Name: three-dimensional printing guide template assisted percutaneous vertebroplasty (pvp)
Uploaded: 2019-10-17T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Three-Dimensional Printing Guide Template Assisted Percutaneous Vertebroplasty PVP at JoVE.com

Undersøgelsen blev finansieret af Beijing Municipal Science & Technology Commission (no. Z181100001718078), Kina.

Denne undersøgelse blev godkendt af den etiske komité i Beijing Friendship Hospital Capital Medical University.
1. diagnosticering af osteoporotisk vertebrale kompressions fraktur (OVCF) ved røntgen fluoroskopi, magnetisk resonans billede (MRI), knoglescintigrafi og symptomer
<ol><li>Identificere patienter, der har OVCF af ældre patienter med rygsmerter, ømhed i den spinale proces, paraspinale muskler på ryggen, etc.</li>
	<li>Brug posterioanterior røntgen fluorskopi til at kontroller...

<ol>
	<li>Orthopaedic Society of the Chinese Medical Association. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Guidelines+for+the+diagnosis+and+treatment+of+osteoporotic+fractures.">Guidelines for the diagnosis and treatment of osteoporotic fractures.</a> Chinese Journal of Orthopaedics. 37 (1), 1-10 (2017).</li><li>Yi, H. J., Jeong, J. H., Im, S. B., Lee, J. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Percutaneous+vertebroplasty+versus+conservative+treatment+for+one+level+thoracolumbar+osteoporotic+compression+fracture:+Results+of+an+over+2-year+follow-up.">Percutaneous vertebroplasty versus conservative treatment for one level thoracolumbar osteoporotic compression fracture: Results of an over 2-year follow-up.</a> Pain Physician. 19 (5), (2016).</li><li>Balkarli, H., Demirtas, H., Kilic, M., Ozturk, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Treatment+of+osteoporotic+vertebral+compression+fractures+with+percutaneous+vertebroplasty+under+local+anesthesia:+clinical+and+radiological+results.">Treatment of osteoporotic vertebral compression fractures with percutaneous vertebroplasty under local anesthesia: clinical and radiological results.</a> International Journal of Clinical &amp; Experimental Medicine. 8 (9), 16287-16293 (2015).</li><li>Woojin, C., Varkey, J. A., Jing, C., Hwan, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Review+of+Current+Clinical+Applications+of+Three+Dimensional+Printing+in+Spine+Surgery.">A Review of Current Clinical Applications of Three Dimensional Printing in Spine Surgery.</a> Asian Spine Journal. 12 (1), 171-177 (2018).</li><li>Laredo, J. D., Hamze, B. <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+and+their+prevention.">Complications of percutaneous vertebroplasty and their prevention.</a> Skeletal Radiology. 33 (9), 493-505 (2004).</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. 95 (24), e3850 (2016).</li><li>Park, H. J., Wang, C., Choi, K. H., Kim, H. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+a+life-size+three-dimensional-printed+spine+model+for+pedicle+screw+instrumentation+training.">Use of a life-size three-dimensional-printed spine model for pedicle screw instrumentation training.</a> Journal of Orthopaedic Surgery and Research. 13 (1), 86 (2018).</li><li>Gu, Y. F., 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=Percutaneous+vertebroplasty+and+interventional+tumor+removal+for+malignant+vertebral+compression+fractures+and/or+spinal+metastatic+tumor+with+epidural+involvement:+a+prospective+pilot+study.">Percutaneous vertebroplasty and interventional tumor removal for malignant vertebral compression fractures and/or spinal metastatic tumor with epidural involvement: a prospective pilot study.</a> Journal of Pain Research. 10, 211-218 (2017).</li><li>Ruiz, S. F., 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=Comparative+review+of+vertebroplasty+and+kyphoplasty.">Comparative review of vertebroplasty and kyphoplasty.</a> World Journal of Radiology. 6 (6), 329-343 (2014).</li><li>Cannavale, A., 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=Percutaneous+vertebroplasty+with+the+rotational+fluoroscopy+imaging+technique.">Percutaneous vertebroplasty with the rotational fluoroscopy imaging technique.</a> Skeletal Radiology. 43 (11), 1529-1536 (2014).</li><li>Ringer, A. J., Bhamidipaty, S. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Percutaneous+access+to+the+vertebral+bodies:+a+video+and+fluoroscopic+overview+of+access+techniques+for+trans-,+extra-,+and+infrapedicular+approaches.">Percutaneous access to the vertebral bodies: a video and fluoroscopic overview of access techniques for trans-, extra-, and infrapedicular approaches.</a> World Neurosurgery. 80 (3-4), 428-435 (2013).</li><li>Kaneyama, 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=A+novel+screw+guiding+method+with+a+screw+guide+template+system+for+posterior+C-2+fixation.">A novel screw guiding method with a screw guide template system for posterior C-2 fixation.</a> Neurosurgery Spine. 21 (2), 231-238 (2014).</li><li>Sugawara, T., 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=Multistep+pedicle+screw+insertion+procedure+with+patient-specific+lamina+fit-and-lock+templates+for+the+thoracic+spine.">Multistep pedicle screw insertion procedure with patient-specific lamina fit-and-lock templates for the thoracic spine.</a> Neurosurgery Spine. 19 (2), 185-190 (2013).</li><li>Li, J., Lin, J. S., Yang, Y., Xu, J. C., Fei, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=3-Dimensional+printing+guide+template+assisted+percutaneous+vertebroplasty:+Technical+note.">3-Dimensional printing guide template assisted percutaneous vertebroplasty: Technical note.</a> Journal of Clinical Neuroscience. 52, 159-164 (2018).</li></ol>

