Method Article

قالب دليل الطباعة ثلاثي الابعاد بمساعده راب الفقرات الجلدية (PVP)

DOI:

10.3791/60010

⸱

October 17th, 2019

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Orthopedics, Beijing Friendship Hospital, Capital Medical University

* These authors contributed equally

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

هنا ، نقدم قالب دليل الطباعة ثلاثي الابعاد لراب الفقرات عن بعد. تم اختيار مريض بكسر الضغط الفقري T11 كدراسة حاله.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يعتبر راب الفقرات عن طريق الجلد (PVP) علاجا فعالا للام الظهر الناجمة عن كسر ضغط الهشاشة الفقري. دقه PVP يعتمد أساسا علي تجربه الجراحين وفلوروسكوبيس متعددة خلال الإجراءات التقليدية. تم الإبلاغ عن المضاعفات المتعلقة بالثقب في جميع انحاء العالم. لجعل العملية الجراحية أكثر دقه وتقليل معدل المضاعفات المتعلقة بالثقب ، قام فريقنا بتطبيق قالب دليل الطباعة ثلاثي الابعاد علي PVP لتعديل الاجراء التقليدي. هذا البروتوكول يقدم كيفيه نموذج الفقرات المستهدفة DICOM بيانات التصوير إلى ثلاثه ابعاد في البرنامج ، وكيفيه محاكاة العملية في هذا النموذج 3-D ، وكيفيه استخدام جميع البيانات الجراحية لأعاده بناء قالب محدد المريض للتطبيق. باستخدام هذا القالب ، يمكن للجراحين تحديد نقاط الثقب المناسبة بدقه لتحسين دقه العملية. ويشمل البروتوكول بأكمله: 1) تشخيص كسر ضغط الفقري هشاشة. 2) الحصول علي التصوير المقطعي للفقرة المستهدفة ؛ 3) محاكاة العملية في البرنامج ؛ 4) تصميم وتصنيع قالب دليل الطباعة ثلاثية الابعاد ؛ و 5) تطبيق القالب في اجراء عمليه.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

كما الكسر الأكثر شيوعا من نوع بين جميع أنواع الكسور هشاشة ، هشاشة كسر ضغط الفقري (OVCF) هو المشكلة السريرية المتعلقة للغاية في الأيام الحالية. كما توصي المبادئ التوجيهية الحالية, راب الفقرات عن الجلد هي واحده من الطرق الأقل الغازية الأكثر فعاليه لعلاج سريريا هشاشة كسور ضغط الفقري1.

تقليديا ، يقوم الجراحون باجراء راب الفقرات عن طريق الجلدمسترشدينبمنظار فلوري من الذراع C لعلاج كسر الضغط الفقري لاستعاده الجسم الفقري المضغوط وتخفيف الم المرحلة المبكرة 2. حتى الجراحين ذوي الخبرة يخطئون في تاكيد نقاط ثقب مناسبه من خلال الاعتماد ببساطه علي تجربتهم الشخصية. ويمكن ان تسبب هذه العملية بعض المضاعفات المتعلقة بالثقب (مثلا ، تسرب الاسمنت إلى الانسجه المحيطة ، وأصابه جذور العصب ، وورم دموي داخل العمود الفقري ، وما إلى ذلك3،4،5) ؛ وعلاوة علي ذلك ، ما يقرب من 50 ٪ من المرضي لديهم مضاعفات محليه من PVP التقليدية مع 95 ٪ من المضاعفات القادمة من تسرب الاسمنت إلى الانسجه المحيطة بها أو الانصمام من الاورده فقاري6. مع ظهور الجراحة الدقيقة ، تم استخدام قالب دليل الطباعة ثلاثي الابعاد في العديد من عمليات جراحه العمود الفقري7 لأنه يمكن ان يعزز الدقة الاجرائيه ، ويقلل من الصعوبات ويقلل من المخاطر التشغيلية. هنا ، نطبق قالب دليل الطباعة ثلاثي الابعاد في PVP لجعل العملية الجراحية أكثر دقه ولتقليل معدل المضاعفات المتعلقة بالثقب. مقارنه مع الطريقة التقليدية ، والعمليات التي يساعدها قالب دليل الطباعة 3D لها 1) زيادة دقه ثقب الجراحية ، 2) التقليل من التعرض للإشعاع اثناء العملية ، 3) تقصير الوقت العملية الجراحية ، و 4) انخفضت احتماليه حدوث مضاعفات متعلقة بالثقب.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تمت الموافقة علي هذه الدراسة من قبل لجنه الأخلاق في جامعه بكين الطبية مستشفي الصداقة كابيتال.

