Lo studio è stato finanziato dalla Beijing Natural Science Foundation-Haidian Original Innovation Joint Fund (L232054) e dal Capital Health Development Research Special Fund (NO.2024-2-2024).

Il presente studio è stato approvato dal Comitato Etico del Beijing Friendship Hospital Capital Medical University. Questo metodo sarà introdotto tramite uno studio di caso retrospettivo, utilizzando solo i dati di imaging della tomografia computerizzata (TC) preoperatoria in posizione prona del paziente. Il "Metodo della Divisione di Area a Nove griglie" nella vertebroplastica percutanea assistita (PVP) offre un approccio più semplice ed efficace rispetto ai metodi tradizionali, con conseguente riduzione dei tempi di esposizione chirurgica e alle radiazioni. Questa tecnica può avvantaggiare i giovani residenti facilitando l'identificazione più facile dei punti di puntura e potenzialmente accorciando la curva di apprendimento per le procedure PVP, giustificando ulteriori indagini. L'individuo qui descritto è una femmina di 68 anni.
1. Diagnosi della frattura da compressione vertebrale osteoporotica (OVCF) mediante fluoroscopia a raggi X, risonanza magnetica (MRI), scintigrafia ossea e sintomi
<ol><li>Identificare il paziente che ha OVCF tra i pazienti più anziani con sintomi come mal di schiena, dolorabilità nel processo spinoso e muscoli paraspinali nella parte posteriore. Utilizzare la fluoroscopia a raggi X posteroanteriore per valutare la presenza di una frattura vertebrale da compressione a livello L1 (Figura 2A). Utilizzare la risonanza magnetica per confermare la diagnosi di una frattura da compressione vertebrale lombare di nuova insorgenza e identificare la vertebra specifica interessata, che è determinata come L1 (Figura 2B).</li>
</ol>2. L'acquisizione preoperatoria dell'imaging TC del paziente in posizione prona
<ol><li>Posizionare il paziente in posizione prona per eseguire la TC prona sul paziente. Confermare l'area target mediante fluoroscopia a raggi X e un esame fisico della schiena del paziente mentre si preme la parte più dolorante.</li>
	<li>Far sdraiare il paziente in posizione prona sul tavolo operatorio, posizionare un gradienter sulla schiena del paziente prima della TAC prona, registrare la posizione del corpo del paziente e quindi rimuovere il gradienter (Figura 3).</li>
	<li>Salvare le immagini CT (spessore dello strato di scansione di 1 mm, spaziatura dello strato di 1 mm e 90 sezioni (scansione convenzionale) o 400 fette (scansione di fette sottili) in formato DICOM.</li>
</ol>3. Stabilire il modello 3D e simulare l'operazione nel software di elaborazione delle immagini mediche
<ol><li>Esportare le immagini TC in formato DICOM nel software di elaborazione delle immagini mediche facendo clic su Nuovo progetto. Selezionare le fette desiderate per la ricostruzione della vertebra compressa.</li>
	<li>Utilizza lo strumento Segmentazione soglia per regolare l'intervallo di soglia per la vertebra target, in particolare nell'intervallo 125-3071 H per creare una maschera. Utilizzare la funzione Duplica maschera per generare due maschere separate, Maschera A e Maschera B.</li>
	<li>Utilizza la funzione Modifica maschera per cancellare la vertebra bersaglio dalla maschera A. Successivamente, utilizzare lo strumento Operazioni booleane per sottrarre la maschera A dalla maschera B, con conseguente formazione di una nuova maschera, la maschera C. Infine, attivare la funzione Calcola 3D per ricostruire la vertebra bersaglio utilizzando la Maschera C; denominare questo modello 3D L1 (Figura 4A).</li>
