Name: three-dimensional printing guide template assisted percutaneous vertebroplasty (pvp)
Uploaded: 2019-10-17T12:30:00
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El estudio fue financiado por la Comisión Municipal de Ciencia y Tecnología de Beijing (No.Z181100001718078), China.

El presente estudio fue aprobado por el comité de ética de Beijing Friendship Hospital Capital Medical University.
1. Diagnóstico de la fractura de compresión vertebral osteoporótica (OVCF) por fluoroscopia de rayos X, imagen de resonancia magnética (RM), centellografía ósea y síntomas
<ol><li>Identificar a los pacientes que tienen OVCF por pacientes mayores con dolor de espalda, sensibilidad en el proceso espinoso, músculos paraespinales en la espalda, etc.</li>
	<li>Utilice la fl...

<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 vertebroplastia percutánea (PVP) se considera uno de los mejores métodos para tratar la fractura por compresión vertebral osteoporótica9 debido a algunas ventajas distintas: es mínimamente invasiva; hay menos sangrado, y la recuperación es rápida. PvP tradicional se guía principalmente por un fluoroscopio de brazo C que requiere fluoroscopia repetida para determinar puntos de punción seguros e ideales, ángulos de punción y orientaciones, lo que aumenta la dosis de radiación intraope...

Como la fractura de tipo más común entre todo tipo de fracturas osteoporóticas, la fractura por compresión vertebral osteoporótica (OVCF) es un problema clínico muy preocupante hoy en día. Como recomiendan las pautas actuales, la vertebroplastia percutánea es uno de los métodos mínimamente invasivos más eficaces para tratar clínicamente las fracturas por compresión vertebral osteoporótica1.
Tradicionalmente, los cirujanos realizan vertebroplastia percutánea guiada por un fluoroscopio de brazo C para tratar una fractura de compresión vertebral para restaurar el cuerpo vertebral comprimido y aliviar el dolor en etapa temprana2. Incluso los cirujanos experimentados cometen errores al confirmar los puntos de puntuación adecuados simplemente confiando en su experiencia personal. Esta operación podría causar algunas complicaciones relacionadas con la punción (por ejemplo, fuga de cemento en los tejidos circundantes, lesión en la raíz nerviosa, hematoma intraespinal, etc.3,4,5); además, casi el 50% de los pacientes tienen complicaciones locales de la PVP tradicional con el 95% de las complicaciones provenientes de la fuga de cemento en el tejido circundante o la embolización de las venas paravertebrales6. Con la aparición de la cirugía de precisión, se ha utilizado una plantilla de guía de impresión 3D en muchas operaciones de cirugía espinal7 porque puede mejorar la precisión del procedimiento, disminuyendo las dificultades y minimizando los riesgos operativos. Aquí, aplicamos una plantilla de guía de impresión 3D en el PVP para hacer el procedimiento quirúrgico más preciso y para disminuir la tasa de complicaciones relacionadas con pinchazos. En comparación con el método tradicional, las operaciones asistidas por la plantilla de guía de impresión 3D han aumentado 1) la precisión de la punción quirúrgica, 2) minimizaron la exposición a la radiación durante la operación, 3) acortaron el tiempo del procedimiento quirúrgico y 4) disminuyeron el tiempo de procedimiento quirúrgico y 4) disminuyeron el tiempo de procedimiento quirúrgico y 4) disminuyeron el tiempo de procedimiento quirúrgico y 4) disminuyeron el tiempo de procedimiento quirúrgico y 4) disminuyeron el tiempo de procedimiento quirúrgico y 4) disminuyeron el tiempo de procedimiento quirúrgico y 4) disminuyeron el tiempo de procedimiento quirúrgico y 4) disminuyeron el tiempo de procedimiento quirúrgico y 4) disminuyeron el tiempo de procedimiento quirúrgico y 4 probabilidad de complicaciones relacionadas con pinchazos.

<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 vertebroplastia percutánea (PVP) se considera un tratamiento eficaz para el dolor de espalda causado por la fractura por compresión vertebral osteoporótica. La precisión de la PVP depende principalmente de la experiencia de los cirujanos y de los múltiples fluoroscopios durante un procedimiento tradicional. Se notificaron complicaciones relacionadas con la punción en todo el mundo. Para que el procedimiento quirúrgico sea más preciso y disminuya la tasa de complicaciones relacionadas con pinchazos, nuestro equipo aplicó una plantilla de guía de impresión tridimensional a PVP para modificar el procedimiento tradicional. Este protocolo presenta cómo modelar los datos de imágenes DICOM de vértebras objetivo en tres dimensiones en el software, cómo simular el funcionamiento en este modelo 3D y cómo utilizar todos los datos quirúrgicos para reconstruir una plantilla específica del paciente para su aplicación. Con esta plantilla, los cirujanos pueden identificar los puntos de punción adecuados con precisión para mejorar la precisión de la operación. Todo el protocolo incluye: 1) diagnóstico de la fractura de compresión vertebral osteoporótica; 2) adquisición de imágenes por TC de la vértebra diana; 3) simulación de la operación en el software; 4) diseño y fabricación de la plantilla de guía de impresión 3D; y 5) aplicación de la plantilla en un procedimiento de operación.

La adquisición de imágenes de TC y el modelado digital se realizaron en el hospital, mientras que la impresión 3D se realizó en una empresa de impresión 3D. Se necesitaron treinta minutos para reconstruir el modelo 3D a partir de las imágenes de TC para la impresión 3D, y la imprenta 3D necesitaba unas 6 horas para imprimir 2 plantillas de guía y enviarlas al hospital.
Las imágenes previas a la operación de la vértebr...

