Трехмерная печать Руководство Шаблон Вспомогательная Перкутанная Вертебропластика (PVP)

Резюме

В этом виде мы представляем трехмерный шаблон руководства по печати для перкутании позвоночной пластики. Пациент с переломом сжатия позвоноков T11 был выбран в качестве тематического исследования.

Аннотация

Перкутанная вертебропластика (PVP) считается эффективным средством для лечения боли в спине, вызванной остеопоротическим переломом компрессии позвонков. Точность PVP в основном зависит от опыта хирургов и несколько флюороскопов во время традиционной процедуры. Во всем мире были зарегистрированы осложнения, связанные с проколом. Чтобы сделать хирургическую процедуру более точной и уменьшить скорость осложнений, связанных с проколами, наша команда применила трехмерный шаблон руководства по печати для PVP, чтобы изменить традиционную процедуру. Этот протокол вводит, как моделировать целевые позвонки DICOM изображений данных в трех измерениях в программном обеспечении, как имитировать работу в этой 3-D модели, и как использовать все хирургические данные для реконструкции пациента конкретный шаблон для применения. Используя этот шаблон, хирурги могут точно определить подходящие точки прокола, чтобы повысить точность операции. Весь протокол включает в себя: 1) диагностику остеопоротического перелома позвонков; 2) приобретение КТ-изображения целевого позвонка; 3) моделирование операции в программном обеспечении; 4) проектирование и изготовление шаблона руководства по трех-D печати; и 5) применение шаблона в процедуру операции.

Введение

Как наиболее распространенный тип перелома среди всех видов остеопоротических переломов, остеопоротический перелом позвонков (OVCF) является весьма относительно клинической проблемы в настоящее время. Как рекомендуют текущие руководящие принципы, перкутанная вертебропластика является одним из наиболее эффективных минимально инвазивных методов для клинического лечения остеопоротических переломов сжатия позвонков¹.

Традиционно, хирурги выполняют перкутанную вертебропластику руководствуясь C-рука флюороскоп для лечения компрессионного перелома позвонков для восстановления сжатого тела позвонков и облегчить раннюю стадию боли². Даже опытные хирурги делают ошибки в подтверждении подходящих точек прокола, просто полагаясь на свой личный опыт. Эта операция может вызвать некоторые связанные с проколом осложнения (например, утечка цемента в окружающие ткани, повреждение корня нерва, внутриспинно-спинальная гематома и т.д.^3,4,5); кроме того, почти 50% пациентов имеют локальные осложнения от традиционных PVP с 95% осложнений, исходящих от утечки цемента в окружающие ткани или эмболизации парапозвоночных вен⁶. С появлением точной хирургии, трехмерный шаблон руководства по печати был использован во многих операциях хирургии позвоночника^7, потому что он может повысить процедурную точность, уменьшая трудности и минимизируя эксплуатационные риски. Здесь мы применяем шаблон руководства по трехмерной печати в PVP, чтобы сделать хирургическую процедуру более точной и уменьшить скорость осложнений, связанных с проколом. По сравнению с традиционным методом, операции при содействии шаблона руководства по 3D-печати имеют 1) повышенную точность хирургического прокола, 2) минимизировали облучение во время операции, 3) сократили время хирургической процедуры, и 4) уменьшили вероятность осложнений, связанных с проколом.

протокол

Настоящее исследование было одобрено комитетом по этике Пекинской больницы дружбы Столичного медицинского университета.

1. Диагностика остеопоротического компрессионного перелома позвонков (OVCF) с помощью рентгеновской флюороскопии, магнитно-резонансного изображения (МРТ), сцинтиграфии костей и симптомов

1. Определите пациентов, у которых OVCF у пожилых пациентов с болью в спине, нежностью в спинномозговом процессе, параспинальными мышцами спины и т.д.
2. Используйте posterioanterior рентгеновская флюороскопия, чтобы проверить, если пациент имеет перелом сжатия позвонков.
3. Используйте МРТ для диагностики того, есть ли у пациента новый перелом компрессии позвонков, и определить цель сжатых позвонков. Для пациентов, которые не могут пройти МРТ, используйте сцинтиграфию костей.
4. Заказать PVP лечение для пациента, который имеет острый перелом компрессии позвонка и записать визуальный аналог шкалы (VAS) оценка и Oawestry индекс инвалидности (ODI)⁸.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Есть несколько критериев для включения: 1) перелом позвонка пациента ли имеющие историю травмы с низким уровнем энергии или нет; 2) нет истории или доказательств метаболических заболеваний костей или рака; 3) БАЛЛ VAS No 7; 4) диагноз как перелом позвонка рентгеном, МРТ или сцинтиграфией костей.

2. Предоперационная локализация целевого позвонка

1. Перед операцией проводите компьютерную томографию пациента с тремя радиопаковыми маркерами, помещенными в средней линии задней кожи пациента на уровне сжатых позвонков. При нажатии на наиболее болезненную часть, подтвердить целевую область рентгеновской флюороскопии и физического обследования на спине пациента.
2. Перед прональным компьютерной томографией, наденьте градитер на спину пациента, просто уступающий фиксированным маркерам. Запишите положение тела пациента, а затем удалить его. Поиметь пациента оставаться в том же положении во время операции.
3. Сохранить КТ изображения (1 мм сканирование толщина слоя, 1 мм интервал слоя, и либо 90 ломтиков (обычное сканирование) или 400 ломтиков (тонкий срез сканирования ломтика) в формате DICOM. Положите ватную палочку на спину пациента, чтобы маркеры оставались до операции.

