CC BY
13
Актуальные проблемы | отечественной травматологии и ортопедии
Первый опыт применения технологии Эй-печати, в качестве предоперационного планирования, у пациента с патологией краниовертебральной области
Кириленко С.И.1, Ковалев Е.В.1, Дубровский В.В.2, Гуринович В.А.1
11омельская областная клиническая больница, Беларусь
2Институт механики металлополимерных систем им. В.А. Белого Национальной академии наук Беларуси, Гомель
Kirilenko S.I.1, Kovalev E.V.1, Dubrovsky V.V.2, Gurinovich V.A.1
Gomel Regional Clinical Hospital, Belarus
2Institute of Mechanics of Metal-polymer Systems named after V.A. Belyi of the National Academy of Sciences of Belarus, Gomel
The first experience of using 3D printing technology as preoperative planning in a patient with craniovertebral pathology
Резюме. В современном мире развитие медицины невозможно без внедрения новых технологий. Предлагаемые новшества должны улучшать качество оказания медицинской помощи. Представлен первый опыт применения аддитивных технологий при операции у пациента со сложной краниовертебральной патологией. Пациент при поступлении субъективно предъявлял жалобы на слабость в руках и ногах, последние 2 недели перед поступлением практически перестал ходить. После выполненных лабораторных и инструментальных исследований выставлен диагноз: «Закрытый несвежий смещенный перелом зубовидного отростка С2 позвонка с грубым стенозом позвоночного канала, цервикальная миелопатия, умеренный тетрапарез». Выполнено оперативное вмешательство. При проведении предоперационного планирования использован метод 3D-печати для изготовления пластиковой копии фрагмента позвоночника, интересующей зоны операции. Осложнений во время операции и в послеоперационный период не возникло. Ключевые слова.: аддитивные технологии, 3й-печать, краниовертебральная область.
Медицинские новости. — 2020. — №8. — С.49—51. Summary. In the modem world, the development of medicine is not possible without the introduction of new technologies. The applied innovations should improve the quality of medical care. The first experience of using additive technologies in surgery in a patient wtth complex craniovertebral pathology is presented. The patient subjectively complained of weakness in his hands and feet when he was admitted. in the last 2 weeks before admission, he almost stopped walking. After laboratory and instrumental studies, the diagnosis was made: Fracture of the C2 vertebra with rough stenosis of the spine canal, cervical myelopathy moderate tetraparesis. Surgical intervention was performed. During preoperative planning, a 3D printing method was used to produce a plastic copy of a fragment of the spine that is of interest to the operation area. There were no complications during the operation or in the postoperative period. Keywords: additive technologies, 3D printing, craniovertebral region. Meditsinskie novosti. - 2020. - N8. - P.49-51.
Использование инновационных технологий является залогом конкурентоспособности любой развивающейся отрасли, в том числе и медицины. Аддитивные технологии относятся к одному из наиболее быстрорастущих сегментов современной промышленности, которые все чаще находят применение в медицине. Метод 3D-печати уже сейчас занял почетное место в трансплантологии и протезировании. Хирургия позвоночника не является исключением. В отечественной литературе встречаются лишь единичные сообщения о применении 3D-моделирования и печати в качестве предоперационного планирования, изготовления индивидуальных имплан-татов [1-3]. В зарубежных источниках указывают на частое использование данной технологии, что повышает уровень подготовки хирургической бригады для выполнения сложного оперативного вмешательства [4-10].
Аддитивные технологии - это технологии изготовления физических объектов по 3D-модели путем послой-
ного синтеза материалов [11]. Метод 3D-печати появился благодаря открытию американского изобретателя Чарльза Халла в 1983 году. Это была печать 3D-объектов по данным цифровых моделей из фотополимеризующихся композитных материалов и относилась к методу стереолитографии. Для создания 3D-модели этим способом требуется дорогостоящее оборудование, при этом выбор материала ограничен. Полученные таким образом модели использовались в основном в научно-исследовательских работах. В 1988 году Скотт Крамп изобрел наиболее распространенную сегодня технологию 3D-печати: создание модели происходит путем послойного наложения плавящегося материала (полимерной нити). Эта технология используется в большинстве простых 3D-принтеров. Сам термин 3D-принтер появился в 1995 году благодаря работе сотрудников Массачусетского технологического института. Широкое распространение цифрового проектирования, а также наличие подходящих и доступных
материалов для 3D-печати способствовало внедрению аддитивных технологий в современные отрасли производства, в том числе и в медицину.
Используемые в настоящее время методы визуализации являются важными компонентами в предоперационном планировании. Для выбора объема и тактики хирургического вмешательства, определения точной топографии сосудистых и нервных образований требуется изготовление точной копии интересующей сложной зоны операции. Это достигается путем 3D-печати пластмассовой копии с учетом всех индивидуальных анатомических особенностей и патологии в соотношении 1:1. Созданная модель является идеальным средством для отработки хирургических навыков перед операцией в каждом конкретном случае. Это позволяет оценить в полной мере изменения патологии позвоночника и получить дополнительную пространственную информацию. Необходимо отметить, что на изготовление трехмерной модели требуется определенное время и это
№8 • 2020
МЕДИЦИНСКИЕ НОВОСТИ
Актуальные проблемы отечественной травматологии и ортопедии ИДЯ
ограничивает применение данного метода у пациентов, требующих экстренного и срочного оперативного вмешательства.
