Dokuz Izgara Alanı Bölme Yöntemi: Lomber Omurgada Perkütan Vertebroplasti İçin Yeni Bir İdeal Kemik Delme Bölgesi

Özet

Bu yazıda perkütan vertebroplasti için "Dokuz Izgara Alanı Bölme Yöntemi" sunulmaktadır. L1 vertebral kompresyon kırığı olan bir hasta vaka çalışması olarak seçildi.

Özet

Perkütan vertebroplasti (PVP), osteoporotik vertebral kompresyon kırıklarından kaynaklanan bel ağrısını hafifletmek için etkili bir girişim olarak yaygın olarak kabul edilmektedir. İdeal kemik delme noktası, geleneksel olarak lomber omurgadaki pedikülün "sol 10 nokta, sağ 2 nokta" çıkıntısında bulunur. Optimal kemik delme noktasının belirlenmesi kritik ve karmaşık bir zorluktur. Perkütan vertebroplastinin (PVP) doğruluğu öncelikle ameliyat eden cerrahların yeterliliğinden ve konvansiyonel prosedür sırasında çoklu floroskopların kullanılmasından etkilenir. Delinme ile ilgili komplikasyonların insidansı küresel olarak belgelenmiştir. Cerrahi tekniğin hassasiyetini artırmak ve delinmeye bağlı komplikasyonların oluşumunu azaltmak amacıyla ekibimiz, geleneksel prosedürü değiştirmek için lomber omurgada PVP için "Dokuz Izgara Alanı Bölme Yöntemi" ni uyguladı. Delinme sürelerinin sayısını, radyasyona maruz kalma dozunu ve cerrahi prosedürlerin süresini azaltma potansiyeli vardır.

Bu protokol, "Dokuz Izgaralı Alan Bölme Yöntemi"nin tanımını tanıtır ve tıbbi görüntüleme işleme yazılımı içinde hedef omur DICOM görüntüleme verilerinin modellenmesi, 3 boyutlu bir model içinde işlemlerin simüle edilmesi, tersine mühendislik üretim yazılımı kullanılarak 3 boyutlu modelin rafine edilmesi, vertebral mühendislik modelinin 3 boyutlu modelleme tasarım yazılımı içinde yeniden yapılandırılması ve pedikül projeksiyonu için güvenli giriş bölgelerini belirlemek için cerrahi verilerin kullanılması sürecini tanımlar. Cerrahlar bu metodolojiyi kullanarak, uygun delme noktalarını hassas ve kolay bir şekilde etkili bir şekilde belirleyebilir, böylece delme ile ilgili karmaşıklıkları azaltabilir ve cerrahi prosedürlerin genel doğruluğunu artırabilir.

Giriş

Osteoporotik vertebral kompresyon kırığı (OVCF), osteoporotik kırıklar arasında en sık görülen kırık tipidir ve çağdaş sağlık hizmetlerinde önemli bir klinik endişe kaynağıdır¹. Mevcut kılavuzlara göre, perkütan vertebroplasti, OVCF² için en etkili minimal invaziv tedavi modalitelerinden biri olarak kabul edilmektedir. Perkütan vertebroplasti (PVP) yapmak için baskın yöntem, üç temel parametreyi kapsayan pedikül ponksiyon yaklaşımını içerir: kemik ponksiyonu giriş noktasının, punksiyon açısının ve delinme derinliğinin tanımlanması. Bu parametrelerden, kemik ponksiyonu giriş noktasının seçimi en önemli olarak kabul edilir.

