازش پس از پردازش اختصاصی صادر می شود - اغلب با استفاده از الگوریتم های تقسیم بندی شده به طور خودکار یا طرح نیمه اتوماتیک تعاملی (حتی می تواند نتیجه صفحه نمایش داده شده در صفحه اصلی، و بازسازی صفحه نمایش داده شده باشد.

ساختارهای کلیدی به طور منظم تقسیم می شوند:

  • آناتومی پانکراس دانچک (اگر یک پانکراس یا بخش کامل قبل از انزوایلت تصویر شده است)
  • حجم کبد و الگوی شاخه بندی پورتال
  • [[۱] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳]] [۳] [۳] [۳] [۳]] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳]، جایگزین یا شریان های جانبی که باید در هنگام استقرار کاتتر از آن اجتناب شود.
  • [[ویرایش] [۱] [۱۰] و منی و متذکّر [۱] [۱۰] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱]
  • [[ویرایش] [۱] [۱۰] کشتی های دارای مجوز یا دو رگه [[۱۰] [۱۰]

هنگامی که مدل ساخته شده است، جراحان می توانند مسافت ها را اندازه گیری کنند، زوایای را محاسبه کنند و مسیرهای کاتتر را شبیه سازی کنند. برخی از سیستم عامل های پیشرفته حتی اجازه می دهند که دینامیک جریان محاسباتی (CFD) را (FLT:1) برای مدل سازی چگونگی تزریق پلاکت ها در یک رسانه تعلیق در داخل شاخه های ورید توزیع می کند - اطلاعات که به طور مستقیم خطر پورتال یا فشار خون را پیش بینی می کند.

دانلود آهنگ و Graft Sizing

حجم دقیق خروجی بحرانی تصویربرداری 3D است. جراح می تواند حجم کبد و قطر پورتال را در محل سوراخ در نظر گرفته شده اندازه گیری کند، اطمینان حاصل کند که اندازه کاتتر و حجم تزریق برای بیمار مناسب است.(فرزندگی بیش از حد می تواند منجر به ترومبولوز پورتال شود؛ کمتر شدن می تواند منجر به توزیع زیر بهینه سازی شود. 3D همچنین اجازه می دهد تا یک گروه از حد معمول را تعیین کند:

برنامه ریزی پیش از عمل: از مدل تا استراتژی عملیاتی

قدرت واقعی تصویربرداری 3D در طول فاز برنامه ریزی پدیدار می شود، جایی که به طور مستقیم به روش جراحی اطلاع می دهد. پیوند سلول Islet از طریق یک رویکرد ترانسhepatic در زیر هدایت رادیوگرافیک انجام می شود، یا در برخی از مراکز، از طریق یک مینی-laptomy، اپراتور باید مسیر دقیق برای جلوگیری از عروق اصلی، کیسه صفرا، صفرا، دولی و مدل سه بعدی را به سادگی نمی تواند یک گزارش بصری را به سادگی.

شناسایی تغییرات آناتومیک بالا

انواع آناتومیک در سیستم venous پورتال رایج هستند. [برای مثال، یک سه گانه از رگ پورتال (به جای دوباره معمولی) ممکن است نیاز به انتخاب دقیق شاخه برای کانکسوم زدن داشته باشد. الف جایگزین هیپاتیک ناشی از عبور از شریان های سمت چپ و لوب می تواند در طول عبور سوزن به طور قابل توجهی آسیب ببیند.

دانلود بازی Catheter Placement

بسیاری از ابزارهای نرم افزاری برنامه ریزی در حال حاضر شامل یک ویژگی شبیه سازی کاتتر است. جراح می تواند در انتخاب ابزار مورد نظر، طول و منحنی کاتتر ورودی کند و سپس "ببینید" چگونه آن را با آناتومی پورتال هماهنگ می کند، این به انتخاب تجهیزات صحیح کبد کمک می کند - به عنوان مثال، یک پاشنه منحنی برای زاویه شیب دار ورودی - و کاهش تعداد سوزن عبور می کند که در معرض خطر خونریزی و آسیب به پوسیدگی کبد است.

پیش بینی تغییرات فشار پورتال

یکی از جدی ترین عوارض داخل عمل در هنگام تزریق است یک افزایش ناگهانی در فشار پورتال به دلیل اقامت و میکروبولیزه شدن است، در حالی که نظارت فشار زمان واقعی استاندارد است، مدل سازی 3D می تواند پیش بینی کند که بیماران در بالاترین حد خطر قرار دارند که شامل (FLT:0volume و قطر شاخه های پورتال (FLT 1) می تواند از یک سیستم پیوند جزئی استفاده کند که نمی تواند یک سیستم تقسیم شده باشد.