	<li>Fare clic con il pulsante destro del mouse su Nuovo nell'interfaccia Oggetti , scegliere Disegna e successivamente selezionare Cilindro. Assicurarsi che il cilindro abbia le stesse dimensioni dell'ago di puntura, con una lunghezza di 12,5 mm e un raggio di 1,25 mm.</li>
	<li>Regolare il posizionamento del cilindro utilizzando la funzione Sposta e ruota per ottenere la posizione ideale (Figura 4B). Durante tutta la simulazione, fare attenzione a mantenere le traiettorie dell'ago coerenti con i principi stabiliti: l'ago della puntura deve essere in grado di attraversare il peduncolo, preferibilmente nella sua metà superiore, e il posizionamento ottimale delle punte è all'interno del terzo anteriore del corpo vertebrale in vista laterale.</li>
	<li>Fare clic con il pulsante destro del mouse su L1 nell'interfaccia Oggetti , scegliere Esporta STL e successivamente esportare il file in formato STL.</li>
</ol>4. Lucidare il modello 3D nel software di produzione 3D reverse engineering
<ol><li>Importare il file solido del corpo vertebrale esportato nel software di produzione di reverse engineering 3D facendo clic su Importa. Di conseguenza, utilizzare la funzione Mesh Doctor per eliminare distorsioni e picchi dal modello.</li>
	<li>Poiché la funzione Grid Doctor può erroneamente identificare le normali strutture anatomiche come distorsioni o picchi, fare attenzione a esaminare accuratamente il modello grezzo per identificare eventuali vuoti interni e seguire il passaggio 4.1 per riempirli in modo appropriato (Figura 5A).</li>
	<li>Utilizzare la funzione Superficie precisa per trasformare il modello solido in una superficie mesh triangolare, optando per il materiale a geometria organica (Figura 5B). Attendere il completamento del processo di costruzione automatizzata della superficie e successivamente esportare il file in formato STP.</li>
</ol>5. Ricostruire il modello di ingegneria vertebrale e confermare le regioni di ingresso sicure della proiezione peduncolare nel software di progettazione di modellazione 3D
<ol><li>Importare il formato STP del documento di superficie precisa nel software di progettazione di modellazione 3D per ricostruire il modello di ingegneria vertebrale facendo clic su Apri. Utilizzare la funzione Vista in sezione per esaminare la morfologia del peduncolo con orientamenti orizzontali, sagittali e coronali, fornendo un'osservazione iniziale della morfologia e della struttura del peduncolo (Figura 6A).</li>
	<li>Nel pannello Vista in sezione , regolare l'angolo della sezione per una visualizzazione ottimale. Utilizzando i corpi della sezione di trasparenza, osservare il punto più stretto dei peduncoli (Figura 6B) e registrare i parametri dell'angolo nella sezione 1 nel pannello di sinistra.</li>
	<li>Per regolare l'angolo del modello vertebrale, fare clic sulla funzione Inserisci-Caratteristiche-Sposta/Copia e selezionare il pulsante Trasla/Ruota situato nella parte inferiore del pannello di sinistra. Rivisitare il pannello Vista in sezione e regolare il parametro dell'angolo di visualizzazione nella Sezione 1 su 0.</li>
	<li>Regolate con precisione i parametri di spostamento nel pannello Sezione 1 per ottenere una vista soddisfacente della sezione peduncolare. Riorientare per una prospettiva migliore per osservare la sezione del peduncolo. Documentare i parametri di spostamento confermati nel pannello (Figura 7).</li>
