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Medicine

Modelo de impressão 3D da vértebra lombar específica de um paciente

Published: April 14, 2023 doi: 10.3791/65093

Summary

Este estudo visa criar um modelo impresso em 3D de uma vértebra lombar específica do paciente, que contém os modelos de vértebra e nervo espinhal fundidos a partir de dados de tomografia computadorizada de alta resolução (TCAR) e RM-Dixon.

Abstract

A rizotomia dorsal seletiva (RDS) é uma operação difícil, arriscada e sofisticada, na qual uma laminectomia não só deve expor um campo de visão cirúrgico adequado, mas também proteger os nervos espinhais do paciente de lesões. Os modelos digitais desempenham um papel importante no pré e intraoperatório de SDR, porque eles podem não só tornar os médicos mais familiarizados com a estrutura anatômica do sítio cirúrgico, mas também fornecer coordenadas precisas de navegação cirúrgica para o manipulador. Este estudo tem como objetivo criar um modelo digital 3D de uma vértebra lombar específica do paciente que possa ser usado para planejamento, navegação cirúrgica e treinamento da operação SDR. O modelo de impressão 3D também é fabricado para um trabalho mais eficaz durante esses processos.

Os modelos ortopédicos digitais tradicionais dependem quase inteiramente de dados de tomografia computadorizada (TC), que é menos sensível aos tecidos moles. A fusão da estrutura óssea da TC com a estrutura neural da ressonância magnética (RM) é o elemento-chave para a reconstrução do modelo neste estudo. O modelo digital 3D específico do paciente é reconstruído para a aparência real da área cirúrgica e mostra a medida precisa das distâncias interestruturais e segmentação regional, o que pode ajudar efetivamente no planejamento pré-operatório e treinamento da SDR. O material transparente da estrutura óssea do modelo impresso em 3D permite que os cirurgiões distingam claramente a relação relativa entre o nervo espinhal e a placa vertebral do segmento operado, melhorando sua compreensão anatômica e senso espacial da estrutura. As vantagens do modelo digital 3D individualizado e sua relação precisa entre o nervo espinhal e as estruturas ósseas tornam este método uma boa escolha para o planejamento pré-operatório da cirurgia de SDR.

Introduction

A paralisia cerebral espástica afeta mais da metade de todas as crianças com paralisia cerebral1, levando a contraturas tendíneas, desenvolvimento esquelético anormal e diminuição da mobilidade, afetando sobremaneira a qualidade de vida das crianças afetadas2. Como principal método cirúrgico para o tratamento da paralisia cerebral espástica, a rizotomia dorsal seletiva (RDS) tem sido totalmente validada e recomendada por muitospaíses3,4. No entanto, a natureza complexa e de alto risco da cirurgia de SDR, incluindo o corte preciso da lâmina, posicionamento e dissociação das raízes nervosas e corte de fibras nervosas, apresenta um desafio significativo para jovens médicos que estão apenas começando a se envolver com SDR na prática clínica; além disso, a curva de aprendizado do SDR é muito íngreme.

Na cirurgia ortopédica tradicional, o cirurgião deve integrar mentalmente todas as imagens bidimensionais (2D) pré-operatórias e criar um plano cirúrgico 3D5. Essa abordagem é particularmente difícil para o planejamento pré-operatório envolvendo estruturas anatômicas complexas e manipulações cirúrgicas, como a SDR. Com os avanços da tecnologia de imagens médicas e computadores, imagens axiais 2D, como tomografia computadorizada (TC) e ressonância magnética (RM), podem ser processadas para criar modelos virtuais 3D com anatomia específica do paciente6. Com a visualização aprimorada, os cirurgiões podem analisar essas informações processadas para fazer diagnósticos mais detalhados, planejamento e intervenções cirúrgicas adaptadas à condição do paciente. Nos últimos anos, a aplicação da tecnologia multimodal de fusão de imagens em ortopedia tem gradualmente atraídoatenção7. Essa tecnologia poderia fundir imagens de TC e RM, melhorando consideravelmente a precisão do modelo analógico digital3D. Entretanto, a aplicação dessa técnica em modelos pré-operatórios de SDR ainda não foi pesquisada.