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Three-Dimensional Printing Guide Template Assisted Percutaneous Vertebroplasty PVP

Aquí, presentamos una plantilla de guía de impresión tridimensional para la vertebraplastia percutánea. Un paciente con una fractura de compresión vertebral T11 fue seleccionado como un caso de estudio.

Guía de impresión tridimensional Plantilla asistida de vertebroplastia percutánea (PVP)

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

Nuestro protocolo utiliza una plantilla de guía impresa en 3D asistida vertebroplastia percutánea para facilitar una visualización completa de las vértebras fracturadas y desarrollar planes quirúrgicos individualizados para los pacientes. Esta técnica ayuda a aumentar la precisión de los pinchazos, disminuye las complicaciones relacionadas con la punción, minimiza el tiempo quirúrgico y la exposición a la radiación, y acorta el proceso de aprendizaje de PVP para los cirujanos principiantes. La demostración visual puede proporcionar una introducción clara y paso a paso que enfatiza las partes significativas de la técnica para facilitar una comprensión rápida del método.Antes de comenzar el procedimiento, confirme el área objetivo mediante fluoroscopia de rayos X en un examen visual de la espalda del paciente. A continuación, coloque tres marcadores de radiopaso a lo largo de la línea media de la piel dorsal del paciente a nivel vertebral comprimido, y coloque un gradiente justo inferior a los marcadores fijos. A continuación, registre la posición corporal del paciente antes de retirar el gradientero y adquiera imágenes de tomografía computarizada de las vértebras diana.Al final de la adquisición, guarde las imágenes en un formato DICOM y coloque una almohadilla de algodón en la espalda del paciente para asegurarse de que los marcadores permanezcan en su lugar hasta la operación. Después de adquirir las imágenes de tomografía computarizada, importe las imágenes en un programa de software de procesamiento de imágenes médicas adecuado y seleccione las rebanadas de destino para reconstruir la vértebra comprimida. Seleccione Segmentación de umbral para ajustar el rango de umbral para la vértebra objetivo de 125-3071H y cree una máscara.Haga clic en Duplicar máscara para crear dos máscaras, máscara A y máscara B.Haga clic en Edición de máscara para borrar la vértebra de destino en la máscara A.Haga clic en Operaciones booleanas, y utilice la máscara B a menos la máscara A para formar una nueva máscara C.Then haga clic en Calcular 3D de máscara para reconstruir la vértebra de destino. Para simular el procedimiento de vertebroplastia percutánea mediante un enfoque transpedicular bilateral, defina el cilindro MedCAD en el software como el modo de aguja de punción en la misma longitud y radio que la aguja de punción. Utilice las vistas 3D de la vértebra objetivo para visualizar el punto de entrada, el ángulo de entrada y la profundidad de la aguja de punción para obtener una vertebroplastia percutánea real, utilizando la función de movimiento y rotación para ajustar las agujas de punción a sus posiciones ideales.A continuación, utilice estos datos de guía de plantilla para imprimir una plantilla de guía de ácido poliláctico tridimensional. Para la plantilla de guía impresa en 3D asistida PVP, con el paciente acostado propenso en la misma posición que registrado por el gradienter para la tomografía computarizada, mida la distancia de los tres marcadores radiopacos y dibuje el contorno de los tres marcadores para que coincida con la plantilla con la ubicación de destino. Haga coincidir una plantilla de piel con el contorno de la piel e inserte dos hisopos a través de las trayectorias de la aguja de la plantilla para marcar los puntos de inserción en la piel.Marque los puntos de inserción como punto A y B.Después de cubrir el área quirúrgica, coloque la cinta desinfectante sobre la piel y coloque las puntas de dos agujas de punción en los puntos de inserción. Utilice la vista anteroposterior de la fluoroscopia del brazo C para confirmar si los puntos de punción determinados por la plantilla son factibles. Después de administrar anestesia local, toque ligeramente las dos agujas en la vértebra diana a través de las inserciones a través de los cilindros guía de la plantilla, y utilice el fluoroscopio del brazo C para verificar que las trayectorias son lo suficientemente buenas para la inserción.Asegúrese de que la puntuación esté dentro de los pediculos antes de tocar las agujas para avanzar las puntas hasta el final de la trayectoria. Cuando las agujas estén completamente insertadas en los cilindros guía, verifique con el fluoroscopio del brazo C que las puntas de la aguja han alcanzado su ubicación óptima. A continuación, inyecte dos mililitros de cemento óseo a través de cada aguja en el cuerpo vertebral.Y utilice fluoroscopia para comprobar la distribución del cemento dentro del cuerpo vertebral por las vistas anteroposterior y laterales. Las imágenes previas a la operación, posterioanterior y rayos X laterales muestran que la vértebra objetivo de un paciente representativo antes de la plantilla de guía 3D asistió a PVP. Las imágenes de tomografía computarizada adquiridas de los planos coronal, transversal y sagital se pueden utilizar para generar un modelo 3D de la vértebra objetivo.Se puede determinar la longitud de los cilindros guía de la plantilla, y la plantilla se puede fabricar para su uso en el procedimiento PVP. Es esencial hacer coincidir la plantilla con la ubicación de corrección de la espalda del paciente para el éxito de todo el procedimiento.

Research

JoVE Journal

Medicine

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