	<li>Utilizza la suddetta funzione Sposta/Copia per manipolare la posizione del modello vertebrale. Specificare il parametro di spostamento nel pannello di sinistra. Utilizza lo strumento Rettangolo d'angolo per comprendere l'intero corpo vertebrale.</li>
	<li>Per iniziare, passare all'opzione Feature-Riferimento geometria-Piano e designare la vista in sezione come primo riferimento. Modificate di conseguenza il parametro della distanza di offset per riposizionare il piano appena creato nel terzo anteriore del corpo vertebrale.</li>
	<li>Procedi a generare uno schizzo sul suddetto piano e disegna un punto nel punto medio del corpo vertebrale, che indica il punto di terminazione della puntura.</li>
	<li>Utilizzare la funzione Taglio estruso per eseguire il taglio del modello. Designare lo schizzo rettangolare generato come Contorni selezionati.</li>
	<li>Apportare modifiche sia alla direzione che alla profondità per dividere il modello del corpo vertebrale in due metà, vale a dire la metà del corpo vertebrale e la metà della lamina (Figura 8A). Salvare i file di progettazione in formato SLDPRT, in particolare come parte del processo.</li>
	<li>Aprire il file contenente la parte del corpo vertebrale, quindi creare uno schizzo basato sul piano di sezione. Utilizzare la funzione Converti entità per convertire la proiezione del peduncolo sinistro in uno schizzo di curva.</li>
	<li>Ripetere la procedura descritta sopra per la proiezione del peduncolo destro, ottenendo l'acquisizione di un altro schizzo della curva. Utilizzare la funzione Superficie riempita per trasformare gli schizzi delle curve in superfici, con gli schizzi della curva di proiezione del peduncolo sinistro e destro che fungono da contorno (Figura 8B).</li>
	<li>Visualizza la superficie risultante dopo che la vertebra è stata nascosta. Selezionare la funzione Sporgenza/Base loft nel pannello Funzioni .</li>
	<li>Il posizionamento superiore della superficie del peduncolo sinistro, con la designazione del punto finale della puntura come Profili, produrrà una struttura conica che delinea i percorsi per la puntura del peduncolo. Utilizzare il lato sinistro come riferimento a scopo illustrativo, con lo stesso processo da replicare sul lato destro.</li>
	<li>Utilizzare la funzione Scala per ingrandire la struttura conica bilaterale, con il baricentro che funge da punto centrale di scala e un fattore di scala pari a 2. Utilizzare la funzione Sposta/Copia corpo per riposizionare singolarmente le strutture coniche.</li>
	<li>All'interno dell'interfaccia del pannello Impostazioni accoppiamento , selezionare l'apice della struttura e il punto finale della puntura, con la modalità di corrispondenza impostata su Coincidente. Eliminare successivamente il corpo vertebrale utilizzando la funzione Elimina/Mantieni corpo (Figura 9A).</li>
	<li>La struttura biconica è una raccolta di percorsi di puntura peduncolare bilaterali, salvati in formato SLDPRT. Utilizzare la funzione Inserisci parte per riassemblare la parte della lamina e la parte del corpo vertebrale utilizzando il set di puntura peduncolare. È sufficiente premere il pulsante OK per allineare automaticamente la posizione di inserimento del pezzo con l'origine (Figura 9B).</li>
	<li>Utilizza la funzione Combina corpo per eseguire operazioni booleane su vari componenti. Attraverso il processo di sottrazione del set di puntura da una metà delle lamine mantenendo tutti i componenti delle lamine, l'analisi successiva indica che la regione di puntura ossea ideale include le regioni 1, 4 e 7 sul lato sinistro (Figura 9C).</li>
</ol>

