Objective. To analyze the safety and accuracy of pedicle screw placement in the subaxial cervical and upper thoracic spine using patient-specific 3D navigation templates.Material and Methods. The study included 16 patients who underwent transpedicular implantation of screws in the subaxial cervical and upper thoracic vertebrae using patient-specific 3D navigation templates. A total of 88 screws were installed. All patients underwent preoperative CT angiography to assess visualization of the vertebral artery. Customized vertebral models and navigation templates were created using 3D printing technology. Models and templates were sterilized and used during surgery. The results of screw implantation, as well as the safety and accuracy of the placement, were assessed by postoperative CT.Results. The average deviation from the planned trajectory was 1.8 ± 0.9 mm. Deviation was estimated as class 1 (<2 mm) for 57 (64.77 %) screws, class 2 (2–4 mm) for 29 (32.95 %), and class 3 for two (2.27 %). The safety of screw implantation of grade 0 (the screw is completely inside the bone structure) was in 79 (89.77 %) cases, of grade 1 (<50 % of the screw diameter perforates the bone) – in 5 (5.68 %), and of grade 3 – in 2 (2.27 %).Conclusion. Using 3D navigation templates is an affordable and safe method of installing pedicle screws in the cervical and upper thoracic spine. The method can be used as an alternative to intraoperative CT navigation.
Subcortical screw placement is currently performed using frontal view fluoroscopy or intraoperative O-arm navigation system. The emergence of a novel technique for spinal navigation based on individual navigation templates created using 3D printing technology determines the need to study their safety and effectiveness in subcortical implantation.
The aim of the study
was to evaluate and compare the efficacy of subcortical implantation of pedicle screws in the lumbar spine using individual navigation templates versus intraoperative fluoroscopy.
Materials and Methods
The study was based on the analysis of treatment results in 39 patients who underwent surgery with subcortical implantation of 130 screws using the MidLIF technique. In group 1, navigation templates were used, in group 2 — intraoperative fluoroscopic control. Comparative analysis of implantation correctness and time, the total operation time, and radiation load was performed.
Results
The mean distance between the screw and the cortical plate recorded in the groups ranged within 1.20–3.97 mm, without statistically significant difference (p>0.05). The mean time of pedicle screw implantation was 137.0 [115.25; 161.50] s in group 1 and 314.0 [183.50; 403.25] s in group 2. The total operation time was reduced from 173.0 [155.0; 192.25] min in group 2 to 119.0 [108.0; 128.75] min in group 1. The average of 1.0 [1.0; 2.0] X-ray image was performed to place one screw in group 1, while it was 12.0 [10.0; 13.25] in group 2. The differences between the groups in terms of implantation time and radiation load were statistically significant (p<0.05).
Conclusion
Compared with intraoperative fluoroscopy, the use of individual navigation templates for subcortical implantation of pedicle screws provides their correct positioning with a significant reduction in both operation time and radiation load at similar safety.
Актуальность. Транспедикулярная фиксация позвоночника является «золотым» стандартом задней стабилизации позвоночника при различных патологических процессах. Самой распространенной техникой имплантации является метод «свободной руки» (free hand), однако на сегодняшний день все большую популярность приобретает метод имплантации с помощью индивидуальных навигационных матриц, изготовленных на 3D-принтере. Цель исследования -сравнить результаты имплантации винтов в грудном отделе позвоночника с иcпользованием 3D-навигационных матриц различного дизайна по сравнению с методикой free hand. Материал и методы. Проанализирована безопасность имплантации транспедикулярных винтов в грудном отделе позвоночника по методике free hand (группа 1, 23 пациента, 112 винтов) и с помощью индивидуальных навигационных матриц различного дизайна, созданных по технологии 3D-печати по данным предоперационной КТ (группы 2 и 3). Во второй группе (11 пациентов, 42 винта) установка осуществлялась с помощью билатеральных одноуровневых матриц, в третьей (13 пациентов, 54 винта) -с помощью билатеральных одноуровневых матриц с опорой на остистый отросток. Безопасность имплантации оценивалась и сравнивалась во всех группах по следующим критериям. В группе 2 и 3 также оценивалась точность имплантации по показателям разницы фактической и планируемой траектории винта. Результаты. В группе 1 степень безопасности 0 зарегистрирована в 67%, степень 1 -18,8%, степень 2 -9,8%, степень 3 -4,5%. В группе 2 степень безопасности 0 зарегистрирована в 85,71%, в группе 1 -в 14,29%, в третьей -степень безопасности 0 в 90,74%, 1 -в 9,26%. Случаев перфорации кости более чем на половину диаметра винта в группах 2 и 3 не было. Различия в степени безопасности статистически значимы между методом free hand (группа 1) и навигационными матрицами (группа 2 и 3). Анализ девиации не показал значимых различий в группах с использованием навигационных матриц. Заключение. Применение индивидуальных навигационных матриц для имплантации транспеликулярных винтов в грудном отделе позвоночника является более безопасным методом по сравнению с методом free hand. Показатели точности и безопасности имплантации не отличаются при использовании билатеральных матриц и матриц с опорой на остистый отросток.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.