Apply of additive technologies in anterior correction of idiopathic scoliosis



Cite item

Full Text

Abstract

Relevance: Surgical treatment of idiopathic scoliosis, traditionally based on dorsal fixation, is associated with limited mobility and the risk of degenerative changes. Anterior Scoliosis Correction (ASC) allows for the preservation of segmental mobility, but the precise placement of screws remains a challenge. Additive technologies (3D printing) offer a potential solution for improving the accuracy and safety of the procedure.


Objective: To evaluate the clinical and radiographic results of the ASC technique using additive technologies (3D models and individual guide templates) in the surgical treatment of idiopathic scoliosis in patients with completed or near-completed bone growth.


Materials and methods: A single-center retrospective study of 97 patients (mean age 24.5 years) divided into 3 groups was conducted. Group 1 (control, n=33): free-hand screw placement. Group 2 (n=34): intraoperative use of a customized 3D spinal model. Group 3 (n=30): use of individual guide templates and rib overlays. Radiographic parameters (Cobb angle), operation time, blood loss, time to insert one screw, and quality of life (SRS-22 questionnaire) were evaluated.

Results: Deformity correction was comparable in all groups: mean Cobb angle before surgery was 63.8±1.2°, after surgery — 29.7±3.7° (correction 53.6±4.5%). The use of additive technologies significantly reduced the duration of surgery: by 14.5% in group 2 (104.7±15.2 min. vs. 122.4±18.5 min. in the control group, p<0.0001) and by 20.5% in group 3 (97.3±12.8 min., p<0.0001). The time required to install one screw decreased by 28.6% in group 2 and by 33.3% in group 3 (p<0.0001). Blood loss decreased by 16.0% and 20.8%, respectively (p<0.0001). Patients in group 3 demonstrated statistically significantly higher scores on the Pain and Satisfaction scales of the SRS-22 questionnaire (p<0.05). No cases of screw malposition were recorded in group 3.


Conclusion: The use of additive technologies, in particular individual guide templates, in ventral dynamic correction of idiopathic scoliosis significantly reduces operating time (by 20.5%) and blood loss (by 20.8%), increase the speed and accuracy of implant placement, and improve the quality of life of patients, positioning itself as an effective tool for improving the safety of surgical intervention.

 

Full Text

Введение

Идиопатический сколиоз — сложная трехплоскостная деформация позвоночника, возникающая в период активного роста и приводящая к значительным функциональным и косметическим нарушениям. Дуга деформации, достигающая 40 градусов и выше, имеет тенденцию к прогрессированию в течение всей жизни и подлежит хирургическому лечению (1). Основной задачей является стабилизация позвоночника, чтобы предотвратить дальнейшее прогрессирование деформации. «Золотым стандартом» лечения на сегодняшний день остается дорсальная коррекция с формированием спондилодеза. Однако этот подход сопряжен с риском дегенерации смежных дисков, снижением подвижности позвоночника и развитием хронического болевого синдрома, что особенно критично для молодых пациентов (2–4).

Одним из направлений развития хирургии идиопатического сколиоза стала вентральная коррекция. Основоположниками данной хирургии стали Zielke и Dwyer. С 1974 по 1985 было проведено 76 операций с использованием переднего доступа (5). Основными задачами являлась деротация и формирование межтелового спондилодеза.

Однако, основным недостатком использования всех методик являлось отсутствие подвижности позвонков в зоне фиксации. Альтернативным методом, позволяющим сохранить подвижность, является anterior scoliosis correction (ASC) с использованием динамической системы имплантов.

Кроме того, хирургический доступ возможно выполнить торакоскопически или мини-торакотомии, что позволяет пациентам данной группы быстрее реабилитироваться и вернуться к прежним физическим нагрузкам (6–10).

         Основной и самой сложной задачей для хирурга-вертебролога является пространственное восприятие деформации позвоночника. Для этого используются различные способы лучевой диагностики, осуществляется тщательное предоперационное планирование. В настоящее время популярность приобретают различные навигационные системы, однако они не всегда доступны. Альтернативным методом, в таком случае, выступает 3D печать. С ее помощью изготавливаются макеты позвоночника пациента в натуральную величину, специальные шаблоны-направители, различные индивидуальные импланты, инструментарий (11).

Целью нашего исследования является оценка клинических и рентгенологических результатов методики ASC с использованием аддитивных технологий при хирургическом лечении идиопатического сколиоза у пациентов с завершенным или завершающимся ростом.

Материалы и методы

Дизайн исследования

Проведено моноцентровое ретроспективное нерандомизированное когортное исследование.

Критерии соответствия

За исследуемый период, в центре было обследовано и прооперировано 97 пациентов с идиопатическим сколиозом: 79 (81.7%) женщин и 18 (18.3%) мужчин. Средний возраст составил 24,5 ± 6,2 года (24 [20;28]). Данные по группам представлены в таблице (Табл. 1).

