Summary

Neun-Raster-Flächenteilungsmethode: Eine neue ideale Knochenpunktionsregion für die perkutane Vertebroplastie in der Lendenwirbelsäule

Published: August 09, 2024
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Summary

Im Folgenden stellen wir eine “Nine-Grid Area Division Method” für die perkutane Vertebroplastie vor. Als Fallstudie wurde ein Patient mit einer L1-Wirbelkompressionsfraktur ausgewählt.

Abstract

Die perkutane Vertebroplastie (PVP) ist weithin als wirksamer Eingriff zur Linderung von Rückenschmerzen infolge osteoporotischer Wirbelkompressionsfrakturen anerkannt. Der ideale Knochenpunktionspunkt befindet sich herkömmlicherweise an der Projektion “links 10 Punkte, rechts 2 Punkte” des Stiels in der Lendenwirbelsäule. Die Bestimmung des optimalen Knochenpunktionspunktes stellt eine kritische und komplexe Herausforderung dar. Die Genauigkeit der perkutanen Vertebroplastie (PVP) wird in erster Linie durch die Kompetenz der operierenden Chirurgen und den Einsatz mehrerer Fluoroskope während des konventionellen Eingriffs beeinflusst. Das Auftreten von punktionsbedingten Komplikationen ist weltweit dokumentiert. In dem Bestreben, die Präzision der Operationstechnik zu verbessern und das Auftreten von punktionsbedingten Komplikationen zu reduzieren, wandte unser Team die “Nine-Grid Area Division Method” für PVP in der Lendenwirbelsäule an, um das traditionelle Verfahren zu modifizieren. Es besteht die Möglichkeit, die Anzahl der Punktionszeiten, die Strahlenexpositionsdosis und die Dauer chirurgischer Eingriffe zu verringern.

Dieses Protokoll führt in die Definition der “Nine-Grid Area Division Method” ein und beschreibt den Prozess der Modellierung von DICOM-Bildgebungsdaten für Zielwirbel innerhalb einer medizinischen Bildgebungssoftware, der Simulation von Operationen innerhalb eines 3D-Modells, der Verfeinerung des 3-D-Modells unter Verwendung von Reverse-Engineering-Produktionssoftware, der Rekonstruktion des Wirbeltechnikmodells innerhalb der 3D-Modellierungsdesignsoftware und der Verwendung chirurgischer Daten zur Bestimmung sicherer Eintrittsbereiche für die Pedikelprojektion. Durch den Einsatz dieser Methode können Chirurgen geeignete Einstichpunkte effektiv und präzise identifizieren, wodurch die mit der Punktion verbundenen Feinheiten reduziert und die Gesamtgenauigkeit chirurgischer Eingriffe verbessert werden.

Introduction

Die osteoporotische Wirbelkompressionsfraktur (OVCF) ist die häufigste Frakturart unter den osteoporotischen Frakturen und stellt im heutigen Gesundheitswesen ein erhebliches klinisches Problem dar1. Die perkutane Vertebroplastie gilt nach aktuellen Leitlinien als eine der wirksamsten minimal-invasiven Behandlungsmethoden bei OVCF2. Die vorherrschende Methode zur Durchführung der perkutanen Vertebroplastie (PVP) ist der Pedikelpunktionsansatz, der drei Schlüsselparameter umfasst: die Identifizierung des Knocheneinstichpunkts, des Einstichwinkels und der Einstichtiefe. Von diesen Parametern gilt die Auswahl des Eintrittspunktes für die Knochenpunktion als der entscheidendste.

Derzeit werden C-Bogen-Röntgengeräte in der nationalen und internationalen Praxis der traditionellen PVP-Chirurgie häufig eingesetzt, um die Anpassung des Operationspfads der Punktionsnadel zu erleichtern. Der entscheidende Aspekt liegt in der Identifizierung des “idealen Knochenpunktionspunktes”, der herkömmlicherweise an der Projektion “links 10 Punkte, rechts 2 Punkte” des Stiels in der Lendenwirbelsäule liegt (Abbildung 1A)3. Trotz ihrer Erfahrung können selbst erfahrene Chirurgen Fehler machen, wenn sie geeignete Punktionspunkte allein aufgrund persönlicher Erfahrungen bestimmen. Dies kann zu punktionsbedingten Komplikationen wie Zementleckagen in das umgebende Gewebe, Nervenwurzelverletzungen und intraspinalen Hämatomen führen 4,5,6. Darüber hinaus treten bei fast der Hälfte der Patienten lokale Komplikationen durch traditionelle PVP auf, wobei 95 % dieser Komplikationen auf das Austreten von Zement in das umgebende Gewebe oder die Embolisation von paravertebralen Venen zurückzuführensind 7. Unsere vorläufigen Untersuchungen ergaben, dass die tatsächlichen PVP-Knochenpunktionspunkte in der Lendenwirbelsäule nicht immer an der idealen Pedikelprojektion “links 10 Punkte und rechts 2 Punkte” liegen8. Einige tatsächliche Punktionspunkte können auch zufriedenstellende Punktionsergebnisse in der Nähe des “idealen Knochenpunktionspunkts” erzielen, was die chirurgische Sicherheit und Genauigkeit nicht beeinträchtigt.

