Üç Boyutlu Baskı Kılavuzu Şablon Destekli Perkütan Vertebroplasti (PVP)

Özet

Burada perkütan vertebraplasti için üç boyutlu bir baskı kılavuzu şablonu salıyoruz. Olgu çalışması olarak T11 vertebral kompresyon kırığı olan bir hasta seçildi.

Özet

Perkütan vertebroplasti (PVP) osteoporotik vertebral kompresyon kırığı neden sırt ağrısı için etkili bir tedavi olarak kabul edilir. PVP doğruluğu esas olarak cerrahların deneyimine ve geleneksel bir işlem sırasında birden fazla floroskopa bağlıdır. Tüm dünyada delinmeye bağlı komplikasyonlar bildirilmiştir. Cerrahi prosedürü daha hassas hale getirmek ve delinmeye bağlı komplikasyonların oranını azaltmak için ekibimiz geleneksel prosedürü değiştirmek için PVP'ye üç boyutlu bir baskı kılavuzu şablonu uyguladı. Bu protokol, hedef vertebra DICOM görüntüleme verilerinin yazılımda üç boyutlu olarak nasıl modellenir, bu 3-B modelde nasıl simüle edilir ve uygulama için hastaya özel bir şablonu yeniden oluşturmak için tüm cerrahi verilerin nasıl kullanılacağını tanıtır. Bu şablonu kullanarak, cerrahlar operasyonun doğruluğunu artırmak için uygun delinme noktalarını doğru bir şekilde belirleyebilirler. Tüm protokol içerir: 1) osteoporotik vertebral kompresyon kırığı tanısı; 2) hedef vertebra BT görüntüleme edinimi; 3) yazılım operasyonun simülasyonu; 4) tasarım ve 3-D baskı kılavuzu şablonu imalatı; ve 5) bir işlem prosedürü içine şablonun uygulanması.

Giriş

Osteoporotik kırıkların her türlü arasında en sık görülen tip kırığı olarak, osteoporotik vertebral kompresyon kırığı (OVCF) günümüzde son derece endişe verici bir klinik sorundur. Mevcut kılavuzların önerdiği gibi, perkütan vertebroplasti klinik osteoporotik vertebral kompresyon kırıkları tedavisinde en etkili minimal invaziv yöntemlerden biridir¹.

Geleneksel olarak, cerrahlar sıkıştırılmış vertebral vücut geri ve erken evre ağrı rahatlatmak için bir vertebral sıkıştırma kırığı tedavi etmek için bir C-kol floroskop rehberliğinde perkütan vertebroplasti gerçekleştirmek². Deneyimli cerrahlar bile sadece kendi kişisel deneyimlerine güvenerek uygun delinme noktalarını doğrulamada hata yaparlar. Bu operasyon bazı delinmeye bağlı komplikasyonlara neden olabilir (örneğin, çevre dokulara çimento sızıntısı, sinir kökü yaralanması, intra-spinal hematom,^{vb. 3,4,5}); ayrıca hastaların neredeyse %50'sinde geleneksel PVP'den lokal komplikasyonlar görülürken, komplikasyonların %95'i çimento sızıntısından çevre dokuya veya paravertebral venlerin embolizasyonuna neden olabilir⁶. Hassas cerrahinin ortaya çıkmasıyla birlikte, birçok spinal cerrahi operasyonunda 3 boyutlu baskı kılavuzu şablonu kullanılmıştır^7, çünkü prosedürhassasiyetini artırabilir, zorlukları azaltabilir ve operasyonel riskleri en aza indirebilir. Burada, cerrahi prosedürü daha hassas hale getirmek ve delinmeye bağlı komplikasyon oranını azaltmak için PVP'ye 3 boyutlu bir baskı kılavuzu şablonu uyguluyoruz. Geleneksel yöntemle karşılaştırıldığında, 3D baskı kılavuzu şablonu ile desteklenen operasyonlar 1) artmış cerrahi delinme doğruluğu var, 2) operasyon sırasında radyasyona maruz kalma en aza indirilmiş, 3) cerrahi işlem süresini kısalttı ve 4) azaldı delinmeye bağlı komplikasyonlar olasılığı.

Protokol

Bu çalışma Pekin Dostluk Hastanesi Sermaye Tıp Üniversitesi etik komitesi tarafından onaylanmıştır.

