КОМПЬЮТЕРНОЕ 3D-МОДЕЛИРОВАНИЕ С ИЗГОТОВЛЕНИЕМ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ЛЕКАЛ ДЛЯ НАВИГИРОВАНИЯ ВВЕДЕНИЯ ВИНТОВ В ШЕЙНОМ ОТДЕЛЕ ПОЗВОНОЧНИКА

Цель исследования. Доказать эффективность методики 3D-моделирования с индивидуальным изготовлением лекал при винтовой фиксации шейного отдела позвоночника.

Материал и методы. На основании данных МСКТ трех пациентов изготовили 3D-модели шейных позвонков и лекала-направители. С помощью стандартного инструментария для введения винтов в шейные позвонки имплантировали винты транспедикулярно в С₂–С₇ и в боковые массы С₁ 3D-моделей. Затем данную технологию клинически апробировали у пациента с новообразованием С₂ позвонка, которому произвели дорсальную стабилизацию С₁–С₃ с использованием лекал как направителей. В послеоперационном периоде выполняли МСКТ для контроля положения винтов.

Результаты. При имплантации винтов в муляжи технических трудностей не выявили. После введения винтов производили визуальную оценку 3D-модели позвонка. Мальпозиций на моделях не определялось. На основании отработанной методики провели клиническую апробацию у пациента с нормальным строением шейных позвонков. По результатам МСКТ отмечена девиация винтов относительно заданной траектории не более чем на 2 мм, при этом мальпозиций не выявлено.

Заключение. Представлено первое отечественное описание методики навигирования по лекалам. Из всех существующих данная методика является наиболее надежным способом позиционирования винтов в шейном отделе позвоночника. Возможная погрешность при введении не отражается на качестве положения.

1. Berry E, Cuppone M, Porada S, Millner PA, Rao A, Chiverton N, Seedhom BB. Personalised image-based templates for intra-operative guidance. Proc Inst Mech Eng H. 2005;219:111–118. DOI: 10.1243/095441105X9273.

2. Birnbaum K, Schkommodau E, Decker N, Prescher A, Klapper U, Radermacher K. Computer-assisted orthopedic surgery with individual templates and comparison to conventional operation method. Spine. 2001;26:365–370. DOI: 10.1097/00007632-200102150-00012.

3. D’ Urso PS, Williamson OD, Thompson RG. Biomodeling as an aid to spinal instrumentation. Spine. 2005;30:2841–2845. DOI: 10.1097/01.brs.0000190886.56895.3d.

4. Hu Y, Yuan ZS, Spiker WR, Albert TJ, Dong WX., Xie H, Yuan JB, Wang CT. Deviation analysis of C2 translaminar screw placement assisted by a novel rapid prototyping drill template: a cadaveric study. Eur Spine J. 2013;22:2770–2776. DOI: 10.1007/s00586-013-2993-0.

5. Kaneyama S, Sugawara T, Sumi M, Higashiyama N, Takabatake M, Mizoi K. A novel screw guiding method with a screw guide template system for posterior C2 fixation: clinical article. J Neurosurg Spine. 2014;21:231–238. DOI: 10.3171/2014.3.SPINE13730.

6. Kaneyama S, Sugawara T, Sumi M. Safe and accurate midcervical pedicle screw insertion procedure with the patient-specific screw guide template system. Spine. 2015;40:E341–E348. DOI: 10.1097/BRS.0000000000000772.

7. Lu S, Xu YQ, Chen GP, Zhang YZ, Lu D, Chen YB, Shi JH, Xu XM. Efficacy and accuracy of a novel rapid prototyping drill template for cervical pedicle screw placement. Comput Aided Surg. 2011;16:240–248. DOI: 10.3109/10929088.2011.605173.

8. Lu S, Xu YQ, Lu WW, Ni GX, Li YB, Shi JH, Li DP, Chen GP, Chen YB, Zhang YZ. A novel patient-specific navigational template for cervical pedicle screw placement. Spine. 2009;34:E959–E966. DOI: 10.1097/BRS.0b013e3181c09985.

9. Lu S, Xu YQ, Zhang YZ, Xie L, Guo H, Li DP. A novel computer-assisted drill guide template for placement of C2 laminar screws. Eur Spine J. 2009;18:1379–1385. DOI: 10.1007/s00586-009-1051-4.

10. Lu S, Zhang YZ, Wang Z, Shi JH, Chen YB, Xu XM, Xu YQ. Accuracy and efficacy of thoracic pedicle screws in scoliosis with patient-specific drill template. Med Biol Eng Comput. 2012;50:751–758. DOI: 10.1007/s11517-012-0900-1.

11. Mobbs RJ, Coughlan M, Thompson R, Sutterlin CE 3rd, Phan K. The utility of 3D printing for surgical planning and patient-specific implant design for complex spinal pathologies: case report. J Neurosurg Spine. 2017;26:513–518. DOI: 10.3171/2016.9.SPINE16371.

12. Radermacher K, Portheine F, Anton M, Zimolong A, Kaspers G, Rau G, Staudte HW. Computer assisted orthopaedic surgery with image based individual templates. Clin Orthop Relat Res. 1998;(354):28–38.

13. Ryken TC, Owen BD, Christensen GE, Reinhardt JM. Image-based drill templates for cervical pedicle screw placement. J Neurosurg Spine. 2009;10:21–26. DOI: 10.3171/2008.9.SPI08229.

14. Sugawara T, Higashiyama N, Kaneyama S, Sumi M. Accurate and simple screw insertion procedure with patient-specific screw guide templates for posterior C1–C2 fixation. Spine. 2017;42:E340–E346. DOI: 10.1097/BRS.0000000000001807.

15. Sugawara T, Higashiyama N, Kaneyama S, Takabatake M, Watanabe N, Uchida F, Sumi M, Mizoi K. Multistep pedicle screw insertion procedure with patient-specific lamina fit-and-lock templates for the thoracic spine: clinical article. J Neurosurg Spine. 2013;19:185–190. DOI: 10.3171/2013.4.SPINE121059.

16. Takemoto M, Fujibayashi S, Ota E, Otsuki B, Kimura H, Sakamoto T, Kawai T, Futami T, Sasaki K, Matsushita T, Nakamura T, Neo M, Matsuda S. Additivemanufactured patient-specific titanium templates for thoracic pedicle screw placement: novel design with reduced contact area. Eur Spine J. 2016;25:1698–1705. DOI: 10.1007/s00586-015-3908-z.