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 finansierades av Beijing Municipal Science & Technology Commission (nr Z181100001718078), Kina.

Den nuvarande studien godkändes av etikkommittén för Beijing Friendship Hospital Capital Medical University.
1. diagnos av den osteoporos-vertebrala kompressions fraktur (OVCF) genom röntgengenomlysning, magnetisk resonanstomografi (MRI), skelettscintigrafi och symtom
<ol><li>Identifiera patienter som har ovcf av äldre patienter med ryggvärk, ömhet i krabbornas mätras processen, paraspinal muskler i ryggen, etc.</li>
	<li>Använd posterioanterior röntgen fluoroskopi för att kontrol...

<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) anses vara en av de bästa metoderna för att behandla osteoporatisk kotkompression fraktur9 på grund av några distinkta fördelar: det är minimalt invasiv; Det finns mindre blödning, och återhämtning är snabb. Traditionella PVP styrs främst av en C-arm fluoroscope som kräver upprepad fluoroskopi att bestämma säker och perfekt punktering punkter, punktering vinklar och riktlinjer, vilket ökar intraoperativ strålning dosering och drifttid...

Som den vanligaste typen av fraktur bland alla typer av osteoporos, är den osteoporotiska vertebrala kompressions fraktur (OVCF) en mycket rörande kliniskt problem nuförtiden. Som nuvarande riktlinjer rekommenderar, perkutan vertebroplasty är en av de mest effektiva minimalinvasiva metoder för att kliniskt behandla osteoporos vertebrala kotkompressions frakturer1.
Traditionellt, kirurger utför perkutan vertebroplasty styrs av en C-arm fluoroscope att behandla en vertebrala kompression fraktur att återställa den komprimerade ryggraden kroppen och lindra tidigt stadium smärta2. Även erfarna kirurger gör misstag i att bekräfta lämpliga punktera poäng genom att helt enkelt förlita sig på sin personliga erfarenhet. Denna operation kan orsaka vissa punktrelaterade komplikationer (t. ex. cementläckage i omgivande vävnader, nerv rots skada, intraspinal hematom, etc.3,4,5); Dessutom, nästan 50% av patienterna har lokala komplikationer från traditionella PVP med 95% av komplikationer som kommer från cementläckage i omgivande vävnad eller embolisering av paravertebral vener6. Med uppkomsten av precisions kirurgi, en 3-D utskrift guide mall har använts i många spinal kirurgi operationer7 eftersom det kan förbättra den processuella noggrannheten, minska svårigheterna och minimera de operativa riskerna. Här tillämpar vi en 3-D utskrift guide mall i PVP att göra det kirurgiska förfarandet mer exakt och att minska graden av punkteringsrelaterade komplikationer. Jämfört med den traditionella metoden har operationer med stöd av mallen 3D Printing guide 1) ökad kirurgisk punkteringsnoggrannhet, 2) minimerat strålningsexponeringen under operationen, 3) förkortade operationstiden och 4) minskade sannolikheten för punktrelaterade 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 vertebroplasty (PVP) anses vara en effektiv behandling för ryggvärk som orsakas av osteoporos vertebrala kotkompression fraktur. Noggrannheten i PVP beror främst på kirurgens erfarenhet och flera fluoroscopes under en traditionell procedur. Punktering relaterade komplikationer rapporterades över hela världen. För att göra det kirurgiska förfarandet mer exakt och minska graden av punkteringsrelaterade komplikationer, vårt team tillämpat en tredimensionell utskrift guide mall till PVP att ändra den traditionella proceduren. Detta protokoll introducerar hur man modellerar mål Kotor DICOM Imaging data i tre dimensioner i programvaran, hur man simulerar operation i denna 3-D modell, och hur man använder alla kirurgiska data för att rekonstruera en patient specifik mall för ansökan. Med hjälp av denna mall kan kirurger identifiera lämpliga punkteringspunkter noggrant för att förbättra noggrannheten i operationen. Hela protokollet innehåller: 1) diagnos av den osteoporos-vertebrala kompressions fraktur; 2) förvärv av CT-avbildning av mål kotan; 3) simulering av driften i programvaran; 4) konstruktion och tillverkning av 3-D utskrift guide mall; och 5) tillämpning av mallen i ett förfarande för åtgärden.

Förvärvet av CT-bilder och digital modellering utfördes på sjukhuset, medan 3-D utskrift utfördes i ett 3-D tryckeri. Trettio minuter behövdes för att rekonstruera 3-D-modellen från CT-bilder för 3-D-utskrift, och 3-D utskrift företaget behövde ca 6 timmar att skriva ut 2 guide mallar ut och skicka till sjukhuset.
Pre-operation bilder av målet kotan av patienten visades i figur 1 och <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

Häri presenterar vi en tredimensionell utskrift guide mall för perkutan vertebraplasty. En patient med en T11 vertebrala kompressions fraktur valdes som en fallstudie.

