Name: three-dimensional printing guide template assisted percutaneous vertebroplasty (pvp)
Uploaded: 2019-10-17T12:30:00
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O estudo foi financiado pela Comissão Municipal de ciência & tecnologia de Pequim (no. Z181100001718078), China.

O presente estudo foi aprovado pelo Comitê de ética do Beijing Friendship hospital capital Medical University.
1. diagnóstico da fratura por compressão vertebral osteoporótica (OVCF) por fluoroscopia radiográfica, ressonância magnética (RM), cintilografia óssea e sintomas
<ol><li>Identificar os pacientes que têm ovcf por pacientes mais velhos com dor nas costas, sensibilidade no processo espinhoso, músculos do paraspinal na parte traseira, etc.</li>
	<li>Use a fluoroscopia de raio...

<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>

A Vertebroplastia Percutânea (PVP) é considerada um dos melhores métodos para tratar a fratura de compressão vertebral osteoporótica9 devido a algumas vantagens distintas: é minimamente invasiva; Há menos sangramento, e a recuperação é rápida. O PVP tradicional é guiado principalmente por um fluoroscópio C-ARM que requer fluoroscopia repetida para determinar pontos de punção seguros e ideais, ângulos de punção e orientações, o que aumenta a dosagem de radiação intraoperatóri...

Como a fratura a mais comum do tipo entre todos os tipos de fraturas osteoporóticas, a fratura de compressão vertebral osteoporóticas (ovcf) é altamente a respeito do problema clínico hoje em dia. Como as diretrizes atuais recomendam, a Vertebroplastia Percutânea é um dos métodos minimamente invasivos mais efetivos para tratar clinicamente as fraturas de compressão vertebral osteoporóticas1.
Tradicionalmente, os cirurgiões realizam Vertebroplastia Percutânea guiada por um fluoroscópio C-ARM para tratar uma fratura de compressão vertebral para restaurar o corpo vertebral comprimido e aliviar a dor no estágio inicial2. Mesmo cirurgiões experientes cometem erros na confirmação de pontos de punção adequados, simplesmente confiando em sua experiência pessoal. Esta operação pode causar algumas complicações relacionadas à punção (por exemplo, vazamento de cimento em tecidos circundantes, lesão da raiz nervosa, hematoma intra-espinhal, etc.3,4,5); Além disso, quase 50% dos pacientes apresentam complicações locais do PVP tradicional com 95% das complicações provenientes do vazamento de cimento no tecido circundante ou embolização das veias paravertebrais6. Com o surgimento da cirurgia de precisão, um modelo de guia de impressão 3-D tem sido usado em muitas operações de cirurgia da coluna vertebral7 porque pode aumentar a precisão processual, diminuindo as dificuldades e minimizando os riscos operacionais. Aqui, aplicamos um modelo de guia de impressão 3-D no PVP para tornar o procedimento cirúrgico mais preciso e diminuir a taxa de complicações relacionadas à punção. Comparado com o método tradicional, as operações assistidas pelo modelo de guia de impressão 3D têm 1) maior precisão da punção cirúrgica, 2) minimizaram a exposição à radiação durante a operação, 3) encurtaram o tempo de procedimento cirúrgico e 4) diminuíram a probabilidade de complicações relacionadas à punção.

<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)

A Vertebroplastia Percutânea (PVP) é considerada um tratamento efetivo para a dor nas costas causada por fratura de compressão vertebral osteoporótica. A precisão do PVP depende principalmente da experiência dos cirurgiões e de múltiplos fluoroscópios durante um procedimento tradicional. Complicações relacionadas à punção foram relatadas em todo o mundo. Para tornar o procedimento cirúrgico mais preciso e diminuir a taxa de complicações relacionadas à punção, nossa equipe aplicou um modelo de guia de impressão tridimensional para PVP para modificar o procedimento tradicional. Este protocolo introduz como modelar os dados da imagem latente das vértebras do alvo DICOM em três dimensões no software, como simular a operação neste modelo 3-D, e como usar todos os dados cirúrgicos para reconstruir um molde específico paciente para a aplicação. Usando este modelo, os cirurgiões podem identificar pontos de punção adequados com precisão para melhorar a precisão da operação. Todo o protocolo inclui: 1) diagnóstico da fratura por compressão vertebral osteoporótica; 2) aquisição de tomografia computadorizada da vértebra alvo; 3) simulação da operação no software; 4) projeto e fabricação do molde do guia da impressão 3-D; e 5) aplicação do modelo em um procedimento de operação.

A aquisição de imagens tomográficas e a modelagem digital foram realizadas no hospital, enquanto a impressão 3-D foi realizada em uma empresa de impressão 3D. Trinta minutos foram necessários para reconstruir o modelo 3-D das imagens de TC para a impressão 3D, e a empresa de impressão 3-D precisava de cerca de 6 horas para imprimir 2 modelos de guia e enviar para o hospital.
As imagens de pré-operação da vértebra-alv...

