3D design and prototyping in surgical treatment of congenital spine deformities in children: the first experience

M A Gerasimenko,P A Bobrik,S V Makarevich,D D Tesakova,D K Tesakov,D G Satskevich,K V Pustavoitau,K A Krivorot

doi:10.14531/ss2021.1.24-30

M A Gerasimenko, P A Bobrik + Show 6 more

Open Access

https://doi.org/10.14531/ss2021.1.24-30

Copy DOI

Abstract

The experience of using the method of 3D design and prototyping is examplified in a clinical case of surgical treatment of a six-year-old patient with kyphoscoliotic deformity of the spine due to congenital malformation of the L1 vertebra. At the stage of diagnostics and preoperative preparation, a created model of the deformed spine was used in the form of a breadboard variant made according to the data of spiral X-ray CT on a 3D printer from a plastic polymer material. The use of the created model of the deformed spine made it possible to additionally visualize and touch the pathological object in full size, to really assess the anatomical features and parameters of the interested vertebral segments and the altered spinal canal, which provided significant constructive assistance in planning surgical intervention and its immediate technical implementation.

Highlights

The experience of using the method of 3D design and prototyping is examplified in a clinical case of surgical treatment of a six-year-old patient with kyphoscoliotic deformity of the spine due to congenital malformation of the L1 vertebra
Использование созданной 3D-модели предоставило возможность до операции объективно визуализировать и осязать вид деформационного поражения позвоночника, оценить анатомические параметры позвонков и резервные пространства позвоночного и корешковых каналов с реальной привязкой к взаимоотношениям с внутриканальными структурами
Полученный опыт применения 3D-проектирования и прототипирования на этапе предоперационной диагностики пациента с деформацией позвоночника на почве врожденной аномалии развития показал, что данная технология оказывает существенную практическую помощь хирургам, предоставляя возможность дополнительно визуализировать деформационное поражение, наглядно оценивать анатомические особенности и параметры позвонков с резервными пространствами позвоночного и корешковых каналов, а также уточнять необходимые параметры фиксирующих опорных узлов с определением безопасной траектории или зоны их имплантирования, тем самым снижая операционные риски и оптимизируя хирургическое лечение детей с врожденными аномалиями развития позвоночника

Summary

Introduction

The experience of using the method of 3D design and prototyping is examplified in a clinical case of surgical treatment of a six-year-old patient with kyphoscoliotic deformity of the spine due to congenital malformation of the L1 vertebra. Проведенный информационный анализ показывает, что использование данного метода как медицинской технологии позволяет детально визуализировать и оценивать изменения позвоночного столба и его структур, осуществлять дифференцированный подход к хирургической коррекции и стабилизации позвоночника при деформационных поражениях различного генеза, локализации и выраженности, создавать и использовать индивидуальные технические решения имплантируемых конструкций эндокорректоров-фиксаторов и шаблоновнаправителей для установки опорных узлов фиксации позвонков [6,7,8,9,10,11,12,13].

Results

Conclusion