Methodenartikel

Nine-Grid Area Division Method: een nieuw ideaal botpunctiegebied voor percutane vertebroplastiek in de lumbale wervelkolom

DOI:

10.3791/66906

⸱

9 augustus 2024

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Orthopedics, Beijing Friendship hospital, Capital Medical University, 2Defense Innovation Institute, Chinese Academy of Military Science, 3Department of Emergency Medicine, Aerospace Center Hospital

* These authors contributed equally

In dit artikel

Samenvatting

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

Hierin presenteren we een "Nine-grid Area Division Method" voor percutane vertebroplastiek. Een patiënt met een L1 wervelcompressiefractuur werd geselecteerd als casestudy.

Samenvatting

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

Percutane vertebroplastiek (PVP) wordt algemeen erkend als een effectieve interventie voor het verlichten van lage rugpijn als gevolg van osteoporotische wervelcompressiefracturen. Het ideale botpunctiepunt bevindt zich conventioneel bij de projectie "links 10 punten, rechts 2 punten" van de pedikel in de lumbale wervelkolom. Het bepalen van het optimale botpunctiepunt vormt een kritieke en complexe uitdaging. De nauwkeurigheid van percutane vertebroplastiek (PVP) wordt voornamelijk beïnvloed door de vaardigheid van de opererende chirurgen en het gebruik van meerdere fluoroscopen tijdens de conventionele procedure. Incidenties van punctiegerelateerde complicaties zijn wereldwijd gedocumenteerd. In een poging om de precisie van de chirurgische techniek te verbeteren en het optreden van punctiegerelateerde complicaties te verminderen, heeft ons team de "Nine-grid Area Division Method" voor PVP in de lumbale wervelkolom toegepast om de traditionele procedure aan te passen. Er is potentieel om het aantal priktijden, de dosis blootstelling aan straling en de duur van chirurgische ingrepen te verminderen.

Dit protocol introduceert de definitie van de "Nine-grid Area Division Method" en beschrijft het proces van het modelleren van DICOM-beeldvormingsgegevens van doelwervels binnen software voor medische beeldvorming, het simuleren van bewerkingen binnen een 3D-model, het verfijnen van het 3D-model met behulp van reverse engineering productiesoftware, het reconstrueren van het werveltechnische model binnen 3D-modelleringsontwerpsoftware en het gebruik van chirurgische gegevens om veilige toegangsgebieden voor pedikelprojectie te bepalen. Door deze methodologie toe te passen, kunnen chirurgen effectief en gemakkelijk de juiste prikpunten identificeren, waardoor de fijne kneepjes die gepaard gaan met doorboren worden verminderd en de algehele nauwkeurigheid van chirurgische ingrepen wordt verbeterd.

Inleiding

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

Osteoporotische wervelcompressiefractuur (OVCF) is het meest voorkomende type fractuur onder osteoporotische fracturen en vormt een belangrijk klinisch probleem in dehedendaagse gezondheidszorg. Volgens de huidige richtlijnen wordt percutane vertebroplastiek erkend als een van de meest effectieve minimaal invasieve behandelingsmodaliteiten voor OVCF2. De overheersende methode voor het uitvoeren van percutane vertebroplastiek (PVP) omvat de pedikelpunctiebenadering, die drie belangrijke parameters omvat: de identificatie van het ingangspunt van de botpunctie, de prikhoek en de prikdiepte. Van deze parameters wordt de selectie van het ingangspunt van de botpunctie als het meest cruciaal beschouwd.