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Three-Dimensional Printing Guide Template Assisted Percutaneous Vertebroplasty PVP

Nisto, nós apresentamos um molde tridimensional do guia da impressão para vertebraplasty percutaneous. Um paciente com uma fratura da compressão T11 vertebral foi selecionado como um estudo de caso.

Modelo de guia de impressão tridimensional assistida Vertebroplastia Percutânea (PVP)

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

Nosso protocolo utiliza o modelo de guia impresso em 3D assistido vertebroplastia percutânea assistida para facilitar uma visualização abrangente da vértebra fraturada e desenvolver planos cirúrgicos individualizados para os pacientes. Esta técnica ajuda a aumentar a precisão da punção, diminui as complicações relacionadas à punção, minimiza o tempo cirúrgico e a exposição à radiação, e encurta o processo de aprendizagem pvp para cirurgiões iniciantes. A demonstração visual pode fornecer uma introdução clara, passo a passo, que enfatiza as partes significativas da técnica para facilitar uma rápida compreensão do método.Antes de iniciar o procedimento, confirme a área alvo por fluoroscopia de raio-x em um exame visual das costas do paciente. Em seguida, coloque três marcadores radiopaque ao longo da linha média da pele dorsal do paciente no nível vertebral comprimido, e coloque um gradiente apenas inferior aos marcadores fixos. Em seguida, registo a posição corporal do paciente antes de remover o gradiente, e adquira imagens de tomografia computadorizadas das vértebras alvo.No final da aquisição, salve as imagens em formato DICOM e coloque uma almofada de algodão nas costas do paciente para garantir que os marcadores permaneçam no local até a operação. Depois de adquirir as imagens de tomografia computadorizada, importe as imagens em um programa de software de processamento de imagens médicas apropriado e selecione as fatias-alvo para reconstruir a vértebra compactada. Selecione Segmentação de limiar para ajustar o intervalo de limiar para a vértebra alvo de 125-3071H e crie uma máscara.Clique em Máscara Duplicada para fazer duas máscaras, mascarar A e máscara B.Click Mask Edit para apagar a vértebra alvo na máscara A.Click Boolean Operations, e use a máscara B para menos máscara A para formar uma nova máscara C.Em seguida, clique em Calcular 3D da Máscara para reconstruir a vértebra alvo. Para simular o procedimento de vertebroplastia percutânea através de uma abordagem transpedicular bilateral, defina o cilindro MedCAD no software como o modo agulha de punção no mesmo comprimento e raio da agulha de punção. Use as vistas 3D da vértebra alvo para visualizar o ponto de entrada, ângulo de entrada e profundidade da agulha de punção para uma verdadeira vertebroplastia percutânea, usando a função de movimento e rotação para ajustar as agulhas de punção às suas posições ideais.Em seguida, use esses dados de guia de modelo para imprimir um modelo de guia de ácido polilático tridimensional. Para o modelo de guia impresso em 3D assistido PVP, com o paciente deitado propenso na mesma posição que registrado pelo gradiente para a tomografia computadorizada, meça a distância dos três marcadores radiopaque e desenhe o contorno dos três marcadores para combinar o modelo com o local de destino. Combine um modelo de pele com o contorno da pele e insira dois cotonetes através das trajetórias da agulha do modelo para marcar os pontos de inserção na pele.Marque os pontos de inserção como ponto A e B.Depois de cobrir a área cirúrgica, coloque fita desinfetante sobre a pele e coloque as pontas de duas agulhas de punção nos pontos de inserção. Use a visão anteroposterior da fluoroscopia do braço C para confirmar se os pontos de punção determinados pelo modelo são viáveis. Depois de administrar a anestesia local, toque as duas agulhas ligeiramente na vértebra alvo através das inserções através dos cilindros orientadores do modelo, e use o fluoroscópio de braço C para verificar se as trajetórias são boas o suficiente para a inserção.Certifique-se de que a pontuação está dentro dos pedículos antes de bater as agulhas para avançar as pontas até o final da trajetória. Quando as agulhas estiverem completamente inseridas nos cilindros orientadores, verifique com o fluoroscópio do braço C que as pontas da agulha chegaram aos seus locais ideais. Em seguida, injete dois mililitros de cimento ósseo através de cada agulha no corpo vertebral.E use fluoroscopia para verificar a distribuição do cimento dentro do corpo vertebral pelo anteroposterior e vistas laterais. Imagens de pré-operação, posterioanterior e raio-x lateral mostram que a vértebra alvo de um paciente representativo antes do modelo de guia 3D assistido PVP. Imagens de tomografia computadorizadas adquiridas a partir dos planos coronal, transverso e sagital podem ser usadas para gerar um modelo 3D da vértebra alvo.O comprimento dos cilindros orientadores do modelo pode ser determinado, e o modelo pode ser fabricado para uso no procedimento PVP. É essencial combinar o modelo com o local de correção das costas do paciente para o sucesso de todo o procedimento.

Research

JoVE Journal

Medicine

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