Zlepšuje trojrozměrné předoperační plánování přesnost vložení pedikulárních šroubů?

Stáhnout PDF English version

Autoři: H. Doğu; O. Öztürk; H. Can
Působiště autorů: Department of Neurosurgery, Medicine Hospital, Atlas Universty, Istanbul, Turkey
Vyšlo v časopise: Cesk Slov Neurol N 2022; 85(3): 228-234
Kategorie: Původní práce
doi: https://doi.org/10.48095/cccsnn2022228

Souhrn

Cíl: Zhodnotit superioritu předoperačního trojrozměrného (3D) plánování pomocí CT nad dvojrozměrným (2D) plánováním z hlediska přesnosti umístění pedikulárních šroubů. Materiál a metody: Ve virtuálním prostředí umístili tři chirurgové osmi pacientům ve skupině 2D pedikulární šrouby do bederní páteře po konvenčním 2D plánování. Ve skupině 3D umístili pedikulární šrouby po 3D plánování na základě CT. Po virtuálních operacích byly zaznamenány úhly trajektorie, vzdálenost míst narušení pedikulární stěny a vzdálenost odchylek od místa vstupu šroubu. Výsledky: V 2D skupině pedikulární stěnu penetrovalo 69 šroubů (28,8 %) a v 3D skupině 37 šroubů (15,5 %). Porovnání těchto dvou skupin ukázalo významnou výhodu ve prospěch předoperačního 3D plánování (p = 0,003). V 2D skupině byl průměrný úhel trajektorie šroubu vypočítaný před operací 19,65 ± 6,35° a průměrný úhel vložených šroubů měřený po operaci byl 20,79 ± 5,95°. Ve skupině 3D byl průměrný úhel trajektorie šroubu vypočítaný předoperačně 20,18 ± 5,67° a průměrný úhel vloženého šroubu změřený pooperačně byl 20,07 ± 5,85°. V porovnání s předoperačním plánováním ve skupině 3D byly šrouby vloženy v podobné orientaci (p = 0,655), ale pooperačně nebylo možné ve skupině 2D podobné orientace dosáhnout u všech úrovní (p ≤ 0,001). Závěr: Předoperační 3D plánování zlepšuje přesnost tím, že pomáhá určit bod vstupu pedikulárního šroubu a jeho směr.

Klíčová slova:

virtuální realita – trojrozměrný – plánování operace – bederní páteř – umístění pedikulárních šroubů

Zdroje

1. Park SM, Shen F, Kim HJ et al. How many screws are necessary to be considered an experienced surgeon for freehand placement of thoracolumbar pedicle screws?: analysis using the cumulative summation test for learning curve. World Neurosurg 2018; 118: e550–e556. doi: 10.1016/ j.wneu.2018.06.236.

2. Reid PC, Morr S, Kaiser MG. State of the union: a review of lumbar fusion indications and techniques for degenerative spine disease. J Neurosurg Spine 2019; 31(1): 1–14. doi: 10.3171/ 2019.4.SPINE18915.

3. Du JP, Fan Y, Wu QN et al. Accuracy of pedicle screw insertion among 3 image-guided navigation systems: systematic review and meta-analysis. World Neurosurg 2018; 109: 24–30. doi: 10.1016/ j.wneu.2017.07.154.

4. Mikula AL, Williams SK, Anderson PA. The use of intraoperative triggered electromyography to detect misplaced pedicle screws: a systematic review and metaanalysis. J Neurosurg Spine 2016; 24(4): 624–638. doi: 10.3171/ 2015.6.SPINE141323.

5. Yu C, Ou Y, Xie C et al. Pedicle screw placement in spinal neurosurgery using a 3D-printed drill guide template: a systematic review and meta-analysis. J Orthop Surg Res 2020; 15(1): 1. doi: 10.1186/ s13018-019-1510-5.

6. Song G, Bai H, Zhao Y et al. Preoperative planning and simulation for pedicle screw insertion using computed tomography-based patient specific volume rendering combined with projection fluoroscopy. Int Rob Auto J 2017; 2(1): 25–29. doi: 10.15406/ iratj.2017.02.00011.

7. Xiang L, Zhou Y, Wang H et al. Signifi cance of preoperative planning simulator for junior surgeons’ training of pedicle screw insertion. J Spinal Disord Tech 2015; 28(1): E25–29. doi: 10.1097/ BSD.0000000000000138.

8. Muralidharan V, Swaminathan G, Devadhas D et al. Patient-specifi c interactive software module for virtual preoperative planning and visualization of pedicle screw entry point and trajectories in spine surgery. Neurol India 2018; 66(6): 1766–1770. doi: 10.4103/ 0028-3886.246 281.

9. Augustine KE, Stans AA, Morris JM et al. 2010. Plan to procedure: combining 3D templating with rapid prototyping to enhance pedicle screw placement. [online]. Available from: https:/ / ui.adsabs.harvard.edu/ abs/ 2010SPIE.7625E..0SA/ abstract.

10. Eftekhar B, Ghodsi M, Ketabchi E et al. Surgical simulation software for insertion of pedicle screws. Neurosurgery 2002; 50(1): 222–223; discussion 223–224. doi: 10.1097/ 00006123-200201000-00038.