Momenteel worden C-boog röntgenmachines veel gebruikt in de nationale en internationale praktijk van traditionele PVP-chirurgie om de aanpassing van het chirurgische pad van de punctienaald te vergemakkelijken. Het cruciale aspect ligt in het identificeren van het "ideale botpunctiepunt", dat zich conventioneel bevindt op de projectie "links 10 punten, rechts 2 punten" van de pedikel in de lumbale wervelkolom (Figuur 1A)3. Ondanks hun ervaring kunnen zelfs doorgewinterde chirurgen fouten maken bij het bepalen van de juiste prikpunten, uitsluitend op basis van persoonlijke ervaring. Dit kan leiden tot punctiegerelateerde complicaties zoals lekkage van cement in de omliggende weefsels, zenuwwortelbeschadiging en intraspinaal hematoom 4,5,6. Bovendien ervaart bijna de helft van de patiënten lokale complicaties van traditionele PVP, waarbij 95% van deze complicaties wordt toegeschreven aan cementlekkage in het omliggende weefsel of embolisatie van paravertebrale aders7. Uit ons vooronderzoek bleek dat de werkelijke PVP-botpunctiepunten in de lumbale wervelkolom zich niet altijd bevinden op de ideale pedikelprojectie "links 10 punten en rechts 2 punten"8. Sommige daadwerkelijke prikpunten kunnen ook bevredigende prikresultaten opleveren in de buurt van het "ideale botprikpunt", wat geen invloed heeft op de chirurgische veiligheid en nauwkeurigheid.

Op basis van de bovenstaande aannames stellen we voor het eerst het concept voor van het "ideale botpunctiegebied" voor PVP in de lumbale wervelkolom en verdelen we de projectie van de pedikel in een "Negen-rastergebied". Het concept van het ideale botpunctiegebied heeft betrekking op specifieke anatomische regio's waar het punctie-ingangspunt met succes en veilig het punctie-ideale eindpunt via de pedikel kan bereiken. De term "Nine-grid Area Division Method" verwijst naar een techniek in het röntgenanteroposterieure beeld waarbij de langste en kortste diameters van de pedikelprojectie in drie gelijke delen worden verdeeld, wat resulteert in de verdeling van het gebied in negen regio's (Figuur 1B). Deze regio's zijn achtereenvolgens genummerd van 1 tot 9, van de buitenste naar de binnenste en van boven naar beneden. Met behulp van de röntgenprojectie van de lumbale pedikel als anatomische markering, stellen we het "ideale botpunctiegebied" voor PVP vast via de "Nine-grid Area Division Method" in plaats van beperkt te zijn tot een enkel punt. We gebruiken computersimulatie om een veilig prikpad te verkennen tijdens het prikproces.

Daarom stellen we de implementatie van de "Nine-grid Area Division Method" voor als een mogelijke methode om het gemak, de efficiëntie en de veiligheid van aanvullende punctietechnieken bij PVP-chirurgie te verbeteren, met als doel de procedurele nauwkeurigheid te verbeteren en punctiegerelateerde complicaties te minimaliseren. Het is belangrijk op te merken dat deze studie een theoretische benadering presenteert die validatie vereist door middel van uitgebreid onderzoek om de werkzaamheid en veiligheid ervan vast te stellen.

Protocol

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

De huidige studie werd goedgekeurd door de ethische commissie van de Beijing Friendship Hospital Capital Medical University. Deze methode zal worden geïntroduceerd via een retrospectieve casestudy, waarbij alleen gebruik wordt gemaakt van de preoperatieve prone-position computertomografie (CT) beeldvormingsgegevens van de patiënt. De "Nine-grid Area Division Method" bij geassisteerde percutane vertebroplastiek (PVP) biedt een eenvoudigere en effectievere aanpak in vergelijking met traditionele methoden, wat resulteert in kortere chirurgische en stralingstijden. Deze techniek kan jonge bewoners ten goede komen door het gemakkelijker te maken om prikpunten te identificeren en mogelijk de leercurve voor PVP-procedures te verkorten, wat verder onderzoek rechtvaardigt. De hier beschreven persoon is een vrouw van 68 jaar oud.

1. Diagnose van osteoporotische wervelcompressiefractuur (OVCF) met behulp van röntgenfluoroscopie, magnetisch resonantiebeeld (MRI), botscintigrafie en symptomen

  1. Identificeer de patiënt met OVCF onder oudere patiënten met symptomen zoals rugpijn, gevoeligheid in het processus spinosus en paraspinale spieren aan de achterkant. Gebruik postero-anterieure röntgenfluoroscopie om de aanwezigheid van een wervelcompressiefractuur op L1-niveau te beoordelen (Figuur 2A). Gebruik MRI-beeldvorming om de diagnose van een nieuw optredende lumbale wervelcompressiefractuur te bevestigen en de specifieke aangetaste wervel te identificeren, waarvan wordt vastgesteld dat deze L1 is (Figuur 2B).

