Опыт применения 3D-моделирования в лечении переломов пилона (дистального метаэпифиза большеберцовой кости)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Обоснование. Проблема хирургического лечения переломов дистального отдела большеберцовой кости остаётся актуальной, несмотря на большое количество исследований на эту тему, развитие медицинских технологий диагностики и медицинских имплантов. Одним из ключевых моментов лечения таких переломов является предоперационное планирование. Эта процедура за 100 лет претерпела большие изменения — от рисунков на плоскостных рентгенограммах до создания 3D-моделей и симуляции открытой репозиции и внутренней фиксации in vitro.

Цель. Оценка возможностей использования 3D-прототипов реальных диагностических изображений пациентов с переломами дистального отдела большеберцовой кости.

Материалы и методы. В исследовании использовались методы открытого, проспективного, рандомизированного, сравнительного анализа. В рабочую группу вошли 30 пациентов с переломами пилона, остеосинтез планировался с применением 3D-моделей, в контрольную — столько же человек с использованием традиционных методов планирования. Были изучены параметры операции (время, кровопотеря, лучевая нагрузка), а также качество репозиции и отдалённые результаты. Также оценивали удобство использования 3D-моделей хирургами и удобство общения с пациентами методом анкетирования.

Результаты. Согласно полученным результатам, применение предоперационного планирования с использованием 3D-моделей имело преимущество по сравнению с традиционным планированием.

Заключение. Изготовление 3D-прототипа перелома пилона позволяет улучшить качество планирования оперативного лечения переломов этой локализации.

Об авторах

Михаил Викторович Паршиков

Российский университет медицины

Email: parshikovmikhail@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-4201-4577
SPIN-код: 5838-4366

д-р мед. наук, профессор

Россия, Москва

Арсентий Борисович Кошкин

Российский университет медицины; Городская клиническая больница № 17

Автор, ответственный за переписку.
Email: febris@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-7616-2255
SPIN-код: 4561-6000
Россия, Москва; Москва

Николай Владимирович Ярыгин

Российский университет медицины

Email: dom1971@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-4322-6985
SPIN-код: 3258-4436

д-р мед. наук, профессор, член-корреспондент РАН

Россия, Москва

Сергей Викторович Новиков

Городская клиническая больница № 17

Email: nadin-79@bk.ru
ORCID iD: 0000-0002-5667-5184

канд. мед. наук

Россия, Москва

Андрей Алексеевич Прохоров

Городская клиническая больница им. С.П. Боткина

Email: dr.prokhorov.aa@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-4130-1307
Россия, Москва

Михаил Владимирович Говоров

Российский университет медицины

Email: svgovorova2011@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-4873-3230
SPIN-код: 5444-1777

канд. мед. наук

Россия, Москва

Расул Николаевич Алиев

Российский университет дружбы народов имени Патриса Лумумбы

Email: rasulmed@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-0876-1301
SPIN-код: 1263-7372