Şu anda, C-kollu X-ışını makineleri, delme iğnesinin cerrahi yolunun ayarlanmasını kolaylaştırmak için geleneksel PVP cerrahisinin yerel ve uluslararası uygulamasında yaygın olarak kullanılmaktadır. Önemli olan, geleneksel olarak lomber omurgadaki pedikülün "sol 10 nokta, sağ 2 nokta" çıkıntısında yer alan "ideal kemik delme noktasının" belirlenmesinde yatmaktadır (Şekil 1A)³. Deneyimlerine rağmen, deneyimli cerrahlar bile yalnızca kişisel deneyimlerine dayanarak uygun delinme noktalarını belirlerken hata yapabilirler. Bu, çevre dokulara çimento sızıntısı, sinir kökü yaralanması ve intraspinal hematom gibi delinme ile ilgili komplikasyonlara yol açabilir ^4,5,6. Ek olarak, hastaların yaklaşık yarısı geleneksel PVP'den lokal komplikasyonlar yaşar ve bu komplikasyonların% 95'i çevre dokuya çimento sızıntısına veya paravertebral damarların embolizasyonuna atfedilir⁷. Ön araştırmamız, lomber omurgadaki gerçek PVP kemik delme noktalarının her zaman ideal pedikül projeksiyonunda "sol 10 puan ve sağ 2 puan"⁸ bulunmadığını buldu. Bazı gerçek delme noktaları, cerrahi güvenliği ve doğruluğu etkilemeyen "ideal kemik delme noktasının" yakınında tatmin edici delme sonuçları da elde edebilir.

Yukarıdaki varsayımlara dayanarak, ilk kez lomber omurgada PVP için "ideal kemik delme bölgesi" kavramını öneriyoruz ve pedikülün projeksiyonunu "Dokuz Izgara Alanı" na bölüyoruz. İdeal kemik ponksiyon bölgesi kavramı, ponksiyon giriş noktasının pedikül yoluyla ponksiyon ideal son noktasına başarılı ve güvenli bir şekilde ulaşabildiği belirli anatomik bölgelerle ilgilidir. "Dokuz Izgaralı Alan Bölme Yöntemi" terimi, X-ışını ön-arka görüntüsünde, pedikül projeksiyonunun en uzun ve en kısa çaplarının üç eşit parçaya bölündüğü ve alanın dokuz bölgeye bölünmesiyle sonuçlanan bir tekniği ifade eder (Şekil 1B). Bu bölgeler 1'den 9'a kadar sırayla numaralandırılır, en dıştan en içe ve yukarıdan aşağıya doğru ilerler. Lomber pedikülün X-ışını projeksiyonunu anatomik bir belirteç olarak kullanarak, tek bir noktayla sınırlı kalmak yerine "Dokuz Izgara Alanı Bölme Yöntemi" ile PVP için "ideal kemik ponksiyon bölgesini" oluşturuyoruz. Delinme işlemi sırasında güvenli bir delinme yolunu keşfetmek için bilgisayar simülasyonu kullanıyoruz.

Bu nedenle, prosedürel doğruluğu artırmak ve delinmeyle ilgili komplikasyonları en aza indirmek amacıyla, PVP cerrahisinde yardımcı ponksiyon tekniklerinin rahatlığını, verimliliğini ve güvenliğini artırmak için potansiyel bir yöntem olarak "Dokuz Izgaralı Alan Bölme Yöntemi"nin uygulanmasını öneriyoruz. Bu çalışmanın, etkinliğini ve güvenliğini belirlemek için kapsamlı araştırmalar yoluyla doğrulama gerektiren teorik bir yaklaşım sunduğunu belirtmek önemlidir.

Protokol

Bu çalışma Pekin Dostluk Hastanesi, Başkent Tıp Üniversitesi Etik Kurulu tarafından onaylanmıştır. Bu yöntem, hastanın sadece ameliyat öncesi yüzüstü pozisyonlu bilgisayarlı tomografi (BT) görüntüleme verileri kullanılarak retrospektif bir vaka çalışması ile tanıtılacaktır. Yardımlı perkütan vertebroplastide (PVP) "Dokuz Izgara Alanı Bölme Yöntemi", geleneksel yöntemlere kıyasla daha basit ve daha etkili bir yaklaşım sunarak cerrahi ve radyasyona maruz kalma sürelerinin kısalmasını sağlar. Bu teknik, delinme noktalarının daha kolay tanımlanmasını kolaylaştırarak ve PVP prosedürleri için öğrenme eğrisini potansiyel olarak kısaltarak genç sakinlere fayda sağlayabilir ve daha fazla araştırmayı garanti eder. Burada anlatılan kişi 68 yaşında bir kadındır.