1. X-ışını floroskopisi ile osteoporotik vertebral kompresyon kırığı (OVCF) tanısı, manyetik rezonans görüntüsü (MRG), kemik sintigrafisi ve semptomlar

1. Sırt ağrısı, spinous sürecinde hassasiyet, sırtparaspinal kaslar, vb yaşlı hastalar tarafından OVCF olan hastaları belirlemek
2. Hastanın vertebral kompresyon kırığı olup olmadığını kontrol etmek için posterioanterior X-Ray floroskopikullanın.
3. Hastanın yeni başlangıçlı vertebral kompresyon kırığı olup olmadığını belirlemek ve hedefe sıkıştırılmış vertebrayı belirlemek için MRG kullanın. MRG geçiremeyen hastalar için kemik sintigrafisi kullanın.
4. Akut vertebral kompresyon kırığı olan hastaiçin PVP tedavisi ve Visual Analog Skala (VAS) skoru ve Oawestry Engellilik İndeksi (ODI)^8.
   NOT: Dahil edilmesi için birkaç kriter vardır: 1) vertebra kırıklı hasta düşük enerjitravmaöyküsü olup olmadığını; 2) metabolik kemik hastalığı veya kanser öyküsü veya kanıt; 3) VAS skoru ≥ 7; 4) X-Ray, MRG veya kemik sintigrafisi ile vertebral kırık olarak tanı.

2. Hedef vertebranın preoperatif lokalizasyonu

1. Operasyondan önce, hastanın sırt derisinin orta hattına sıkıştırılmış vertebra düzeyinde yerleştirilen üç radyoopak belirteçile hastaya prone bilgisayartomografisi koyun. En ağrılı kısmına basarken, röntgen floroskopisi ve hastanın sırtında fizik muayene ile hedef bölgeyi doğrulayın.
2. Eğilimli bilgisayarlı tomografi den önce, hastanın sırtına sabit belirteçlerden daha aşağı bir gradenter koyun. Hastanın vücut pozisyonunu kaydedin ve çıkarın. Hastanın ameliyat sırasında aynı pozisyonda kalmasını.
3. CT görüntülerini (1 mm tarama katmanı kalınlığı, 1 mm katman aralığı ve 90 dilim (geleneksel tarama) veya 400 dilim (ince dilim tarama) dicom biçiminde kaydedin. Belirteçlerin ameliyata kadar kalmasını sağlamak için hastanın sırtına pamuklu bir ped tonu koyun.

3. Bilgisayar yazılımında perkütan vertebroplasti prosedürünün simüle edilmesi

1. CT görüntülerini DICOM formatında tıbbi görüntüleme işleme yazılımına (örneğin, MIMICS) aktarın ve sıkıştırılmış omurları yeniden oluşturmak için hedef dilimleri seçin.
2. Hedef omurun eşik aralığını 125-3071H arasında ayarlamak ve maske oluşturmak için Eşik Segmentasyonu'nu seçin. İki maske yapmak için Yinelenen Maske'ye basın: Maske A ve Maske B.
3. Maske A'daki hedef omurunu silmek için Maske Edit'i tıklatın. Daha sonra, hedef omurları yeniden oluşturmak için Maske B'yi kullanarak Maske A.'ya basarak Yeni Bir Maske C oluşturmak için Boolean İşlemleri'ni tıklatın.
4. Yazılımda ikili transpediküler yaklaşım la PVP simüle edin. İlk olarak, yazılımdaki Medcad silindirini delinme iğnesi modeli olarak tanımlayın. Silindirleri delinme iğnesi ile aynı uzunluk ve yarıçap (125 mm uzunluğunda ve 1,25 mm yarıçap) olarak tanımlayın.
5. Giriş noktasını, giriş açısını (baş eğim açısı ve kaçırma açısı yönünü) ve hedef omurun 3-B görünümüne sahip gerçek bir PVP için delinme iğnesi derinliğini simüle edin.
6. Delinme iğnelerini Hareket et ve Döndür işlevini kullanarak ideal konumuna getirin. İğne yörüngelerini bu ilkelere uygun tutun: 1) delinme iğneleri pedikülden, tercihen üstün yarısında tahmin edebilir; 2) ipuçlarıideal konumu lateral görünümünde vertebral vücudun ön üçte biri içinde noktada.