Клинический случай
Пациент в возрасте 63 лет находился на лечении в нейрохирургическом отделении №2 Гомельской областной клинической больницы с 19.11.2019 по 13.12.2019. Обратился в приемное отделение в сопровождении родственников. Пациент - сельский житель. Травма позвоночника, по его словам, произошла около 3 месяцев назад, за медицинской помощью не обращался. Боли в шейном отделе позвоночника беспокоили постоянно. Последние 3 недели появи-
лась нарастающая слабость в руках и ногах, на момент обращения пациент передвигался с трудом, с дополнительной опорой. При осмотре в приемном отделении кожных повреждений в области шейного, грудного и поясничного отделов не было обнаружено. Движения в шейном отделе позвоночника ограничены, болезненны. Неврологический статус при поступлении: сознание ясное, зрачки D=S, реакция зрачка на свет живая, лицо симметричное, язык по средней линии. Сухожильно-периостальные рефлексы с рук высокие D=S, с ног высокие D=S. Сила мышц рук 3 балла, ног - 3 балла. Чувствительность сохранена. Менинге-
альных знаков нет. Патологические стопные знаки с двух сторон. Выполнены лабораторные и инструментальные исследования. Компьютерная томография с уровня бугра затылочной кости до С7 позвонка. На основании жалоб, осмотра, лабораторных и инструментальных исследований выставлен диагноз: «Закрытый несвежий смещенный перелом зубовидного отростка С2 позвонка с грубым стенозом позвоночного канала, цервикальная миелопатия. Умеренный тетрапарез» (рис. 1).
С учетом сложности зоны хирургического вмешательства (это краниовер-тебральная область) в качестве нового способа предоперационного планирования использовали пластиковую модель поврежденного уровня, изготовленную методом 3D-печати (рис. 2). Создание 3D-объекта состоит из ряда этапов. Выполнена компьютерная томография (КТ) краниовертебральной области, на аппарате LightSpeed 16 Pro (General Electric) с толщиной среза 1,25 мм. Все изображения сохранялись в формате DICOM. В программном обеспечении 3D Slber создавали 3D-модель, необходимую для планирования операции и экспортировали ее в файл с расширением stl. Далее трехмерную модель напечатали на 3D-принтере «Engineer V2» из биодеградируемого пластика поли-лактида. Полилактид (анг. PLA) является биоразлагаемым, биосовместимым термопластичным алифатическим полиэфиром, структурная единица которого - молочная кислота. Натуральное природное сырье в составе PLA-пластика позволяет использовать его без угрозы для здоровья человека.
Отработка этапов операции на трехмерной модели и подбор имплантируемой винтовой конструкции при грубой деформации позвоночника минимизирует риски повреждения сосудистых и нервных образований.
В итоге время операции составило 3,5 часа. Выполнена задняя декомпрессия позвоночного канала на уровне затылочной кости и задней дуги С1 позвонка с фиксацией краниоверте-бральной области крючково-винтовой металлоконструкцией с целью создания окципитоспондилодеза (рис. 3) [12-14].
Рисунок 2
Полимерная модель краниовертебральной области, полученная методом 3D-печати
в!
Рисунок 3
Изображение операционной раны (А), компьютерная томография после операции (Б)
МЕДИЦИНСКИЕ НОВОСТИ
№8 • 2020
50
Актуальные проблемы
отечественной травматологии и ортопедии
После операции пациент прошел раннюю реабилитацию до 7 дней в отделении нейрохирургии №2, ходит без дополнительной опоры, в руках сила в дистальных отделах 4 балла, проксимально 4 балла, в ногах сила 5 баллов. Пациент направлен в отделение реабилитации для проведения восстановительного лечения.
Заключение
Многочисленные методы диагностики дают возможность виртуально спланировать или смоделировать ход операции. 3D-печать дает возможность прикоснуться к зоне планируемой операции, более тщательно подготовиться к оперативному вмешательству. В любой момент и даже в ходе операции у хирурга есть возможность использовать трехмерную модель для ориентирования
в сложной анатомической зоне. На наш взгляд, метод аддитивных технологий в качестве планирования значительно повышает уровень предоперационной подготовки хирурга и выполнения самой операции.
Л И Т Е Р А Т У Р А
1. Кулешов А.А., Ветрилэ М.С., Шкару-бо А.Н. и др. // Вестник травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова. - 2018. - №3-4. - С.19-29.
2. Щаденко С.В., Горбачева А.С., Арсланова А.Р. и др. // Бюллетень сибирской медицины. - 2014. -№4. - С.165-171.