1. X-ışını floroskopi, manyetik rezonans görüntüsü (MRG), kemik sintigrafisi ve semptomlar kullanılarak osteoporotik vertebral kompresyon kırığı (OVCF) teşhisi

1. Sırt ağrısı, omurga sürecinde hassasiyet ve sırtta paraspinal kaslar gibi semptomları olan yaşlı hastalar arasında OVCF'si olan hastayı tanımlayın. L1 seviyesinde vertebral kompresyon kırığı olup olmadığını değerlendirmek için posteroanterior X-ışını floroskopisini kullanın (Şekil 2A). Yeni ortaya çıkan bir lomber vertebral kompresyon kırığının tanısını doğrulamak ve L1 olarak belirlenen etkilenen omuru tanımlamak için MRG görüntüleme kullanın (Şekil 2B).

2. Hastanın yüzüstü pozisyonda BT görüntülemesinin ameliyat öncesi elde edilmesi

1. Hastaya yüzüstü BT yapmak için hastayı yüzüstü pozisyona getirin. Hedef bölgeyi x-ışını floroskopi ve en ağrılı kısma basarken hastanın sırtının fizik muayenesi ile onaylayın.
2. Hastayı ameliyat masasında yüzüstü pozisyonda yatırın, yüzüstü BT taramasından önce hastanın sırtına bir gradyan yerleştirin, hastanın vücut pozisyonunu kaydedin ve ardından gradyanı çıkarın (Şekil 3).
3. CT görüntülerini (1 mm tarama katmanı kalınlığı, 1 mm katman aralığı ve 90 dilim (geleneksel tarama) veya 400 dilim (ince dilim tarama) DICOM formatında kaydedin.

3. 3 boyutlu modeli oluşturun ve işlemi tıbbi görüntüleme işleme yazılımında simüle edin

1. Yeni Proje'ye tıklayarak CT görüntülerini DICOM formatında tıbbi görüntüleme işleme yazılımına aktarın. Sıkıştırılmış omuru yeniden yapılandırmak için istediğiniz dilimleri seçin.
2. Hedef omur için eşik aralığını, özellikle bir maske oluşturmak için 125-3071 H aralığında ayarlamak için Eşik Segmentasyon aracını kullanın. Maske A ve Maske B olmak üzere iki ayrı maske oluşturmak için Maskeyi Çoğalt işlevini kullanın.
3. Hedef omuru Maske A'dan silmek için Maske Düzenleme özelliğini kullanın. Daha sonra, Maske A'yı Maske B'den çıkarmak için Boole İşlemleri aracını kullanın, bu da yeni bir maske olan Maske C'nin oluşmasına neden olur. Son olarak, Maske C'yi kullanarak hedef omuru yeniden oluşturmak için 3-D Hesapla işlevini etkinleştirin; Bu 3 boyutlu modeli L1 olarak adlandırın (Şekil 4A).
4. Nesneler arayüzünde Yeni'ye sağ tıklayın, Çiz'i seçin ve ardından Silindir'i seçin. Silindirin delme iğnesi ile aynı boyutlara, 12,5 mm uzunluğa ve 1,25 mm yarıçapa sahip olduğundan emin olun.
5. İdeal konumu elde etmek için Taşı ve Döndür işlevini kullanarak silindirin konumunu ayarlayın (Şekil 4B). Simülasyon boyunca, iğne yörüngelerini belirlenmiş ilkelere uygun olarak korumaya özen gösterin: delme iğnesi, pedikülü tercihen üst yarısında geçebilmelidir ve uçların en uygun konumu, yanal görünümde vertebral gövdenin ön üçte biri içindedir.
6. Nesneler arayüzünde L1'e sağ tıklayın, STL'yi Dışa Aktar'ı seçin ve ardından dosyayı STL formatında dışa aktarın.