Perkutan er (PvP) betragtes som en af de bedste metoder til behandling af osteoporotisk vertebrale kompressions fraktur9 på grund af nogle forskellige fordele: det er minimalt invasiv; der er mindre blødning, og genopretning er hurtig. Traditionel PvP styres primært af et C-arm-fluoroskop, der kræver gentagen fluoroskopi for at bestemme sikre og ideelle punkterings punkter, punkterings vinkler og retninger, hvilket øger den intraoperativ strålingsdosis og operationstiden10<...

Som den mest almindeligt forekommende fraktur blandt alle former for osteoporotiske frakturer er osteoporotisk vertebrale kompressions fraktur (OVCF) et meget om klinisk problem i dag. Som de nuværende retningslinjer anbefaler, er perkutan er en af de mest effektive minimalt invasive metoder til klinisk behandling af osteoporotiske vertebrale kompressionsfrakturer1.
Normalt udfører kirurger perkutan er styret af en C-arm fluoroskop til behandling af et vertebrale kompressions fraktur for at genoprette den komprimerede vertebrale krop og lindre tidlige trin smerter2. Selv erfarne kirurger begår fejl i at bekræfte passende punktering punkter ved blot at stole på deres personlige erfaringer. Denne operation kan forårsage nogle punktering-relaterede komplikationer (f. eks cement lækage i omgivende væv, nerve roden skade, intra-spinal hæmatom, etc.3,4,5); Desuden har næsten 50% af patienterne lokale komplikationer fra traditionel PVP med 95% af komplikationer, som kommer fra cement lækage til omgivende væv eller embolisering af paravertebrale vener6. Med fremkomsten af præcision kirurgi, en 3-D udskrivning guide skabelon har været anvendt i mange spinal kirurgi operationer7 fordi det kan forbedre den proceduremæssige nøjagtighed, mindske vanskelighederne og minimere de operationelle risici. Her anvender vi en 3D-udskrivnings guide skabelon i PVP for at gøre Operations proceduren mere præcis og for at nedsætte hastigheden af punkterings relaterede komplikationer. Sammenlignet med den traditionelle metode, operationer bistået af 3D-udskrivning guide skabelon har 1) øget kirurgisk punktering nøjagtighed, 2) minimeret stråling eksponering under operationen, 3) forkortet den kirurgiske procedure tid, og 4) faldt sandsynlighed for punkterings relaterede komplikationer.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>X-ray machine</td>
			<td>Company Philips</td>
			<td></td>
			<td>machine</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnetic resonance image machine</td>
			<td>Company GE</td>
			<td></td>
			<td>machine</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>computer tomography</td>
			<td>Company GE</td>
			<td></td>
			<td>machine</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HORI 3D printing machine</td>
			<td>Company of Beijing Huitianwei Technology co. ltd.</td>
			<td></td>
			<td>machine</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Geomagic Design X</td>
			<td>3D Systems Company</td>
			<td></td>
			<td>software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Materialise Interactive Medical Image Control System</td>
			<td>Materialise Company</td>
			<td></td>
			<td>software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>VertePort needle</td>
			<td>Stryker Company</td>
			<td></td>
			<td>operation appliance</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spineplex</td>
			<td>Stryker Company</td>
			<td></td>
			<td>operation appliance</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Percutaneous Cement Delivery System</td>
			<td>Stryker Company</td>
			<td></td>
			<td>operation appliance</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spirit Level Plus</td>
			<td>IOS App store</td>
			<td></td>
			<td>gradientor</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

