文摘
骨肉瘤与一个相对贫穷的预后有关,由于难以获得足够的外科手术施行的范围,给出复杂盆腔解剖。磁共振成像和电脑断层摄影术让宝贵的外科切除规划,但术中定位仍是危险的。手术导航系统可以在肿瘤外科大有好处,尤其是在困难的肿瘤位置;但是,没有商业软件是目前肿瘤外科。一个定制的导航软件开发和用于执行滑膜肉瘤切除术和同种异体移植物重建。定义的软件允许术前规划与目标飞机用徒手锯条和术中导航。同种异体移植物是根据同一架飞机。组织学检查发现患肿瘤切除的利润率。同种异体移植物配件的骨盆骨缝术病人非常好,允许稳定。我们相信这是第一种情况结合计算机辅助肿瘤切除和重建同种异体移植物。
1。介绍
恶性肿瘤患者的骨盆带在一个相似的肿瘤患者治疗失败的风险高于位于一个肢体1]。原因风险增加有关手术的不足保证金获得(1,2]鉴于骨盆内的复杂解剖结构,包括重要的内脏器官的存在和vasculonervous结构(1,3]。磁共振成像(MRI)和计算机断层扫描(CT)是有价值的工具,用于定位为手术切除肿瘤和计划,但仍难以这宝贵的信息转移到手术室。
在手术过程中在复杂的解剖位置(例如,骨盆和骶骨),外科医生经常丢失(4),缺乏精确性。切除(intralesional或边际)的利润不足经常获得,导致局部复发(2,5,6]。当地的复发率高达70%的骨盆骨肉瘤(边际利润)或92% (intralesional利润率)已报告5]。骨盆重建具有同种异体移植物进一步复杂化的难度减少骨同种异体移植物恰恰符合切除差距(2,7]。这个过程也缺乏精度,导致差异的host-allograft连接,增加骨缝术失败的风险和不愈合。
计算机辅助手术导航系统,帮助比外科医生的精准度被广泛用于髋关节或膝关节置换术等程序,前交叉韧带重建,椎弓根螺钉高胫骨截骨术,在脊柱外科8]。其他计算机辅助应用程序特定的骨盆区域包括截和骶髂螺钉的位置或长期在髋臼的骨折的接骨螺钉(9,10]。肿瘤外科可以受益于导航技术骨盆肿瘤切除和重建。尽管缺乏商业上可用的导航软件肌肉骨骼肿瘤切除,导航已经执行了骨盆和骶骨肿瘤切除术1,3,11,12]。在这些情况下,商用软件适应导航轴,但没有直接的飞机导航了。结合MRI和CT、计算机辅助导航可以促进在切除术术中定位和提高安全。
迄今为止,导航软件从来没有用于同时切除和同种异体移植物重建。我们报告一例涉及骨盆髋臼的区域的滑膜肉瘤(Enneking区II和III) (13肿瘤)中描述了使用磁共振成像和MRI-to-CT coregistration,以及组合导航的肿瘤切除和移植。
2。患者和方法
2.1。病人
thirty-two-year-old人是指我们部门超过一年期髋关节疼痛的历史。神经赤字和全身症状,如发烧、体重减轻、缺席。普通的骨盆的x光照片显示坐骨的溶骨的损伤。计算机断层扫描和磁共振成像显示肿瘤涉及髋臼的区域,坐骨耻骨。进一步评估,包括胸部CT和磁共振(fluorodeoxyglucose-18)没有远处转移。一个切口活检和组织学评价活检组织的执行符合三级的诊断滑膜肉瘤。
2.2。术前规划肿瘤切除
术前骨盆CT和MRI扫描得到使用华晨40 CT扫描仪(飞利浦、荷兰),1毫米间距片和2毫米片厚度和1.5 T NTScan Intera MRI(飞利浦、荷兰),4毫米间距片,3毫米切片厚度、重复550毫秒的时间,和回声14毫秒的时间。开源软件ITK-Snap 1.6.0.1 (www.itksnap.org/)是用于手动段肿瘤的每个MRI片,它是可见的(数据1(一)和1(b))。由于MRI和CT有不同的位置,图像大小,和决议,MRI-segmented肿瘤需要出口到CT。Coregistration启用位置的MRI和分割肿瘤体积CT坐标系(图1(c))。