11. Esses SI, Sachs BL, Dreyzin V. Complications associated with the technique of pedicle screw fi xation. A selected survey of ABS members. Spine (Phila Pa 1976) 1993; 18(15): 2231–2238; discussion 2238–2239. doi: 10.1097/ 00007632-199311000-00015.

12. Perna F, Borghi R, Pilla F et al. Pedicle screw insertion techniques: an update and review of the literature. Musculoskelet Surg 2016; 100(3): 165–169. doi: 10.1007/ s12306-016-0438-8.

13. Roy-Camille R, Saillant G, Mazel C. Internal fixation of the lumbar spine with pedicle screw plating. Clin Orthop Relat Res 1986; 203(203): 7–17. doi: 10.1097/ 00003086-198602000-00003.

14. Rambani R, Ward J, Viant W. Desktop-based computer- assisted orthopedic training system for spinal surgery. J Surg Educ 2014; 71(6): 805–809. doi: 10.1016/ j. jsurg.2014.04.012.

15. Hou Y, Lin Y, Shi J et al. Eff ectiveness of the thoracic pedicle screw placement using the virtual surgical training system: a cadaver study. Oper Neurosurg (Hagerstown) 2018; 15(6): 677–685. doi: 10.1093/ ons/ opy 030.

16. Parker SL, McGirt MJ, Farber SH et al. Accuracy of freehand pedicle screw in the thoracic and lumbar spine: analysis of 6816 consecutive screws. Neurosurgery 2011; 68(1): 170–178. doi: 10.1227/ NEU.0b013e3181fdfaf4.

17. Zhao Q, Zhang H, Hao D et al. Complications of percutaneous pedicle screw fixation in treating thoracolumbar and lumbar fracture. Med 2018; 97(29): e11560. doi: 10.1097/ md.0000000000011560.

18. Archavlis E, Ringel F, Kantelhardt S. Maintenance of integrity of upper facet joints during simulated percutaneous pedicle screw insertion using 2D versus 3D planning. J Neurol Surg A Cent Eur Neurosurg 2019; 80(4): 269–276. doi: 10.1055/ s-0039-1681042.

19. Penner F, Marengo N, Ajello M et al. Preoperative 3D CT planning for cortical bone trajectory screws: a retrospective radiological cohort study. World Neurosurg 2019; 126: e1468–e1474. doi: 10.1016/ j.wneu.2019.03. 121.

20. Castellvi AE, Goldstein LA, Chan DP. Lumbosacral transitional vertebrae and their relationship with lumbar extradural defect. Spine (Phila Pa 1976) 1984; 9(5): 493– 495. doi: 10.1097/ 00007632-198407000-00014.

21. Su BW, Kim PD, Cha TD et al. An anatomical study of the mid-lateral pars relative to the pedicle footprint in the lower lumbar spine. Spine (Phila Pa 1976) 2009; 34(13): 1355–1362. doi: 10.1097/ BRS.0b013e3181a4f3a9.

22. Sabri SA, York PJ. Preoperative planning for intraoperative navigation guidance. Ann Transl Med 2021; 9(1): 87. doi: 10.21037/ atm-20-1369.

23. Su P, Zhang W, Peng Y et al. Use of computed tomographic reconstruction to establish the ideal entry point for pedicle screws in idiopathic scoliosis. Eur Spine J 2012; 21(1): 23–30. doi: 10.1007/ s00586-011-1962-8.

24. Fujibayashi S, Takemoto M, Neo M et al. Strategy for salvage pedicle screw placement: a technical note. Int J Spine Surg 2013; 7: e67–71. doi: 10.1016/ j.ijsp.2013.03. 002.

25. Hu W, Zhang X, Yu J et al. Vertebral column decancellation in Pott’s deformity: use of surgimap spine for preoperative surgical planning, retrospective review of 18 patients. BMC Musculoskelet Disord 2018; 19(1): 13. doi: 10.1186/ s12891-018-1929-6.

26. Klein S, Whyne CM, Rush R et al. CT-based patientspecific simulation software for pedicle screw insertion. J Spinal Disord Tech 2009; 22(7): 502–506. doi: 10.1097/ BSD.0b013e31819877fd.

27. Wi W, Park SM, Shin BS. Computed tomographybased preoperative simulation system for pedicle screw fi xation in spinal surgery. J Korean Med Sci 2020; 35(18): e125. doi: 10.3346/ jkms.2020.35.e125.

28. Xu W, Zhang X, Ke T et al. 3D printing-assisted preoperative plan of pedicle screw placement for middle- upper thoracic trauma: a cohort study. BMC Musculoskelet Disord 2017; 18(1): 348. doi: 10.1186/ s12891- 017-1703-1.

29. Hicks JM, Singla A, Shen FH et al. Complications of pedicle screw fixation in scoliosis surgery. Spine (Phila Pa 1976) 2010; 35(11): E465–470. doi: 10.1097/ BRS.0b013e3181d1021a.

30. Kosmopoulos V, Schizas C. Pedicle screw placement accuracy: a meta-analysis. Spine (Phila Pa 1976) 2007; 32(3): E111–120. doi: 10.1097/ 01.brs.0000254048.79024.8b.