Basierend auf den obigen Annahmen schlagen wir zum ersten Mal das Konzept der “idealen Knochenpunktionsregion” für PVP in der Lendenwirbelsäule vor und unterteilen die Projektion des Pedikels in eine “Neun-Gitter-Area”. Das Konzept der idealen Knochenpunktionsregion bezieht sich auf bestimmte anatomische Regionen, in denen der Punktionseintrittspunkt erfolgreich und sicher den idealen Endpunkt der Punktion durch den Stiel erreichen kann. Der Begriff “Nine-Grid Area Division Method” bezieht sich auf eine Technik im anteroposterioren Röntgenbild, bei der der längste und der kürzeste Durchmesser der Pedikelprojektion in drei gleiche Teile geteilt werden, was zur Aufteilung des Bereichs in neun Bereiche führt (Abbildung 1B). Diese Bereiche sind fortlaufend von 1 bis 9 nummeriert, wobei sie vom äußersten zum innersten und von oben nach unten fortschreiten. Unter Verwendung der Röntgenprojektion des lumbalen Stikels als anatomischer Marker ermitteln wir die “ideale Knochenpunktionsregion” für PVP durch die “Nine-grid Area Division Method”, anstatt auf einen einzigen Punkt beschränkt zu sein. Wir verwenden Computersimulationen, um einen sicheren Einstichpfad während des Punktionsprozesses zu erkunden.

Daher schlagen wir die Implementierung der “Nine-grid Area Division Method” als potenzielle Methode vor, um den Komfort, die Effizienz und die Sicherheit von Hilfspunktionstechniken in der PVP-Chirurgie zu verbessern, mit dem Ziel, die Verfahrensgenauigkeit zu erhöhen und punktionsbedingte Komplikationen zu minimieren. Es ist wichtig zu beachten, dass diese Studie einen theoretischen Ansatz darstellt, der durch umfangreiche Forschung validiert werden muss, um seine Wirksamkeit und Sicherheit zu ermitteln.

Protocol

Die vorliegende Studie wurde von der Ethikkommission des Beijing Friendship Hospital der Capital Medical University genehmigt. Diese Methode wird über eine retrospektive Fallstudie eingeführt, bei der nur die präoperativen Daten der Computertomographie (CT) in Bauchlage des Patienten verwendet werden. Die “Nine-Grid Area Division Method” in der assistierten perkutanen Vertebroplastie (PVP) bietet im Vergleich zu herkömmlichen Methoden einen einfacheren und effektiveren Ansatz, der zu kürzeren Operat…

Representative Results

CT-Bildgebung und digitale Modellierung wurden im Krankenhaus durchgeführt. Es dauerte 30 Minuten, um das 3D-Modell aus den CT-Bildern zu erstellen, ~10 Minuten, um das 3D-Modell in der 3D-Reverse-Engineering-Produktionssoftware zu polieren, und 15 Minuten, um das Wirbeltechnikmodell zu rekonstruieren und die sicheren Eintrittsbereiche der Pedikelprojektion in der 3D-Modellierungssoftware zu bestätigen. Die ideale Knochenpunktionsregion umfasst in diesem Fall die Regionen 1, 4 und 7 auf der linken Seit…

Discussion

Die perkutane Vertebroplastie (PVP) hat eine günstige klinische Wirksamkeit bei der Behandlung schmerzhafter osteoporotischer Wirbelkompressionsfrakturen (OVCF) gezeigt9. Der Einsatz einer präzisen perkutanen Pedikelpunktionstechnologie durch Chirurgen spielt eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung des optimalen Einstichpunkts, der optimalen Richtung und Tiefe der Einstichnadel, wodurch das Auftreten von Komplikationen erheblich reduziertwird 10. Gegenwärtig werden C…

Offenlegungen

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Die Studie wurde vom Beijing Natural Science Foundation-Haidian Original Innovation Joint Fund (L232054) und dem Capital Health Development Research Special Fund (NO.2024-2-2024) finanziert.

Materials

Computer tomography  Company GE machine
Geomagic Wrap (3-D reverse engineering production software) Oqton software software
Magnetic resonance image machine Company GE machine
 Materialise Interactive Medical Image Control System (medical imaging processing software) Materialise Company software
Solidworks (3-D modeling design software) Dassault Systèmes - SolidWorks Corporation software
Spirit Level Plus IOS App store gradientor
X-ray machine Company Philips machine

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Diesen Artikel zitieren
Lin, J., Zuo, W., Wu, P., Li, X., Meng, H., Li, J., Fei, Q. Nine-Grid Area Division Method: A New Ideal Bone Puncture Region for Percutaneous Vertebroplasty in Lumbar Spine . J. Vis. Exp. (210), e66906, doi:10.3791/66906 (2024).

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