Bolezenska stanja, ki povzročajo nestabilnost hrbtenice, so pogosto zdravljena z zatrjevanjem vretenc na podlagi kirurškega posega z vstavljanjem pedikularnih vijakov. Obstoječe metode za predoperativno načrtovanje temeljijo le na geometrijskih lastnostih vretenčni struktur (tj. oblika), ne upoštevajo pa strukturnih lastnosti (tj. pojavnost). V tem članku predlagamo novo avtomatsko metodo za računalniško podprto predoperativno načrtovanje velikosti in vstavitvene trajektorije pedikularnih vijakov v prsnem predelu hrbtenice. Predlagana metoda izlušči geometrijske lastnosti vretenčnih struktur preko parametričnega modeliranja vretenčnih teles in pediklov v treh dimenzijah (3D) ter jih združi z njihovimi strukturnimi lastnostmi, ki so ovrednotene preko pripadajočih slikovnih intenzitet v računalniško tomografskih (CT) slikah ob upoštevanju priporočil za načrtovanje pedikularnih vijakov. Metodo smo ovrednotili na 81 pediklih, pridobljenih iz 3D CT slik 11 bolnikov, ki so bili napoteni na operacijski poseg z vstavitvijo pedikularnih vijakov. V vidika povprečne absolutne razlike (MAD) in pripadajočega standardnega odklona (SD), je natančno modeliranje vretenčnih teles (0,39 ± 0,31 mm) in pediklov (0,31 ± 0,25 mm) v 3D priskrbelo ustrezen okvir za določanje 3D modelov pedikularnih vijakov. Pri primerjavi avtomatsko pridobljenih ter ročno določenih načrtovanj vstavitve pedikularnih vijakov smo zaznali visoko ujemanje, in sicer (MAD ± SD) 0,4 ± 0,4 mm za premer vijaka, 5,8 ± 4,2 mm za dolžino vijaka, 2,0 ± 1,4 mm za presečiščno točko pedikla ter 7,6 ± 5,8o za vstavitvene naklone vijaka. Poleg tega smo zaznali statistično pomemben prirastek v pritrdilni moči vijaka v višini 48 ± 26% pri 99% primerov v prid predlagane avtomatske metode.
COBISS.SI-ID: 11250260
Učvrstitev vretenc s pedikularnimi vijaki je najbolj pogosta stabilizacijska tehnika v kirurgiji hrbtenice. V tej retrospektivni raziskavi predstavljamo primerjavo ročnega in računalniško podprtega predoperacijskega načrtovanja velikosti in vstavitvene trajektorije pedikularnih vijakov v tridimenzionalnih (3D) računalniško tomografskih (CT) slikah deformacij prsne hrbtenice. Ročno načrtovanje velikosti in vstavitvene trajektorije pedikularnih vijakov sta opravila dva hrbtenična kirurga s programsko opremo za predoperacijsko načrtovanje kirurških posegov, medtem ko je računalniško podprto načrtovanje potekalo na podlagi avtomatske obdelave in analize slik ter maksimizacije pritrdilne moči vijaka. Na ta način smo pridobili parametre velikosti (premer in dolžina) ter vstavitvene trajektorije (presečiščna točka pedikla, naklon v stranski ravnini, naklon v prečni ravnini) za 316 pedikularnih vijakov iz 3D CT slik 17 bolnikov z deformacijami prsne hrbtenice. Analiza parametrov pedikularnega vijaka, pridobljenih z dvema ročnima in enim računalniško podprtim načrtovanjem, je pokazala na statistično pomembno razliko v velikosti (p ( 0,05) in vstavitveni trajektoriji (p ( 0,001) vijakov. Računalniško podprto načrtovanje je predlagalo širše (p ( 0,05) in daljše (p ( 0,001) vijake z večjo normalizirano pritrdilno močjo (p ( 0,001). Primerjava je pokazala na skladnost ročnega in računalniško podprtega načrtovanja velikosti in vstavitvene trajektorije pedikularnih vijakov, razen pri naklonih vijakov v stranski ravnini, saj je ročno načrtovanje bolj sledilo vstavitveni tehniki, imenovani “naravnost-naprej”, računalniško podprto načrtovanje pa anatomski vstavitveni tehniki. Računalniško podprto načrtovanje je bilo povezano z večjo pritrdilno močjo in zato večjo izvlečno silo vijakov, poleg tega pa je tudi bolj ponovljivo in zanesljivo od ročnega.