O posicionamento preciso da lâmina e do nervo espinhal e o corte preciso durante a cirurgia de SDR são cruciais para resultados bem-sucedidos. Normalmente, essas tarefas dependem da experiência de especialistas e são confirmadas repetidamente por um arco em C durante a operação, resultando em um processo cirúrgico complexo e demorado. O modelo digital 3D serve como base para a navegação cirúrgica futura do SDR e também pode ser utilizado para o planejamento pré-operatório de procedimentos de laminectomia. Este modelo funde a estrutura óssea da TC e a estrutura do nervo espinhal da RM e atribui cores diferentes aos cortes das vértebras lombares marcados para corte de acordo com o plano cirúrgico. Esses modelos holográficos de impressão 3D para SDR não apenas facilitam o planejamento e a simulação pré-operatórios, mas também emitem coordenadas de navegação 3D precisas para o braço robótico intraoperatório para um corte preciso.

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Protocol

Todos os dados são do paciente clínico, cuja operação de SDR foi realizada no Hospital BJ Dongzhimen. O protocolo segue as diretrizes e foi aprovado pelo comitê de ética em pesquisa do Hospital Dongzhimen.

NOTA: Todo o mapa do protocolo de reconstrução do modelo é mostrado na Figura 1. Os dados de tomografia computadorizada de alta resolução (TCAR) e os dados de Dixon são matérias-primas para modelagem; em seguida, a criação do modelo 3D consiste no registro e fusão de imagens. O modelo digital 3D final é impresso pela tecnologia PolyJet, que é um processo de impressão 3D de alta precisão que produz peças suaves e precisas usando uma ampla gama de materiais. Para descrever exatamente a relação espacial entre a vértebra e o nervo espinhal, são utilizados dados de TCAR e séries de imagens de Dixon. A varredura de Dixon pode identificar imagens de separação de água e gordura, nas quais a série de imagens da fase de água de Dixon pode ser usada para extrair a estrutura dos nervos espinhais, e a série de imagens de fase de Dixon pode ser usada para verificar o registro da estrutura óssea.

Figure 1
Figura 1: O mapa completo do protocolo. A metodologia de pesquisa deste estudo envolve a fusão das sequências de Dixon por TC e ressonância magnética. Especificamente, a estrutura das vértebras da TC é registrada com a estrutura idêntica das vértebras contida na sequência Dixon-in, seguida de fusão com a sequência Dixon-w para o nervo espinhal. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

1. Coleta e preparação dos dados

  1. TC de alta resolução para vértebras
    NOTA: A diferença de parâmetros não é sensível ao método de pesquisa.
    1. Defina os recursos de dados da estação de máquina de TC.
      NOTA: Aqui, a máquina de TC SIEMENS-CTAWP73396 é usada.
    2. Abra o software Syngo CT 2012B para receber dados do protocolo de varredura SpineRoutine_1. Selecione o Tamanho do Pixel e a Espessura da Fatia (ST) do conjunto de dados para se adaptar ao tamanho das vértebras que se pretende representar no modelo digital 3D.
    3. Use um ST de 1 mm com um tamanho de matriz de 512 pixels x 512 pixels, no qual o espaçamento entre pixels é de 0,3320 mm. O tamanho real do volume 3D alcançado é de 512 x 512 x 204 voxels.
  2. Sequência de Dixon para nervo espinhal
    NOTA: Um aparelho de RM de 1,5 T é usado neste estudo.
    1. Defina a resolução da imagem Dixon como 290 pixels x 320 pixels, o espaçamento entre pixels como 0,9375 mm e a espessura da fatia como 3 mm para obter dados precisos.
    2. Defina o Tempo de Repetição como 5.160 ms e o Tempo de Eco como 94 ms.
    3. Certifique-se de que cada camada digitalizada consista em imagens de quatro fases, que são Dixon-in, Dixon-opp, Dixon-F e Dixon-w.
  3. Prepare arquivos de armazenamento de dados para reconstrução do modelo.
    NOTA: Uma estrutura de armazenamento de dados bem definida é mais conveniente para o trabalho de acompanhamento.
    1. Faça uma pasta de projeto para conter todos os dados pertencentes ao paciente.
    2. Prepare diferentes caminhos de arquivo para dados de TCAR e RM-Dixon criando pastas diferentes para os dados de imagem digital e comunicações em medicina (DICOM).
    3. Crie uma pasta separada no projeto para todos os resultados da análise.