 Всем пациентам проводили вентральную динамическую коррекцию деформации. Для исключения фактора опыта хирурга, все операции выполнялись одним специалистом с опытом вертебрологических операций более 30 лет.
Критерии включения: динамическая коррекция сколиоза у пациентов с завершенным или завершающимся костным ростом (ASC, Риссер ≥ 4). Идиопатический сколиоз III-IV ст. (26-65 гр. по Cobb). Возраст от 16 до 45 лет. Первичная операция. Срок наблюдения от 1 года.

Критерии невключения: Возраст до 16 лет. Врожденный, синдромальный, нейромышечный сколиоз. Ригдные деформации (индекс мобильности >60%). Показатель грудного кифоза >40. Нарушение показателей костного метаболизма (остеопения или остеопороз).

Деление на группы осуществлялось на основании применявшегося метода интраоперационной навигации: группа 1 (контроль; n=33) – методика free-hand, группа 2 (3D-макет; n=34) – визуальный контроль точки введения и траектории спицы Киршнера, группа 3 (шаблоны-направители; n=30) – интраоперационное использование специальных шаблонов-направителей с заранее заданной траекторией для шила, обеспечивающей точную пространственную ориентацию инструмента. Все группы являлись сопоставимыми между собой по демографическим и клиническим показателям. Данные представлены в таблицах (Табл. 1, 2, 3)

Продолжительность исследования

Набор пациентов для исследования осуществляли в период с декабря 2023 года по сентябрь 2024 года.

Этическая экспертиза

Клиническое исследование соответствовало стандартам этического комитета Ассоциации травматологов-ортопедов России (АТОР), протокол 1/23 от 28.12.23, а также Хельсинской декларации 1964 г.  и более поздними поправками к ней или сопоставимым этическим стандартам. Все пациенты подписывали добровольное информированное согласие.

Статистический анализ данных

Предварительно был осуществлен расчет размера выборки. Размер выборки достаточен для уровня значимости (α) = 0,05, мощности (1-β) = 0,8.

Расчет размера выборки выполняли с использованием программы G*Power v. 3.1 (Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Germany). Для выявления различий между тремя группами методом ANOVA с параметрами: α = 0,05, мощность = 0,8, размер эффекта f = 0,4 (средний), — требуемый объем выборки составил n = 90. Фактически в исследование включено 97 пациентов, что обеспечивает достаточную мощность для планируемого статистического анализа.

Статистический анализ проводили в программах SPSS Statistics v.25 (IBM, USA), Excel 2016 (Microsoft, USA).

Методы статистического анализа

Для описания количественных переменных рассчитывали средние арифметические значения, стандартные отклонения (M ± SD), медианы и квартили (Me [LQ; UQ]). Количественные ряды исследовались на нормальность распределения при помощи критерия Шапиро-Уилка. Для сравенения количественных переменных в трех группах использовался дисперсионный анализ (ANOVA) и пост-хок тест Тьюки. Для проверки равенства дисперсий использовался тест Левена. При сравнении времени операции, времени имплантации одного винта и кровопотери было выявлено нарушение равенства дисперсий (тест Левена, p <0,05), поэтому применяли ANOVA с поправкой Уэлча. Сравнение групп по опроснику SRS-22 осуществлялся по критерию Краскела-Уоллиса. Для номинальных данных рассчитывали абсолютные (n) и относительные (%) частоты. Статистически значимым считали значение вероятности ошибки первого рода менее 0,05 (p <0,05).

 

 

 

 

Таблица 1. Исходное сравнение базовых характеристик по группам

Показатель

Группа 1 (Контроль, n=33) M±SD

Группа 2 (3D-макеты, n=34) M±SD

Группа 3 (Направители, n=30) M±SD

p-value (ANOVA)

Возраст, лет

24,2±6,2

25,3±6,1

24,5±5,7

0,413

Пол

М

7

6

6

0,985

Ж

26

28

24

0,932

Вес, кг

67,8±8,5

70,2±7,8

69,1±9,1

0,492

Рост, м

1,68±0,09

1,7±0,07

1,72±0,09

0,587

ИМТ

24,1±2,1

24,3±1,9

24,2±2,3

0,831

Тест Риссера

4,25±0,28

4,2±0,25

4,18±0,3

0,874

 

Описание медицинского вмешательства

Всем пациентам проводили стандартное предоперационное планирование, включающее в себя: постуральные рентгенограммы; функциональные рентгенограммы для определения мобильности позвоночника: бендинг-тесты (наклоны туловища вправо и влево) и тракционный тест; МРТ; КТ.

Далее пациентов делили на 3 группы.

Пациенты в первой группе – группа контроля, в которой имплантация всех винтов осуществляли по методике free-hand.