COBISS.SI-ID: 11678804
Fuzija hrbtenice v kombinaciji z pričvrstitvijo vretenc z vstavitvijo pedikularnih vijakov je med najbolj pogostimi izbirami za kirurško zdravljenje različnih deformacij hrbtenice. Natančnost vstavljanja pedikularnih vijakov je neposredno povezana z rezultatom kirurškega posega, vendar pa je ročno načrtovanje velikosti in vstavitvene trajektorije pedikularnih vijakov časovno zamudno opravilo. V tem članku predlagamo novo avtomatsko metodo za optimalno načrtovanje velikosti in vstavitvene trajektorije pedikularnih vijakov, ki temelji na tako geometrijskih (tj. morfometrija) in anatomskih (tj. kostna mineralna gostota) lastnostih vretenc za maksimizacijo pritrdilne moči vijakov. Velikosti in trajektorije 61 pedikularnih vijakov, določenih z avtomatsko metodo v računalniško tomografskih slikah devetih bolnikov, so bile skladne s predoperativnimi načrti, ki jih je ročno izdelal hrbtenični kirurg (povprečna razlika 0,6 mm za premer, 4,0 mm za dolžino, 1,7 mm za prehod pedikla ter 6,1o za vstavitveni naklon vijaka), medtem ko je bila povečana pritrdilna moč prisotna pri 50 primerih (82 %).
COBISS.SI-ID: 11453012
Predlaganih je bilo že veliko metod za računalniško podprto načrtovanje vstavitve pedikularnih vijakov, vendar sistematična analiza variabilnosti glede na ročno načrtovanje še ni bila opravljena. Zato smo izvedli primerjavo med predoperativnimi načrti vstavitve pedikularnih vijakov, ki smo jih pridobili na podlagi računalniško tomografskih (CT) slik, in sicer ročno s strani dveh hrbteničnih kirurgov in avtomatsko z računalniško podprto metodo, tako da smo lahko analizirali in primerjali ročni in računalniško podprti pristop z vidika variabilnosti znotraj opazovalca kot tudi med opazovalci. Za 256 pedikularnih vijakov so bili predoperativni načrti vstavitve določeni ročno s strani dveh izkušenih hrbteničnih kirurgov, pri čemer je vsak neodvisno naredil dve seriji meritev s pomočjo namenske programske opreme za načrtovanje operacij. Za te iste pedikularne vijake smo pridobili predoperativne načrte vstavitve tudi avtomatsko, in sicer z računalniško podprto metodo, ki temelji na modeliranju vretenčnih struktur v 3D ter nato določi velikost in vstavitveno trajektorijo pedikularnih vijakov na podlagi iskanja največje pritrditvene moči preko pripadajoče mineralne kostne gostote. Pridobili smo skupno 1024 ročno določenih (2 opazovalca × 2 seriji × 256 vijakov) in 256 avtomatsko določenih (1 računalniško podprta metoda × 256 vijakov) predoperativnih načrtov vstavitve pedikularnih vijakov ter jih primerjali z vidika variabilnosti znotraj opazovalca in med opazovalci. Velike razlike smo opazili pri stranskem naklonu pedikularnih vijakov, in sicer je bila ta v enotah povprečne absolutne razlike in pripadajočega standardnega odklona enaka 18.38 ± 7.68 kotnih stopinj oz. 12.38 ± 6.58 kotnih stopinj za variabilnost znotraj drugega opazovalca oz. za variabilnost med prvim opazovalcem in računalniško podprto metodo. Zaključimo lahko, da je variabilnost med opazovalci in računalniško podprto metodo znotraj meja variabilnosti posameznega opazovalca, kar kaže na to, da je računalniško podprta metoda potencialno uporabna kot orodje za hrbtenično kirurgijo, pri čemer jo lahko prilagodimo glede na želje in zahteve kirurga.
COBISS.SI-ID: 11993172
Predstavili smo kvantitativno primerjavo med ročnimi in računalniško podprtimi načrti za vstavitev pedikularnih vijakov, pridobljenih na podlagi tridimenzionalnih (3D) slik računalniško tomografskih (CT) slik 17 bolnikov s prsnimi deformacijami hrbtenice. Ročno načrtovanje sta opravila dva hrbtenična kirurga na podlagi namenske programske opreme za načrtovanje kirurških postopkov, medtem ko je bilo računalniško podprto načrtovanje opravljeno na podlagi avtomatske 3D razgradnje in modeliranja vretenčni struktur v CT slikah ter avtomatskega modeliranja pedikularnih vijakov v 3D z maksimizacijo pritrdilne moči vijaka. Analiza velikosti (premer in dolžina) ter vstavitvene trajektorije (presečna točka pedikla, stranski naklon in prečni naklon) pri 316 pedikularnih vijakih je pokazala na statistično pomembne razlike v velikosti in vstavitveni trajektoriji.
COBISS.SI-ID: 11708244