4. Üç boyutlu yazdırma kılavuzu şablonu

1. Tüm 3B şablon verilerini kaydedin ve MCS formatında üç boyutlu bir yazdırma şirketine gönderin.
2. MCS biçimverilerini STL biçimine dönüştürün ve şablonu yazılım kullanarak tasarla. Hastanın arka derisine tutunması gereken tabanı yeniden inşa edin, deri giriş noktaları, giriş açıları ve iki iğnenin yörüngesinin derinliği de dahil olmak üzere tüm parametrelere göre yörünge kanalını yeniden inşa edin, operasyon için aynı iki şablon yazdırın .
   NOT: Kılavuz şablonu, sterilize edilebilen polilaktik asitten ve düşük sıcaklıkta buhar dezenfeksiyonundan yapılır.

5. Gerçek PVP çalışmasına yardımcı olmak için üç boyutlu yazdırma kılavuzu şablonu uygulama

1. Hastanın gradienter kaydına uygun olarak CT taraması için olduğu gibi operasyon masasında yatsın. Üç radyoopak işaretçinin mesafesini ölçün ve şablonu hedef konumla eşleştirmek için üç işaretçinin anahatlarını çizin.
2. Cilt anahattıyla birlikte bir cilt şablonu eşleştirin. Derideki ekleme noktalarını işaretlemek için şablondaki iğnenin yörüngelerine iki bez takın ve bastırın. Ardından şablonu kaldırın ve Puanları A ve B noktası olarak çizin.
3. Şablonu çıkarın ve deriyi dezenfekte edin. Alanı örtün ve ekleme noktalarına (A ve B noktası) iki delinme iğnesinin uçlarını koyun. Daha sonra, şablon tarafından belirlenen delinme noktalarının uygulanabilir olup olmadığını doğrulamak için C-kol floroskopisinin anteroposterior görünümünü kullanın.
4. Her delinme noktasına %1 lidokain ve %1 ropavicain karışımı enjekte ederek hastaya lokal anestezi verin. Sterilize film ile hastanın sırtındaki başka bir sterilize şablonu düzeltin.
5. Şablonun kılavuz silindirleri aracılığıyla eklemeler yoluyla hedef omur içine hafifçe iki iğne dokunun. C-kol floroskopu ile yörüngelerin takılmaya uygun olduğunu doğrulayın. Noktalama işaretlerinin pediküllerin içinde olduğundan emin olun ve daha sonra iğnelere dokunup yörüngenin sonuna kadar ilerleyin.
6. Tüm iğneler kılavuz silindirlere tamamen takıldığında, C-kol floroskopu ile iğne uçlarının ideal konuma ulaştığını doğrulayın.
7. İğneler aracılığıyla vertebral vücuda kemik çimentosu enjekte edin. Omurlara toplam 4 mL kemik çimentosu için her yörüngeden 2 mL kemik çimentosu enjekte edin.
8. Son olarak, anteroposterior ve lateral görünümler tarafından vertebral vücut içinde kemik çimentosu dağılımını kontrol etmek için floroskopi kullanın. Eklemeleri birleştirin.

Sonuçlar

Hastanede BT görüntüleri ve dijital modelleme, 3 boyutlu baskı şirketi yle 3 boyutlu baskı yapıldı. 3-D baskı için CT görüntülerinden 3-B modeli yeniden oluşturmak için otuz dakika gerekli ve 3-D baskı şirketi 2 kılavuz şablonları yazdırmak ve hastaneye göndermek için yaklaşık 6 saat gerekli.

Hastanın hedef omurunun ameliyat öncesi görüntüleri Şekil 1 ve

Tartışmalar

Perkütan vertebroplasti (PVP) osteoporotik vertebral kompresyon kırığı tedavisinde en iyi yöntemlerden biri olarak kabul edilir⁹ bazı belirgin avantajları nedeniyle: minimal invaziv; daha az kanama vardır ve iyileşme hızlıdır. Geleneksel PVP öncelikle güvenli ve ideal delinme noktaları, delinme açıları ve oryantasyonları belirlemek için tekrarlanan floroskopi gerektiren bir C-kol floroskop tarafından yönlendirilir, hangi intraoperatif radyasyon dozu ve operasyon süresi art?...

Malzemeler

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