2. O modelo de vértebras digitais 3D

NOTA: Todas as funções de subprocesso vêm de ferramentas de software, cuja propriedade pertence a Beijing Intelligent Entropy Science & Technology Co Ltd.

  1. Chame o subprocesso Dicom2Mat no local de trabalho do MATLAB para obter o volume 3D dos arquivos DICOM armazenados na pasta de dados HRCT.
  2. Depois de passar pelo subprocesso Dicom2Mat , visualize cada fatia dentro do volume 3D por meio da interface gráfica do usuário (GUI), conforme ilustrado na Figura 2.
  3. Em seguida, visualize a distribuição da intensidade dos dados de TCAR das vértebras pela função hist (Figura 3).
  4. Chame o subprocesso NoiseClean para excluir o ruído de sinal formado pelo dispositivo sob os caminhos do arquivo de dados HRCT.
  5. Use o subprocesso função das vértebras sob o mesmo caminho para obter o modelo de vértebras , que também é um volume 3D, mas apenas com a estrutura óssea (Figura 4). Os parâmetros do filtro passa-alta, a intensidade variando de 190 a 1.656.

3. O modelo 3D do nervo espinhal digital

NOTA: Dixon-in contém estrutura óssea, enquanto Dixon-w descreve estrutura neural.

  1. Use o subprocesso Dicom2Mat em ambos os caminhos das sequências Dixon-in e Dixon-w e obtenha seu volume 3D.
  2. Além disso, visualize cada fatia individual que constitui um volume 3D usando a GUI apresentada na Figura 5. Acesse essa visualização assim que o subprocesso Dicom2Mat for concluído.
  3. Use a função Spinal_Nerve para reconstruir o modelo do nervo espinhal com parâmetros de filtro passa-alta, com intensidade variando de 180 a 643. Como os sinais do nervo na sequência de Dixon-w são muito altos, extraia o volume 3D do nervo espinhal filtrando pontos com baixa intensidade.
  4. Quando o subprocesso Spinal_Nerve estiver concluído, verifique o modelo gerado na GUI mostrada na Figura 6.

4. Registo e fusão

NOTA: O principal insight é que a arquitetura óssea está presente na TCAR e na sequência de imagens de Dixon-in.

  1. Copie os três volumes 3D obtidos até agora para o caminho do arquivo do projeto feito na etapa 3.1. Os modelos de TCAR e Dixon-in incluem a mesma estrutura de vértebras, e os modelos de Dixon-in e Dixon-w têm as mesmas coordenadas.
  2. Em seguida, coloque os nomes de arquivos dos três modelos no subprocesso vertebra_fusion como uma entrada para gerar o modelo de fusão. Isso pode ser visualizado na Figura 7.
  3. A fusão costuma ser bem feita. Se o ajuste fino for necessário da perspectiva do médico, adicione parâmetros de coordenadas em todas as direções à mesma função para corrigir o modelo de fusão. Se forem observados pequenos erros na fusão de uma perspectiva clínica, use a função vertebra_fusion para ajustar as coordenadas de fusão. Esse processo envolve ajustes de parâmetros para as seis dimensões da direção das coordenadas (coordenadas XYZ e sua rotação).
  4. Crie uma pasta separada no diretório do projeto para a saída do resultado do modelo de fusão.

5. Arquivos de modelo digital para impressão 3D

NOTA: Um aparelho de impressão 3D totalmente desenvolvido é utilizado para a fabricação do modelo digital acima mencionado, com a implementação de triangulações de Delaunay. Aqui, foi utilizada a impressora 3D Stratasys J55 Prime.