1. تشخيص كسر الضغط الفقري الهشاشة (OVCF) عن طريق التنظير بالاشعه السينية ، وصوره الرنين المغناطيسي (MRI) ، والتصوير الشعاعي للعظام ، والاعراض

  1. تحديد المرضي الذين لديهم ovcf من قبل المرضي الأكبر سنا مع الام الظهر ، والحنان في عمليه سبينوس ، والعضلات اربطه في الظهر ، الخ.
  2. استخدم تنظير الاشعه السينية الامامي اللاحق للتحقق مما إذا كان المريض يعاني من كسر في ضغط الفقري.
  3. استخدم التصوير بالرنين المغناطيسي لتشخيص ما إذا كان المريض يعاني من كسر ضغط فقري حديث الظهور ، وتحديد الفقرات المضغوطة المستهدفة. بالنسبة للمرضي الذين لا يستطيعون الخضوع للتصوير بالرنين المغناطيسي ، استخدموا التصوير الشعاعي للعظام.
  4. طلب العلاج PVP للمريض الذي لديه كسر ضغط الفقري الحاد وتسجيل مقياس التناظرية البصرية (VAS) ومؤشر الاعاقه Oawestry (ODI)8.
    ملاحظه: هناك عدد قليل من المعايير للادراج: 1) فقره كسر المريض ما إذا كان التاريخ من صدمه منخفضه الطاقة ام لا; 2) لا تاريخ أو دليل علي مرض العظام الايضيه أو السرطان ؛ 3) فاس نقاط ≥ 7 ؛ 4) التشخيص وكسر الفقري عن طريق الاشعه السينية ، التصوير بالرنين المغناطيسي أو العظام التصوير الشعاعي.

2. التوطين قبل الجراحة من الفقرة المستهدفة

  1. قبل العملية ، واجراء التصوير المقطعي الكمبيوتر المعرضة علي المريض مع ثلاث علامات شعاعي وضعت في خط الوسط من جلد الظهر المريض علي مستوي الفقري المضغوط. اثناء الضغط علي الجزء الأكثر إيلاما ، تاكد من المنطقة المستهدفة عن طريق التنظير بالاشعه السينية والفحص البدني علي ظهر المريض.
  2. قبل فحص التصوير المقطعي للكمبيوتر المعرض ، ضع gradienter علي ظهر المريض فقط اقل من العلامات الثابتة. تسجيل موقف المريض الجسم ومن ثم ازالته. يجب علي المريض البقاء في نفس الوضع اثناء الجراحة.
  3. حفظ الصور CT (1 مم طبقه المسح الضوئي سمك ، 1 مم تباعد الطبقة ، واما شرائح 90 (المسح الضوئي التقليدية) أو شرائح 400 (مسح شريحة رقيقه) في شكل DICOM. وضع وساده القطن علي ظهر المريض للتاكد من ان علامات تبقي حتى العملية.

3. محاكاة اجراء راب الفقرات عن بعد في برامج الكمبيوتر

  1. تصدير الصور المقطعية بتنسيق DICOM إلى برمجيات معالجه الصور الطبية (علي سبيل المثال ، المحاكاة) وتحديد الشرائح المستهدفة لأعاده بناء الفقرة المضغوطة.
  2. حدد تقسيم العتبة لضبط نطاق العتبة للفقرة المستهدفة من 3071h وإنشاء قناع. اضغط علي قناع مكرر لجعل اثنين من الاقنعه: قناع A وقناع B.
  3. انقر فوق قناع تحرير لمسح الفقرة الهدف في قناع A. ثم انقر فوق عمليات منطقيه لتشكيل قناع جديد C باستخدام قناع B إلى ناقص قناع ا. اضغط حساب 3d من قناع لأعاده بناء الفقرة الهدف.
  4. محاكاة PVP عن طريق النهج الثنائي المنقول في البرنامج. أولا ، تحديد اسطوانه Medcad في البرنامج كنموذج ابره ثقب. تحديد الأسطوانات بنفس الطول ونصف القطر كابره ثقب (طول 125 ملم ونصف قطرها 1.25 مم).
  5. محاكاة نقطه الدخول ، زاوية الدخول (زاوية ميل الراس والاتجاه زاوية الاختطاف) ، وعمق ابره ثقب لPVP الحقيقي مع وجات النظر ثلاثية الابعاد للفقرة الهدف.
  6. اضبط الابر المثقوبة علي موضعها المثالي باستخدام وظيفة التحريك والتدوير . الحفاظ علي مسارات ابره متسقة مع هذه المبادئ: 1) الابر ثقب يمكن استقراء من خلال القمل ، ويفضل في النصف العلوي منه ؛ 2) الموقع المثالي من النصائح هو في النقطة داخل الجزء الامامي ثلث الجسم الفقري علي وجهه النظر الجانبية.