2. De preoperatieve verwerving van CT-beeldvorming van de patiënt in buikligging

  1. Plaats de patiënt in buikligging om buik-CT bij de patiënt uit te voeren. Bevestig het doelgebied door middel van röntgenfluoroscopie en een lichamelijk onderzoek van de rug van de patiënt terwijl u op het meest pijnlijke deel drukt.
  2. Laat de patiënt in buikligging op de operatietafel liggen, plaats een gradienter op de rug van de patiënt vóór de buikligging CT-scan, noteer de lichaamshouding van de patiënt en verwijder vervolgens de gradienter (Figuur 3).
  3. Sla de CT-beelden (1 mm scanlaagdikte, 1 mm laagafstand en 90 plakjes (conventioneel scannen) of 400 plakjes (scannen met dunne plakjes) op in DICOM-formaat.

3. Stel het 3D-model op en simuleer de werking in software voor de verwerking van medische beeldvorming

  1. Exporteer de CT-beelden in DICOM-indeling naar software voor de verwerking van medische beeldvorming door op Nieuw project te klikken. Selecteer de gewenste plakjes voor het reconstrueren van de beknelde wervel.
  2. Gebruik de tool Drempelsegmentatie om het drempelbereik voor de doelwervel aan te passen, met name binnen het bereik van 125-3071 H om een masker te maken. Gebruik de functie Masker dupliceren om twee afzonderlijke maskers te genereren, Masker A en Masker B.
  3. Gebruik de functie Masker bewerken om de doelwervel van masker A te wissen. Gebruik vervolgens de tool Booleaanse bewerkingen om masker A af te trekken van masker B, wat resulteert in de vorming van een nieuw masker, masker C. Activeer ten slotte de functie 3D berekenen om de doelwervel te reconstrueren met behulp van masker C; noem dit 3D-model L1 (Figuur 4A).
  4. Klik met de rechtermuisknop op Nieuw in de interface Objecten , kies Tekenen en selecteer vervolgens Cilinder. Zorg ervoor dat de cilinder dezelfde afmetingen heeft als de priknaald, met een lengte van 12.5 mm en een radius van 1.25 mm.
  5. Pas de positionering van de cilinder aan met behulp van de functie Bewegen en Roteren om de ideale positie te bereiken (Figuur 4B). Zorg er tijdens de simulatie voor dat de naaldbanen consistent zijn met de vastgestelde principes: de priknaald moet de steel kunnen doorkruisen, bij voorkeur in de bovenste helft, en de optimale positionering van de uiteinden bevindt zich binnen het voorste derde deel van het wervellichaam op het zijaanzicht.
  6. Klik met de rechtermuisknop op L1 in de interface Objecten , kies STL exporteren en exporteer het bestand vervolgens in STL-indeling.

4. Polijst het 3D-model in 3D-reverse engineering productiesoftware

  1. Importeer het geëxporteerde vaste bestand van het wervellichaam in de 3D-reverse engineering-productiesoftware door op Importeren te klikken. Gebruik daarom de Mesh Doctor-functie om vervormingen en pieken uit het model te verwijderen.
  2. Aangezien de Grid Doctor-functie normale anatomische structuren ten onrechte kan identificeren als vervormingen of spikes, moet u ervoor zorgen dat u het ruwe model grondig onderzoekt om eventuele interne holtes te identificeren en stap 4.1 volgt om ze op de juiste manier op te vullen (Figuur 5A).
  3. Gebruik de functie Nauwkeurig oppervlak om het vaste model om te zetten in een driehoekig maasoppervlak en kies voor het organische geometriemateriaal (Figuur 5B). Wacht op de voltooiing van het geautomatiseerde oppervlaktebouwproces en exporteer het bestand vervolgens in STP-formaat.