  1. Exporte os modelos de fusão a serem usados para impressão 3D nas sequências de formato DICOM sob o caminho do arquivo do diretório de fusão. Utilize o algoritmo Mat2Dicom para executar a operação de exportação inserindo o modelo de fusão.
  2. Abra a sequência de arquivos DICOM exportada anteriormente usando o Materialise Mimics V20. Para executar a operação de exportação, navegue até o menu Exportar na guia Arquivo e selecione o formato VRML. O caminho do arquivo para a exportação pode ser livremente personalizado de acordo com os requisitos do usuário.
  3. Como a impressão 3D colorida transparente é um serviço profissional, comprima e embale os arquivos VRML e envie-os para o provedor de serviços. O resultado da impressão 3D é mostrado na Figura 8.

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Representative Results

Com base nos dados de fusão de imagens de TC/RM lombar em crianças com paralisia cerebral, criamos um modelo representativo da coluna lombar combinada com nervos espinhais. A filtragem passa-alta foi utilizada para extrair o alto sinal na faixa de valores de TC de 190-1.656 da TCAR, a fim de obter a reconstrução da estrutura óssea da coluna lombar na área de operação. As estruturas nervosas espinhais foram reconstruídas pela filtragem passa-alta das sequências de Dixon-w na RM. O modelo digital e as coordenadas dos dados em nuvem de pontos da estrutura vertebral lombar e fusão nervosa espinhal foram obtidos por meio de registro rígido, e o arquivo foi salvo em formato de estereolitografia (STL) para medição dos dados e posterior processamento de impressão. Os arquivos de modelo digital STL são convertidos para o formato VRML para transferência para a impressora 3D Stratasys J55 Prime. Para demonstrar ativamente a anatomia do sítio cirúrgico durante a cirurgia de SDR, imprimimos os ossos em resina transparente e imprimimos as outras partes em cores diferentes. O modelo impresso em 3D pode então revelar a relação espacial dos principais sítios cirúrgicos na SDR para cirurgiões e pacientes durante o planejamento e treinamento pré-operatório.

O modelo 3D de coluna lombar personalizado obtido proporciona a possibilidade de planejamento pré-operatório e treinamento de SDR. Corantes de cores diferentes são usados para manchar e distinguir as estruturas, como ossos e nervos. Como mostrado na Figura 8, a estrutura nervosa espinhal é corada de amarelo, e as lâminas dos segmentos L4 e L5 na área de operação correspondente são distinguidas pelas colorações vermelha e azul, respectivamente. A estrutura óssea é impressa usando um material de resina transparente, que tem uma boa perspectiva, permitindo que os médicos observem a estrutura nervosa sob a lâmina através da estrutura óssea. O modelo personalizado e personalizado realmente restaura a relação correspondente entre a estrutura óssea lombar na área de operação e a anatomia do nervo espinhal, permitindo que os médicos definam melhor a direção e o alcance de corte apropriados antes da operação.

Figure 2
Figura 2: A GUI das fatias no volume dos dados da TCAR. Através da GUI mostrada na figura, os cirurgiões podem visualizar a estrutura da coluna contida em todos os dados da TC. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 3
Figura 3: Distribuição da intensidade dos dados de TCAR das vértebras. Esta informação quantitativa é útil para determinar a faixa de filtragem da estrutura das vértebras. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 4
Figura 4: GUI do volume 3D das vértebras. A figura mostra as três vistas das vértebras e o volume 3D ao mesmo tempo. Através desta GUI, os cirurgiões podem observar as vértebras dos pacientes de qualquer perspectiva desejada. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 5
Figura 5: A GUI das fatias no volume de Dixon-in e Dixon-w. As imagens de Dixon podem ser rapidamente navegadas, e as imagens das vértebras e nervos espinhais dos pacientes podem ser verificadas. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 6
Figura 6: GUI do volume 3D do nervo espinhal. A reconstrução 3D da sequência de Dixon-w do paciente para observação da estrutura 3D do nervo espinhal do paciente. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 7
Figura 7: GUI do modelo de fusão (volume digital 3D). O volume 3D contém tanto a estrutura vertebral dos dados da TC quanto a estrutura 3D do nervo espinhal da ressonância magnética. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 8
Figura 8: O modelo de impressão 3D para planejamento e treinamento de SDR. O modelo de impressão 3D colorido transparente mostra a estrutura anatômica da área onde a cirurgia de SDR precisa ser realizada no paciente. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