Пациентам второй группы изготавливали индивидуальный 3D макета позвоночника, в который были имплантированы спицы Киршнера диаметром 1.8 мм для обозначения направления винтов, их точки введения и траектории. Данную модель использовали в качестве визуального интраоперационного контроля, также для объяснения пациентам сути оперативного вмешательства.

Пациентам третьей группы изготавливали индивидуальные шаблоны-направители, для каждого инструментируемого позвонка с заранее заданной оптимальной траекторией проведения винта и индивидуальных накладок на ребра.

Материал изготовления 3D моделей позвоночника – PLA (Polylactic Acid; полилактид/полимолочная кислота), направителей и реберных накладок - фотополимерные смолы. Компоненты, используемые интраоперационно, подвергались газовой стерилизации.  Точность оценки положения винтов оценивалась по данным послеоперационной КТ.

Краткое описание хирургической техники

Доступ к передним элементам позвоночника осуществляется путем торакотомии или торакофренолюмботомии. При операциях на грудном отделе позвоночника доступ производится по верхнему краю IX ребра. Однако, при таком доступе, невозможно установить винты на уровне Th5- Th8. Для выполнения имплантации винтов на вышеуказанном уровне мы выполняем так называемую «двойную торакотомию» на 3 межреберья выше.

Для выполнения доступа к поясничным позвонкам, необходимо продлить разрез кнаружи на 3-5 см в направлении наружной косой мышцы живота. Вход в грудную полость осуществляется по верхнему краю X ребра с рассечением его хрящевой части. Это позволяет зайти ретроперитонеально, предварительно отслоив брюшину и выполнив френотомию. Далее необходимо распатором отслоить поясничную мышцу на нужных уровнях. Для определения уровня используется длинная игла, которую устанавливают в межпозвонковый диск. Производится ЭОП-контроль в прямой проекции.

Далее рассекается плевра по переде-боковой поверхности на протяжении предполагаемых уровней фиксации. Сегментарные сосуды пережигаются при помощи биполярного коагулятора. На всех уровнях деформации проводится парциальная нуклеотомия для мобилизации сегмента. Шилом задается траектория винта в теле позвонка: в верхнегрудном отделе позвоночника по одному каналу, в остальных – по два в каждом позвонке. Пуговчатым щупом осуществляется контроль сформированных каналов, которые далее расширяются при помощи метчика. В сформированные каналы имплантируются винты, покрытые гидроксиапатитом. Для контроля положения имплантов выполняется ЭОП-контроль в двух проекциях. Гибкий корд, выполненный из полиэтилентерефталата, укладывается на головки винтов, фиксируется дистальный конец гайкой. При помощи специального инструментария, происходит посегментарное натяжение корда между позвонками, деротация позвоночника и фиксация корда гайками. Ключевым отличием между группами является то, что во второй группе для навигации используется визуальный контроль расположения и траектории спиц Киршнера, установленных в 3D-макет позвоночника. В группе с использованием шаблонов-направителей, непосредственно перед этапом установки рамочного ранорасширителя, на ребра надеваются специальные импланты (реберные накладки). Далее проводят установку лезвий ранорасширителя на эти накладки и постепенно осуществляют раздвижение ребер. После выполнения нуклеотомии, формируют траекторию для винта при помощи шила и специального шаблона-направителя, который устанавливается на боковую поверхность тела позвонка. Под каждый позвонок изготавливается свой направитель, в котором сформировано по 2 отверстия с заданной необходимой траекторией для шила. Прилегающая часть направителя повторяет анатомические ориентиры и поверхность позвонка на определенном уровне, не позволяя установить его в другое место. Каждый направитель имеет отметки уровня, для которого он предназначен.

Результаты

Рентгенологические параметры
Показатель теста Риссера составил 4 [4;5] (Me [Q1;Q3]). Среднее количество инструментируемых позвонков – 6,85 ± 1,75, (диапазон 5-11).

Средний угол Кобба до операции составил 63,8±1,2, после операции – 29,7 ± 3,7. Среднее значение коррекции – 53,6 ± 4,5%.

Пациенты во всех группах не показали значительной потери коррекции в течение периода наблюдения. Отмечалось улучшение всех предоперационных показателей угла Кобба сразу после операции. Незначительная потеря коррекции (<5) отмечалась у двух пациентов 1 группы. Данные по группам отображены в таблице 4 (Табл. 4)

Результаты опросника SRS-22

Пациенты проходили анкетирование по опросникам SRS-22 на сроках: до операции, 3 месяца, 6 месяцев и 12 месяцев после оперативного лечения. Результаты анкетирования до и через 3 месяца представлены в таблице 2 и 3 (Табл. 2, 3). При оценке результатов спустя 3 месяца после операции, отмечено улучшение качества жизни во всех трех группах (p <0,0001). Группа 3 продемонстрировала более высокие результаты по сравнению с двумя другими группами по параметру «Боль» и «Удовлетворенность» (p <0,0001). Статистически значимых различий не было получено по параметру «Функция» между 1 и 2 группой (p = 0,624) , по параметру «Психическое здоровье» между группой 1 и 2 (p = 0,358), и между 2 и 3 группой (p = 0,554), по параметру «Самовосприятие» между группой 1 и 2 (p = 0,810), по параметру «Удовлетворенность» между 1 и 2 группой (p = 0,693).

