From CT scanning to 3D printing technology: a new method for the preoperative planning of a transcutaneous bone-conduction hearing device
Dalla TC alla stampante 3D: un metodo innovativo per la pianificazione chirurgica di una protesi a conduzione ossea transcutanea
P. Canzi1*, S. Marconi2*, M. Manfrin1, M. Magnetto1, C. Carelli1, A.M. Simoncelli3, D. Fresa1, M. Beltrame1, F. Auricchio2, M. Benazzo1
1 Department of Otorhinolaryngology, University of Pavia, Foundation IRCCS Policlinico “San Matteo”, Pavia, Italy; 2 Department of Civil Engineering and Architecture, University of Pavia, Italy; 3 Department of Diagnostic Radiology and Interventional Radiology and Neuroradiology, University of Pavia, Foundation IRCCS Policlinico “San Matteo”, Pavia, Italy
* These authors contributed equally to this article
Summary
The aim of the present study was to assess the feasibility and utility of 3D printing technology in surgical planning of a transcutaneous boneconduction hearing device (Bonebridge®) (BB), focusing on the identification of the proper location and placement of the transducer. 3D printed (3DP) models of three human cadaveric temporal bones, previously submitted to CT scan, were created with the representation of a topographic bone thickness map and the sinus pathway on the outer surface. The 3DP model was used to detect the most suitable location for the BB. A 3DP transparent mask that faithfully reproduced the surface of both the temporal bone and the 3DP model was also developed to correctly transfer the designated BB area. The accuracy of the procedure was verified by CT scan: a radiological marker was used to evaluate the degree of correspondence of the transducer site between the 3DP model and the human temporal bone. The BB positioning was successfully performed on all human temporal bones, with no difficulties in finding the proper location of the transducer. A mean error of 0.13 mm was found when the transducer site of the 3DP model was compared to that of the human temporal bone. The employment of 3D printing technology in surgical planning of BB positioning showed feasible results. Further studies will be required to evaluate its clinical applicabilità
Riassunto
Il presente studio ha lo scopo di descrivere un’innovativa metodica che mediante l’utilizzo della stampante 3D permetta una più agevole pianificazione preoperatoria del posizionamento di una protesi a conduzione ossea transcutanea (Bonebridge®) (BB). Tre ossa temporali umane conservate in formalina sono state sottoposte a studio radiologico TC ad alta risoluzione al fine di consentire la realizzazione dei corrispettivi modelli 3D, utili all’identificazione della corretta ubicazione del BB. Ciascun modello 3D di temporale umano era caratterizzato dalla rappresentazione sulla sua superficie sia di una mappa topografica a colori rappresentativa dello spessore dell’osso temporale, sia del seno sigmoideo nel suo decorso. Un secondo modello 3D trasparente (“template”) è stato stampato con lo scopo di riprodurre fedelmente la superficie dell’osso temporale, in modo da trasferire l’area designata al posizionamento del BB dal modello 3D all’osso temporale. L’accuratezza della procedura è stata quindi verificata attraverso un successivo studio TC mirato alla comparazione del sito di posizionamento del device tra modello 3D e osso temporale umano. In tutti e tre i casi è stato possibile posizionare correttamente la protesi, senza riscontrare difficoltà nell’identificazione del sito di impianto. Nella valutazione della corrispondenza del sito designato tra modello 3D e osso temporale è stato riscontrato un errore medio di 0.13 mm. L’utilizzo della tecnologia di stampa 3D nella pianificazione chirurgica del posizionamento del BB ha mostrato risultati incoraggianti; ulteriori studi saranno necessari per appurarne l’applicabilità clinica.