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Discussion

Este estudo fornece um fluxo de trabalho para o estabelecimento de um modelo de impressão 3D pré-operatório da coluna lombar em pacientes com paralisia cerebral, com o objetivo de facilitar o planejamento pré-operatório para a cirurgia de SDR e melhorar o treinamento anatômico baseado no modelo específico do paciente. O estudo visa estabelecer um modelo impresso em 3D altamente confiável que demonstre com precisão as estruturas vertebrais e nervosas lombares do paciente. Medindo-se a posição da lâmina e do nervo espinhal no modelo antes da cirurgia, pode-se obter um planejamento preciso do corte da lâmina, levando à otimização dos procedimentos cirúrgicos e à aquisição de domínio na tecnologia cirúrgica de SDR.

O principal passo investigado neste estudo foi a fusão das sequências de TC e Dixon. A fusão baseou-se na presença das mesmas estruturas ósseas tanto nos dados de TC quanto nas sequências de Dixon-in, bem como no fato de que os dados de Dixon-in e Dixon-w estavam no mesmo sistema de coordenadas. Isso permitiu a fusão final dos nervos espinhais e estruturas ósseas vertebrais. O segundo passo fundamental foi o uso da tecnologia de impressão transparente colorida para a fabricação do modelo digital 3D. Essa tecnologia de impressão foi capaz de destacar as estruturas anatômicas do paciente, a localização precisa da laminectomia e a posição relativa dos forames intervertebrais e raízes nervosas.

Nas últimas décadas, muitas equipes cirúrgicas desenvolveram técnicas inovadoras para a RDS8,9, com foco principal na minimização do dano espinhal durante o procedimento. Isso decorre da eficácia bem estabelecida da cirurgia de segmento longo no alívio do espasmo, juntamente com a preocupação com o impacto da laminectomia extensa na estabilidade da coluna vertebral10. A cirurgia SDR bem-sucedida requer uma laminectomia crítica, que requer incisões suficientes da lâmina para permitir uma manipulação neurocirúrgica adicional e a preservação da lâmina suficiente para evitar a instabilidade espinhal. O corte laminar preciso sem danos ou efeitos negativos durante a operação requer uma compreensão abrangente da posição, tamanho e seção do corte. Atualmente, a avaliação pré-operatória do SDR depende principalmente de imagens de TC/RM e experiência clínica, que podem não atender totalmente aos requisitos de operações de corte precisas. Nos últimos anos, a aplicação da fusão multimodal de imagens em cirurgia da coluna vertebral tem mostrado grande valor potencial, enquanto pesquisas relevantes ainda são escassas. Assim, o objetivo deste estudo foi fundir a TC e a RM pré-operatórias da coluna lombar para reconstruir um modelo digital 3D que represente com precisão tanto a estrutura óssea quanto os nervos espinhais. O modelo digital 3D reconstruído foi impresso em 3D e pode ser utilizado para uma comunicação médico-paciente eficaz e planejamento pré-operatório. O posicionamento preciso da saída da raiz lombar pelo modelo permitiu um melhor entendimento da relação espacial entre as vértebras e a raiz nervosa, facilitando uma operação eficiente tanto para cirurgiões quanto para robôs cirúrgicos.