5. Reconstrueer het vertebrale engineeringmodel en bevestig de veilige toegangsgebieden van pedikelprojectie in 3D-modelleringsontwerpsoftware

  1. Importeer het STP-formaat van het precieze oppervlaktedocument in de ontwerpsoftware voor 3D-modellering om het werveltechnische model te reconstrueren door op Openen te klikken. Gebruik de functie Sectieweergave om de morfologie van de steel in horizontale, sagittale en coronale oriëntaties te onderzoeken, en geef een eerste observatie van de morfologie en structuur van de pedikel (Figuur 6A).
  2. Pas in het deelvenster Sectieweergave de hoek van de sectie aan voor optimale visualisatie. Door gebruik te maken van Transparency Section Bodies, observeert u het smalste punt van de steeltjes (Figuur 6B) en noteert u de hoekparameters bij Sectie 1 in het linkerpaneel.
  3. Om de hoek van het wervelmodel aan te passen, klikt u op de functie Invoegen-Kenmerken-Verplaatsen/Kopiëren en selecteert u de knop Vertalen/Roteren onder aan het linkerdeelvenster. Ga opnieuw naar het deelvenster Sectieweergave en pas de parameter voor de kijkhoek in Sectie 1 aan op 0.
  4. Verfijn de verplaatsingsparameters in het paneel Sectie 1 om een bevredigende weergave van de pedikelsectie te verkrijgen. Heroriënteer voor een beter perspectief om het pedikelgedeelte te observeren. Documenteer de bevestigde verplaatsingsparameters in het paneel (Figuur 7).
  5. Gebruik de eerder genoemde Move/Copy-functie om de positie van het wervelmodel te manipuleren. Geef de verplaatsingsparameter op in het linkerdeelvenster. Gebruik het gereedschap Hoekrechthoek om het hele wervellichaam te omvatten.
  6. Navigeer om te beginnen naar de optie Kenmerken-Referentie Meetkunde-Vlak en wijs de sectieweergave aan als de eerste verwijzing. Wijzig de parameter voor de offsetafstand dienovereenkomstig om het nieuw gecreëerde vlak naar het voorste derde deel van het wervellichaam te verplaatsen.
  7. Ga verder met het genereren van een schets op het bovengenoemde vlak en teken een punt in het midden van het wervellichaam, wat het eindpunt van de punctie aangeeft.
  8. Gebruik de functie Extruded Cut om het snijden van het model uit te voeren. Wijs de rechthoekige schets aan die is gegenereerd als de geselecteerde contouren.
  9. Maak aanpassingen aan zowel de richting als de diepte om het model van het wervellichaam in twee helften te verdelen, namelijk de helft van het wervellichaam en de helft van de lamina (Figuur 8A). Sla de technische bestanden op in SLDPRT-formaat, specifiek als onderdeel van het proces.
  10. Open het bestand met het wervellichaam, gevolgd door het maken van een schets op basis van het doorsnedevlak. Gebruik de functie Entiteiten converteren om de projectie van de linker pedikel om te zetten in een curveschets.
  11. Herhaal de bovenstaande procedure voor de juiste pedikelprojectie, wat resulteert in het verkrijgen van een andere curveschets. Gebruik de functie Gevuld oppervlak om de curveschetsen om te zetten in oppervlakken, waarbij de schetsen van de linker- en rechterprojectiecurve van de pedikel als grens dienen (Figuur 8B).
  12. Geef het resulterende oppervlak weer nadat de wervel is verborgen. Selecteer de functie Lofted Boss/Base in het deelvenster Functies .
  13. De superieure positionering van het linker pedikeloppervlak, met de aanduiding van het prikeindpunt als profielen, zal een conische structuur opleveren die de paden voor pedikelpunctie afbakent. Gebruik de linkerkant als referentie voor illustratieve doeleinden, met hetzelfde proces dat aan de rechterkant moet worden gerepliceerd.
  14. Gebruik de schaalfunctie om de bilaterale conische structuur te vergroten, waarbij het zwaartepunt dient als het middelpunt van de schaal en een schaalfactor van 2. Gebruik de functie Move/Copy Body om de conische structuren afzonderlijk te verplaatsen.
  15. Selecteer in de interface van het Mate-instellingspaneel de top van de structuur en het eindpunt van de punctie, waarbij de overeenkomende modus is ingesteld als Samenvallend. Elimineer vervolgens het wervellichaam met behulp van de functie Delete/Keep Body (Figuur 9A).
  16. De biconische structuur is een compilatie van bilaterale pedikelprikpaden, opgeslagen in SLDPRT-formaat. Gebruik de functie Insteekonderdeel om het lamina-deel en het wervellichaamsdeel weer in elkaar te zetten met behulp van de pedikelprikset. Druk gewoon op de OK-knop om de insteekpositie van het onderdeel automatisch uit te lijnen met de oorsprong (Figuur 9B).
  17. Gebruik de functie Combine Body voor het uitvoeren van Booleaanse bewerkingen op verschillende componenten. Door het proces van het aftrekken van de punctieset van de ene helft van de laminae met behoud van alle laminae-componenten, geeft de daaropvolgende analyse aan dat het ideale botpunctiegebied de regio's 1, 4 en 7 aan de linkerkant omvat (Figuur 9C).