Miglioramento della precisione della puntura peduncolare con la modellazione 3D e il metodo a nove griglie

<ol>
	<li>Wenhao, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+comparison+of+percutaneous+kyphoplasty+with+high-viscosity+and+low-viscosity+bone+cement+for+treatment+of+osteoporotic+vertebral+compression+fractures:+a+retrospective+study.">A comparison of percutaneous kyphoplasty with high-viscosity and low-viscosity bone cement for treatment of osteoporotic vertebral compression fractures: a retrospective study.</a> Geriatr Orthop Surg Rehabil. 13, 21514593221119625 (2022).</li><li>Xuebiao, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CT+features+and+risk+factors+of+pulmonary+cement+embolism+after+vertebroplasty+or+kyphoplasty+in+patients+with+vertebral+compression+fracture:+a+retrospective+cohort+study.">CT features and risk factors of pulmonary cement embolism after vertebroplasty or kyphoplasty in patients with vertebral compression fracture: a retrospective cohort study.</a> Quant Imaging Med Surg. 13 (4), 2397-2407 (2023).</li><li>Liehua, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+study+on+the+puncture+method+of+extrapedicular+infiltration+anesthesia+applied+during+lumbar+percutaneous+vertebroplasty+or+percutaneous+kyphoplasty.">A study on the puncture method of extrapedicular infiltration anesthesia applied during lumbar percutaneous vertebroplasty or percutaneous kyphoplasty.</a> Medicine (Baltimore). 98 (33), e16792 (2019).</li><li>Lo Bianco, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interventional+pain+procedures:+a+narrative+review+focusing+on+safety+and+complications.+PART+2+Interventional+procedures+for+back+pain.">Interventional pain procedures: a narrative review focusing on safety and complications. PART 2 Interventional procedures for back pain.</a> J Pain Res. 16, 761-772 (2023).</li><li>Jie, W., Qiang, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Beware+of+Brucella+spondylitis+following+vertebroplasty:+an+unusual+case+of+osteoporotic+vertebral+compression+fracture.">Beware of Brucella spondylitis following vertebroplasty: an unusual case of osteoporotic vertebral compression fracture.</a> Infect Drug Resist. 15, 2565-2572 (2022).</li><li>Xinqiang, H., Yongzhen, Z., Zhu, W., Mengpeng, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Case+report:+Cement+entrapped+in+the+inferior+vena+cava+filter+after+pedicle+screw+augmentation.">Case report: Cement entrapped in the inferior vena cava filter after pedicle screw augmentation.</a> Front Cardiovasc Med. 9, 892025 (2022).</li><li>Saracen, A., Kotwica, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Complications+of+percutaneous+vertebroplasty:+An+analysis+of+1100+procedures+performed+in+616+patients.">Complications of percutaneous vertebroplasty: An analysis of 1100 procedures performed in 616 patients.</a> Medicine (Baltimore). 95 (24), e3850 (2016).</li><li>Peilun, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+&amp;#34;three-dimensional-printed+individual+guide+template-assisted+percutaneous+vertebroplasty&amp;#34;+for+osteoporotic+vertebral+compression+fracture:+a+prospective,+controlled+study.">A novel &amp;#34;three-dimensional-printed individual guide template-assisted percutaneous vertebroplasty&amp;#34; for osteoporotic vertebral compression fracture: a prospective, controlled study.</a> J Orthop Surg Res. 16 (1), 326 (2021).</li><li>Jiashen, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+of+sarcopenia+and+sagittal+parameters+on+the+residual+back+pain+after+percutaneous+vertebroplasty+in+patients+with+osteoporotic+vertebral+compression+fracture.">Impact of sarcopenia and sagittal parameters on the residual back pain after percutaneous vertebroplasty in patients with osteoporotic vertebral compression fracture.</a> J Orthop Surg Res. 17 (1), 111 (2022).</li><li>Songfeng, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Efficacy+of+percutaneous+vertebroplasty+for+the+relief+of+osteoblastic+spinal+metastasis+pain.">Efficacy of percutaneous vertebroplasty for the relief of osteoblastic spinal metastasis pain.</a> Exp Ther Med. 22 (1), 727 (2021).</li><li>Ruszat, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photoselective+vaporization+of+the+prostate:+subgroup+analysis+of+men+with+refractory+urinary+retention.">Photoselective vaporization of the prostate: subgroup analysis of men with refractory urinary retention.</a> Eur Urol. 50 (5), 1040-1049 (2006).</li><li>Junchuan, X., Jisheng, L., Jian, L., Yong, Y., Qi, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=&amp;#34;Targeted+percutaneous+vertebroplasty&amp;#34;+versus+traditional+percutaneous+vertebroplasty+for+osteoporotic+vertebral+compression+fracture.">&amp;#34;Targeted percutaneous vertebroplasty&amp;#34; versus traditional percutaneous vertebroplasty for osteoporotic vertebral compression fracture.</a> Surg Innov. 26 (5), 551-559 (2019).</li></ol>

Gli autori non hanno alcun conflitto di interessi per quanto riguarda i farmaci, i materiali o i dispositivi descritti in questo studio.

La vertebroplastica percutanea (PVP) ha dimostrato un'efficacia clinica favorevole nel trattamento delle fratture vertebrali da compressione osteoporotiche dolorose (OVCF)9. L'utilizzo della precisa tecnologia di puntura peduncolare percutanea da parte dei chirurghi svolge un ruolo cruciale nel determinare il punto di inserimento, la direzione e la profondità ottimali dell'ago da puntura, riducendo così significativamente l'insorgenza di complicanze10. Attualmente, le mac...