three-dimensional printing guide template assisted percutaneous vertebroplasty (pvp)

Perkutan er (PvP) betragtes som en effektiv behandling for rygsmerter forårsaget af osteoporotisk vertebrale kompressions fraktur. Nøjagtigheden af PVP afhænger hovedsageligt af kirurger ' erfaring og flere fluoroscopes under en traditionel procedure. Punktering relaterede komplikationer blev rapporteret over hele verden. For at gøre den kirurgiske procedure mere præcis og mindske hastigheden af punkterings relaterede komplikationer, vores team anvendt en tredimensionel udskrivning guide skabelon til PVP at ændre den traditionelle procedure. Denne protokol introducerer hvordan man modeller Target ryghvirvler DICOM imaging data i tre dimensioner i softwaren, hvordan man simulerer operation i denne 3D-model, og hvordan man bruger alle de kirurgiske data til at rekonstruere en patientspecifik skabelon til anvendelse. Ved hjælp af denne skabelon kan kirurger identificere passende punkterings punkter præcist for at forbedre nøjagtigheden af operationen. Hele protokollen indeholder: 1) diagnosticering af osteoporotisk vertebrale kompressions fraktur; 2) erhvervelse af CT-billeddannelse af målet hvirvlen; 3) simulering af operationen i softwaren; 4) design og fabrikation af 3-D udskrivning guide skabelon; og 5) anvendelse af skabelonen i en Operations procedure.

Erhvervelse af CT-billeder og digital modellering blev udført på hospitalet, mens 3-D udskrivning blev udført i en 3-D trykkerivirksomhed. Tredive minutter var nødvendige for at rekonstruere den 3-D model fra CT-billeder til 3-D-udskrivning, og 3-D trykning selskab behov for omkring 6 timer til at udskrive 2 guide skabeloner ud og sende til hospitalet.
De præ-operation billeder af målet hvirvlen af patienten blev vist i <s...

Watch this Scientific Journal Video about Three-Dimensional Printing Guide Template Assisted Percutaneous Vertebroplasty PVP at JoVE.com

Three-Dimensional Printing Guide Template Assisted Percutaneous Vertebroplasty PVP

Heri præsenterer vi en tredimensionel udskrivnings guide skabelon til perkutan vertebraplasty. En patient med en fraktur af T11 vertebrale kompression blev udvalgt som et casestudie.

Tredimensionel udskrivnings guide skabelon assisteret perkutan Vertebroplasty (PVP)

Percutaneous vertebroplasty (PVP) is considered an effective treatment for the back pain caused by osteoporotic vertebral compression fracture. The ...