Resultaten

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

CT-beeldvorming en digitale modellering werden in het ziekenhuis uitgevoerd. Het duurde 30 minuten om het 3D-model te bouwen op basis van de CT-beelden, ~10 minuten om het 3D-model op te poetsen in 3D-reverse engineering-productiesoftware en 15 minuten om het wervelconstructiemodel te reconstrueren en de veilige toegangsgebieden van pedikelprojectie te bevestigen in 3D-modelleringsontwerpsoftware. Het ideale botpunctiegebied omvat in dit geval de regio's 1, 4 en 7 aan de linkerkant. Het idee van het ideale botpunctiegebied verwijst naar verschillende anatomische regio's waar het toegangspunt voor punctie effectief en veilig toegang heeft tot het gewenste eindpunt via de pedikel. Anders gezegd, door de richting en diepte van de priknaald aan te passen, kan het ideale prikeindpunt worden bereikt zolang het beginpunt van de botpunctie binnen deze gespecificeerde gebieden valt, in plaats van beperkt te zijn tot de "linker 10 punten". Deze techniek kan de fouttolerantie van de chirurg tijdens de prikprocedure aanzienlijk verhogen. Een minimale hoeveelheid fluoroscopie is nodig om een geschikte botpunctieplaats te identificeren, wat leidt tot een vermindering van de frequentie van aanpassingen, blootstelling aan straling en duur van de operatie.

Het ideale botpunctiepunt bevindt zich conventioneel bij de projectie "links 10 punten, rechts 2 punten" van de pedikel in de lumbale wervelkolom, zoals weergegeven in figuur 1A. Figuur 1B geeft een gedetailleerd overzicht van de verdelingsdetails en methodologieën die worden gebruikt in de Nine-grid Area Division Method. De preoperatieve beelden van de doelwervel zijn weergegeven in figuur 2. Vóór de liggende CT-scan werd een gradienter op de rug van de patiënt geplaatst en werd de lichaamshouding van de patiënt geregistreerd (figuur 3). Het CT-wervelbeeld werd gereconstrueerd tot een 3D-model van de coronale, transversale en sagittale vlakken (Figuur 4). Figuur 4 toont ook de simulatie van de PVP-werkingsprocedure in de beeldverwerkingssoftware. Figuur 5 toont de procedures om het net te repareren en het vaste model om te vormen tot een driehoekig maasoppervlak. Figuur 6 illustreert de methodologie voor het observeren en documenteren van het smalste punt van de pedikel door gebruik te maken van de Section View-functie . Figuur 7 illustreert de stappen die nodig zijn om de verplaatsingsparameters van het model aan te passen en de uiteindelijke doellocatie van de punctie te bepalen. Figuur 8 illustreert de verdeling van het model in twee afzonderlijke componenten: de helft van het wervellichaam en de laminahelft (A), gevolgd door het genereren van de pedikelprojectie met behulp van de functie Convert Entities (B). Figuur 9 toont de reeks prikpaden in het wervellichaam. De lamina en de onderdelen van het wervellichaam werden opnieuw in elkaar gezet met behulp van de pedikelprikset, waarbij de prikset vervolgens uit het laminae-gedeelte werd verwijderd met behoud van alle laminae-componenten. De Combine Body-functie werd gebruikt om Booleaanse operaties uit te voeren op meerdere componenten, wat leidde tot de identificatie van het ideale botpunctiegebied bestaande uit regio's 1, 4 en 7.