La frattura da compressione vertebrale osteoporotica (OVCF) è il tipo di frattura più diffuso tra le fratture osteoporotiche e rappresenta un problema clinico significativo nell'assistenza sanitaria contemporanea1. Secondo le attuali linee guida, la vertebroplastica percutanea è riconosciuta come una delle modalità di trattamento minimamente invasive più efficaci per l'OVCF2. Il metodo predominante per l'esecuzione della vertebroplastica percutanea (PVP) prevede l'approccio della puntura peduncolare, che comprende tre parametri chiave: l'identificazione del punto di ingresso della puntura ossea, l'angolo di puntura e la profondità della puntura. Di questi parametri, la selezione del punto di ingresso della puntura ossea è considerata la più cruciale.
Attualmente, le macchine a raggi X con arco a C sono ampiamente impiegate nella pratica nazionale e internazionale della chirurgia PVP tradizionale per facilitare la regolazione del percorso chirurgico dell'ago da puntura. L'aspetto cruciale sta nell'identificare il "punto di puntura dell'osso ideale", che è convenzionalmente situato alla proiezione "10 punti a sinistra, 2 punti a 2 a destra" del peduncolo nella colonna lombare (Figura 1A)3. Nonostante la loro esperienza, anche i chirurghi esperti possono commettere errori nel determinare i punti di puntura appropriati basandosi esclusivamente sull'esperienza personale. Ciò può portare a complicazioni legate alla puntura come perdite di cemento nei tessuti circostanti, lesioni della radice nervosa ed ematoma intraspinale 4,5,6. Inoltre, quasi la metà dei pazienti presenta complicanze locali da PVP tradizionale, con il 95% di queste complicanze attribuite alla perdita di cemento nel tessuto circostante o all'embolizzazione delle vene paravertebrali7. La nostra ricerca preliminare ha rilevato che i punti di puntura ossea PVP effettivi nella colonna lombare non sono sempre situati alla proiezione peduncolare ideale "10 punti a sinistra e 2 punti a 2 a destra"8. Alcuni punti di puntura effettivi possono anche ottenere risultati di puntura soddisfacenti vicino al "punto di puntura ossea ideale", il che non pregiudica la sicurezza e l'accuratezza chirurgica.
Sulla base delle ipotesi di cui sopra, proponiamo, per la prima volta, il concetto di "regione ideale per la puntura ossea" per la PVP nella colonna lombare e dividiamo la proiezione del peduncolo in una "Area a nove griglie". Il concetto di regione ideale per la puntura ossea riguarda specifiche regioni anatomiche in cui il punto di ingresso della puntura può raggiungere con successo e in sicurezza il punto finale ideale della puntura attraverso il peduncolo. Il termine "metodo di divisione dell'area a nove griglie" si riferisce a una tecnica nell'immagine anteroposteriore a raggi X in base alla quale i diametri più lunghi e più corti della proiezione peduncolare sono divisi in tre parti uguali, con conseguente divisione dell'area in nove regioni (Figura 1B). Queste regioni sono numerate in sequenza da 1 a 9, progredendo dalla più esterna alla più interna e dall'alto verso il basso. Utilizzando la proiezione a raggi X del peduncolo lombare come marcatore anatomico, stabiliamo la "regione di puntura ossea ideale" per la PVP attraverso il "Metodo di divisione dell'area a nove griglie" invece di essere confinati in un singolo punto. Utilizziamo la simulazione al computer per esplorare un percorso di puntura sicuro durante il processo di puntura.
Pertanto, suggeriamo l'implementazione del "Metodo di divisione dell'area a nove griglie" come potenziale metodo per migliorare la praticità, l'efficienza e la sicurezza delle tecniche di puntura ausiliarie nella chirurgia PVP, con l'obiettivo di migliorare l'accuratezza procedurale e ridurre al minimo le complicanze correlate alla puntura. È importante notare che questo studio presenta un approccio teorico che richiede la convalida attraverso ricerche approfondite per accertarne l'efficacia e la sicurezza.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Computer tomography&#160;</td>
			<td>Company GE</td>
			<td></td>
			<td>machine</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Geomagic Wrap (3-D reverse engineering production software)</td>
			<td>Oqton software</td>
			<td></td>
			<td>software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnetic resonance image machine</td>
			<td>Company GE</td>
			<td></td>
			<td>machine</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>&#160;Materialise Interactive Medical Image Control System (medical imaging processing software)</td>
			<td>Materialise Company</td>
			<td></td>
			<td>software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Solidworks (3-D modeling design software)</td>
			<td>Dassault Syst&#232;mes&#160;-&#160;SolidWorks Corporation</td>
			<td></td>
			<td>software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spirit Level Plus</td>
			<td>IOS App store</td>
			<td></td>
			<td>gradientor</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>X-ray machine</td>
			<td>Company Philips</td>
			<td></td>
			<td>machine</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

nine-grid area division method: a new ideal bone puncture region for percutaneous vertebroplasty in lumbar spine 

