Name: three-dimensional printing guide template assisted percutaneous vertebroplasty (pvp)
Uploaded: 2019-10-17T12:30:00
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L'étude a été financée par la Beijing Municipal Science and Technology Commission (No.Z18110001718078), Chine.

La présente étude a été approuvée par le comité d'éthique de Beijing Friendship Hospital Capital Medical University.
1. Diagnostic de la fracture de compression vertébrale ostéoporotique (OVCF) par fluoroscopie de rayon X, image de résonance magnétique (MRI), scintigraphie d'os, et symptômes
<ol><li>Identifier les patients qui ont OVCF par les patients plus âgés avec des maux de dos, la tendresse dans le processus spinous, muscles paraspin au dos, etc.</li>
	<li>Utilisez la flu...

<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>

La vertébroplastie percutanée (PVP) est considérée comme l'une des meilleures méthodes pour traiter la fracture de compression vertébrale ostéoporotique9 due à certains avantages distincts : elle est peu invasive ; il y a moins de saignements, et la récupération est rapide. Le PVP traditionnel est principalement guidé par un fluoroscope de C-bras qui exige la fluoroscopie répétée pour déterminer les points sûrs et idéaux de perforation, les angles de perforation et les orientation...

Comme la fracture de type la plus commune parmi toutes sortes de fractures ostéoporotiques, la fracture de compression vertébrale ostéoporotic (OVCF) est un problème clinique très préoccupant de nos jours. Comme le recommandent les lignes directrices actuelles, la vertébroplastie percutanée est l'une des méthodes les plus efficaces et peu invasives pour traiter cliniquement les fractures de compression vertébrale ostéoporotique1.
Traditionnellement, les chirurgiens exécutent la vertébroplastie percutanée guidée par un fluoroscope de C-bras pour traiter une rupture vertébrale de compression pour reconstituer le corps vertébral comprimé et soulager la douleur dedébut-étape 2. Même les chirurgiens expérimentés font des erreurs en confirmant les points de perforation appropriés en s'appuyant simplement sur leur expérience personnelle. Cette opération pourrait causer des complications liées à la perforation (p. ex., fuite de ciment dans les tissus environnants, lésions des racines nerveuses, hématome intra-spinal, etc.3,4,5); en outre, près de 50% des patients ont des complications locales du PVP traditionnel avec 95% des complications provenant de fuite de ciment dans les tissus environnants ou l'embolisation des veines paravertébrales6. Avec l'émergence de la chirurgie de précision, un modèle de guide d'impression 3D a été utilisé dans de nombreuses opérations de chirurgie de la colonne vertébrale7, car il peut améliorer l'exactitude procédurale, en diminuant les difficultés et en minimisant les risques opérationnels. Ici, nous appliquons un modèle de guide d'impression 3D dans le PVP pour rendre la procédure chirurgicale plus précise et pour diminuer le taux de complications liées à la perforation. Comparé à la méthode traditionnelle, les opérations assistées par le modèle de guide d'impression 3D ont 1) augmenté la précision de ponction chirurgicale, 2) réduit l'exposition de rayonnement pendant l'opération, 3) a raccourci le temps de procédure chirurgicale, et 4) a diminué le probabilité de complications liées à la perforation.

<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)

La vertébroplastie percutanée (PVP) est considérée comme un traitement efficace pour les maux de dos causés par la fracture de compression vertébrale ostéoporotique. La précision du PVP dépend principalement de l'expérience des chirurgiens et des fluoroscopes multiples au cours d'une procédure traditionnelle. Des complications liées à la perforation ont été rapportées partout dans le monde. Pour rendre la procédure chirurgicale plus précise et diminuer le taux de complications liées à la perforation, notre équipe a appliqué un modèle de guide d'impression tridimensionnel au PVP pour modifier la procédure traditionnelle. Ce protocole introduit comment modéliser les données d'imagerie ciblées des vertèbres DICOM en trois dimensions dans le logiciel, comment simuler le fonctionnement de ce modèle 3D, et comment utiliser toutes les données chirurgicales pour reconstruire un modèle spécifique au patient pour l'application. À l'aide de ce modèle, les chirurgiens peuvent identifier avec précision les points de perforation appropriés afin d'améliorer la précision de l'opération. L'ensemble du protocole comprend : 1) diagnostic de la fracture de compression vertébrale ostéoporotic ; 2) acquisition de l'imagerie Par cT de la vertèbre cible; 3) simulation de l'opération dans le logiciel; 4) conception et fabrication du modèle de guide d'impression 3D ; et 5) l'application du modèle dans une procédure d'opération.

L'acquisition d'images CT et la modélisation numérique ont été effectuées à l'hôpital, tandis que l'impression 3D a été effectuée dans une entreprise d'impression 3D. Trente minutes ont été nécessaires pour reconstruire le modèle 3D à partir des images CT pour l'impression 3D, et l'entreprise d'impression 3D a eu besoin d'environ 6 heures pour imprimer 2 modèles de guide et envoyer à l'hôpital.
Les images de pr...

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Three-Dimensional Printing Guide Template Assisted Percutaneous Vertebroplasty PVP

Ici, nous présentons un modèle tridimensionnel de guide d'impression pour la vertébraplastie percutanée. Un patient présentant une rupture vertébrale de compression de T11 a été choisi comme étude de cas.