Vores protokol anvender 3D-printet guide skabelon bistået perkutan vertebroplasty at lette en omfattende visualisering af brækkede ryghvirvler og til at udvikle individualiserede kirurgiske planer for patienter. Denne teknik hjælper med at øge punktering nøjagtighed, nedsætter punktering-relaterede komplikationer, minimerer den kirurgiske tid og stråling, og forkorter PVP læringsprocessen for nybegyndere kirurger. Visuel demonstration kan give en klar, trin-for-trin introduktion, der understreger de væsentlige dele af teknikken for at lette en hurtig forståelse af metoden.Før du begynder proceduren, bekræfte målområdet ved x-ray fluoroskopi i en visuel undersøgelse af patientens ryg. Dernæst placere tre radiopaque markører langs midterlinjen af patientens rygskind på komprimeret vertebrale niveau, og placere en gradienter bare ringere end de faste markører. Derefter registrere patientens kropsstilling, før du fjerner gradienter, og erhverve computertomografi billeder af målet ryghvirvler.Ved slutningen af erhvervelsen skal du gemme billederne i et DICOM-format og placere en vatrondel på patientens ryg for at sikre, at markørerne forbliver på plads, indtil operationen. Når du har anskaffet de computertomografibilleder, skal du importere billederne til et passende softwareprogram til medicinsk billedbehandling og vælge måludsnit for at rekonstruere den komprimerede ryghvirvel. Vælg Tærskelsegmentering for at justere tærskelområdet for målhvirvlen fra 125-3071H, og opret en maske.Klik på Dubler maske for at lave to masker, maske A og maske B.Klik maskeredigering for at slette målhvirvel i maske A.Click Boolean Operations, og brug maske B til minusmaske A til at danne en ny maske C.Klik derefter på Beregn 3D fra maske for at rekonstruere målhvirvlen. For at simulere den perkutane vertebroplasty procedure via en bilateral transpedicular tilgang, definere MedCAD cylinder i softwaren som punktering nål tilstand på samme længde og radius som punkteringnålen. Brug 3D-visningerne af målhvirvelsen til at visualisere indgangspunktet, indgangsvinklen og punkteringsnåldybden for en ægte perkutan vertebroplasty ved hjælp af flytte- og rotationsfunktionen til at justere punktlålene til deres ideelle positioner.Brug derefter disse skabelonguidedata til at udskrive en tredimensionel polyklinsyreguideskabelon. For 3D-printet guide skabelon bistået PVP, med patienten liggende tilbøjelige i samme position som registreret af gradienter for computertomografi scanning, måle afstanden af de tre røntgenfaste markører, og tegne omridset af de tre markører til at matche skabelonen med målet placering. Match en hudskabelon med hudkonturen, og indsæt to podninger gennem skabelonens nålebanes for at markere indsætningspunkterne på huden.Marker indføringspunkterne som punkt A og B.Efter drapering af det kirurgiske område, placer desinfektionsbåndet over huden, og anvend spidsen af to punkteringsnåle ved indsætningspunkterne. Brug anteroposteriorvisningen af C-arm fluoroskopi til at bekræfte, om de punkteringspunkter, der bestemmes af skabelonen, er mulige. Efter administration af lokalbedøvelse skal de to nåle bankes en smule ind i målhvirvlen via indføringerne gennem skabelonens vejledende cylindre, og bruge C-arminfluoroskopet til at kontrollere, at bane er gode nok til indsættelse.Sørg for, at tegnsætningen er inden for pedicles, før du taper nålene for at fremme spidserne indtil slutningen af bane. Når nålene er helt indsat i de vejledende cylindre, skal du med C-arm fluoroskopet kontrollere, at nålespidserne har nået deres optimale placering. Derefter injicere to milliliter knoglecement gennem hver nål i rygsøjlen kroppen.Og brug fluoroskopi til at kontrollere fordelingen af cementen i rygsøjlen af anteroposterior og laterale synspunkter. Pre-operation, posterioanterior, og laterale x-ray billeder viser, at målet ryghvirvel af en repræsentativ patient før 3D guide skabelon bistået PVP. Computertomografi billeder erhvervet fra koronal, tværgående, og sagittal planer kan bruges til at generere en 3D-model af målet ryghvirvel.Længden af vejledende cylindre af skabelonen kan bestemmes, og skabelonen kan fremstilles til brug i PVP procedure. Det er vigtigt at matche skabelonen med korrektionen placering af patientens ryg for succes for hele proceduren.