figure-results-1
Figuur 1: A. Traditioneel "ideaal botpunctiepunt". Het "ideale botpunctiepunt" bevindt zich conventioneel op de projectie "links 10 punten, rechts 2 punten" van de pedikel in de lumbale wervelkolom. B. Inleiding tot de "Nine-grid Area Division Method". Een gedetailleerd overzicht van de details en methodologieën van de divisie die worden gebruikt in de "Nine-grid Area Division Method". Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figure-results-2
Figuur 2: Preoperatieve beelden van de doelwervel. (A) Röntgenfoto van de patiënt met osteoporotische wervelcompressiefractuur. De pre-operatieve röntgenfoto's van de doelwervel van de patiënt. (A1: Posteroanterieure aanzicht; A2: Zijaanzicht). (B) MRI van de patiënt met osteoporotischevertebrale compressiefractuur. De preoperatieve MRI-beelden van de doelwervel van de patiënt. (B1: T1WI-weergave; B2: T2WI-weergave). Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figure-results-3
Figuur 3: CT-scan in buikligging. Gebruik een gradienter op de rug van de patiënt om de horizontale en sagittale hoeken van het lichaam van de patiënt te meten terwijl u een CT-scan in buikligging ondergaat. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figure-results-4
Figuur 4: Reconstructie van de wervel en simulatie van de operatie. (A) Reconstructie van de wervel in medische beeldvormingsverwerkingssoftware van het CT-wervelbeeld van (A1) het coronale vlak, (A2) het transversale vlak, (A3) het sagittale vlak en (A4) het 3D-model. (B) Simulatie van de PVP-bedieningsprocedure in software voor de verwerking van medische beeldvorming. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figure-results-5
Figuur 5: Polijsten van het 3D-model in 3D-reverse engineering productiesoftware. De procedure voor het verfijnen van het 3D-model. (A) Het repareren van het gaas en (B) het transformeren van het vaste model in een driehoekig maasoppervlak. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figure-results-6
Afbeelding 6: Gebruik de functie Sectieweergave om de steel te observeren en te documenteren. De Section View-functie gebruiken om de parameters voor de (A) pedikelprojectie en (B) documenthoek te observeren. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figure-results-7
Figuur 7: Wijzigen van de parameters van de verplaatsing van het model. Pas de verplaatsingsparameters van het model aan en bepaal de uiteindelijke doellocatie van de punctie. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figure-results-8
Figuur 8: Het maken van een weergave van de projectie van de steel. (A) Partitionering van het model in twee afzonderlijke componenten, gevolgd door (B) het genereren van de pedikelprojectie met behulp van de functie Entiteiten converteren . Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figure-results-9
Figuur 9: Prikpaden en de identificatie van het ideale prikgebied. (A) Reeks prikpaden die de steel doorkruisen. De reeks prikpaden in het wervellichaam door de steel. (B) Reconstructie van modellen die bestaan uit diverse componenten. Reconstrueer de lamina en wervellichaamssegmenten met behulp van de pedikelprikset. (C) Verwerving van het "ideale botpunctiegebied". Een gebied wordt alleen als een ideaal botpunctiegebied beschouwd als het helemaal blauw is. Het ideale botpunctiegebied omvat de regio's 1, 4 en 7 door de toepassing van Booleaanse operaties. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Discussie

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

Percutane vertebroplastiek (PVP) heeft een gunstige klinische werkzaamheid aangetoond bij de behandeling van pijnlijke osteoporotische wervelcompressiefracturen (OVCF)9. Het gebruik van nauwkeurige percutane pedikelpunctietechnologie door chirurgen speelt een cruciale rol bij het bepalen van het optimale inbrengpunt, de richting en de diepte van de priknaald, waardoor het optreden van complicaties aanzienlijk wordt verminderd10. Momenteel worden C-boog röntgenmachines veel gebruikt in de nationale en internationale praktijk van traditionele PVP-chirurgie om de aanpassing van het chirurgische pad van de priknaald te vergemakkelijken11. Het cruciale aspect ligt in het identificeren van het ideale botpunctiepunt, dat conventioneel is gelegen op de projectie "links 10 punten, rechts 2 punten" van de pedikel in de lumbale wervelkolom. De "Nine-grid Area Division Method" heeft de mogelijkheid om het optimale botpunctiegebied te identificeren.