При оценке среднесрочных результатов (через 6 месяцев после операции) между группой контроля и группой с использованием 3D-макетов статистических различий по какому-либо домену опросника выявлено не было (p = 0,578). Однако, в группе с использованием шаблонов-направителей и реберных накладок, отмечается более лучший результат по параметру «Боль» (p = 0,00017), «Удовлетворенность» (p = 0,0239) и «Функция» (p = 0,0431), по сравнению с группой контроля и группой 3D-моделей.

При оценке результатов спустя 12 месяцев - статистически значимых различий между всеми тремя группами не было выявлено. (p = 0,386)

 

Кровопотеря и время операции

Данные по кровопотере, времени операции и времени имплантации одного винта представлены в таблице (Табл.5).

Для большей наглядности данные представлены на графиках (boxplot) в приложении (Прил.1).

По сравнению с контролем, в группе 3 время операции сократилось на 25,1 минуты (95% ДИ: 17,4-32,8; p <0,0001), что соответствует снижению на 20,5%. В группе с использованием 3D-макетов время операции сократилось на на 17,7 минуты (95% ДИ: 10,3-25,1; p <0,0001) или на 14,5%. Различия между группами 2 и 3 составили 7,4 минуты (95% ДИ: 0,3-14,5; p=0,0431), что соответствует относительной разнице в 7,1%.

Использование шаблонов-направителей снизило время установки одного винта на 1,4 минуты (-33,3%; 95% ДИ: 1,1-1,7; (p <0,0001).
Использование 3D макета сократило время имплантации на 1,2 минуты (-28,6%; 95% ДИ: 0,9-1,5; (p<0,0001).
Кровопотеря с использованием шаблонов снизилась на 37,1 мл (-20,8%; 95% ДИ: 27,4-46,8; p<0,0001), с 3D макетом – на 28,5 мл(-16,0%; 95% ДИ: 19,0-38,0; p<0,0001).

Таблица 2. Результаты анкетирования SRS-22 по группам до операции

Параметр

Группа 1 до операции (Контроль, n=33)

Группа 2 до операции (3D-макет, n=34)

Группа 3 до операции (Направители, n=30)

p-value (Краскела-Уоллиса)

M±SD

M±SD

M±SD

Функция

3,2±0,8

3,1±0,7

3,0±0,6

0,874

Боль

2,8±0,7

2,9±0,9

3,0±0,8

0,912

Психическое здоровье

3,4±0,7

3,2±0,5

3,3±0,6

0,786

Самовосприятие

2,7±0,8

2,8±1,1

2,9±0,9

0,935

Удовлетворенность

3,1±0,8

2,9±0,6

3,0±0,7

0,845

 

 

Таблица 3. Результаты анкетирования SRS-22 по группам через 3 месяца после операции

Параметр

До операции

M±SD

Группа 1 после операции (Контроль, n=33)

M±SD

Группа 2 после операции (3D-макет, n=34)

M±SD

Группа 3 после операции (Направители, n=30)

M±SD

p-value (Краскела-Уоллиса)

Функция

3,1±0,7

3,6±0,6

3,9±0,5

4,2±0,4

0,000107

Боль

2,9±0,8

3,5±0,7

3,8±0,6

4,4±0,5

<0.0001

Психическое здоровье

3,3±0,6

3,7±0,5

3,9±0,5

4,3±0,4

<0.0001

Самовосприятие

2,8±0,9

3,2±0,8

3,5±0,7

4,1±0,6

<0.0001

Удовлетворенность

3,0±0,7

3,6±0,6

3,8±0,5

4,5±0,4

<0.0001

 

 

 

 

Таблица 4. Рентгенологические показатели по группам

Показатель

Группа 1 (Контроль, n=33)
M±SD

Группа 2 (3D-макеты, n=33)
M±SD

Группа 3 (Направители, n=33)
M±SD

p-value (ANOVA)

Угол Кобба до операции, градусы

62,9 ± 2,1

64,2 ± 2,3

64,3 ± 2,0

0,087

Угол Кобба после операции, градусы

29,8 ± 3,6

29,6 ± 3,8

29,7 ± 3,7

0,982

Коррекция, %

52,6 ± 4,8

53,9 ± 4,2

53,8 ± 4,6

0,514

 

 

 

 

 

 

Таблица 5. Результаты кровопотери, общего времени операции, времени имплантации одного винта по группам

Параметр

Группа 1 (Контроль, n=33)

M±SD

Группа 2

(3D-макет, n=34)

M±SD

Группа 3 (Направители, n=30)

M±SD

p-value (ANOVA)

Общее время операции (мин)

122,4±18,5

104,7±15,2

97,3±12,8

<0,0001

Время имплантации одного винта (мин)

4,2±0,8

3,0±0,6

2,8±0,4

<0,0001

Кровопотеря (мл)

178,3±21,5

149,8±18,0

141,2±15,5

<0,0001

 

Осложнения

В контрольной были получены следующие осложнения: гемоторакс – 1 случай, мальпозиция винта – 2 случая, перелом ребра при торакотомии - 2. В группе с применением 3D макета позвоночника – зафиксирован 1 случай хилоторакса и 1 случай перелома ребра. Осложнений в группе с шаблонами-направителями и накладками на ребра получено не было.