Além disso, crianças com paralisia cerebral apresentam desenvolvimento espinhal e esquelético distinto, caracterizado por microestrutura óssea trabecular hipoplásica, córtex fino e baixa resistênciaóssea11. Essas características anatômicas únicas e manipulações complexas tornam a cirurgia SDR desafiadora de dominar. Portanto, empregamos a tecnologia de impressão 3D para fabricar modelos anatomicamente precisos de vértebras lombares de pacientes reais, oferecendo uma referência objetiva para o aprendizado cirúrgico. Essa técnica é ideal para cirurgiões menos experientes e pode potencialmente reduzir o tempo de aprendizado12. Além disso, modelos personalizados individualmente oferecem o benefício adicional de restaurar totalmente a estrutura única do paciente, fornecendo informações valiosas para aqueles com variações anatômicas complexas13,14.

A aquisição inicial de imagens de alta qualidade é essencial para o sucesso da impressão 3D15. Neste estudo, um modelo de impressão 3D realista e preciso foi obtido através do registro dos dados de TCAR e RM. A impressão transparente da estrutura óssea e o tingimento da faixa de planejamento das lâminas aumentaram ainda mais a representação intuitiva da anatomia cirúrgica do modelo. Tradicionalmente, os cirurgiões adquirem habilidades cirúrgicas principalmente na sala de cirurgia, o que aumenta os riscos da cirurgia quando cirurgiões mais jovens tentam adquirir tais habilidades na prática pela primeira vez12. Com modelos objetivos de impressão física 3D, os cirurgiões seniores podem comunicar mais facilmente sua experiência cirúrgica aos médicos mais jovens. Além disso, os modelos de impressão 3D podem fornecer exclusivamente aos indivíduos treinamento cirúrgico simulado com base em uma reconstrução estrutural real do paciente, potencialmente acelerando o processo de aprendizado médico para SDR enquanto melhora a segurança dos procedimentos médicos. Em geral, essa abordagem é uma grande promessa para melhorar o treinamento cirúrgico e melhorar os resultados dos pacientes.

Atualmente, a aplicação da impressão 3D em ortopedia permanece em fase de exploração, e a tecnologia existente de biomateriais está aquém de representar com precisão os materiais de diferentes tecidos humanos e simular a biomecânica das articulações5. Durante uma laminectomia, os modelos elásticos de vários tecidos são complexos e sujeitos à ruptura pelo movimento discal e respiratório16,17. Portanto, este estudo não pode replicar totalmente a real condição do paciente intraoperatório durante a operação de corte, o que requer mais pesquisas sobre o modelo de impressão 3D em biomecânica e ciência dos materiais. Além disso, o procedimento de fusão empregado neste estudo pode ser melhorado se um método de registro de coordenadas puder ser desenvolvido durante os procedimentos de imagem médica para o equipamento de TC e RM, potencialmente aumentando a precisão.

Se um método de registro de coordenadas puder ser projetado durante procedimentos de imagens médicas para equipamentos de TC e RM, o procedimento de fusão deste estudo pode melhorar ainda mais a precisão. A melhora gradual esperada nesta parte da pesquisa está em andamento. Atualmente, o modelo não pode exibir totalmente informações sobre feixes de fibras nervosas espinhais. No próximo trabalho científico, a imagem por tensor de difusão será ainda mais usada para rastrear feixes de fibras nervosas espinhais e fundida para obter um modelo digital 3D mais detalhado para SDR.

Em conclusão, o modelo de impressão 3D para SDR neste estudo não apenas fornece dados detalhados e precisos para o planejamento pré-operatório, mas também fornece um meio central para o treinamento de SDR. O modelo funde com sucesso a estrutura óssea da TC com a estrutura de tecidos moles da RM. O sucesso deste paradigma de fusão de grupos de imagens aproveita as respectivas vantagens de duas importantes fontes de imagens médicas para formar um complemento. Esse paradigma de pesquisa também desempenhará um papel igualmente importante em outros campos do diagnóstico, tratamento e avaliação prognóstica por imagem médica.

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Disclosures

Os modelos digitais deste estudo são reconstruídos pelo coautor Fangliang Xing.