3. Моделирование процедуры перкутании вертебропластики в компьютерном программном обеспечении

1. Экспорт КТ-изображений в формате DICOM в программное обеспечение для обработки медицинских изображений (например, MIMICS) и выберите целевые срезы для реконструкции сжатого позвонка.
2. Выберите сегментацию порога, чтобы настроить пороговой диапазон для целевого позвонка от 125-3071H и создать маску. Нажмите Двойник маска, чтобы сделать две маски: Маска А и маска Б.
3. Нажмите Маска Edit, чтобы стереть целевой позвонок в маске А. Затем нажмите Boolean Операции сформировать новую маску C с помощью маска B минус маска A. Нажмите Рассчитать 3D от маска для реконструкции целевого позвонка.
4. Имитировать PVP с помощью двустороннего транспедикулярного подхода в программном обеспечении. Во-первых, определить medcad цилиндр в программном обеспечении, как прокол иглы модели. Определите цилиндры одинаковой длины и радиуса, что и гладачка (длина 125 мм и радиус 1,25 мм).
5. Имитировать точку входа, угол входа (угол наклона головы и ориентацию угла похищения), а также глубину проколовной иглы для реального PVP с 3-D видом целевого позвонка.
6. Отрегулируйте иглы прокола в идеальное положение, используя функцию Move and Rotate. Держите траектории иглы в соответствии с этими принципами: 1) прокол иглы могут экстраполировать через педику, предпочтительно в своей высшей половине; 2) идеальное расположение кончиков находится в точке в передней одной трети тела позвонка на боковой вид.

4. Трехмерный шаблон руководства по печати

1. Сохраните все данные 3D-шаблона и отправьте их в формате MCS в трехмерную типографию.
2. Преобразуйте данные формата MCS в формат STL и разработайте шаблон с помощью программного обеспечения. Восстановить основание, которое должно цепляться за заднюю кожу пациента, реконструировать траекторию канала по всем параметрам, включая точки входа кожи, углы входа и глубину траектории двух игл, распечатать два одинаковых шаблона для операции .
   ПРИМЕЧАНИЕ: Шаблон руководства изготовлен из полилактической кислоты, которая может быть стерилизована и при низкой температуре паровой дезинфекции.

5. Применение трехмерного шаблона руководства по печати для оказания помощи реальной операции PVP

1. Сделать пациента лежать склонны на столе операции, как для КТ сканирования в соответствии с градиоцией записи. Измерьте расстояние трех маркеров радиопакетов и нарисуйте контуры трех маркеров, чтобы соответствовать шаблону с целевым местоположением.
2. Матч шаблон кожи вместе с контуром кожи. Вставьте и нажмите два тампона через траектории иглы на шаблоне, чтобы отметить точки вставки на коже. Затем снимите шаблон и нарисуйте точки в виде точек А и В.
3. Удалите шаблон и дезинфицировать кожу. Drape области и положить кончики двух проколов иглы в точках вставки (точка А и В). Затем используйте вид антеропостерио C-руки флюороскопии, чтобы подтвердить, являются ли точки прокола, определяемые шаблоном, осуществимы.
4. Дайте пациенту местную анестезию путем введения смеси 5 мл 1% лидокаина и 1% ропавикаина в каждой точке прокола. Исправьте другой стерилизованный шаблон на спине пациента стерилизованные пленки.
5. Нажмите две иглы в целевой позвонок немного через вставки через руководящие цилиндры шаблона. Убедитесь, что траектории пригодны для вставки. Убедитесь, что пунктуация находится в педике, а затем нажмите иглы, чтобы продвинуться дальше до конца траектории.
6. Когда целые иглы полностью вставлены в направляющие цилиндры, проверить с C-рука флюороскоп, что игла советы достигли своего идеального местоположения.
7. Вводят костной цемент в тело позвонка через иглы. Вводят 2 мл костного цемента по каждой траектории в общей сложности 4 мл костного цемента в позвонок.
8. Наконец, используйте флюороскопию, чтобы проверить распределение костного цемента в позвоночном теле anteroposterior и боковые виды. Вышивав вставки.

Результаты

Приобретение КТ изображений и цифрового моделирования было выполнено в больнице, в то время как трех-D печать была выполнена в трех-D печати компании. Тридцать минут понадобилось для реконструкции трехмерной модели из КТ-изображений для трехмерной печати, а компании п?...

Обсуждение

Перкутанная вертебропластика (PVP) считается одним из лучших методов лечения остеопоротического компрессионного перелома позвонков⁹ из-за некоторых явных преимуществ: это минимально инвазивный; меньше кровотечения, и восстановление происходит быстро. Традиционный PVP в пе?...

Материалы

Name	Company	Catalog Number	Comments
X-ray machine	Company Philips		machine
Magnetic resonance image machine	Company GE		machine
computer tomography	Company GE		machine
HORI 3D printing machine	Company of Beijing Huitianwei Technology co. ltd.		machine
Geomagic Design X	3D Systems Company		software
Materialise Interactive Medical Image Control System	Materialise Company		software
VertePort needle	Stryker Company		operation appliance
Spineplex	Stryker Company		operation appliance
Percutaneous Cement Delivery System	Stryker Company		operation appliance
Spirit Level Plus	IOS App store		gradientor