Ревизионные вмешательства выполняли в связи с гемотораксом и мальпозицией. Случаи мальпозиции клинически проявлялись радикулопатией с контрлатеральной стороны – винт выходил в фораминальное отверстие (Рис. 1).

В случаях с интраоперационным переломом ребра (Рис. 2), остеосинтез ребра не проводился. Во время ушивания раны выполняли анатомическое сопоставление краев ребра и тщательно подшивали к вышестоящему ребру. Сама локализация перелома зачастую соответствовала месту непосредственного давления кромки реберного ранорасширителя. Как правило, изгиб лезвия ранорасширителя не соответствует изгибу ребра. Вторая локализация перелома - непосредственно под лезвием ранорасширителя. Применение реберных накладок позволяет увеличить конгруэнтность и снизить давление, оказываемое ранорасширителем на ребро.

Случай хилоторакса лечился консервативно безжировой диетой и октреотидом.

Мальпозиция имплантов и интраоперационные переломы ребер, на наш взгляд, связаны с отсутствием использования 3D изделий. Случаи гемоторакса и хилоторакса не связаны с применением аддитивных технологий.

Обсуждения

Основной задачей настоящего исследования была сравнительная оценка влияния аддитивных технологий на интра- и послеоперационные исходы при вентральной динамической коррекции идиопатического сколиоза. Полученные данные демонстрируют, что использование 3D-макетов и, в особенности, индивидуальных шаблонов-направителей, статистически значимо улучшает ключевые хирургические показатели при сохранении сопоставимой рентгенологической коррекции.
По данным мировой литературы, нет данных о применении аддитивных технологий при передней коррекции сколиоза. Наше исследование направлено на изучение области применения и влияния 3D печати на качество хирургического лечения у пациентов с идиопатическим сколиозом.

Параметр кровопотери косвенно зависит от времени оперативного вмешательства. Сравнение по группам представлено в таблице 5 (Табл. 5). Благодаря более тщательному предоперационному планированию и подготовке, удалось достичь снижение времени операции, и, как следствие, кровопотери (p<0,0001). По данным Samdani A.F. и др. время операции и кровопотеря также связана с кривой обучения (12). На наш взгляд, использование направителей или симуляция хода операции на макете, позволит значительно быстрее определить точку установки винта, его траекторию, уровень фиксации. Однако это не единственный способ уменьшить время операции. Mathew. S. и соавторы выполняют фиксацию грудного отдела при помощи торакоскопии с использованием навигационной системы (13). В обсуждении авторами было указано, что видеоассистированная торакоскопическая хирургия является более безопасной, однако занимает очень большое время для освоения и не приводит к снижению кровопотери. Уменьшение среднего времени операции составило с 4.8 ч до 3.3. ч (примерно на 30%). В нашем случае, влияние аддитивных технологий позволило сократить время операции и кровопотерю. Использование 3D макета снижает время операции на 14,5%, кровопотерю на 16,1%. 3D направители снижают время оперативного пособия на 20,5%, кровопотерю – 20,8%. Время имплантации одного винта также снизилось: с 3D моделью на 28,6%, с направителями – 33,3%. Фактор влияния кривой обучения исключается, ввиду опытности хирурга. Это позволяет утверждать, что достигнутое сокращение времения является прямым следствием применения 3D-инструментов, которые минимизируют интраоперационный поиск и обеспечивают более быструю и уверенную установку винтов.

В этой же статье автор упоминает использование навигации при торакоскопии, с целью минимизации мальпозиции имплантов (13). По данным мировой литературы, мальпозиция винтов при передней хирургии позвоночника встречается редко и, в связи с этим, малоописаны, однако это приводит к серьезным осложнениям (перфорация аорты, пищевода, повреждение легких, повреждение дуральной оболочки). Наиболее важным клиническим результатом, по нашему мнению, является полное отсутствие случаев мальпозиции винтов в группе с использованием шаблонов-направителей. В нашей практике встретилось 2 клинических случая, которые наблюдались в контрольной группе, потребовавших ревизионного вмешательства, в связи с фораминальной мальпозицией с контрлатеральной стороны, сопровождающейся радикулопатией (Рис. 1). В условиях выраженной ротации позвонков, их торсией, не всегда удается ввести винт по желаемой траектории. Шаблоны-направители обеспечивают пространственную репликацию оптимальной, заранее спланированной траектории, что практически исключает ошибку (14–16). Данный результат напрямую подтверждает роль аддитивных технологий как инструмента повышения безопасности.