3. Бурцев А.В., Павлова О.М., Рябых С.О., Гу-бин А.В. // Хирургия позвоночника. - 2018. - Т.15, №2. - С.33-38.
4. Wang Y-T, et al. // Chinese Journal of Traumatology. - 2016. - Vol.19, N1. - P.31-34.
5. Zheng Y, et al. // Journal of Surgical Education. -2016. - Vol.73, N3. - P.518-523.
6. Pacione D., et al. // Journal of Neurosurgery. -2016. - Vol.125, N5. - P.1194-1197.
7. Kim G.B., et al. // Korean Journal of Radiology. -2016. - Vol.17, N2. - P.182.
8. Silva D.N., Gerhardt, Meurer E., et al. // J. Craniomaxillofac. Surg. - 2008. - Vol.36. - P.443-449.
9. Ahmad B.A., Michelle FG., Peter E.B. // Eplasty. -2015. - Vol.14. - P.15-37.
10. Alberti C. // The British Journal of Radiology. -1980. - Vol.53, N627. - P.261-262.
11. ГОСТ Р 57558-2017/IS0/ASTM 52900:2015 Аддитивные технологические процессы. Базовые принципы. Часть 1. Термины и определения.
12. Луцик А.А., Раткин И.К., Никитин М.Н. и др. Краниовертебральные повреждения и заболевания. - Новосибирск, 1998. - 552 с.
13. Осна А.И. // Нейрохирургическое лечение последствий краниовертебральных поражений: Сб. науч. тр. - Кемерово, 1981. - С.26-31.
14. Осна А.И. // Нейрохирургическое лечение кра-ниовертебральных поражений: Сб. науч. тр. - Кемерово, 1981. - С.87-89.
Поступила 29.03.2020 г.
К
Комбинированный костно-пластический метод лечения костных кист у детей с применением высокоинтенсивного лазерного излучения
Хотим О.А.1, Аносов В.С.1, Сычевский Л.З.2
Тродненский государственный медицинский университет, Беларусь 2Гродненская областная детская клиническая больница, Беларусь
totim O.A.1, Anosov V.S.1, Sychevskij L.Z.2
Grodno State Medical University, Belarus 2Grodno Regional Children Hospital, Belarus
Combined bone plastic with using high intensive laser irradiation method
for treatment bone cysts in children
Резюме. Прооперированы 8 пациентов с диагнозом«Костная киста»комбинированным методом с применением высюкюинтенсивнюгю лазерного излучения и костной пластикой. Выполнили пункцию костной кисты иглой и аспирировали содержимое, установили дополнительную иглу и промыли полость аминокапроновой кислотой. После коагуляции внутренней выстилки высокоинтенсивным лазерным излучением (970 нм, 20 Вт, непрерывный режим), перфорировали стенку кисты троакаром и заполнили костную полость смесью, состоящей из измельченной губчатой аллогенной кости и аутогенного костного мозга через тубус или воронку. У 6 (75%) детей отмечено устранение костной полости и ремоделирование костной ткани через 3 месяца, у 2 (25%) - через 6 месяцев. Комбинированный метод лечения костных кист является минимально инвазивным, малотравматичным, высокоэффективным. Метод создает благоприятные условия для ремоделирования костной ткани и закрытия полости в кратчайший срок. Ключевые слова: костная киста, лазер, костная пластика.
Медицинские новости. — 2020. — №8. — С.51—53. Summary. 8 patients with bone cysts were operated using combined method with high intensive laser irradiation and bone grafting. We punctured bone cyst using 1 needle and aspirated liquid, than washed cavity through 2 needles with aminocaproic acid. After coagulation inner membrane using high intensive laser irradiation (970 nm, 20 Vt, continuous mode) we perforated cyst's wall with troacar and filled bone cavity wtth crashed allograft and autogenic bone marrow through tube or funnel. Elimination of bone cavity and remodelation of bone tissue were in 6 patients (75%) after 3 months, in 2 patients (25%) after 6 months. Combined method of treatment bone cysts is minimally invasive, less traumatic and high effective. Method creates conditions for remodelation bone tissue and closing cavity in less term. Keywords: bone cyst, laser, bone plastic.
Meditsinskie novosti. - 2020. - N8. - P.51-53.
остная киста представляет собой жимым и внутренней оболочкой, которая остеолитическое образование [19], состоит из соединительной ткани и еди-согласно данным Международной ничных гигантских клеток» [1, 4]. Данная
патология встречается преимущественно среди детского населения и занимает третье место среди всех первичных костных образований [20]. Киста может
гистологической классификации кост ных опухолей (ВОЗ, 1993), «костная киста относится к опухолеподобному процессу, это полость в кости с жидкостным содер-
локализоваться в любой кости, но чаще в патологический процесс вовлекается проксимальный отдел плечевой (более 50%) и бедренной (25%) кости [10, 20, 23]. Костные кисты в большинстве случаев встречаются у мальчиков (2:1) [10, 15, 20, 24].
№8 • 2020
МЕДИЦИНСКИЕ НОВОСТИ
