Canlı vericili karaciğer nakli öncesinde,verici adaylarının karaciğer hacmi ve anatomik yapılarının bilgisayarlı tomografi verilerinden yararlanılarak elde edilen 3 boyutlu yazıcı modeli ile değerlendirilmesi
Evaluation of liver anatomical structure and volume of living donor liver transplantation candidates by way of prototipe that manufactured with 3 dimensional printer via utilizing computed tomography data before living donor liver transplantation
Yazar: BELMA NALBANT
Danışman: PROF. DR. İBRAHİM KEMAL ASTARCIOĞLU ; ÖĞR. GÖR. TUFAN EGELİ
Dokuz Eylül Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Translasyonel Tıp Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Bilim ve Teknoloji = Science and Technology ; Genel Cerrahi = General Surgery ; Sağlık Eğitimi = Health Education
Dizin: Doku donörleri = Tissue donors ; Doku ve organ tedariği = Tissue and organ procurement ; Karaciğer hastalıkları = Liver diseases ; Karaciğer nakli = Liver transplantation ; Karaciğer yetmezliği = Liver failure ; Tomografi-emisyon-bilgisayarlı = Tomography-emission-computed ; Üç boyutlu modelleme = Three dimensional modelling ; Üç boyutlu yazıcı = Three dimensional printer

Özet:
Karaciğer insan vücudunda, protein sentezi, şeker ve yağ metabolizması düzenlenmesi, detoksifikasyon, bağışıklık sistemi düzenlenmesi, üstün rejenerasyon kabiliyeti ve diğer
birçok önemli metabolik süreçteki işlevleriyle eşsiz bir organdır. Günümüzde, gerek akut,
gerekse kronik karaciğer yetmezliğinde tek tedavi seçeneği karaciğer naklidir. Karaciğer nakli
için greft temini, organ bağışı yapılması şartıyla kadavradan ya da gönüllü canlı vericilerden
sağlanmaktadır. Ancak dünya çapında, karaciğer nakli ihtiyacı olan hasta sayısı giderek
artmaktayken, mevcut organ bağışı ise bu ihtiyacı karşılayamamaktadır. Bu nedenle, dünya
çapında ve özellikle de ülkemizde canlı vericili karaciğer nakli (CVKN) uygulaması son
yıllarda giderek artmıştır. Canlı vericili karaciğer naklinde, verici adayının güvenliği her aşamada çok önemlidir. Öncelikle verici adayı seçimi aşamasında, verici adayının karaciğer nakli sonrası kalan karaciğer hacminin kendisine yeterli olup olmadığı ve damarsal yapılarının nakil açısından
uygunluğu net olarak ortaya konulmalıdır. Bu amaçla günümüzde, bilgisayarlı tomografi ile
anjiyografi ve volumetrik hesaplama yöntemi uygulanmaktadır. Bu yöntemle, vericinin
toplam ve nakil sonrası kalacak karaciğer hacim ölçümleri yapılabilmekte, damarsal yapıların
anatomik özellikleri tespit edilebilmektedir. Bu bilgilerin nakil ekibindeki doktorlar, özellikle
de cerrahlar tarafından üç boyutlu bir model üzerinde değerlendirilmesinde büyük yararı
olacaktır. Çünkü doğası itibariyle cerrahlar, üzerinde ameliyat yapacağı materyalin üç boyutlu
modelini inceleyerek ameliyat öncesi daha iyi değerlendirme yapabilecek ve uyum
sağlayabileceklerdir. Yaptığımız ön görüşmelerde organ nakli ile uğraşan cerrahlar, ameliyat
öncesi bu tip bir model üzerinde çalışmak isteyeceklerini, bunun motive edici olacağını ve
isabetli karar vermede ciddi katkı sağlayacağını belirtmişlerdir. Bu amaçla; üç boyutlu yazıcı kullanarak canlı vericili karaciğer nakli adaylarının karaciğer modellerini elde etmek üzere bir çalışma gerçekleştirdik. Üç boyutlu baskı genel işlemleri; üç boyutlu görüntü rekonstrüksiyon, dijital hazırlık, üç boyutlu baskıdır. Çalışmamızı Stratasys J750 üç boyutlu yazıcı ile gerçekleştirdik. İlk olarak anjiografik bilgisayarlı tomografi ile karaciğer organı görüntülendi, ayıca bununla birlikte volumetrik hesaplaması da yapılmıştır. Daha sonra, özel bilgisayar programları ile iki boyutlu bilgisayar tomografi görüntüleri stereolitografi (STL) dosyasına çevirildi. Bu dosya bilgileri ise üç boyutlu yazıcımız Stratasy J750 tarafınca işlenmiştir. Baskıda kan damarları renkli boya kullanılarak, karaciğer dokusu ise şeffaf polimer kullanılarak elde edilmiştir. Karaciğer modelinin hacimsel olarak 1,5 kat daha büyük olması damar yapılarının daha iyi