В группе 3 мы использовали индивидуальные накладки на ребра для торакотомии, что на наш взгляд, снижает выраженность болевого синдрома в раннем и отдаленном послеоперационном периоде (6 месяцев). Шаблоны позволяют равномерно распределить усилие расширителя по площади ребра, снижая вероятность перелома и ятрогенного повреждения сосудисто-нервного пучка, проходящего в реберной борозде по нижнему краю ребра (Рис. 2,3). По данным опросника SRS-22, различия между группами 1 и 2 по большинству параметров отсутствовали. Наибольшая удовлетворенность лечением была у группы 3, что говорит о значимом снижении болевого синдрома (p <0,0001). На наш взгляд это связано с несколькими факторами. Во-первых, использование накладок способствовало снижению травматичности торакотомии, и, как следствие, снижению послеоперационного болевого синдрома. Во-вторых, более быстрая операция минимизирует общую хирургическую травму. При оценке в позднем послеоперационном периоде (через 12 месяцев) отмечаются сопоставимые результаты у всех трех групп.

По данным литературы, имеется мало данных о ятрогенных переломах при торакотомии. В исследовании Bastone S.A. и др. изучается частота переломов ребер и их последствия при торактомии (17). В обсуждениях автор указывает две возможные причины ятрогенных переломов. Первой причиной является несоответствие кривизны ребра и зеркала ранорасширителя. Во время разведения ребер происходят движения, которые приводят к резкому увеличению давления в одной точке. Вторая причина – невозможность плавного регулирования силы и скорости разведения зеркал реечного ранорасширителя, не давая тканям грудной клетки расслабиться и адаптироваться, усиливая травмирующее действие ранорасширителя. Таким образом у пациента развивается стойкий болевой синдром в раннем послеоперационном периоде.

Принципиально важно, что степень коррекции деформации (среднее значение 53,6±4,5%) не имела статистически значимых различий между группами. Этот ключевой рентгенологический результат указывает на то, что аддитивные технологии не влияют на конечную цель коррекции, а являются инструментом оптимизации и облегчения процесса ее достижения.

Также в литературе описывается способ сведения ребер после торакотомий для снижения частоты и выраженности болевого синдрома (18). По данным автора, такой способ предотвращает сжатие сосудисто-нервного пучка шовным материалом.

Использование 3D моделей особенно актуально в хирургии позвоночника. Это связано со сложной анатомией и близким расположением окружающим его различных анатомических структур. Тщательное предоперационное планирование, разметка точек имплантации винтов, определение оптимального угла и траектории винта позволяют снизить вероятность осложнений, связанных с повреждением сосудисто-нервных структур (19).

Интраоперационное использование макетов позвоночника позволяет хирургам реже обращаться к другим методам визаулизации, повышая уверенность в ходе вмешательства.  Также это позволило сократить время оперативного пособия и снизить интраопераионную кровопотерю (20).

3D модели и направители имеют обучающий потенциал. На 3D макете можно симулировать ход операции, что актуально для молодых специалистов (Рис. 4). Это позволит сократить кривую обучения (21).

Ruidi L. и Hong M. в своей работе показали важность использования 3D моделей для восприятия характера деформации и определения тактики хирургического лечения. Также имеются исследования, в которых говорится о повышении удовлетовренности лечением пациентов, которым объяснили суть и ход оперативного вмешательства (22).

3D модели являются более доступной и менее экономически затратной альтернативой навигации.

Wang Y. сообщает в своей работе о том, что снижение потребности в интраопераицонной навигации делает процедуру более экономичной (20).

Результат коррекции во всех трех группах сопоставим и не различается. На наш взгляд, аддитивные технологии позиционируются как средство безопасности, обучения и ускорения оперативного пособия. От их использования зависит точность расположения имплантов, но никак не коррекция. Имеются данные о сравнении результатов коррекции с использованием 3D печати (23).
По мнению автора, использование аддитивных технологий позволяет уменьшить кровопотрею, время установки винтов у молодых хирургов, но общее время операции, степень коррекции и другие периоперационные результаты остаются неизменными.
Наше исследование обладает рядом ограничений: ретроспективность анализа, моноцентровое исследование, отсутствие рандомизации, разнородность деформаций. Для того, чтобы сделать окончательные выводы о применении аддитивных технологий при вентральной динамической коррекции сколиоза необходимо продолжить накопление материала, изучение возможностей 3D печати, необходимо продолжить исследования в данном направлении.

Из недостатков данной статьи следует отметить различие пациентов по типу деформации по классификации Lenke, которое ограничивает возможность экстраполяции результатов по всем типам идиопатического сколиоза.