4. ثلاثي الابعاد دليل الطباعة قالب

  1. احفظ جميع بيانات القالب الثلاثي الابعاد وأرسلها بتنسيق الاشراف العام للشركات إلى شركه طباعه ثلاثية الابعاد.
  2. تحويل بيانات تنسيق الاشراف الخاص بالاشراف إلى تنسيق STL وتصميم القالب باستخدام البرنامج. أعاده بناء القاعدة ، والتي يجب ان تتشبث ببشره المريض الخلفية ، وبناء قناه مسار وفقا لجميع المعلمات ، بما في ذلك نقاط دخول الجلد ، وزوايا الدخول وعمق مسار الابر اثنين ، وطباعه اثنين من نفس القوالب للعملية .
    ملاحظه: قالب دليل مصنوع من حمض بوليلتيك ، والتي يمكن تعقيمها والتعقيم بدرجه حرارة منخفضه البخار.

5. تطبيق قالب دليل الطباعة ثلاثي الابعاد لمساعده العملية الحقيقية PVP

  1. جعل المريض يكذب عرضه علي جدول العمليات كما للمسح المقطعي المحوسب وفقا للسجل gradienter. قياس المسافة من العلامات الثلاثة المعتمة ورسم الخطوط العريضة للعلامات الثلاثة لمطابقه القالب مع الموقع المستهدف.
  2. تطابق قالب الجلد مع الخطوط العريضة للجلد. ادراج واضغط علي اثنين من المسحات من خلال مسارات الابره علي القالب لوضع علامة علي نقاط الادراج علي الجلد. ثم قم بازاله القالب ورسم النقاط كنقطه A و B.
  3. أزاله القالب وتطهير الجلد. ثني المنطقة ووضع النصائح من اثنين من الابر ثقب في نقاط الادراج (النقطة A و B). بعد ذلك ، استخدم العرض الامامي لتنظير المنظار من الذراع C لتاكيد ما إذا كانت نقاط الثقب التي يحددها القالب قابله للتطبيق.
  4. إعطاء المريض التخدير الموضعي عن طريق حقن 5 مل خليط من 1 ٪ ليدوكائين و 1 ٪ روبافيكايين في كل نقطه ثقب. إصلاح قالب تعقيم آخر علي ظهر المريض عن طريق الفيلم المعقم.
  5. اضغط علي اثنين من الابر في الفقرة المستهدفة قليلا عن طريق الادراج من خلال أسطوانات التوجيهية للنموذج. تحقق مع المنظار الفلوري C-الذراع ان المسارات مناسبه للادراج. تاكد من ان علامات الترقيم داخل القمل ومن ثم اضغط علي الابر للمضي قدما حتى نهاية المسار.
  6. عندما يتم ادراج الابر كلها تماما في أسطوانات التوجيهية ، والتحقق مع المنظار C-الذراع ان نصائح ابره وصلت إلى موقعها المثالي.
  7. حقن الاسمنت العظام في الجسم الفقري من خلال الابر. حقن 2 مل من الاسمنت العظمي عبر كل مسار لما مجموعه 4 مل من الاسمنت العظمي إلى الفقرة.
  8. وأخيرا ، استخدم التنظير الفلوري للتحقق من توزيع الاسمنت العظمي داخل الجسم الفقري عن طريق المناظر الجانبية التقدمية. غرزه الادراج.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

وتم الحصول علي صور التصوير المقطعي المحوسب والنمذجة الرقمية في المستشفى ، بينما أجريت الطباعة ثلاثية الابعاد في شركه طباعه ثلاثية الابعاد. وكانت هناك حاجه إلى ثلاثين دقيقه لأعاده بناء نموذج ثلاثي الابعاد من الصور المقطعية للطباعة ثلاثية الابعاد ، وكانت شركه الطباعة ثلاثية الابعاد بحاجه إلى حوالي 6 ساعات لطباعه قوالب دليل 2 وإرسالها إلى المستشفى.

وقد عرضت الصور السابقة للتشغيل من الفقرة المستهدفة للمريض في ال...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تعتبر راب الفقرات الجلدية (PVP) واحده من أفضل الطرق لعلاج كسر الضغط الفقري هشاشة9 بسبب بعض المزايا المتميزة: فهو الحد الأدنى من التوغل. هناك نزيف اقل ، والانتعاش هو السريع. ويسترشد في المقام الأول PVP التقليدية بواسطة منظار الذراع C الذي يتطلب التنظير المتكرر لتحديد نقاط ثقب أمنه ومثاليه ، وزوايا ثقب والتوجات ، مما يزيد من جرعه الإشعاع اثناء العملية ووقت التشغيل10 . وعلاوة علي ذلك ، يعتمد معدل نجاح العملية بشكل رئيسي علي تجربه الجراحين. ومع ذلك ، لا يزال هناك 1.2 ٪-15.7 ٪ م...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

