Szablon do drukowania trójwymiarowego Przezskórna wertebroplastyka wspomagana (PVP)
17 października 2019
Niniejszym prezentujemy szablon trójwymiarowego przewodnika drukowania dla przezskórnej plastyki kręgów. Jako studium przypadku wybrano pacjenta ze złamaniem kompresyjnym kręgów T11.
Nasz protokół wykorzystuje wydrukowany w 3D szablon przewodnika wspomaganego przezskórną wertebroplastyką, aby ułatwić kompleksową wizualizację złamanego kręgu i opracować zindywidualizowane plany chirurgiczne dla pacjentów. Technika ta pomaga zwiększyć dokładność nakłucia, zmniejsza powikłania związane z nakłuciem, minimalizuje czas operacji i narażenie na promieniowanie oraz skraca proces uczenia się PVP dla początkujących chirurgów. Demonstracja wizualna może zapewnić przejrzyste wprowadzenie krok po kroku, które podkreśla istotne części techniki, aby ułatwić szybkie zrozumienie metody.
Przed przystąpieniem do zabiegu należy potwierdzić obszar docelowy za pomocą fluoroskopii rentgenowskiej w oględzinach pleców pacjenta. Następnie umieść trzy markery nieprzepuszczające promieni rentgenowskich wzdłuż linii środkowej skóry grzbietowej pacjenta na poziomie ściśniętych kręgów i umieść gradienter tuż poniżej stałych znaczników. Następnie zarejestruj pozycję ciała pacjenta przed usunięciem gradientera i uzyskaj obrazy tomografii komputerowej docelowych kręgów.
Pod koniec akwizycji zapisz obrazy w formacie DICOM i umieść wacik na plecach pacjenta, aby upewnić się, że markery pozostaną na swoim miejscu do operacji. Po uzyskaniu obrazów tomografii komputerowej należy zaimportować obrazy do odpowiedniego oprogramowania do przetwarzania obrazowania medycznego i wybrać docelowe wycinki do rekonstrukcji ściśniętego kręgu. Wybierz opcję Segmentacja progu, aby dostosować zakres progowy dla kręgu docelowego w zakresie 125-3071H i utworzyć maskę.
Kliknij przycisk Zduplikuj maskę, aby utworzyć dwie maski, maskę A i maskę B. Kliknij przycisk Edytuj maskę, aby usunąć docelowy kręg w masce A.Kliknij pozycję Operacje logiczne i użyj maski B, aby usunąć maskę A, aby utworzyć nową maskę C. Następnie kliknij przycisk Oblicz 3D z maski, aby zrekonstruować docelowy kręg. Aby zasymulować procedurę przezskórnej wertebroplastyki za pomocą obustronnego podejścia transpedikularnego, zdefiniuj cylinder MedCAD w oprogramowaniu jako tryb igły do nakłuwania o tej samej długości i promieniu co igła do nakłuwania. Użyj widoków 3D kręgu docelowego, aby wyświetlić punkt wejścia, kąt wejścia i głębokość nakłucia igły dla prawdziwej przezskórnej wertebroplastyki, korzystając z funkcji przesuwania i obracania, aby dostosować igły do nakłuwania do ich idealnych pozycji.
Następnie użyj tych danych przewodnika szablonu, aby wydrukować trójwymiarowy szablon przewodnika po kwasie polimlekowym. W przypadku PVP wspomaganego szablonem przewodnika wydrukowanego w 3D, z pacjentem leżącym w pozycji leżącej w tej samej pozycji, która została zarejestrowana przez gradienter do skanowania tomografii komputerowej, zmierz odległość trzech markerów nieprzepuszczających promieni rentgenowskich i narysuj kontur trzech markerów, aby dopasować szablon do lokalizacji docelowej. Dopasuj szablon skóry do konturu skóry i włóż dwa waciki przez trajektorie igły szablonu, aby zaznaczyć punkty wprowadzenia na skórze.