 

Заключение

Применение аддитивных технологий, в частности индивидуальных 3D-макетов и шаблонов-направителей, при вентральной динамической коррекции идиопатического сколиоза позволяет существенно повысить безопасность хирургического вмешательства. В нашем исследовании использование шаблонов-направителей позволило сократить время операции на 20,5%, а интраоперационную кровопотерю — на 20,8% по сравнению с методикой free-hand. Скорость имплантации одного винта увеличилась на 33,3%, при этом в данной группе не было зафиксировано ни одного случая мальпозиции. Пациенты с применением направителей также продемонстрировали более высокие показатели по шкалам «Боль» и «Удовлетворенность лечением» (SRS-22). При сопоставимой рентгенологической эффективности коррекции деформации во всех группах (в среднем 53,6±4,5%), аддитивные технологии позиционируются как ключевой инструмент для повышения точности, безопасности и улучшения ранних послеоперационных исходов.

×

About the authors

Sergey V. Kolesov

National Medical Research Center for Traumatology and Orthopedics named after N.N. Priorov

Email: dr-Kolesov@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-4252-1854
SPIN-code: 1989-6994
Scopus Author ID: 57204112376

Dr. Sci. (Med.)

Russian Federation, 10, Priorova st., Moscow, 127299

Arkadii I. Kazmin

National Medical Research Center for Traumatology and Orthopedics named after N.N. Priorov

Email: kazmin.cito@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-2330-0172
SPIN-code: 4944-4173
Scopus Author ID: 57188866207

Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, 10, Priorova st., Moscow, 127299

Ivan Domrachev

National Medical Research Center for Traumatology and Orthopedics named after N.N. Priorov

Author for correspondence.
Email: VaniaD97@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0005-9014-3068
SPIN-code: 1367-3096

Врач травматолог-ортопед

Russian Federation, 10, Priorova st., Moscow, 127299

Vladimir S. Pereverzev

National Medical Research Center for Traumatology and Orthopedics named after N.N. Priorov

Email: vcpereverz@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-6895-8288
SPIN-code: 8164-1389
Scopus Author ID: 57203843757

Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, 10, Priorova st., Moscow, 127299

Natalia S. Morozova

National Medical Research Center for Traumatology and Orthopedics named after N.N. Priorov

Email: morozcito@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-4504-6902

Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, 10, Priorova st., Moscow, 127299

Samir Bagirov

National Medical Research Center for Traumatology and Orthopedics named after N.N. Priorov

Email: bagirov.samir22@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-1038-1815
SPIN-code: 9620-7038

Врач травматолог-ортопед

Russian Federation, 10, Priorova st., Moscow, 127299

Mikhail Raspopov

National Medical Research Center for Traumatology and Orthopedics named after N.N. Priorov

Email: mihail.raspopov74@mail.ru
ORCID iD: 0009-0005-9517-7347
SPIN-code: 1843-2864

Врач травматолог-ортопед

Russian Federation, 10, Priorova st., Moscow, 127299

Vladimir V. Shvets

National Medical Research Center for Traumatology and Orthopedics named after N.N. Priorov

Email: vshvetcv@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-8884-2410

Dr. Sci. (Med.)

