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

Studien ble finansiert av Beijing Municipal Science & Technology Commission (no. Z181100001718078), Kina.

Den nåværende studien ble godkjent av etikk komiteen Beijing Friendship Hospital Capital Medical University.
1. diagnostisering av osteoporotiske vertebrale kompresjon brudd (OVCF) ved røntgen gjennomlysning, magnetisk resonans bilde (MRI), bein scintigrafi, og symptomer
<ol><li>Identifiser pasienter som har OVCF av eldre pasienter med ryggsmerter, ømhet i spinous prosessen, paraspinal musklene på ryggen, etc.</li>
	<li>Bruk posterioanterior X-ray-gjennomlysning for å kontrollere om pa...

<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 vertebroplasty (PVP) regnes som en av de beste metodene for å behandle osteoporotiske vertebrale kompresjon brudd9 på grunn av noen distinkte fordeler: det er minimalt invasiv; Det er mindre blødning, og utvinning er rask. Tradisjonell PVP er primært guidet av en C-arm fluoroskopskjermen som krever gjentatte gjennomlysning å bestemme trygg og ideell punktering poeng, punktering vinkler og orientering, noe som øker intraoperativ stråling dosering og drift tid10</su...

Som den vanligste typen brudd blant alle typer osteoporotiske frakturer, osteoporotiske vertebrale kompresjon brudd (OVCF) er en svært om klinisk problem i dag. Som gjeldende retningslinjer anbefaler, perkutan vertebroplasty er en av de mest effektive minimalt invasiv metoder til klinisk behandle osteoporotiske vertebrale kompresjon frakturer1.
Tradisjonelt, kirurger utføre perkutan vertebroplasty guidet av en C-arm fluoroskopskjermen å behandle en vertebrale kompresjon brudd for å gjenopprette den komprimerte vertebrale kroppen og avlaste tidlig stadium smerte2. Selv erfarne kirurger gjør feil i å bekrefte egnede punktering poeng ved ganske enkelt å stole på deres personlige erfaringer. Denne operasjonen kan forårsake noen punktering-relaterte komplikasjoner (f. eks, sement lekkasje i omkringliggende vev, nerve rot skade, intra-spinal hematom, etc.3,4,5); Dessuten, nesten 50% av pasientene har lokale komplikasjoner fra tradisjonelle PVP med 95% av komplikasjoner som kommer fra sement lekkasje i omkringliggende vev eller embolisering av paravertebral årer6. Med fremveksten av presisjon kirurgi, en 3-D Printing guide mal har vært brukt i mange spinal kirurgi operasjoner7 fordi det kan forsterke den prosessuelle nøyaktighet, redusere vanskelighetene og minimere operative risikoer. Her bruker vi en 3-D utskrift guide mal i PVP å gjøre kirurgiske prosedyren mer presis og for å redusere frekvensen av punktering-relaterte komplikasjoner. Sammenlignet med den tradisjonelle metoden, operasjoner assistert av 3D Printing guide malen har 1) økt kirurgisk punktering nøyaktighet, 2) minimert stråling under operasjonen, 3) forkortet kirurgisk prosedyre tid, og 4) redusert sannsynligheten for punktering-relaterte komplikasjoner.

<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 vertebroplasty (PVP) regnes som en effektiv behandling for ryggsmerter forårsaket av osteoporotiske vertebrale kompresjon brudd. Nøyaktigheten av PVP avhenger i hovedsak av kirurger erfaring og flere fluoroscopes under en tradisjonell prosedyre. Punktering relaterte komplikasjoner ble rapportert over hele verden. For å gjøre den kirurgiske prosedyren mer presis og redusere frekvensen av punktering-relaterte komplikasjoner, vårt team brukt en tredimensjonal utskrift guide mal til PVP å endre den tradisjonelle prosedyren. Denne protokollen introduserer hvordan modell mål virvler DICOM Imaging data inn i tre dimensjoner i programvaren, hvordan å simulere drift i denne 3-D-modellen, og hvordan du bruker alle de kirurgiske data for å rekonstruere en pasient bestemt mal for søknad. Ved hjelp av denne malen, kan kirurger identifisere egnede punktering poeng nøyaktig for å forbedre nøyaktigheten av operasjonen. Hele protokollen inkluderer: 1) diagnostisering av osteoporotiske vertebrale kompresjon brudd; 2) oppkjøp av CT Imaging av målet vertebra; 3) simulering av operasjonen i programvaren; 4) design og fabrikasjon av 3-D utskrift guide mal; og 5) anvendelse av malen i en operasjon prosedyre.

Anskaffelse av CT-bilder og digital modellering ble utført på sykehuset, mens 3D-utskrift ble utført i et selskap med 3D-utskrift. Tretti minutter var nødvendig for å rekonstruere 3-D-modellen fra CT-bilder for 3-D utskrift, og 3-D utskrift selskapet trengte ca 6 timer for å skrive ut 2 guide maler ut og sende til sykehuset.
De pre-Operation bilder av målet vertebra av pasienten ble vist i figur 1</st...

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, presenterer vi en tredimensjonal utskrift guide mal for perkutan vertebraplasty. En pasient med et t11 vertebrale kompresjons brudd ble valgt som kasusstudie.