Oznacz punkty wkłucia jako punkt A i B. Po obłożeniu pola operacyjnego umieść taśmę dezynfekującą na skórze i umieść końcówki dwóch igieł do nakłuwania w punktach wkłucia. Użyj widoku przednio-tylnego fluoroskopii ramienia C, aby potwierdzić, czy punkty nakłucia określone przez szablon są wykonalne. Po podaniu znieczulenia miejscowego lekko wbij dwie igły w kręg docelowy poprzez wprowadzenie przez cylindry prowadzące szablonu i użyj fluoroskopu z ramieniem C, aby sprawdzić, czy trajektorie są wystarczająco dobre do wprowadzenia.
Upewnij się, że znak interpunkcyjny znajduje się w szypułkach przed przyklejeniem igieł, aby przesunąć końcówki do końca trajektorii. Gdy igły zostaną całkowicie włożone do cylindrów prowadzących, sprawdź za pomocą fluoroskopu z ramieniem C, czy końcówki igieł osiągnęły swoje optymalne położenie. Następnie wstrzyknij dwa mililitry cementu kostnego przez każdą igłę do trzonu kręgu.
I użyj fluoroskopii, aby sprawdzić rozmieszczenie cementu w trzonie kręgu przez widok przednio-tylny i boczny. Przedoperacyjne, tylne przednie i boczne zdjęcia rentgenowskie pokazują, że docelowy kręg reprezentatywnego pacjenta przed szablonem przewodnika 3D pomagał PVP. Obrazy tomografii komputerowej uzyskane z płaszczyzny czołowej, poprzecznej i strzałkowej można wykorzystać do wygenerowania modelu 3D docelowego kręgu.
Można określić długość cylindrów prowadzących szablonu, a szablon może być wyprodukowany do użycia w procedurze PVP. Dla powodzenia całego zabiegu niezbędne jest dopasowanie szablonu do korekcyjnego położenia pleców pacjenta.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Przegląd
Niniejszy artykuł przedstawia przewodnik po wykorzystaniu szablonu wydrukowanego w technologii 3D w przezskórnej wertebroplastyce, zilustrowany studium przypadku pacjenta z kompresyjnym złamaniem kręgu T11. Metoda ta zwiększa precyzję chirurgiczną i redukuje liczbę powikłań.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Neurochirurgia
- Technologia druku 3D
- Techniki małoinwazyjne
Wprowadzenie
- Przezskórna wertebroplastyka jest procedurą stosowaną w leczeniu złamań kompresyjnych kręgów.
- Tradycyjne metody mogą charakteryzować się brakiem precyzji i zwiększać ryzyko dla pacjentów.
- Technologia druku 3D oferuje innowacyjne rozwiązania w zakresie prowadzenia chirurgicznego.
- Indywidualne plany chirurgiczne mogą poprawić wyniki leczenia pacjentów.
Cel badania
- Opracowanie drukowanego w technologii 3D szablonu prowadzącego w celu zwiększenia dokładności wertebroplastyki.
- Zminimalizowanie powikłań związanych z zabiegiem.
- Skrócenie procesu nauki dla początkujących chirurgów.
Zastosowane metody
- Wykorzystanie wydrukowanego w technologii 3D szablonu prowadzącego podczas operacji.
- Potwierdzenie obszaru docelowego przed zabiegiem za pomocą fluoroskopii rentgenowskiej.
- Umieszczenie markerów radiokontrastowych w celu dokładnego wyrównania.
- Wykonanie obrazów tomografii komputerowej do planowania chirurgicznego.
Główne wyniki
- Zwiększona dokładność nakłucia podczas procedury.
- Zmniejszona częstość występowania powikłań związanych z nakłuciem.
- Skrócony czas operacji oraz mniejsza ekspozycja na promieniowanie.
- Ułatwiony proces nauki dla nowych chirurgów.
Wnioski
- Drukowany w technologii 3D szablon prowadzący znacząco usprawnia procedurę wertebroplastyki.
- Metoda ta jest korzystna zarówno dla bezpieczeństwa pacjenta, jak i efektywności chirurgicznej.
- Dalsze badania mogą rozszerzyć zakres jej zastosowania w innych kontekstach chirurgicznych.