La vertebroplastica percutanea (PVP) è ampiamente riconosciuta come un intervento efficace per alleviare la lombalgia derivante da fratture da compressione vertebrale osteoporotica. Il punto di puntura ossea ideale è convenzionalmente situato alla proiezione "sinistra 10 punti, destra 2 punti" del peduncolo nella colonna lombare. Determinare il punto di puntura ossea ottimale rappresenta una sfida critica e complessa. L'accuratezza della vertebroplastica percutanea (PVP) è influenzata principalmente dalla competenza dei chirurghi operativi e dall'utilizzo di più fluoroscopi durante la procedura convenzionale. L'incidenza delle complicanze correlate alla puntura è stata documentata a livello globale. Nel tentativo di migliorare la precisione della tecnica chirurgica e ridurre l'insorgenza di complicanze legate alla puntura, il nostro team ha applicato il "Metodo di divisione dell'area a nove griglie" per la PVP nella colonna lombare per modificare la procedura tradizionale. Esiste il potenziale per ridurre il numero di tempi di puntura, il dosaggio di esposizione alle radiazioni e la durata delle procedure chirurgiche.
Questo protocollo introduce la definizione del "metodo di divisione dell'area a nove griglie" e descrive il processo di modellazione dei dati di imaging DICOM delle vertebre target all'interno del software di elaborazione dell'imaging medico, simulando le operazioni all'interno di un modello 3D, perfezionando il modello 3D utilizzando il software di produzione di reverse engineering, ricostruendo il modello di ingegneria vertebrale all'interno del software di progettazione della modellazione 3D e utilizzando i dati chirurgici per determinare le regioni di ingresso sicure per la proiezione peduncolare. Utilizzando questa metodologia, i chirurghi possono identificare efficacemente i punti di puntura appropriati con precisione e facilità, riducendo così le complessità associate alla perforazione e migliorando l'accuratezza complessiva delle procedure chirurgiche.

Osteoporotic vertebral compression fracture (OVCF) is the most prevalent type of fracture among osteoporotic fractures and poses a significant clinical concern in contemporary healthcare1. According to current guidelines, percutaneous vertebroplasty is recognized as one of the most efficacious minimally invasive treatment modalities for OVCF2. The predominant method for performing percutaneous vertebroplasty (PVP) involves the pedicle puncture approach, which encompasses three key parameters: the identification of the bone puncture entry point, puncture angle, and puncture depth. Of these parameters, the selection of the bone puncture entry point is considered the most crucial.
Currently, C-arm X-ray machines are widely employed in the domestic and international practice of traditional PVP surgery to facilitate the adjustment of the surgical path of the puncture needle. The crucial aspect lies in identifying the &#34;ideal bone puncture point,&#34; which is conventionally situated at the projection &#34;left 10 points, right 2 points&#34; of the pedicle in the lumbar spine (Figure 1A)3. Despite their experience, even seasoned surgeons may make mistakes when determining appropriate puncture points based solely on personal experience. This can lead to puncture-related complications such as cement leakage into surrounding tissues, nerve root injury, and intra-spinal hematoma4,5,6. Additionally, nearly half of patients experience local complications from traditional PVP, with 95% of these complications attributed to cement leakage into surrounding tissue or embolization of paravertebral veins7. Our preliminary research found that the actual PVP bone puncture points in the lumbar spine are not always located at the ideal pedicle projection &#34;left 10 points and right 2 points&#34;8. Some actual puncture points can also achieve satisfactory puncture results near the &#34;ideal bone puncture point,&#34; which does not affect surgical safety and accuracy.
Based on the above assumptions, we propose, for the first time, the concept of the &#34;ideal bone puncture region&#34; for PVP in the lumbar spine and divide the projection of the pedicle into a &#34;Nine-grid Area&#34;. The concept of the ideal bone puncture region pertains to specific anatomical regions where the puncture entry point can successfully and securely reach the puncture ideal endpoint through the pedicle.The term &#34;Nine-grid Area Division Method&#34; refers to a technique in the X-ray anteroposterior image whereby the longest and shortest diameters of the pedicle projection are divided into three equal parts, resulting in the division of the area into nine regions (Figure 1B). These regions are sequentially numbered from 1 to 9, progressing from the outermost to the innermost and from top to bottom. Using the X-ray projection of the lumbar pedicle as an anatomical marker, we establish the &#34;ideal bone puncture region&#34; for PVP through the &#34;Nine-grid Area Division Method&#34; instead of being confined to a single point. We use computer simulation to explore a safe puncture path during the puncture process.
Hence, we suggest the implementation of the &#34;Nine-grid Area Division Method&#34; as a potential method for enhancing the convenience, efficiency, and safety of auxiliary puncture techniques in PVP surgery, with the aim of enhancing procedural accuracy and minimizing puncture-related complications. It is important to note that this study presents a theoretical approach that requires validation through extensive research to ascertain its efficacy and safety.