کاهش پیچیدگی ها: رویکرد داده محور

وعده مرکزی تصویربرداری 3D در پیوند سلول های استلت کاهش عوارض است، زمانی که جراحان درک کامل فضایی از آناتومی دارند، شایع ترین حوادث نامطلوب بسیار کمتر رایج می شوند.

  • [[۱] [۱۰] [[۱۰]] [[۱]]] با تجسم کل دستگاه هگزاتیک و دوره از سنگ فرش و شریان های کبدی، اپراتور از سوراخ های هنری در طول روش ترانسhepatic استفاده می کند.
  • فشار 3D به تیم اجازه می دهد تا حجم تزریق را انتخاب کنند که از ظرفیت درخت پورتال تجاوز نمی کند، بنابراین خطر تشکیل لخته شدن را کاهش می دهد.
  • آسیب مجاری بل: مدل 3D به وضوح درخت بیلی (به ویژه هنگامی که همراه با داده های MRCP)، هدایت سوزن از سیستم بیلیاری.
  • تزریق داخل داخل داخل داخل داخل داخل داخل داخل داخل: دانستن عمق دقیق و زاویه برای رسیدن به ورید پورتال احتمال عبور کاتتر از طریق کپسول کبدی به حفره تک.
  • آیا اجازه می دهد تا سایت های اضافی را در خود جای دهید: با هدایت کاتتر به یک شاخه هدف، جراح تضمین می کند که جزایر به جای اینکه به گردش سیستمیک منتقل شوند، به پارانشیما کبد تحویل داده می شوند.

این کاهش ها نظری نیستند. تجزیه و تحلیل پیش بینی شده A 2023 با مقایسه برنامه ریزی متعارف CT در مقابل برنامه ریزی مبتنی بر مدل 3D برای پیوند سلول های سیملت، یک ٪ پایین تر از حوادث مهم نامطلوب [FLT 1 ] (بل زدن، تروموز، نیاز به بازسازی) در گروه هدایت 3D، حتی پس از تنظیم روش های بهره برداری مستقیم و بیمار - همچنین برای استفاده مستقیم برای مدل های مستقیم و همچنین اجازه می دهد.

تصویر برداری پس از عمل: نظارت بر تعامل با سرقت و بقا

پس از پیوند، تصویربرداری 3D همچنان به ارائه ارزش ادامه می دهد، در حالی که ارزیابی اولیه پس از عمل اغلب با اولتراسوند دوبلکس یا MRI غیرقراردادی (برای جلوگیری از عوامل کنتراست سمی در بیماران مبتلا به ایمنی)، تکنیک های پیشرفته 3D می توانند برای نظارت بر سرنوشت جزایر پیوند استفاده شوند.

بررسی توزیع و توزیع جزیره و Engraftment

با استفاده از جزایر آهنی با ترکیب با 3D MRI، محققان قادر به ساخت (FLT:0) بصری سازی توزیع و چگالی از جزایر در سراسر تجزیه و تحلیل کبد است، این تکنیک - به نام "تصویر برداری ذره ای MRI (MPI) - یک نقشه 3D را که نشان می دهد که در حالی که مخازن موجود است و یا تجزیه و تحلیل سریع در هفته های هشدار دهنده آن است.

تشخیص پورتال Hypertension و Steatosis

Serial 3D Volumetry همچنین می تواند تغییرات در حجم کبد و قطر و پورتال را ردیابی کند که نشانه های غیرمستقیم از فشار بر روی پورتال هستند، اگر کبد بزرگ شود یا پورتال دیتر از پارامترهای طبیعی باشد، تیم می تواند در اوایل با ضد انعقاد یا دیالاسیون سیستم فشار پورتال مداخله کند. علاوه بر این، 3D تجزیه و تحلیل های چربی (از طریق چند منظوره) MRI می تواند تشخیص دهد که ممکن است باعث خطر بالا شود.

نظارت طولانی مدت برای بدخیمی

بیماران دارای خطر بالایی از لنفوم و سایر عوارض جانبی هستند. 3D تصویربرداری که شامل کل شکم است، پایه جامعی برای مقایسه آینده فراهم می کند و تشخیص توده های جدید را زودتر از پروتکل های غربالگری 2D سنتی آسان تر می کند.