канд. мед. наук, доцент

Россия, Москва

Владимир Васильевич Гурьев

Российский университет медицины

Email: drguriev@mail.ru
ORCID iD: 0009-0008-0842-5739
SPIN-код: 8987-2622

д-р мед. наук, профессор

Россия, Москва

Список литературы

  1. Mauffrey C., Vasario G., Battiston B., et al. Tibial pilon fractures: a review of incidence, diagnosis, treatment, and complications // Acta Orthop Belg. 2011. Vol. 77, № 4. Р. 432–440.
  2. Bear J., Rollick N., Helfet D. Evolution in Management of Tibial Pilon Fractures // Curr Rev Musculoskelet Med. 2018. Vol. 11, № 4. Р. 537–545. doi: 10.1007/s12178-018-9519-7
  3. Liporace F.A., Yoon R.S. Decisions and staging leading to definitive open management of pilon fractures: where have we come from and where are we now? // J Orthop Trauma. 2012. Vol. 26, № 8. Р. 488–498. doi: 10.1097/BOT.0b013e31822fbdbe
  4. Harris A.M., Patterson B.M., Sontich J.K., Vallier H.A. Results and outcomes after operative treatment of high-energy tibial plafond fractures // Foot Ankle Int. 2006. Vol. 27, № 4. Р. 256–265. doi: 10.1177/107110070602700406
  5. Valderrabano V., Horisberger M., Russell I., Dougall H., Hintermann B. Etiology of ankle osteoarthritis // Clin Orthop Relat Res. 2009. Vol. 467, № 7. Р. 1800–6. doi: 10.1007/s11999-008-0543-6
  6. De-las-Heras-Romero J., Lledo-Alvarez A.M., Lizaur-Utrilla A., Lopez-Prats F.A. Quality of life and prognostic factors after intra-articular tibial pilon fracture // Injury. 2017. Vol. 48, № 6. Р. 1258–1263. doi: 10.1016/j.injury.2017.03.023
  7. Tochigi Y., Rudert M.J., McKinley T.O., Pedersen D.R., Brown T.D. Correlation of dynamic cartilage contact stress aberrations with severity of instability in ankle incongruity // J Orthop Res. 2008. Vol. 26, № 9. Р. 1186–1193. doi: 10.1002/jor.20589
  8. Kleinertz H., Tessarzyk M., Schoof B., et al. Visualization of the distal tibial plafond articular surface using four established approaches and the efficacy of instrumented distraction: a cadaveric study // Eur J Trauma Emerg Surg. 2022. Vol. 48, № 5. Р. 4031–4041. doi: 10.1007/s00068-022-01927-w
  9. Hull C.W., inventor; Apparatus for production of three-dimensional objects by stereolithography. United States patent US 4575330. 1986 March 11.
  10. Ibrahim T., Beiri A., Azzabi M., et al. Reliability and validity of the subjective component of the american orthopaedic foot and ankle society clinical rating scales // J Foot and Ankle Surg. 2007. Vol. 46, № 2. Р. 65–74. doi: 10.1053/j.jfas.2006.12.002
  11. Burwell H.N., Charnley A.D. The treatment of displaced fractures at the ankle by rigid internal fixation and early joint movement // The Journal of Bone & Joint Surgery (British Volume). 1965. Vol. 47, № 4. Р. 634–660.
  12. Muller M.E., Nazarian S., Koch P., Schatzker J. The comprehensive classification of fractures of long bones. New York: Springer, 1990.
  13. D’Heurle A., Kazemi N., Connelly C., et al. Prospective randomized comparison of locked plates versus nonlocked plates for the treatment of high-energy pilon fractures // Journal of Orthopaedic Trauma. 2015. Vol. 29, № 9. Р. 420–423. doi: 10.1097/BOT.0000000000000386
  14. Bai J., Wang Y., Zhang P., et al. Efficacy and safety of 3D print-assisted surgery for the treatment of pilon fractures: a meta-analysis of randomized controlled trials // J Orthop Surg Res. 2018. Vol. 13, № 1. Р. 283. doi: 10.1186/s13018-018-0976-x
  15. Meng M., Wang J., Sun T., et al. Clinical applications and prospects of 3D printing guide templates in orthopaedics // J Orthop Translat. 2022. Vol. 34. Р. 22–41. doi: 10.1016/j.jot.2022.03.001
  16. Chepelev L., Wake N., Ryan J., et al.; RSNA Special Interest Group for 3D Printing. Radiological Society of North America (RSNA) 3D printing Special Interest Group (SIG): guidelines for medical 3D printing and appropriateness for clinical scenarios // 3D Print Med. 2018. Vol. 4, № 1. Р. 11. doi: 10.1186/s41205-018-0030-y
  17. Auricchio F., Marconi S. 3D printing: clinical applications in orthopaedics and traumatology // EFORT Open Rev. 2017. Vol. 1, № 5. Р. 121–127. doi: 10.1302/2058-5241.1.000012