4. 3 boyutlu modeli 3 boyutlu tersine mühendislik üretim yazılımında cilalayın

1. İçe Aktar'a tıklayarak dışa aktarılan omur gövdesi katı dosyasını 3B tersine mühendislik üretim yazılımına aktarın. Sonuç olarak, modeldeki bozulmaları ve ani yükselmeleri ortadan kaldırmak için Mesh Doctor özelliğini kullanın.
2. Grid Doctor işlevi normal anatomik yapıları yanlışlıkla bozulmalar veya sivri uçlar olarak tanımlayabileceğinden, herhangi bir iç boşluğu belirlemek için kaba modeli kapsamlı bir şekilde incelemeye özen gösterin ve bunları uygun şekilde doldurmak için adım 4.1'i izleyin (Şekil 5A).
3. Organik Geometri Malzemesini seçerek katı modeli üçgen bir ağ yüzeyine dönüştürmek için Hassas Yüzey işlevini kullanın (Şekil 5B). Otomatik yüzey oluşturma işleminin tamamlanmasını bekleyin ve ardından dosyayı STP formatında dışa aktarın.

5. Vertebral mühendislik modelini yeniden oluşturun ve 3 boyutlu modelleme tasarım yazılımında pedikül projeksiyonunun güvenli giriş bölgelerini onaylayın

1. Aç'a tıklayarak vertebral mühendislik modelini yeniden oluşturmak için kesin yüzey belgesinin STP formatını 3B modelleme tasarım yazılımına aktarın. Pedikülün morfolojisini yatay, sagital ve koronal oryantasyonlarda incelemek için Kesit Görünümü özelliğini kullanın ve pedikülün morfolojisi ve yapısı hakkında ilk gözlemi sağlayın (Şekil 6A).
2. Bölüm Görünümü panelinde, en iyi görselleştirme için bölümün açısını ayarlayın. Saydam Bölüm Gövdelerini kullanarak, pediküllerin en dar noktasını gözlemleyin (Şekil 6B) ve açı parametrelerini sol paneldeki Bölüm 1'de kaydedin.
3. Omurga modelinin açısını ayarlamak için Ekle-Özellikler-Taşı/Kopyala işlevine tıklayın ve sol panelin altında bulunan Çevir/Döndür düğmesini seçin. Kesit Görünümü panelini yeniden ziyaret edin ve Bölüm 1'deki görünüm açısı parametresini 0 olarak ayarlayın.
4. Tatmin edici bir pedikül kesiti görünümü elde etmek için Bölüm 1 panelindeki yer değiştirme parametrelerinde ince ayar yapın. Pedikül bölümünü gözlemlemek için daha iyi bir perspektif için yeniden yönlendirin. Onaylanan yer değiştirme parametrelerini panelde belgeleyin (Şekil 7).
5. Vertebra modelinin konumunu değiştirmek için yukarıda belirtilen Taşı/Kopyala işlevini kullanın. Sol panelde yer değiştirme parametresini belirtin. Omurga gövdesinin tamamını kapsayacak şekilde Köşe Dikdörtgeni aracını kullanın.
6. Başlamak için, Özellikler-Referans Geometri-Düzlem seçeneğine gidin ve kesit görünümünü İlk Referans olarak belirleyin. Yeni oluşturulan düzlemi omur gövdesinin ön üçte birlik kısmına yeniden yerleştirmek için ofset mesafesi parametresini uygun şekilde değiştirin.
7. Yukarıda belirtilen düzlemde bir Eskiz oluşturmaya devam edin ve omur gövdesinin orta noktasına, delinmenin bitiş noktasını belirten bir Nokta çizin.
8. Modelin kesimini gerçekleştirmek için Ekstrüde Kesim işlevini kullanın. Oluşturulan dikdörtgen çizimi Seçili Konturlar olarak belirleyin.
9. Vertebra gövdesi modelini, omur gövdesi yarısı ve lamina yarısı olmak üzere iki yarıya bölmek için hem yönde hem de derinlikte ayarlamalar yapın (Şekil 8A). Mühendislik dosyalarını, özellikle işlemin bir parçası olarak SLDPRT biçiminde kaydedin.
10. Omur gövdesinin bir kısmını içeren dosyayı açın, ardından kesit düzlemine dayalı bir çizim oluşturun. Sol pedikül projeksiyonunu bir eğri çizimine dönüştürmek için Varlıkları Dönüştür işlevini kullanın.
11. Sağ pedikül projeksiyonu için yukarıdaki prosedürü tekrarlayın, bu da başka bir eğri çiziminin elde edilmesiyle sonuçlanır. Eğri çizimlerini yüzeylere dönüştürmek için Doldurulmuş Yüzey işlevini kullanın, sol ve sağ pedikül projeksiyon eğrisi çizimleri sınır görevi görür (Şekil 8B).
12. Omur gizlendikten sonra ortaya çıkan yüzeyi görüntüleyin. Özellikler panelinde Lofted Boss/Base işlevini seçin.
13. Delinme son noktasının Profiller olarak belirlenmesiyle birlikte sol pedikül yüzeyinin üstün konumlandırılması, pedikül ponksiyonu yollarını tanımlayan konik bir yapı sağlayacaktır. Sol tarafı açıklama amacıyla referans olarak kullanın ve aynı işlem sağ tarafta da tekrarlanacak.
14. İki taraflı konik yapıyı büyütmek için Ölçek işlevini kullanın, merkez noktası ölçekleme merkez noktası olarak görev yapar ve ölçek faktörü 2'dir. Konik yapıları ayrı ayrı yeniden konumlandırmak için Gövdeyi Taşı/Kopyala işlevini kullanın.
15. Montaj İlişkisi Ayarı paneli arayüzünde, eşleştirme modu Tesadüf olarak ayarlanmış şekilde yapının tepesini ve delinme bitiş noktasını seçin. Daha sonra Delete/Keep Body işlevini kullanarak omur gövdesini ortadan kaldırın (Şekil 9A).
16. Bikonik yapı, SLDPRT formatında kaydedilen bilateral pedikül delme yollarının bir derlemesidir. Pedikül delme setini kullanarak lamina parçasını ve omur gövdesi parçasını yeniden monte etmek için Parça Ekle işlevini kullanın. Parçanın kesici uç konumunu orijin ile otomatik olarak hizalamak için OK düğmesine basmanız yeterlidir (Şekil 9B).
17. Çeşitli bileşenlerde Boole işlemlerini yürütmek için Gövdeyi Birleştir işlevini kullanın. Tüm lamina bileşenlerini korurken laminaların yarısından ponksiyon setinin çıkarılması işlemi sayesinde, sonraki analiz, ideal kemik ponksiyon bölgesinin sol taraftaki 1, 4 ve 7. bölgeleri içerdiğini gösterir (Şekil 9C).

