本文介绍了一种用于经皮椎体成形术的三维打印导板模板。选择一例T11椎体压缩性骨折患者作为案例研究。
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本文内容
摘要
摘要
经皮椎体成形术（PVP）被认为是治疗由骨质疏松性椎体压缩性骨折引起的背部疼痛的有效方法。传统手术中，PVP的准确性主要依赖于外科医生的经验以及多次使用透视成像。全球范围内均有报道与穿刺相关的并发症。为了提高手术精确性并降低穿刺相关并发症的发生率，我们团队将三维打印导向模板应用于PVP，以改进传统手术流程。本方案介绍了如何在软件中将目标椎体的DICOM影像数据建模为三维模型，如何在该三维模型中进行手术模拟，以及如何利用所有手术数据重建出适用于特定患者的导向模板。通过使用该模板，外科医生可准确识别合适的穿刺点，从而提高手术的准确性。整个方案包括：1）骨质疏松性椎体压缩性骨折的诊断；2）获取目标椎体的CT影像；3）在软件中进行手术模拟；4）设计并制作三维打印导向模板；5）将模板应用于手术过程。
引言
在所有类型的骨质疏松性骨折中，骨质疏松性椎体压缩性骨折（OVCF）是最常见的类型，目前已成为备受关注的临床问题。根据现行指南推荐，经皮椎体成形术是临床治疗骨质疏松性椎体压缩性骨折最有效的微创方法之一1。
传统上，外科医生在C形臂X光机引导下进行经皮椎体成形术，以治疗椎体压缩性骨折，恢复受压的椎体并缓解早期疼痛2。即使是经验丰富的外科医生，仅依靠个人经验来确定合适的穿刺点仍可能出现错误。该手术可能引发一些与穿刺相关的并发症（例如骨水泥渗漏至周围组织、神经根损伤、椎管内血肿等3,4,5）；此外，近50%的患者在接受传统PVP治疗后会出现局部并发症，其中95%的并发症源于骨水泥渗漏至周围组织或椎旁静脉栓塞6。随着精准手术的发展，3D打印导向模板已广泛应用于多种脊柱外科手术7，因其可提高操作准确性，降低手术难度，并最大限度减少手术风险。本文中，我们将3D打印导向模板应用于PVP手术，以提高手术精确性，并降低穿刺相关并发症的发生率。与传统方法相比，采用3D打印导向模板辅助的手术具有以下优势：1）提高手术穿刺准确性....
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方案
本研究经首都医科大学附属北京友谊医院伦理委员会批准。
1. 通过X射线透视、磁共振成像（MRI）、骨显像及症状诊断骨质疏松性椎体压缩性骨折（OVCF）
- 通过老年患者背部疼痛、棘突压痛、背部竖脊肌压痛等症状识别骨质疏松性椎体压缩骨折（OVCF）患者。
- 采用正位X线透视检查患者是否存在椎体压缩性骨折。
- 使用磁共振成像（MRI）诊断患者是否为新发椎体压缩性骨折，并确定目标受压椎体；对于无法接受MRI检查的患者，采用骨显像（骨扫描）进行评估。
- 对确诊为急性椎体压缩性骨折的患者实施经皮椎体成形术（PVP）治疗，并记录视觉模拟评分（VAS）和Oswestry功能障碍指数（ODI）8。
注：纳入标准包括：1）椎体骨折患者无论是否有低能量创伤史；2）无代谢性骨病或恶性肿瘤病史或证据；3）VAS评分≥7；4）通过X线、MRI或骨显像确诊为椎体骨折。
2. 目标椎体的术前定位
- 手术前，在患者背部皮肤正中线受压椎体水平处放置三个不透射线的标记物，对患者进行俯卧位计算机断层扫描。按压最疼痛部位，通过X线透视和对患者背部的体格检查确认目标区域。
- 在进行俯卧位计算机断层扫描前，将一个角度计置于患者背部，位置紧邻已固定的标记物下方。记录患者的身体体位....
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结果
CT图像的采集和数字建模在医院内完成，而3D打印则由一家3D打印公司完成。从CT图像重建用于3D打印的三维模型需要30分钟，3D打印公司约需6小时完成两个导板模板的打印并寄送至医院。
患者目标椎体的术前影像如图1和图2所示：X线片（A1：前后位；A2：侧位）；磁共振成像（A3：T1加权像；A4：T2加权像；A5：脂肪抑制像）。图3展示了CT图像的获取过程，标记目标椎体，并记录患者的体位。从冠状面（图4A）、横断面（图4B）和矢状面（图4
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讨论
经皮椎体成形术（PVP）因其独特优势，被认为是治疗骨质疏松性椎体压缩性骨折的最佳方法之一：该手术具有微创性、出血量少、恢复迅速等特点9。传统的PVP主要依赖C型臂X线透视机进行引导，需反复进行透视以确定安全且理想的穿刺点、穿刺角度和方向，这会增加术中辐射剂量和手术时间10。此外，手术成功率在很大程度上依赖于外科医生的经验。然而，即使在影像引导导航系统辅助下进行手术，误差率仍达1.2%–15.7%，再手术率为0–7.42%11。
三维导向模板在辅助胸椎和颈椎椎弓根螺钉置入手术方面具有一些优势12,13,14。我们团队将三维打印导向模板与经皮椎体成形术（PVP）相结合。我们开展的随机、非盲、对照临床研究结果表明，该模板在术前和术中具有诸多优势：提高穿刺精度，缩.......
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披露
作者声明，本研究中涉及的任何药物、材料或设备均不存在利益冲突。
致谢
本研究由北京市科学技术委员会资助 & 科技委员会（编号：Z181100001718078），中国
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材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| X射线机 | Philips公司 | 设备 | |
| 磁共振成像设备 | GE公司 | 设备 | |
| 计算机断层扫描 | GE公司 | 设备 | |
| HORI 3D打印设备 | 北京汇天威科技有限公司 | 设备 | |
| Geomagic Design X | 3D Systems公司 | 软件 | |
| Materialise交互式医学图像控制系统 | Materialise公司 | 软件 | |
| VertePort穿刺针 | Stryker公司 | 手术器械 | |
| Spineplex | Stryker公司 | 手术器械 | |
| 经皮骨水泥输送系统 | Stryker公司 | 手术器械 | |
| Spirit Level Plus | IOS App Store | 倾角仪 |
参考文献
- 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).
- Yi, H. J., Jeong, J. H., Im, S. B., Lee, J. K.
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重印与许可
