Method Article

Ricostruzione tridimensionale – Sviluppo guidato di un dispositivo endoscopico percutaneo di posizionamento del disco lombare in un modello della colonna vertebrale suina

DOI:

10.3791/70808

April 7th, 2026

In This Article

Summary

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Il dispositivo percutaneo endoscopico di posizionamento del disco intervertebrale sviluppato in questo studio può aiutare nel posizionamento dei dischi intervertebrali. Questo dispositivo riduce l'esposizione alle radiazioni e supporta la formazione tecnica per i giovani chirurghi spinali.

Abstract

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L'ernia del disco lombare (LDH) è comunemente causata da una rottura annulare dovuta a traumi o cattiva postura, che porta all'estrusione del materiale del nucleo polporoso e alla compressione delle radici del nervo lombare. Questa condizione si manifesta spesso con dolore radulare e disturbi sensoriali che si irradiano dalla parte bassa della schiena agli arti inferiori. Sebbene la maggior parte dei casi possa essere gestita in modo conservativo, sintomi gravi o refrattari possono richiedere interventi chirurgici, tra cui discectomia convenzionale, discectomia microscopica minimamente invasiva e discectomia endoscopica. La discectomia lombare endoscopica percutanea (PELD) può essere eseguita sotto anestesia locale; tuttavia, la procedura si basa fortemente sull'esperienza del chirurgo ed è associata a sfide tecniche, tra cui difficoltà di posizionamento, conferme fluoroscopiche ripetute e maggiore esposizione alle radiazioni. L'obiettivo di questo studio era sviluppare e valutare un nuovo dispositivo percutaneo endoscopico di posizionamento del disco lombare, progettato per migliorare la precisione e l'efficienza del posizionamento del disco durante il PELD. Questo studio ha sviluppato un dispositivo unico di posizionamento endoscopico del disco lombare percutaneo. Il dispositivo è stato realizzato attraverso la ricostruzione e la riparazione di modelli 3D della colonna vertebrale suina e lombare, la fabbricazione di una piastra base convessa, la progettazione di dispositivi di guida per il processo spinoso spinoso spinale e del posizionamento del disco, la progettazione assistita da computer di un modulo di navigazione chirurgica minimamente invasiva per il disco lombare endoscopico e test di precisione. I risultati sperimentali hanno mostrato che il dispositivo poteva localizzare con precisione le posizioni sulle spine suine e ridurre la dipendenza fluoroscopica in contesti sperimentali. Il dispositivo di posizionamento offriva alta precisione, supportando la chirurgia minimamente invasiva riducendo la dimensione delle incisioni, evitando danni ai vasi sanguigni critici e ai tessuti nervosi circostanti e offrendo percorsi di guida degli strumenti chirurgici multidirezionali, facilitando il processo chirurgico. Il dispositivo percutaneo endoscopico di posizionamento del disco lombare descritto in questo studio fornisce un approccio strutturato e riproducibile al posizionamento del disco intervertebrale durante il PELD. Questo metodo ha il potenziale di migliorare l'efficienza procedurale, limitare l'esposizione alle radiazioni e supportare la formazione chirurgica, in particolare per i chirurghi spinali all'inizio della carriera.

Introduction

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L'ernia del disco lombare (LDH) comporta l'estrusione del nucleo polpore attraverso un difetto anulare nel canale spinale o nel forame neurale, causando compressione della radice nervosa lombare. Si presentano sintomi clinici come dolore acuto, crampi alle gambe e intorpidimento, e persino debolezza muscolare, atrofia, incontinenza urinaria e fecale possono verificarsi come sequelepermanenti 1. Sebbene la maggior parte dei pazienti risponda al trattamento conservativo, è necessario intervento chirurgico per chi presenta sintomi refrattari o compromissione neurologica progressiva.

Son....

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Protocol

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I campioni di spina suina utilizzati in questo articolo sono stati ottenuti dai mercati commerciali locali. Poiché questi campioni provenivano da animali macellati per scopi alimentari e senza alcuna manipolazione di animali vivi, non necessitavano di revisione e approvazione da parte del Comitato per la Cura e l'Uso degli Animali Istituzionali (IACUC).

Questo studio ha sviluppato un dispositivo unico di posizionamento endoscopico percutaneo del disco lombare, ricostruendo e perfezionando modelli tridimensionali (3D) dei campioni della colonna vertebrale suina e dei modelli di simulazione della colonna lomb....

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Results

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Utilizzando il modello 3D ricostruito del modello osseo simulato lombare (Figura 1), con le informazioni di posizionamento della colonna iliaca antero-superiore (ASIS) e del processo spinoso, abbiamo progettato il "Dispositivo di Posizionamento del Disco Intervertebrale Lombare Endoscopico Percutaneo" (Figura 2). Inizialmente, un modello fisico ridotto è stato stampato utilizzando la tecnologia di stampa 3D FDM (

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Discussion

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Questo studio presenta un protocollo per lo sviluppo e l'applicazione di un dispositivo di posizionamento del disco intervertebrale lombare endoscopico percutaneo, progettato per facilitare un posizionamento affidabile dello spazio intervertebrale del disco previsto, come confermato dall'imaging fluoroscopico, ridurre i tempi operatori e potenzialmente migliorare gli esiti per i pazienti nella PELD. Abbiamo integrato imaging medico, ricostruzione 3D e produzione additiva.......

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Disclosures

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Gli autori non hanno conflitti di interesse da dichiarare.

Acknowledgements

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Questa ricerca è stata finanziata da una sovvenzione del Chang Gung Memorial Hospital (Grant No. CMRPG5K0191).

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
AutoCAD (software CAD)Autodeskhttps://www.autodesk.com/Utilizzato per la progettazione di dispositivi e moduli di navigazione
Stampante 3D per modellazione a deposizione fusa (FDM)StratasysN/AUtilizzato per la fabbricazione del dispositivo e dei modelli
Modello di simulazione della colonna lombare (L3 e ndash; sacro)Sawbones1340-20Utilizzato per la progettazione di dispositivi e la simulazione procedurale
MATLAB (software di ricostruzione 3D)MathWorkshttps://in.mathworks.com/Utilizzato per la ricostruzione 3D a partire da immagini DICOM

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Tags

Lumbar Disc HerniationEndoscopic DiscectomyPercutaneous Endoscopic DevicePorcine Spine ModelThree Dimensional ReconstructionMinimally Invasive SurgeryDisc PositioningSurgical NavigationFluoroscopic GuidanceSpinal Instrumentation

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