Autore in primo piano: Miglioramento dell'accuratezza e dell'efficienza chirurgica della vertebroplastica percutanea attraverso tecniche di puntura avanzate

Metodo di divisione dell'area a nove griglie: una nuova regione di puntura ossea ideale per la vertebroplastica percutanea nella colonna lombare 

Our research is about the puncture techniques in PVP surgery. We are trying to answer how to enhance procedure accuracy and minimize puncture related complications during PVP surgery. With MGC of new technologies, various puncture techniques are developing rapidly, such as navigation system redemption of creating guided template, and so-There's a learning curve for learning to use medical imaging software.Furthermore, larger scale studies are imperative to validate the reliability and the practicability of this founding. Employing this methodology, surgeons may decrease the dosage of intraoperative projection and minimize the duration of surgical procedures required for adjusting the bone entry point of the puncture needle, ultimately improving surgical efficiency and efficacy.

L'imaging TC e la modellazione digitale sono stati eseguiti in ospedale. Ci sono voluti 30 minuti per costruire il modello 3D dalle immagini CT, ~10 minuti per lucidare il modello 3D nel software di produzione di reverse engineering 3D e 15 minuti per ricostruire il modello di ingegneria vertebrale e confermare le regioni di ingresso sicure della proiezione peduncolare nel software di progettazione di modellazione 3D. In questo caso, la regione ideale per la puntura ossea comprende le regioni 1, 4 e 7 su...

In questo articolo, presentiamo un "Metodo di divisione dell'area a nove griglie" per la vertebroplastica percutanea. Un paziente con una frattura vertebrale da compressione L1 è stato selezionato come caso di studio.

Percutaneous vertebroplasty (PVP) is widely recognized as an efficacious intervention for alleviating low back pain resulting from osteoporotic vertebral ...

nine-grid-area-division-method-new-ideal-bone-puncture-region-for

Research

JoVE Journal

Medicine

Nine-Grid Area Division Method: A New Ideal Bone Puncture Region for Percutaneous Vertebroplasty in Lumbar Spine 

121 Views.  Capital Medical University. La nostra ricerca riguarda le tecniche di puntura nella chirurgia PVP. Stiamo cercando di rispondere a come migliorare l'accuratezza della procedura e ridurre al minimo le complicanze correlate alla puntura durante l'intervento di PVP. Con MGC delle nuove tecnologie, varie tecniche di puntura si stanno sviluppando rapidamente, come il sistema di navigazione di riscatto della creazione di modelli guidati, e così-C'è una curva di apprendimento per imparare a ...

Video: Autore in primo piano: Miglioramento dell'accuratezza e dell'efficienza chirurgica della vertebroplastica percutanea attraverso tecniche di puntura avanzate

Percutaneous vertebroplasty (PVP) is widely recognized as an efficacious intervention for alleviating low back pain resulting from osteoporotic vertebral compression fractures. The ideal bone puncture point is conventionally situated at the projection "left 10 points, right 2 points" of the pedicle in the lumbar spine. Determining the optimal bone puncture point represents a critical and complex challenge. The accuracy of percutaneous vertebroplasty (PVP) is primarily influenced by the proficiency of the operating surgeons and the utilization of multiple fluoroscopes during the conventional procedure. Incidences of puncture-related complications have been documented globally. In an effort to enhance the precision of the surgical technique and reduce the occurrence of puncture-related complications, our team applied the "Nine-grid Area Division Method" for PVP in the lumbar spine to modify the traditional procedure. There is potential to decrease the number of puncture times, the radiation exposure dosage, and the duration of surgical procedures.
This protocol introduces the definition of the "Nine-grid Area Division Method" and describes the process of modeling target vertebrae DICOM imaging data within medical imaging processing software, simulating operations within a 3-D model, refining the 3-D model using reverse engineering production software, reconstructing the vertebral engineering model within 3-D modeling design software, and utilizing surgical data to determine safe entry regions for pedicle projection. By employing this methodology, surgeons can effectively identify appropriate puncture points with precision and ease, thereby reducing the intricacies associated with puncturing and enhancing the overall accuracy of surgical procedures.

Herein, we present a "Nine-grid Area Division Method" for percutaneous vertebroplasty. A patient with an L1 vertebral compression fracture was selected as a case study.

