Применение индивидуальных 3D-навигационных матриц для транспедикулярной фиксации субаксиальных шейных и верхнегрудных позвонков

Цель исследования. Анализ безопасности и точности установки транспедикулярных винтов на субаксиальных шейных и верхнегрудных уровнях с применением индивидуальных 3D-навигационных матриц.

Материал и методы. В исследование включены 16 пациентов, которым проводили транспедикулярную имплантацию винтов в субаксиальные шейные и верхнегрудные позвонки с использованием индивидуальных 3D-навигационных матриц. Всего установлено 88 винтов. Всем пациентам выполняли предоперационную КТ-ангиографию для оценки визуализации позвоночной артерии. С помощью технологии 3D-печати создавали индивидуальные модели позвонков и навигационные матрицы. Модели и матрицы стерилизовали и использовали во время операции. Результаты имплантации, а также безопасность и точность установки оценивали по результатам послеоперационной КТ.

Результаты. Средняя девиация от планируемой траектории составила 1,8 ± 0,9 мм. Девиацию степени 1 (<2 мм) зафиксировали для 57 (64,77 %) винтов, степени 2 (2–4 мм) – для 29 (32,95 %), степени 3 – для 2 (2,27 %). Безопасность имплантации степени 0 (винт полностью находится внутри костной структуры) определена в 79 (89,77 %) случаях, степени 1 (<50 % диаметра винта перфорируют кость) – в 5 (5,68 %), степени 3 – в 2 (2,27 %).

Заключение. Использование 3D-навигационных матриц является доступным и безопасным методом установки транспедикулярных винтов на шейных и верхнегрудных уровнях. Метод может быть использован как альтернатива интраоперационной КТ-навигации.

1. Abumi K, Itoh H, Taneichi H, Kaneda K. Transpedicular screw fixation for traumatic lesions of the middle and lower cervical spine: description of the techniques and preliminary report. J Spinal Disord. 1994;7:19–28.

2. Abumi K, Shono Y, Taneichi H, Ito M, Kaneda K. Correction of cervical kyphosis using pedicle screw fixation systems. Spine. 1999;24:2389–2396. DOI: 10.1097/00007632-199911150-00017.

3. Kotani Y, Cunningham BW, Abumi K, McAfee PC. Biomechanical analysis of cervical stabilization systems. An assessment of transpedicular screw fixation in the cervical spine. Spine. 1994;19:2529–2539. DOI: 10.1097/00007632-199411001-00007.

4. Johnston TL, Karaikovic EE, Lautenschlager EP, Marcu D. Cervical pedicle screws vs. lateral mass screws: uniplanar fatigue analysis and residual pullout strengths. Spine J. 2006;6:667–672. DOI: 10.1016/j.spinee.2006.03.019.

5. Jones EL, Heller JG, Silcox DH, Hutton WC. Cervical pedicle screws versus lateral mass screws. Anatomic feasibility and biomechanical comparison. Spine. 1997;22:977–982. DOI: 10.1097/00007632-199705010-00009.

6. Shimokawa N, Takami T. Surgical safety of cervical pedicle screw placement with computer navigation system. Neurosurg Rev. 2017;40:251–258. DOI: 10.1007/s10143-016-0757-0.

7. Jo DJ, Seo EM, Kim KT, Kim SM, Lee SH. Cervical pedicle screw insertion using the technique with direct exposure of the pedicle by laminoforaminotomy. J Korean Neurosurg Soc. 2012;52:459–465. DOI: 10.3340/jkns.2012.52.5.459.

8. Ebraheim NA, Xu R, Knight T, Yeasting RA. Morphometric evaluation of lower pedicle and its projection. Spine. 1997;22:1–6. DOI: 10.1097/00007632-199701010-00001.

9. Richter M,Cakir B, Schmidt R. Cervical pedicle screws: conventional versus computerassisted placement of cannulated screws. Spine. 2005;30:2280–2287. DOI: 10.1097/01.brs.0000182275.31425.cd.

10. Yukawa Y, Kato F, Ito K, Horie Y, Hida T, Nakashima H, Machino M. Placement and complications of cervical pedicle screws in 144 cervical trauma patients using pedicle axis view techniques by fluoroscope. Eur Spine J. 2009;18:1293–1299. DOI: 10.1007/s00586-009-1032-7.

11. Uehara M, Takahashi J, Ikegami S, Kuraishi S, Futatsugi T, Kato H. Screw perforation rates in 359 consecutive patients receiving computer-guided pedicle screw insertion along the cervical to lumbar spine. Eur Spine J. 2017;26:2858–2864. DOI: 10.1007/s00586-016-4843-3.11.

12. Owen BD, Christensen GE, Reinhardt JM, Ryken TC. Rapid prototype patient-specific drill template for cervical pedicle screw placement. Comput Aided Surg. 2007;12:303–308. DOI: 10.3109/10929080701662826.

13. 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.

14. Kawaguchi Y, Nakano M, Yasuda T, Seki S, Hori T, Kimura T. Development of a new technique for pedicle screw and Magerl screw insertion using a 3-dimensional image guide. Spine. 2012;37:1983–1988. DOI: 10.1097/BRS.0b013e31825ab547.

15. 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–Е348. DOI: 10.1097/BRS.0000000000000772.

16. Bundoc RC, Delgado GG, Grozman SA. A novel patient-specific drill guide template for pedicle screw insertion into the subaxial cervical spine utilizing stereolithographic modelling: an in vitro study. Asian Spine J. 2017;11:4–14. DOI: 10.4184/asj.2017.11.1.4.

17. Бурцев А.В., Павлова О.М., Рябых С.О., Губин А.В. Компьютерное 3D-моделирование с изготовлением индивидуальных лекал для навигирования введения винтов в шейном отделе позвоночника // Хирургия позвоночника. 2018. Т. 15. № 2. С. 33–38. DOI: 10.14531/ss2018.2.33-38.