Najczęściej zadawane pytania
Znaczenie dla przemysłu
Niniejszy protokół odnosi się do problemu precyzyjnego wprowadzenia igły podczas przezskórnej wertebroplastyki, co jest kluczowym czynnikiem w ograniczaniu powikłań związanych z zabiegiem i poprawie wyników pacjentów. Dzięki zastosowaniu spersonalizowanych, wydrukowanych w technologii 3D szablonów prowadzących, opracowanych na podstawie przedoperacyjnych obrazów CT, metoda ta zwiększa dokładność i powtarzalność chirurgiczną. Podejście to zwiększa pewność predykcyjną w celowaniu w ciała kręgów, co pozwala zminimalizować ryzyko na kluczowym etapie interwencji i umożliwia bardziej spójne wykonanie procedury, niezależnie od stopnia doświadczenia chirurga.
Strategiczne zastosowania w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym
Wczesne odkrywanie i walidacja celu
- Wartość naukowa: Umożliwia precyzyjne celowanie anatomiczne w badaniach interwencyjnych wymagających dostępu do kręgów.
- Wartość operacyjna: Zmniejsza zmienność miejsca nakłucia, poprawiając powtarzalność w modelach przedklinicznych.
Przesiewy i opracowywanie testów
- Wartość naukowa: Zapewnia zestandaryzowaną platformę do oceny dostarczania urządzeń lub biomateriałów do celów w kręgosłupie.
- Wartość operacyjna: Umożliwia zachowanie spójnej trajektorii igły w celu porównawczej oceny czynników terapeutycznych.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Wartość naukowa: Wspiera rozwój systemów dostarczania leków w terapii osteoporozy z prowadzeniem obrazowym.
- Wartość operacyjna: Umożliwia przedkliniczną walidację interwencji celowanych w kręgi z poprawioną precyzją celowania.
Integracja potoku i przepływu pracy
Metoda ta wpisuje się w kontinuum od badań przedklinicznych do translacyjnych, umożliwiając precyzyjny dostęp do kręgów w celu oceny terapeutycznej, szczególnie w badaniach nad osteoporozą, gdzie kluczowe jest celowane dostarczanie substancji do zapadniętych kręgów.
- Biologia odkrywcza: Wspiera testowanie hipotez w modelach patologii kręgów poprzez zapewnienie precyzyjnego dostarczenia interwencji.
- Przesiewanie: Zwiększa niezawodność analiz poprzez standaryzację dostępu do kręgów w celu oceny związków lub biomateriałów.
- Analityka: Generuje ilościowe dane przestrzenne dotyczące rozmieszczenia igieł i dystrybucji cementu w celu korelacji z efektami.
- Badania translacyjne: Łączy rozwój interwencji sterowanych obrazowaniem od etapu laboratoryjnego do klinicznego dzięki reprodukowalnemu celowaniu.
- Ponowne wykorzystanie w przedsiębiorstwie: Ustanawia wielokrotnego użytku schemat postępowania w celu wytwarzania prowadnic specyficznych dla pacjenta, stosowalny w badaniach nad interwencjami w kręgach.
Wpływ operacyjny i przedsiębiorczy
- Wartość naukowa: zwiększa pewność walidacji celu poprzez minimalizację dostarczania poza cel w modelach kręgosłupa.
- Wartość operacyjna: zwiększa spójność procedury i zmniejsza zależność od poziomu umiejętności operatora.
- Wartość strategiczna: umożliwia bardziej wiarygodne podejmowanie decyzji go/no-go w rozwoju przedklinicznym poprzez redukcję zmienności biologicznej.
- Wpływ na portfolio: wspiera dostosowany do ryzyka postęp kandydatów ukierunkowanych na kręgosłup dzięki zwiększonej precyzji celowania.
Wskazówki dotyczące wdrożenia
- Wymaga wiedzy specjalistycznej w zakresie przetwarzania obrazów medycznych oraz oprogramowania do modelowania 3D.
- Zależne od dostępu do obrazowania TK i infrastruktury druku 3D.
- Wymaga standaryzacji procedur rozmieszczania znaczników i rejestracji szablonów.
- Należy uwzględnić różnice w anatomii pacjenta i gęstości kości podczas stosowania szablonów.
- Ograniczone do celów kostnych z wystarczającym kontrastem umożliwiającym segmentację w obrazowaniu TK.