Ricerca

Medicina

3D Model Reconstruction and Simulation of Vertebral Compression Fracture Using Medical Imaging Processing Software

To begin in a medical imaging processing software, click New Project to export the computed tomography images of horizontal and sagittal angles of the patient's body in DICOM format. Select the desired slices for reconstructing the compressed vertebrae. Utilize the threshold segmentation tool to adjust the threshold range for the target vertebrae within 125 to 3071 Hounsfield units to create a mask.Use the duplicate mask function to generate two separate masks, mask A and mask B.Next, use the mask edit feature to erase the target vertebrae from mask A.Subsequently with the Boolean operations tool, subtract mask A from mask B, forming a new mask, mask C.Activate the calculate three dimensional function to reconstruct the target vertebrae using mask C.Name this three dimensional model as L1.In the objects interface, right click on New, then choose Draw and select Cylinder. Set the cylinder dimensions the same as the puncture needle with a length of 12.5 millimeters and a radius of 1.25 millimeters. Adjust the positioning of the cylinder using the move and rotate functions to achieve the ideal position.Throughout the simulation, the puncture needle must traverse the pedicle, preferably in its superior half with optimal tip positioning within the anterior one third of the vertebral body in the lateral view. Now right click on L1 in the objects interface and choose Export STL to export the file in STL format. Click Import to import the exported vertebral body solid file into the software.Employ the mesh doctor feature to eliminate distortions and spikes from the model. Thoroughly examine the rough model for any internal voids as the grid doctor function may mistakenly identify normal anatomical structures as distortions or spikes. Fill the structures appropriately.Employ the precise surface function to transform the solid model into a triangular mesh surface, selecting the organic geometry material. Wait for the automated surface construction process to complete and export the file in STP format.

Ricostruzione e simulazione di modelli 3D di fratture vertebrali da compressione mediante software di elaborazione di immagini mediche

Reconstruction of Vertebral Engineering Model and Pedicle Projection Analysis in 3D Modeling Design Software

After establishing the three-dimensional model from computed tomography images, click Open to import the STP format of the precise surface document into three-dimensional modeling design software. Employ the Section View feature to examine the pedicles morphology in horizontal, sagittal, and coronal orientations. In the section view panel, adjust the angle of the section for optimal visualization.Use Transparency Section Bodies to observe the narrowest point of the pedicles and record the angle parameters at Section 1 in the left panel. Adjust the angle of the vertebral model by clicking on the insert, features, move and copy function, and selecting the translate and rotate button. Return to the section view panel and adjust the view angle parameter in section one to zero.Fine tune the displacement parameters in the section one panel to obtain a satisfactory pedicle section view. Reorient for an improved perspective to observe the pedicle section. Document the confirmed displacement parameters in the panel.Use the move and copy function to manipulate the vertebral models position. Specify the displacement parameter in the left panel. Using the corner rectangle tool, encompass the entirety of the vertebral body.Next, navigate to features, reference geometry plane, and designate the section view as the first reference. Modify the offset distance parameter to relocate the newly created plane to the anterior third of the vertebral body. Create a sketch on this plane and draw a point at the midpoint of the vertebral body signifying the termination point of the puncture.Use the extruded cut function to cut the model. Designate the rectangular sketch generated as the selected contours. Adjust both the direction and depth to divide the vertebral body model into the vertebral body half and the lamini half.Save the engineering files in S-L-D-P-R-T format. Open the file containing the vertebral body part. Then create a sketch based on the section plane.Use the convert entity's function to convert the left pedicle projection into a curve sketch. Repeat the same for the right pedicle projection to acquire another curve sketch. Using the filled surface function, transform the curve sketches into surfaces with the left and right pedicle projection curve sketches serving as the boundary.After concealing the vertebra, display the resulting surface. In the features panel. Select the lofted boss or base function.Using the superior positioning of the left pedicle surface, designate the puncture endpoint as profiles to create a conical structure. Delineating the paths for pedicle puncture. Next, use the scale function to magnify the bilateral conical structure.Setting the centroid as the scaling center point and applying a scale factor of two. Use the move and copy body function to individually relocate the conical structures. In the mate setting panel, select the apex of the structure and the puncture endpoint with the matching mode set as coincident.Eliminate the vertebral body using the delete or keep body function. Save the biconical structure which compiles the bilateral pedicle puncture paths in S-L-D-P-R-T format. Use the insert part function to reassemble the lamini part and vertebral body part with the pedicle puncture set.Press okay to automatically align the insert position with the origin. Employ the combined body function to execute Boolean operations on the components. Subtract the puncture set from one half of the lamini while retaining all lamini components.Highlight that the ideal bone puncture regions include regions one, four and seven on the left side.