De reden voor het kiezen van de Negen-raster als de voorkeursverdelingsmethode boven alternatieven zoals de "Vier-rasters" en "Zestien-rasters" verdient expliciete verduidelijking. Deze beslissing komt voort uit voorlopige experimenten, die hebben aangetoond dat het segmenteren van de pedikelprojectie in een gebied met negen rasters het meest overeenkomt met de klinische praktijk, terwijl ook rekening wordt gehouden met de referentiewaarde. De "Four-grid Area Division Method" kenmerkt zich door bedieningsgemak; De beperkte referentiewaarde komt echter voort uit de onnauwkeurige regionale indeling, waardoor het een uitdaging is om de veiligheid van het ingangspunt van de botpunctie te onderscheiden. Omgekeerd biedt de "Sixteen-grid Area Division Method" een nauwkeurige bepaling van de veiligheid van het prikpunt, maar de complexiteit ervan tijdens chirurgische ingrepen belemmert observatie en beoordeling, waardoor het niet overeenkomt met de klinische praktijk. Daarom werd gekozen voor de "Nine-grid Area Division Method" omdat deze klinische haalbaarheid combineert met het leveren van een bevredigende referentiewaarde.

Bij verdere analyse van de klinische beeldvormingsgegevens van onze eerdere proefpersonen12, werd ontdekt dat de precieze PVP-botpunctiepunten van de lumbale wervelkolom, zoals geprojecteerd door de ideale pedikelprojectie van "links 10 punten, rechts 2 punten", niet consistent worden waargenomen. Er werd echter waargenomen dat bepaalde alternatieve punctiepunten nog steeds bevredigende punctieresultaten kunnen opleveren in de buurt van het eerder genoemde ideale botpunctiepunt. Deze afwijkingen van het ideaal doen geen afbreuk aan de chirurgische veiligheid of nauwkeurigheid. Op basis van de aannames introduceren we het nieuwe idee van het ideale botpunctiegebied voor de PVP-pedikel, waarbij de pedikelprojectie wordt gesegmenteerd in een gebied met negen rasters op het anteroposterieure röntgenbeeld. Door de röntgenprojectie van de lumbale pedikel als anatomische referentie te gebruiken, stellen we het ideale botpunctiegebied voor PVP vast door de pedikel te verdelen in een gebied met negen rasters, waardoor de beperkingen van een enkelvoudig punt worden overtroffen.

Theoretische innovatie heeft het potentieel om de PVP-punctie-chirurgische route te verbeteren door gebruik te maken van de "Nine-grid Area Division Method"-geassisteerde PVP-chirurgie in de lumbale wervelkolom. Deze vooruitgang kan de dosering van intraoperatieve projectie verlagen en de duur van chirurgische ingrepen minimaliseren die nodig zijn voor het aanpassen van het botingangspunt van de punctienaald, waardoor uiteindelijk de chirurgische efficiëntie en werkzaamheid worden verbeterd. Het is opmerkelijk dat het ideale botpunctiegebied voor de "Nine-grid Area Division Method" kan variëren over verschillende segmenten van het wervellichaam. Ter illustratie wordt in deze context uitsluitend het wervellichaam L1 als voorbeeld gebruikt. Ons toekomstig onderzoek zal aanvullende casestudy's, bredere steekproefsegmenten en onderzoek naar robotleren omvatten om de validiteit en objectiviteit van de indicaties en methodologieën voor PVP-punctie te verbeteren.

Er zijn echter enkele beperkingen van de "Nine-grid Area Division Method"-geassisteerde PVP in de lumbale wervelkolom. Er is een leercurve voor het leren gebruiken van de medische beeldvormingssoftware. Elke fout die wordt gemaakt tijdens het ontwerpen van sjablonen door chirurgen die niet bekend zijn met de software, kan leiden tot een mislukt resultaat. Bovendien zijn grootschaligere studies noodzakelijk om de betrouwbaarheid en uitvoerbaarheid van deze bevinding te valideren.