Acknowledgments

Esta publicação foi apoiada pela Beijing Municipal Natural Science Foundation (L192059).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
J55 Prime 3D-Printer Stratasys J55 Prime Manufacturing the model
MATLAB MathWorks  2022B Computing and visualization 
Mimics Materialise Mimics Research V20 Model format transformation
Tools for volum fusion Intelligent Entropy VolumeFusion V1.0 Beijing Intelligent Entropy Science & Technology Co Ltd.
Modeling for CT/MRI fusion

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References

  1. Rosenbaum, P., et al. A report: the definition and classification of cerebral palsy April 2006. Developmental Medicine and Child Neurology. Supplement. 109, 8-14 (2007).
  2. Krigger, K. W. Cerebral palsy: an overview. American Family Physician. 73 (1), 91-100 (2006).
  3. Davidson, B., Fehlings, D., Milo-Manson, G., Ibrahim, G. M. Improving access to selective dorsal rhizotomy for children with cerebral palsy. Canadian Medical Association Journal. 191 (44), E1205-E1206 (2019).
  4. Buizer, A. I. Selective dorsal rhizotomy in children with cerebral palsy. The Lancet. Child & Adolescent Health. 3 (7), 438-439 (2019).
  5. Wong, K. C. 3D-printed patient-specific applications in orthopedics. Orthopedic Research and Reviews. 8, 57-66 (2016).
  6. Wong, K. C., Kumta, S. M., Geel, N. V., Demol, J. One-step reconstruction with a 3D-printed, biomechanically evaluated custom implant after complex pelvic tumor resection. Computer Aided Surgery. 20 (1), 14-23 (2015).
  7. Zhu, R., Li, X., Zhang, X., Ma, M. MRI and CT medical image fusion based on synchronized-anisotropic diffusion model. IEEE Access. 8, 91336-91350 (2020).
  8. Park, T. S., Gaffney, P. E., Kaufman, B. A., Molleston, M. C. Selective lumbosacral dorsal rhizotomy immediately caudal to the conus medullaris for cerebral palsy spasticity. Neurosurgery. 33 (5), 929-934 (1993).
  9. Sindou, M., Georgoulis, G. Keyhole interlaminar dorsal rhizotomy for spastic diplegia in cerebral palsy. Acta Neurochirurgica. 157 (7), 1187-1196 (2015).
  10. Peacock, W. J., Staudt, L. A. Selective posterior rhizotomy: evolution of theory and practice. Pediatric Neurosurgery. 17 (3), 128-134 (1991).
  11. Vitrikas, K., Dalton, H., Breish, D. Cerebral palsy: an overview. American Family Physician. 101 (4), 213-220 (2020).
  12. Niikura, T., et al. Tactile surgical navigation system for complex acetabular fracture surgery. Orthopedics. 37 (4), 237-242 (2014).
  13. Lepisto, J., Armand, M., Armiger, R. S. Periacetabular osteotomy in adult hip dysplasia-developing a computer aided real-time biome-chanical guiding system (BGS). Finnish Journal of Orthopaedics and Traumatology. 31 (2), 186-190 (2008).
  14. Armiger, R. S., Armand, M., Tallroth, K., Lepisto, J., Mears, S. C. Three-dimensional mechanical evaluation of joint contact pressure in 12 periacetabular osteotomy patients with 10-year follow-up. Acta Orthopaedica. 80 (2), 155-161 (2009).
  15. Rengier, F., et al. 3D printing based on imaging data: review of medical applications. International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery. 5 (4), 335-341 (2010).
  16. Jiang, Z., et al. Model-based compensation of moving tissue for state recognition in robotic-assisted pedicle drilling. IEEE Transactions on Medical Robotics and Bionics. 2 (3), 463-473 (2020).
  17. Setton, L. A., Chen, J. Mechanobiology of the intervertebral disc and relevance to disc degeneration. The Journal of Bone and Joint Surgery. American. 88, 52-57 (2006).

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Medicina Edição 194
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Bai, H., Zhou, Z., Liu, G., Jiang,More

Bai, H., Zhou, Z., Liu, G., Jiang, S., Zhang, Y., Zuo, X., Xing, F., Xu, L., Wang, L., Mu, X. 3D Printing Model of a Patient's Specific Lumbar Vertebra. J. Vis. Exp. (194), e65093, doi:10.3791/65093 (2023).

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