  18. Skelley N.W., Smith M.J., Ma R., Cook J.L. Three-dimensional Printing Technology in Orthopaedics // J Am Acad Orthop Surg. 2019. Vol. 27, № 24. Р. 918–925. doi: 10.5435/JAAOS-D-18-00746
  19. Alemayehu D.G., Zhang Z., Tahir E., et al. Preoperative Planning Using 3D Printing Technology in Orthopedic Surgery // Biomed Res Int. 2021. Vol. 2021. Р. 7940242. doi: 10.1155/2021/7940242
  20. Pal A.K., Bhanakar U., Ray B. Three-dimensional (3D) printing: A potentially versatile tool in the field of medicine // Indian J Clin Anat Physiol. 2022. Vol. 9, № 2. Р. 78–84. doi: 10.18231/j.ijcap.2022.020
  21. Morgan C., Khatri C., Hanna S.A., Ashrafian H., Sarraf K.M. Use of three-dimensional printing in preoperative planning in orthopaedic trauma surgery: a systematic review and meta-analysis // World J Orthop. 2019. Vol. 11, № 1. Р. 57–67. doi: 10.5312/wjo.v11.i1.57
  22. Zhuang Y., Cao S., Lin Y., et al. Minimally invasive plate osteosynthesis of acetabular anterior column fractures using the two-incision minimally invasive approach and a preshaped three dimension plate // International Orthopaedics. 2016. Vol. 40, № 10. Р. 2157–2162. doi: 10.1007/s00264-015-3111-1
  23. Yang L., Shang X.-W., Fan J.-N., et al. Application of 3D Printing in the Surgical Planning of Trimalleolar Fracture and Doctor-Patient Communication // BioMed Research International. 2016. Vol. 2016. Р. 2482086. doi: 10.1155/2016/2482086
  24. Portalatín E.L., Carrazana L.F., Colon R., et al. Orthopaedic Surgeon Communication Skills: Perception of Empathy and Patient Satisfaction Through the Use of Anatomic Models // JAAOS: Global Research and Reviews. 2018. Vol. 2, № 11. Р. e07. doi: 10.5435/JAAOSGlobal-D-18-00071
  25. Lou Y., Cai L., Wang C., et al. Comparison of traditional surgery and surgery assisted by three dimensional printing technology in the treatment of tibial plateau fractures // International Orthopaedics. 2017. Vol. 41, № 9. Р. 1875–1880. doi: 10.1007/s00264-017-3445-y
  26. Won S.-H., Lee Y.-K., Ha Y.-C., Suh Y.-S., Koo K.-H. Improving pre-operative planning for complex total hip replacement with a Rapid Prototype model enabling surgical simulation // The Bone & Joint Journal. 2013. Vol. 95-В, № 11. Р. 1458–1463. doi: 10.1302/0301-620X.95B11.31878
  27. Rong X., Wang B., Chen H., et al. Use of rapid prototyping drill template for the expansive open door laminoplasty: A cadaveric study // Clin Neurol Neurosurg. 2016. Vol. 150. Р. 13–7. doi: 10.1016/j.clineuro.2016.08.013
  28. Merema B.J., Kraeima J., Ten Duis K., et al. The design, production and clinical application of 3D patient-specific implants with drilling guides for acetabular surgery // Injury. 2017. Vol. 48, № 11. Р. 2540–7. doi: 10.1016/j.injury.2017.08.059
  29. Cho W., Job A.V., Chen J., Baek J.H. A review of current clinical applications of three-dimensional printing in spine surgery // Asian Spine J. 2018. Vol. 12, № 1. Р. 171–7. doi: 10.4184/asj.2018.12.1.171
  30. Buijze G.A., Leong N.L., Stockmans F., et al. Three-dimensional compared with two-dimensional preoperative planning of corrective osteotomy for extra-articular distal radial malunion: A multicenter randomized controlled trial // J Bone Joint Surg Am. 2018. Vol. 100, № 14. Р. 1191–202. doi: 10.2106/JBJS.17.00544

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Дизайн исследования.

Скачать (141KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Оценка врачами и пациентами применения 3D-моделей при лечении переломов пилона (результаты анкетирования).

Скачать (81KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Пациент Н., 39 лет, состояние костных фрагментов до внутренней фиксации (компьютерная томография).

Скачать (340KB)
Метаданные
5. Рис. 4. 3D-прототип модели перелома в аппарате наружной фиксации, предоперационное планирование.

Скачать (160KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Данные контроля методом компьютерной томографии после операции.

Скачать (400KB)
Метаданные

© Эко-Вектор, 2024

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».