Stone volume measuring methods: should the ct based threedimensional-reconstructed algorithm be proposed as the gold standard? what did the three-dimensional printed models show us? / Métodos de medida del volumen del cálculo: ¿Debería proponerse el algoritmo de reconstrucción 3D basado en TAC como el patrón de referencia? ¿Qué nos han enseñado los modelos de impresión 3D?

ABSTRACT

Objectives: We researched to detect the optimal method for evaluating stone volume, by comparing the ellipsoid formula and 3D reconstructed volume to gold standard of water displacement volume using 3D printed models. Methods: We retrospectively analyzed out patient database and evaluated 27 patients who had percutaneous nephrolithotripsy. From the DICOM data of patient’s preoperative CT images, stone structures were obtained using an image identification system. All DICOM files were saved in the stereolithography file format and a 3D printed model was created. True stone volume was found by water displacement method using this model and this volume compared with ellipsoid formula and 3D-reconstructed volume. Results: Stone volume on water displacement ranged from 0.38-29.8cm3 with a median of 17.5cm3, stone volume on ellipsoid formula ranged from 0.46-34.7cm3 with a median of 19.6cm3 and stone volume on CT based 3D-reconstructed ranged from 0.48-31.8cm3 with a median of 18.9cm3. There was a significant difference between ellipsoid formula and water displacement (p < 0.0001); however, there was no difference between 3D-reconstructed volume and water displacement (p = 0.051). Conclusion: Stone volume calculation using CT based 3D-reconstructed algorithm improves the accuracy of stone volume estimation and this measurement is superior to ellipsoid formula

RESUMEN

Objetivos: Realizamos una investigación para detectar el método óptimo de evaluación del volumen del cálculo comparando la fórmula del elipsoide y la reconstrucción 3D del volumen con el patrón de referencia, el volumen de agua desplazado utilizando modelos de impresión 3D. Métodos: Analizamos retrospectivamente la base de datos de pacientes y evaluamos 27 que fueron sometidos a nefrolitotricia percutánea. Desde los datos del DICOM de las imágenes del TAC preoperatorio se obtuvieron las estructuras de los cálculos utilizando un sistema de identificación de imagen. Todos los archivos DICOM fueron guardados en un formato estereolitográfico y se creó un modelo 3D impreso. El volumen verdadero de la litiasis fue hallado mediante el método del desplazamiento de agua utilizando este modelo y se comparó con la fórmula del elipsoide y el volumen de reconstrucción 3D. Resultados: El volumen del cálculo con el desplazamiento de agua osciló entre 0,38-29,8 cm3 con una mediana de 17,5 cm3. Con la fórmula del elipsoide, el volumen tenía un rango entre 0,46-34,7 cm3 con una mediana de 19,6 cm3 y con la reconstrucción 3D basada en TAC el rango fue de 0,48-31,8 cm3 con una mediana de 19,6 cm3. Había una diferencia significativa entre la fórmula del elipsoide y el desplazamiento de agua ( p < 0,0001 ); sin embargo, no había diferencias entre el volumen por reconstrucción 3D y el desplazamiento de agua ( p = 0,051 ). Conclusion: El cálculo del volumen de la litiasis utilizando algoritmos de reconstrucción 3D basada en TAC mejora la precisión de la estimación del volumen de la litiasis y esta medida es superior a la fórmula del elipsoide