Openbaarmakingen

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

De auteurs hebben geen belangenconflict met betrekking tot medicijnen, materialen of apparaten die in deze studie worden beschreven.

Dankbetuigingen

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

De studie werd gefinancierd door Beijing Natural Science Foundation-Haidian Original Innovation Joint Fund (L232054) en Capital Health Development Research Special Fund (NO.2024-2-2024).

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
Computertomografie Bedrijf GEmachine
Geomagic Wrap (3-D reverse engineering productiesoftware)Oqton-softwaresoftware
Magnetische resonantiebeeldvormingsmachineBedrijf GEmachine
Solidworks (3-D modelontwerpsoftware)Dassault Systèmes - SolidWorks Corporationsoftware
Spirit Level PlusIOS App Storegradientor
RöntgenapparaatBedrijf Philipsmachine

Referenties

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Wenhao, W., et al. A comparison of percutaneous kyphoplasty with high-viscosity and low-viscosity bone cement for treatment of osteoporotic vertebral compression fractures: a retrospective study. Geriatr Orthop Surg Rehabil. 13, 21514593221119625(2022).
  2. Xuebiao, S., et al. CT features and risk factors of pulmonary cement embolism after vertebroplasty or kyphoplasty in patients with vertebral compression fracture: a retrospective cohort study. Quant Imaging Med Surg. 13 (4), 2397-2407 (2023).
  3. Liehua, L., et al. A study on the puncture method of extrapedicular infiltration anesthesia applied during lumbar percutaneous vertebroplasty or percutaneous kyphoplasty. Medicine (Baltimore). 98 (33), e16792(2019).
  4. Lo Bianco, G., et al. Interventional pain procedures: a narrative review focusing on safety and complications. PART 2 Interventional procedures for back pain. J Pain Res. 16, 761-772 (2023).
  5. Jie, W., Qiang, Z. Beware of Brucella spondylitis following vertebroplasty: an unusual case of osteoporotic vertebral compression fracture. Infect Drug Resist. 15, 2565-2572 (2022).
  6. Xinqiang, H., Yongzhen, Z., Zhu, W., Mengpeng, Z. Case report: Cement entrapped in the inferior vena cava filter after pedicle screw augmentation. Front Cardiovasc Med. 9, 892025(2022).
  7. Saracen, A., Kotwica, Z. Complications of percutaneous vertebroplasty: An analysis of 1100 procedures performed in 616 patients. Medicine (Baltimore). 95 (24), e3850(2016).
  8. Peilun, H., et al. A novel "three-dimensional-printed individual guide template-assisted percutaneous vertebroplasty" for osteoporotic vertebral compression fracture: a prospective, controlled study. J Orthop Surg Res. 16 (1), 326(2021).
  9. Jiashen, B., et al. Impact of sarcopenia and sagittal parameters on the residual back pain after percutaneous vertebroplasty in patients with osteoporotic vertebral compression fracture. J Orthop Surg Res. 17 (1), 111(2022).
  10. Songfeng, X., et al. Efficacy of percutaneous vertebroplasty for the relief of osteoblastic spinal metastasis pain. Exp Ther Med. 22 (1), 727(2021).
  11. Ruszat, R., et al. Photoselective vaporization of the prostate: subgroup analysis of men with refractory urinary retention. Eur Urol. 50 (5), discussion 1049 1040-1049 (2006).
  12. Junchuan, X., Jisheng, L., Jian, L., Yong, Y., Qi, F. "Targeted percutaneous vertebroplasty" versus traditional percutaneous vertebroplasty for osteoporotic vertebral compression fracture. Surg Innov. 26 (5), 551-559 (2019).

Herprints en machtigingen

Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken

Toestemming aanvragen

Trefwoorden

PedikelprojectieDICOM beeldvorming3D modelleringtraject van de punctienaaldvertebrale compressiefractuurmedische beeldvormingssoftware

Gerelateerde artikelen