Russian Federation, 10, Priorova st., Moscow, 127299

References

  1. Baroncini A, Einleitung T. SKOLIOSECHIRURGIE 7. 2017.
  2. Lonner BS, Kondrachov D, Siddiqi F, Hayes V, Scharf C. Thoracoscopic Spinal Fusion Compared with Posterior Spinal Fusion for the Treatment of Thoracic Adolescent Idiopathic Scoliosis. J Bone Joint Surg. 2006 May;88(5):1022–34.
  3. Helenius L, Diarbakerli E, Grauers A, Lastikka M, Oksanen H, Pajulo O, et al. Back Pain and Quality of Life After Surgical Treatment for Adolescent Idiopathic Scoliosis at 5-Year Follow-up. Journal of Bone and Joint Surgery. 2019 Aug 21;101(16):1460–6.
  4. Antonacci M, Yung A, Antonacci C, Cuddihy L, Betz R. Treatment for an Adult Patient with Slowly Progressive Idiopathic Scoliosis Using a Unique Anterior Scoliosis Correction Technique: A Case Report. Med Res Arch. 2022;10(12).
  5. Bauer R, Mostegl A, Eichenauer M. An analysis of the results of dwyer and zielke instrumentations in the treatment of scoliosis. Archives of Orthopaedic and Traumatic Surgery. 1986 Sep;105(5):302–9.
  6. Alanay A, Yucekul A, Abul K, Ergene G, Senay S, Ay B, et al. Thoracoscopic Vertebral Body Tethering for Adolescent Idiopathic Scoliosis. Spine (Phila Pa 1976). 2020 Nov 15;45(22):E1483–92.
  7. Canbolat N, Basaran I, Altun D, Akgul T, Buget MI. Postoperative Pain in Adolescent Idiopathic Scoliosis Surgery: A Randomized Controlled Trial. Pain Physician. 2022 Jul;25(4):E589–96.
  8. Переверзев В.С., Колесов С.В., Казьмин А.И., Морозова Н.С., Швец В.В. Вентральная динамическая или дорсальная транспедикулярная коррекция и фиксация при хирургическом лечении идиопатического сколиоза типа Lenke 5: сравнение отдаленных результатов // Травматология и ортопедия России. - 2023. - Т. 29. - №2. - C. 18-28. doi: 10.17816/2311-2905-3189.
  9. Nicolini LF, Kobbe P, Seggewiß J, Greven J, Ribeiro M, Beckmann A, et al. Motion preservation surgery for scoliosis with a vertebral body tethering system: a biomechanical study. Eur Spine J. 2022 Apr;31(4):1013–21.
  10. Baroncini A, Trobisch PD, Berrer A, Kobbe P, Tingart M, Eschweiler J, et al. Return to sport and daily life activities after vertebral body tethering for AIS: analysis of the sport activity questionnaire. European Spine Journal. 2021 Jul 27;30(7):1998–2006.
  11. Косулин Артем Владимирович, Елякин Дмитрий Викторович, Корниевский Леонид Александрович, Дарковская Александра Максимовна, Булатова Ирина Анатольевна, Пашко Анна Анатольевна Применение трехуровневого навигационного шаблона при грудных полупозвонках у детей старшего возраста // Хирургия позвоночника. 2020. №1.
  12. Samdani AF, Ames RJ, Kimball JS, Pahys JM, Grewal H, Pelletier GJ, et al. Anterior vertebral body tethering for immature adolescent idiopathic scoliosis: one-year results on the first 32 patients. European Spine Journal. 2015 Jul 16;24(7):1533–9.
  13. Mathew S, Larson AN, Potter DD, Milbrandt TA. Defining the learning curve in CT-guided navigated thoracoscopic vertebral body tethering. Spine Deform. 2021 Nov 18;9(6):1581–9.
  14. Liang W, Han B, Hai JJ, Hai Y, Chen L, Kang N, et al. 3D-printed drill guide template, a promising tool to improve pedicle screw placement accuracy in spinal deformity surgery: A systematic review and meta-analysis. European Spine Journal. 2021 May 8;30(5):1173–83.
  15. Бойко А.Е., Кокушин Д.Н., Баиндурашвили А.Г., Виссарионов С.В., Мульдияров В.П. Хирургическое лечение детей с врожденными деформациями грудного и поясничного отделов позвоночника с использованием технологий 3D-прототипирования.
  16. Кокушин Д.Н., Виссарионов С.В., Баиндурашвили А.Г., Овечкина А.В., Хусаинов Н.О., Познович М.С., Залетина А.В. Применение шаблонов-направителей при хирургическом лечении детей дошкольного возраста с врожденным сколиозом грудной и поясничной локализации // Ортопедия, травматология и восстановительная хирургия детского возраста. - 2020. - Т. 8. - №3. - C. 305-316. doi: 10.17816/PTORS42000
  17. Bastone SA, Re Cecconi E, Patirelis A, Ambrogi V. Incidence and impact of involuntary rib fracture after intercostal spreading for thoracotomy. Updates Surg. 2024 Nov 27;76(7):2549–54.
  18. Huang B. A New Suture Technique Avoids Rib Fractures and Intercostal Nerve Trauma in Thoracotomy. Thorac Cardiovasc Surg. 2014 Jun 9;62(08):728–9.
  19. Wilcox B, Mobbs RJ, Wu AM, Phan K. Systematic review of 3D printing in spinal surgery: the current state of play. J Spine Surg. 2017 Sep;3(3):433–43.
  20. Wang YT, Yang XJ, Yan B, Zeng TH, Qiu YY, Chen SJ. Clinical application of three-dimensional printing in the personalized treatment of complex spinal disorders. Chin J Traumatol. 2016;19(1):31–4.
  21. Iqbal J, Zafar Z, Skandalakis G, Kuruba V, Madan S, Kazim SF, et al. Recent advances of 3D-printing in spine surgery. Surg Neurol Int. 2024;15:297.
  22. Zhuang Y dong, Zhou M chao, Liu S chao, Wu J feng, Wang R, Chen C mei. Effectiveness of personalized 3D printed models for patient education in degenerative lumbar disease. Patient Educ Couns. 2019 Oct;102(10):1875–81.
  23. McLaughlin WM, Donnelley CA, Yu K, Gillinov SM, Tuason DA. Three-dimensional printing versus freehand surgical techniques in the surgical management of adolescent idiopathic spinal deformity. Journal of Spine Surgery. 2022 Jun;8(2):234–41.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 82474 от 10.12.2021.