وليس للمؤلفين اي تضارب في المصالح فيما يتعلق بأي عقاقير أو مواد أو أجهزه موصوفه في هذه الدراسة.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

وقد مولت الدراسة لجنه العلوم & التكنولوجيا البلدية في بكين (Z181100001718078) ، الصين.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
آلة الأشعة السينيةشركة فيليبسآلة
الرنين المغناطيسي آلةالصورة شركة GEآلة
التصوير المقطعي بالكمبيوترآلةHORI
آلة الطباعة ثلاثية الأبعادشركة بكين Huitianwei Technology co.، ltd.آلة
Geomagic Design X3D Systems برنامج الشركة
تجسيد نظام التحكم في الصور الطبية التفاعليةتجسيد برنامج الشركة
VertePort إبرةسترايكرجهاز تشغيل
SpineplexStrykerتشغيل
توصيل الأسمنت عن طريق الجلدجهاز تشغيلسترايكر
Spirit Level PlusIOS App StoreGradientor
شركة GE شركة جهاز شركة Spineplex Stryker نظام شركة

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Orthopaedic Society of the Chinese Medical Association. Guidelines for the diagnosis and treatment of osteoporotic fractures. Chinese Journal of Orthopaedics. 37 (1), 1-10 (2017).
  2. Yi, H. J., Jeong, J. H., Im, S. B., Lee, J. K. Percutaneous vertebroplasty versus conservative treatment for one level thoracolumbar osteoporotic compression fracture: Results of an over 2-year follow-up. Pain Physician. 19 (5), (2016).
  3. Balkarli, H., Demirtas, H., Kilic, M., Ozturk, I. Treatment of osteoporotic vertebral compression fractures with percutaneous vertebroplasty under local anesthesia: clinical and radiological results. International Journal of Clinical & Experimental Medicine. 8 (9), 16287-16293 (2015).
  4. Woojin, C., Varkey, J. A., Jing, C., Hwan, B. J. A Review of Current Clinical Applications of Three Dimensional Printing in Spine Surgery. Asian Spine Journal. 12 (1), 171-177 (2018).
  5. Laredo, J. D., Hamze, B. Complications of percutaneous vertebroplasty and their prevention. Skeletal Radiology. 33 (9), 493-505 (2004).
  6. Saracen, A., Kotwica, Z. Complications of percutaneous vertebroplasty: An analysis of 1100 procedures performed in 616 patients. Medicine. 95 (24), e3850(2016).
  7. Park, H. J., Wang, C., Choi, K. H., Kim, H. N. Use of a life-size three-dimensional-printed spine model for pedicle screw instrumentation training. Journal of Orthopaedic Surgery and Research. 13 (1), 86(2018).
  8. Gu, Y. F., et al. Percutaneous vertebroplasty and interventional tumor removal for malignant vertebral compression fractures and/or spinal metastatic tumor with epidural involvement: a prospective pilot study. Journal of Pain Research. 10, 211-218 (2017).
  9. Ruiz, S. F., et al. Comparative review of vertebroplasty and kyphoplasty. World Journal of Radiology. 6 (6), 329-343 (2014).
  10. Cannavale, A., et al. Percutaneous vertebroplasty with the rotational fluoroscopy imaging technique. Skeletal Radiology. 43 (11), 1529-1536 (2014).
  11. Ringer, A. J., Bhamidipaty, S. V. Percutaneous access to the vertebral bodies: a video and fluoroscopic overview of access techniques for trans-, extra-, and infrapedicular approaches. World Neurosurgery. 80 (3-4), 428-435 (2013).
  12. Kaneyama, S., et al. A novel screw guiding method with a screw guide template system for posterior C-2 fixation. Neurosurgery Spine. 21 (2), 231-238 (2014).
  13. Sugawara, T., et al. Multistep pedicle screw insertion procedure with patient-specific lamina fit-and-lock templates for the thoracic spine. Neurosurgery Spine. 19 (2), 185-190 (2013).
  14. Li, J., Lin, J. S., Yang, Y., Xu, J. C., Fei, Q. 3-Dimensional printing guide template assisted percutaneous vertebroplasty: Technical note. Journal of Clinical Neuroscience. 52, 159-164 (2018).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Percutaneous Vertebroplasty3D Printing Guide TemplateVertebral Compression FractureCT Imaging AcquisitionDICOM Image ProcessingThreshold SegmentationBoolean Operations3D Model ReconstructionPuncture Needle SimulationBone Cement Injection

Related Articles