چالش ها و محدودیت های تصویربرداری 3D در پیوند Islet

با وجود وعده های آن، تصویربرداری 3D هنوز در برنامه های پیوند سیمی جهانی نیست.چندین مانع باقی مانده است:

  • Cost و Access: نرم افزار پس پردازش بالا و رادیولوژیست یا زمان جراح برای مدل های بخش گران است. مراکز پیوند کوچک تر ممکن است منابع یا حجم برای توجیه سرمایه گذاری نداشته باشند.
  • زمان لازم: ایجاد یک مدل سه بعدی دقیق می تواند 30 تا 60 دقیقه از کار دستی یا نیمه خودکار را در شرایط پیوند فوری به دست آورد - به عنوان مثال، یک اهدا کننده همان روز از دست رفته انزوا است - تاخیر ممکن است غیرقابل قبول باشد.
  • آموزش کاربر: همه جراحان راحت دستکاری مدل های 3D یا تفسیر داده های حجم کار.
  • اصلاح Dose: مدل های 3D مبتنی بر CT نیاز به اسکن چند فاز دارند که بیمار را به یونیزه کردن اشعه و کنتراست داخل وریدی می رساند.برای بیماران با ارزیابی های مکرر (به عنوان مثال، کسانی که منتظر تزریق چند اهدا کننده هستند)، تابش تجمعی می تواند یک نگرانی باشد.
  • استاندارد سازی نرم افزار: فروشندگان مختلف از الگوریتم های مختلف تقسیم بندی، کنوانسیون های اندازه گیری و ابزارهای تجسم استفاده می کنند، این فقدان استاندارد سازی، مقایسه داده ها در سراسر مراکز و انجام کارآزمایی های چند مرکز را دشوار می کند.

با این وجود، روند روشن است: با افزایش قدرت محاسباتی و نرم افزار خودکار تر و مقرون به صرفه تر می شود، تصویربرداری 3D به استاندارد مراقبت از برنامه ریزی پیوند سلول سیملت تبدیل خواهد شد.

مسیر های آینده: واقعیت افزوده، AI و Bioprinting

مرز بعدی در تصویربرداری 3D برای پیوند سلول های سیمی شامل ادغام زمان واقعی در اتاق عامل است. [FLT] واقعیت افزوده (AR) بیش از حد حد می بیند اجازه می دهد جراح برای دیدن مدل 3D که بر روی شکم بیمار پیش بینی شده است و یا حتی در چشم یک سیستم راهنمای سوزن برش اولیه دیده می شود، نمونه اولیه است که نشان داده است که جراح می تواند به سرعت واقعی برای تنظیم سوزن در جهت اندازه گیری های خاص به نظر می رسد و روش های خاص به اندازه گیری شده در جهت تنظیم سوزن در جهت تنظیم شده در جهت زاویه های کبدی، و یا حتی در ابعاد خاص، به نظر می تواند به نظر می رسد.

[AI] هوش مصنوعی (AI) آماده است تا فرایند تقسیم بندی و برنامه ریزی را به طور کامل خودکار کند.شبکه های عصبی عمیق هم اکنون می توانند پانکراس، ورید پورتال و کبد را از سی تی اسکن در کمتر از 60 ثانیه با دقت تقسیم بندی دستی، این الگوریتم ها همچنین می توانند انواع بافت بالا را نشان دهند و پیشنهاد دهند که برنامه ورودی بهینه را در نزدیک به یک اسکنر اولیه، و نه یک اسکن داده های کامل.

مدل های یادگیری ماشین نیز آموزش دیده اند تا پیش بینی نتایج پس از انتقال بر اساس ویژگی های مدل 3D، به عنوان مثال، نسبت حجم شاخه پورتال به توده سیمی ممکن است پیش بینی کننده قدرتمند از موفقیت باشد.با استخراج مجموعه داده های بزرگ از پیوند های قبلی، این مدل ها می توانند یک احتمال شخصی سازی شده و کمک به خیاط رژیم ایمنی برای استفاده از تعداد.

در نهایت، bioprinting داربست حاوی اسلت ممکن است یک روز جایگزین کبد به عنوان سایت پیوند. محققان ساخت و ساز 3D چاپ شده وانکول 3D ساختار که خانه در یک محیط میکرو محافظت شده قرار دارد، من استفاده می شود برای طراحی این داربست دقیقا همان روش های مدل سازی 3D توصیف شده در اینجا است - به طور کلی نیاز به حذف بافت های تصویربرداری و از بین وعده های تصویربرداری مستقیم است.

نتیجه گیری

تصویربرداری سه بعدی از یک ابزار تجسم طاقچه به یک جزء ضروری برنامه ریزی پیوند سلول های سیملت و پیگیری تکامل یافته است.با ارائه نقشه های دقیق آناتومی، امکان شبیه سازی پیش بینی و کاهش عوارض جانبی، مدل های 3D به طور مستقیم بهبود نتایج سلول های گلییک، زمان و استاندارد سازی ادامه می یابد، توسعه سریع هوش مصنوعی و واقعیت افزوده به زودی منجر به انجام یک روش تصویربرداری پایدار می شود که هر نوع درمان را با تغییر می دهد.