incelenmesini sağlamıştır.Dünya çalından yapılan çalışmalar da gösteriyor ki, üç boyutlu yazıcı modeli gelecekte, karaciğer nakli ve karmaşık karaciğer ameliyatlarının planlanması için önemli bir klinik araç haline gelecektir. Bu model karaciğer görüntülenmesi için geleneksel iki boyutlu
görüntülemelerden üstün görülmektedir. Ayrıca, cerrahi operasyonlar sırasında fiziksel model
olarak kritik alanlar için daha doğru navigasyonu sağlamaktadır. Sonuç olarak, üç boyutlu yazıcı teknolojisi ile elde edilen karaciğer modelinin canlı vericili karaciğer transplantasyonunda preoperatif planlama için önemli buluşlardan biri olacağı ön görülmektedir.

Abstract:
In human body, liver is a unique organ with important functions in protein synthesis,
regulation of sugar and fat metabolism, detoxification, regulation of immune system, and
many other important metabolic processes, as well as its outstanding regeneration ability.
Today, liver transplantation is the only treatment option for both acute and chronic liver
failure. Grafts for liver transplantation are supplied from cadavers via organ donation or from
volunteer living donors. Unfortunately, a progressively increasing number of patients are, and
will be, in need of liver transplantation and the available number of organ donations are far
from meeting this growing need. Therefore, living donor liver transplantation (LDLT) has
become increasingly widespread, both worldwide and particularly in our country. In living donor liver transplantation, the safety of donor candidate is crucial at every stage of the procedure. First of all, it should be clearly determined in the donor candidate selection stage whether residual liver volume would suffice to meet the needs of a living donor candidate, or whether hepatic vascular bed is suitable for transplantation. Computerized tomographic angiography and volumetric calculation method are currently used for this purpose. This method allows measurement of total and residual hepatic volumes and assesses vascular bed. It would be of great value if such information could be used by member physicians of a transplant team, particularly surgeons, on a 3-D model so that they would be able to better conceptualize the operation by examining a 3-D model of a material they will operate on. In our pre-interviews, trasnplant surgeons stated that they would like to work on such a model, and added that such an opportunity would be motivating and significantly contribute to decision making. Hence, we carry out a study to obtain liver models of living donor liver transplant candidates using a 3-D printer. The 3-D printing procedure consists of 3-D image reconstruction, digital preparation, and three dimensional printing. We used to a Stratasys J750 3D printer. Firstly, we visualize liver and perform a volumetric calculation using
angiographic computerized tomography. Next, by used special computer programs , we converted 2-D computerized tomography images to stereolithographic (STL) files, which processed by the Stratasy J 750 3D printer. In the printing process, blood vessels were marked by a colored ink and liver tissue by a transparent polymer. The volume of the 3-D printing liver model is 1.5 times more, which allows for a better examination of vascular structures. Worldwide studies also show that 3D printers will be an important tool for planning liver transplantation and complex liver surgeries in the future. This model is considered to be superior than conventional two dimensional imaging for liver imaging. As a physical model,it will also provide a more accurate navigation of critical areas during surgical operations.In conclusion, liver model obtained by three dimensional printing technology is expected to be one of the significant advances for the preoperative planning of living donor liver
transplantation operations.