Sonuçlar

Hastanede BT görüntüleme ve dijital modelleme yapıldı. CT görüntülerinden 3 boyutlu modeli oluşturmak 30 dakika, 3 boyutlu modeli 3 boyutlu tersine mühendislik üretim yazılımında cilalamak ~ 10 dakika ve vertebral mühendislik modelini yeniden oluşturmak ve 3 boyutlu modelleme tasarım yazılımında pedikül projeksiyonunun güvenli giriş bölgelerini onaylamak 15 dakika sürdü. Bu durumda ideal kemik delme bölgesi sol taraftaki 1, 4 ve 7. bölgeleri içerir. İdeal kemik ponks...

Tartışmalar

Perkütan vertebroplasti (PVP), ağrılı osteoporotik vertebral kompresyon kırıklarının (OVCF) tedavisinde olumlu klinik etkinlik ^{göstermiştir9}. Cerrahlar tarafından hassas perkütan pedikül delme teknolojisinin kullanılması, delme iğnesinin optimal yerleştirme noktasını, yönünü ve derinliğini belirlemede çok önemli bir rol oynar ve böylece komplikasyonların oluşumunu önemli ölçüde azaltır¹⁰. Şu anda, C-kollu X-ışını makineleri, delme iğne...

Malzemeler

Name	Company	Catalog Number	Comments
Computer tomography	Company GE		machine
Geomagic Wrap (3-D reverse engineering production software)	Oqton software		software
Magnetic resonance image machine	Company GE		machine
Materialise Interactive Medical Image Control System (medical imaging processing software)	Materialise Company		software
Solidworks (3-D modeling design software)	Dassault Systèmes - SolidWorks Corporation		software
Spirit Level Plus	IOS App store		gradientor
X-ray machine	Company Philips		machine