Tredimensionell utskrift guide mall assisterad perkutan vertebroplasty (PVP)

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

Vårt protokoll utnyttjar 3D-tryckta guide mall assisterad perkutan vertebroplasty att underlätta en omfattande visualisering av bruten kota och att utveckla individualiserade kirurgiska planer för patienter. Denna teknik hjälper till att öka punktering noggrannhet, minskar punktering-relaterade komplikationer, minimerar den kirurgiska tiden och strålningsexponering, och förkortar PVP inlärningsprocessen för nybörjare kirurger. Visuell demonstration kan ge en tydlig, steg-för-steg-introduktion som betonar de betydande delarna av tekniken för att underlätta ett snabbt grepp om metoden.Innan du påbörjar proceduren, bekräfta målområdet genom röntgengenomlysning i en visuell undersökning av patientens rygg. Därefter placera tre röntgentäta markörer längs mittlinjen av patientens dorsala huden på komprimerad vertebral nivå, och placera en gradienter bara sämre än de fasta markörer. Sedan spela in patientens kroppsposition innan du tar bort gradienter, och förvärva datortomografi bilder av målet kotor.I slutet av förvärvet, spara bilderna i ett DICOM-format, och placera en bomullstuss på patientens rygg för att säkerställa att markörerna kvar på plats fram till operationen. Efter att ha förvärvat de datortomografi bilder, importera bilderna till en lämplig medicinsk bildbehandling programvara program, och välj målskivorna att rekonstruera den komprimerade kotan. Välj Tröskelsegmentering om du vill justera tröskelintervallet för målkotan från 125-3071H, och skapa en mask.Klicka på Duplicerad mask för att göra två masker, mask A och mask B.Klicka på Mask Edit för att radera målkotan i mask A.Click Boolean Operations och använd mask B till minus mask A för att bilda en ny mask C.Klicka sedan på Beräkna 3D från Mask för att rekonstruera målkotan. För att simulera perkutan vertebroplasty förfarande via en bilateral transpedicular tillvägagångssätt, definiera MedCAD cylindern i programvaran som punktering nål läge på samma längd och radie som punktering nål. Använd 3D-vyerna av målkotan för att visualisera ingångspunkten, ingångsvinkeln och punkteringsnåldjupet för en verklig perkutan vertebroplasty, med hjälp av funktionen flytta och rotera för att justera punkteringsnålarna till sina ideallägen.Använd sedan dessa mallguidedata för att skriva ut en tredimensionell guidemall för polysyra. För 3D-tryckta guide mall assisted PVP, med patienten liggande benägna i samma läge som registrerats av övertoningen för den datortomografi scan, mäta avståndet på de tre röntgentäta markörer och rita konturerna av de tre markörer för att matcha mallen med målet plats. Matcha en skalmall med huddispositionen och sätt in två svabbprover genom mallens nålbanor för att markera insättningspunkterna på huden.Markera insättningspunkterna som punkt A och B.Efter drapering av operationsområdet, placera desinfektionstejp över huden och placera spetsarna på två punkteringsnålar vid insättningspunkterna. Använd anteroposterior syn på C-arm genomlysning för att bekräfta om punkteringspunkter som bestäms av mallen är genomförbara. Efter administrering av lokalbedövning, knacka de två nålarna något i målkotan via infogningarna genom de vägledande cylindrarna i mallen, och använd C-arm fluoroskop för att kontrollera att trajektorerna är tillräckligt bra för insättning.Se till att skiljetecken är inom pedicles innan tejpa nålarna för att föra fram tipsen fram till slutet av banan. När nålarna är helt insatta i de vägledande cylindrarna, verifiera med C-armfluoroskopet att nålspetsarna har nått sina optimala platser. Injicera sedan två milliliter bencement genom varje nål i kotkroppen.Och använd fluoroskopi för att kontrollera cementens fördelning inom kotkroppen av anteroposterior och laterala vyer. Före drift, posterioanterior och laterala röntgenbilder visar att målet kota av en representativ patient innan 3D-guide mall assisterad PVP. Datortomografibilder som förvärvats från de koronar, tvär- och sagittala planen kan användas för att generera en 3D-modell av målkotan.Längden på vägledande cylindrar av mallen kan fastställas, och mallen kan vara fabricerad för användning i PVP-proceduren. Det är viktigt att matcha mallen med korrigeringen platsen för patientens rygg för framgång för hela förfarandet.

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

Guidekabel Assisted Kateterisering och färgade Dye injektion för Vascular Kartläggning av monochorionic Twin moderkakor

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

Tredimensionell avbildning av Nociceptiva Intraepidermal nervfibrer i human hud Biopsier

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

Kvantifiering av bröstcancer Cell Invasivt hjälp av en tredimensionell (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

Noggrannhet i odontologi, ett nytt sätt att mäta riktighet och precision

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

Tredimensionell Samodling modell för Tumör-stromal 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

Tredimensionell (3D) Tumör Spheroid invasionsanalys

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

Tredimensionell alginat-pärla Culture of Human hypofysadenom 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

Tredimensionella utskrift av en komplex 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

Tredimensionell kollagenmatris byggnadsställning implantation som en leverregenereringsstrategi

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

Guidad endodonti: Tredimensionell planering och mallstödd beredning av endodontiska åtkomsthåligheter

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, ...