Tredimensjonal utskrift guide mal assistert perkutan Vertebroplasty (PVP)

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

Vår protokoll benytter 3D-trykt guide mal assistert perkutan vertebroplasty for å lette en omfattende visualisering av brukket vertebra og å utvikle individualiserte kirurgiske planer for pasienter. Denne teknikken bidrar til å øke punkteringsnøyaktigheten, reduserer punkteringsrelaterte komplikasjoner, minimerer kirurgisk tid og strålingseksponering, og forkorter PVP-læringsprosessen for nybegynnere kirurger. Visuell demonstrasjon kan gi en klar, trinnvis introduksjon som understreker de betydelige delene av teknikken for å lette en rask forståelse av metoden.Før du begynner prosedyren, må du bekrefte målområdet ved røntgenfluokopi i en visuell undersøkelse av pasientens rygg. Deretter plasserer du tre røntgentrådører langs midtlinjen av pasientens rygghud på komprimert vertebralnivå, og plasserer en gradienter bare dårligere enn de faste markørene. Registrer deretter pasientens kroppsposisjon før du fjerner gradienteren, og tilegne seg datatomografibilder av målvirvlene.På slutten av oppkjøpet lagrer du bildene i et DICOM-format, og plasserer en bomullsdott på pasientens rygg for å sikre at markørene forblir på plass til operasjonen. Etter å ha anskaffet de beregnede tomografibildene, importerer du bildene til et passende medisinsk bildebehandlingsprogram, og velger målskivene for å rekonstruere den komprimerte vertebraen. Velg Terskelsegmentering for å justere terskelområdet for målvirvlene fra 125-3071H, og opprett en maske.Klikk Dupliser maske for å lage to masker, masker A og maske B.Klikk Maskeredigering for å slette målvirvlene i masken A.Klikk boolske operasjoner, og bruk maske B til minus maske A til å danne en ny maske C.Klikk deretter Beregn 3D fra maske for å rekonstruere målvirvlene. For å simulere den perkutane vertebroplasty prosedyren via en bilateral transpedikulær tilnærming, definer MedCAD sylinderen i programvaren som punktering nål modus i samme lengde og radius som punktering nålen. Bruk 3D-visningene av målvirvlene til å visualisere inngangspunktet, inngangsvinkelen og punkteringsnåldybden for en ekte perkutan vertebroplastikk, ved hjelp av flytte- og roteringsfunksjonen for å justere punkteringsnålene til sine ideelle posisjoner.Bruk deretter disse malveiledningsdataene til å skrive ut en tredimensjonal polylaktisk syreførermal. For 3D-trykt guidemal assistert PVP, med pasient liggende utsatt i samme posisjon som registrert av gradienteren for computertomografiskanningen, mål avstanden til de tre røntgenlakkmarkørene og tegn omrisset av de tre markørene for å matche malen med målplasseringen. Match en hudmal med hudomrisset, og sett inn to vattpinner gjennom nålebanene til malen for å markere innsettingspunktene på huden.Merk innsettingspunktene som punkt A og B.Etter drapering av operasjonsområdet, plasser desinfeksjonsmiddeltape over huden, og plasser tuppen av to punkteringsnåler ved innsettingspunktene. Bruk anteroposterior-visningen av C-armfluokopi for å bekrefte om punkteringspunktene som bestemmes av malen er mulige. Etter administrering av lokalbedøvelse, trykk de to nålene litt inn i målvirvlen via innsettingene gjennom malens styrende sylindere, og bruk C-armfluorskopet til å kontrollere at banene er gode nok til innsetting.Pass på at tegnsettingen er innenfor pedikleklene før du teiper nålene for å gå videre til slutten av banen. Når nålene er helt satt inn i styresylinderne, må du kontrollere med C-armfluorkopet at nålespissene har nådd sine optimale steder. Deretter injiserer du to milliliter med beinsement gjennom hver nål inn i vertebralkroppen.Og bruk fluoroskopi for å sjekke fordelingen av sementen i vertebralkroppen av anteroposterior og laterale visninger. Pre-operasjon, bakre og laterale røntgenbilder viser at målet vertebra av en representativ pasient før 3D guide mal assistert PVP. Computertomografibilder hentet fra koronale, tverrgående og sagittale plan kan brukes til å generere en 3D-modell av målvirvelen.Lengden på styresylindere på malen kan bestemmes, og malen kan fremstilles for bruk i PVP-prosedyren. Det er viktig å matche malen med korreksjonsplasseringen av pasientens rygg for å lykkes med hele prosedyren.

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

Tredimensjonal Imaging av nociseptive Intraepidermal nervefibrene i menneskelig hud Biopsi

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

Kvantifisering av Breast Cancer Cell Invasivitet Ved hjelp av en tredimensjonal (3D) modell

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

Nøyaktighet i Dental Medicine, en ny måte å måle riktighet og presisjon

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

Tredimensjonal Co-kultur Modell for Tumor-stromal Interaksjon

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

Tredimensjonale (3D) Tumor Spheroid invasjonen analysen

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

Tredimensjonal Alginat-perle Culture of Human 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

Tredimensjonale utskrift av 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

Tredimensjonal kollagen matrise stillas implantasjon 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

Veiledet endodonti: Tredimensjonal planlegging og malstøttet forberedelse av endodontiske tilgangshulrom

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, ...