Guide d'impression tridimensionnel Template Assisted Percutaneous Vertebroplasty (PVP)

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

Notre protocole utilise le modèle de guide 3D-imprimé a aidé la vertébroplastie percutanée pour faciliter une visualisation complète des vertèbres fracturées et pour développer des plans chirurgicaux individualisés pour des patients. Cette technique aide à augmenter la précision de la perforation, diminue les complications liées à la perforation, minimise le temps chirurgical et l’exposition aux radiations, et raccourcit le processus d’apprentissage pvp pour les chirurgiens novices. La démonstration visuelle peut fournir une introduction claire, étape par étape, qui met l’accent sur les parties importantes de la technique pour faciliter une compréhension rapide de la méthode.Avant de commencer la procédure, confirmer la zone cible par fluoroscopie aux rayons X lors d’un examen visuel du dos du patient. Ensuite, placez trois marqueurs radiopaque le long de la ligne médiane de la peau dorsale du patient au niveau vertébral comprimé, et placez un gradientneur juste inférieur aux marqueurs fixes. Enregistrez ensuite la position du corps du patient avant d’enlever le gradienter et d’acquérir des images de tomographie calculées des vertèbres cibles.À la fin de l’acquisition, enregistrez les images dans un format DICOM et placez un tampon de coton sur le dos du patient pour vous assurer que les marqueurs restent en place jusqu’à l’opération. Après l’acquisition des images de tomographie calculées, importez les images dans un logiciel approprié de traitement d’imagerie médicale, et sélectionnez les tranches cibles pour reconstruire la vertèbre comprimée. Sélectionnez Segmentation des seuils pour ajuster la plage de seuil de la vertèbre cible de 125 à 3071H, et créer un masque.Cliquez sur Masque en double pour faire deux masques, masque A et masque B.Click Mask Modifier pour effacer la vertèbre cible dans le masque A.Click Boolean Opérations, et utiliser le masque B pour moins masque A pour former un nouveau masque C.Then cliquez sur Calculer la 3D à partir du masque pour reconstruire la vertèbre cible. Pour simuler la procédure de vertebroplastie percutanée au moyen d’une approche transparticule bilatérale, définissez le cylindre MedCAD dans le logiciel comme le mode aiguille de perforation à la même longueur et rayon que l’aiguille de perforation. Utilisez les vues 3D de la vertèbre cible pour visualiser le point d’entrée, l’angle d’entrée et la profondeur de l’aiguille de perforation pour une véritable vertébroplastie percutanée, en utilisant la fonction de déplacement et de rotation pour ajuster les aiguilles de perforation à leurs positions idéales.Utilisez ensuite ces données de guide de modèle pour imprimer un modèle tridimensionnel de guide d’acide polylactique. Pour le modèle de guide imprimé en 3D, le PVP assisté, avec le patient couché couché dans la même position que celui enregistré par le gradientur pour l’analyse de tomographie calculée, mesure la distance des trois marqueurs radiopaque, et dessine le contour des trois marqueurs pour correspondre au modèle avec l’emplacement cible. Assortir un modèle de peau avec le contour de la peau, et insérer deux écouvillons à travers les trajectoires d’aiguille du modèle pour marquer les points d’insertion sur la peau.Marquer les points d’insertion comme point A et B.Après avoir drapé la zone chirurgicale, placez du ruban désinfectant sur la peau et placez les extrémités de deux aiguilles de perforation aux points d’insertion. Utilisez la vue entéroposteriore de la fluoroscopie du bras C pour confirmer si les points de ponction déterminés par le modèle sont réalisables. Après avoir administré l’anesthésie locale, appuyez légèrement sur les deux aiguilles dans la vertèbre cible par l’intermédiaire des insertions à travers les cylindres directeurs du modèle, et utilisez le fluoroscope c-bras pour vérifier que les trajectoires sont assez bonnes pour l’insertion.Assurez-vous que la ponctuation est dans les pédules avant d’enregistrer les aiguilles pour avancer les pointes jusqu’à la fin de la trajectoire. Lorsque les aiguilles sont complètement insérées dans les cylindres de guidage, vérifiez avec le fluoroscope c-bras que les pointes de l’aiguille ont atteint leur emplacement optimal. Injectez ensuite deux millilitres de ciment osseux à travers chaque aiguille dans le corps vertébral.Et utilisez la fluoroscopie pour vérifier la distribution du ciment dans le corps vertébral par les vues antéteror et latérales. Les images de radiographie pré-opération, posterioanterior et latérale montrent que la vertèbre cible d’un patient représentatif avant le modèle de guide 3D a aidé PVP. Les images de tomographie calculées acquises à partir des plans coronal, transversal et sagittal peuvent être utilisées pour générer un modèle 3D de la vertèbre cible.La longueur des cylindres de guidage du modèle peut être déterminée, et le modèle peut être fabriqué pour une utilisation dans la procédure PVP. Il est essentiel de faire correspondre le modèle avec l’emplacement de correction du dos du patient pour le succès de l’ensemble de la procédure.

Research

JoVE Journal

Medicine

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

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Médecine

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