Research

JoVE Journal

Medicine

Three-Dimensional Printing Guide Template Assisted Percutaneous Vertebroplasty (PVP)

Guide Wire Assisted Catheterization and Colored Dye Injection for Vascular Mapping of Monochorionic Twin Placentas

Monochorionic (MC) twin pregnancies are associated with significantly higher morbidity and mortality rates than dichorionic twins. Approximately 50% of MC ...

Three-dimensional Imaging of Nociceptive Intraepidermal Nerve Fibers in Human Skin Biopsies

Tre-dimensionel Imaging af Nociceptive Intraepidermal nervefibre i Human hudbiopsier

A punch biopsy of the skin is commonly used to quantify intraepidermal nerve fiber densities (IENFD) for the diagnosis of peripheral polyneuropathy 1,2. ...

Quantification of Breast Cancer Cell Invasiveness Using a Three-dimensional (3D) Model

Quantification of Breast Cancer Cell Invasiveness Using a Three-dimensional 3D Model

Kvantificering af Breast Cancer Cell invasiv Ved hjælp af en tre-dimensionel (3D) Model

It is now well known that the cellular and tissue microenvironment are critical regulators influencing tumor initiation and progression. Moreover, the ...

Accuracy in Dental Medicine, A New Way to Measure Trueness and Precision

Nøjagtighed i Dental Medicine, en ny måde at måle korrekthed og præcision

Reference scanners are used in dental medicine to verify a lot of procedures. The main interest is to verify impression methods as they serve as a base ...

Three-dimensional Co-culture Model for Tumor-stromal Interaction

Tre-dimensionel Co-kultur Model for Tumor-stromale Interaktion

Cancer progression (initiation, growth, invasion and metastasis) occurs through interactions between malignant cells and the surrounding tumor stromal ...

Three-Dimensional (3D) Tumor Spheroid Invasion Assay

Three-Dimensional 3D Tumor Spheroid Invasion Assay

Tre-Dimensional (3D) Tumor Sfæroide Invasion Assay

Invasion of surrounding normal tissues is generally considered to be a key hallmark of malignant (as opposed to benign) tumors. For some cancers in ...

Three-dimensional Alginate-bead Culture of Human Pituitary Adenoma Cells

Tre-dimensionel Alginat-perle dyrkning af humane hypofyseadenom Cells

A three-dimensional culture method is described in which primary pituitary adenoma cells are grown in alginate beads. Alginate is a polymer derived from ...

Three-Dimensional Printing of a Complex Aortic Anomaly

Tre-dimensionelle udskrivning af en kompleks aorta anomali

Complex congenital aortic anomalies include diverse types of malformations that may be clinically asymptomatic or present with respiratory or esophageal ...

Three-Dimensional Collagen Matrix Scaffold Implantation as a Liver Regeneration Strategy

Tre-dimensionelle kollagen Matrix Stillads implantation som en lever regenerering strategi

Liver diseases are the leading cause of death worldwide. Excessive alcohol consumption, a high-fat diet, and hepatitis C virus infection promote fibrosis, ...

Guided Endodontics: Three-Dimensional Planning and Template-Aided Preparation of Endodontic Access Cavities

Guidet endodonti: Tredimensionel planlægning og skabelonstøttet forberedelse af endodontiske adgangshulrum

Pulp canal obliterations (PCO) are often a consequence of dental trauma, such as luxation injuries. Even though dentin apposition is a sign of vital pulp, ...