骨盆截骨,三个目标飞机计划,以确保整个肿瘤体积与患肿瘤的切除。第一架飞机是髋臼上方水平,第二是耻骨垂直,第三是日冕坐骨的结节(图1(d))。这些飞机目标定位在三维(3 d)在CT扫描使用触觉设备(14]。飞机最初被带进接触肿瘤surgeon-defined安全保证金的然后翻译(至少5毫米15]。
2.3。术前规划同种异体移植物切割
选择最佳的同种异体移植物中可用的髂异体骨从本地骨骼银行,我们执行一个CT-based(螺旋Elscint双胞胎CT扫描仪)登记病人的骨之间和不同的同种异体(16]。的选择标准是最好的适合两髂骨骼和吸盘。一旦选择最佳的同种异体移植物,CT-to-CT登记允许我们将目标转移病人的CT坐标平面的同种异体移植物(图1(d))。使用这个过程确保病人的目标飞机和同种异体移植物是相同的。
2.4。与原型导航手术预演
病人的髂骨的模型和所选的同种异体移植物是由快速成型(17)(Sirris,列日,比利时)(图2(一个))使用3 d石膏打印基于CT数据。前两天手术,外科医生排练肿瘤切除与目标飞机导航(图2)。患者的盆腔CT数据,包括飞机和肿瘤体积分割目标,被加载到导航系统(Spineapplication定制版本,1.4、Praxim LaTronche,法国)。
(一)
(b)
(c)
(d)
动态reference-base (DRB)被固定在髂嵴的原型使用旋转稳定器和被一个NDI北极星追踪定位器(加拿大安大略省滑铁卢,NDI)。Prototype-to-image匹配与基于地表的匹配算法进行触诊髂骨和耻骨的原型。注册验证了误差触诊骨盆的不同分。锯条是校准在2 d开发标定框架。三个术前定义目标飞机都标有导航指针,提供一个启动线看到(图2 (b))。然后锯条是导航按照预定义的目标平面,和三个进行截骨术。移植手术切割之前排练导航相同目标飞机的使用上面的系统(图2 (c)),同种异体移植物拟合骨缺损的病人使用两个削减原型(图验证了2 (d))。
2.5。导航手术
病人放置在外侧位置,腹股沟和Kocher-Langenbeck方法被使用(18]。软组织解剖后,DRB髂骨固定。Patient-to-image匹配是由触诊髂骨和耻骨(19]。匹配质量被触诊检查一些点导航可用的表面上的指针。定义的三个目标飞机标志和减少导航锯条(图3(一个))。
(一)
(b)
(c)
DRB是固定的髂骨选择同种异体移植物(图3 (b)),执行graft-to-image匹配,匹配质量再次验证了触诊点表面的骨盆。注册测量误差的均方根(RMS)。从520点用于表面均方根计算匹配和0.42毫米。相同的三个目标飞机用于肿瘤切除被直接看到导航导航。降低同种异体移植物(图3 (c))被放置在骨缺损和骨缝术进行三个钛板(图4(一))。一个盘子都是放置在无名的线列前,耻骨,后列。额外的方头螺钉插入的前部,后部优越的骨干与结。坐骨是osteotomized(没有导航)病人的肌肉插入和插入在移植2例经皮螺钉。全髋关节置换术和患者股骨髋臼之间进行移植。
(一)
(b)
(c)
(d)
总手术时间是13 h 4分钟时间的皮肤切口的关闭。术前准备了1 h 22分钟,包括全身麻醉,胸硬膜外导管插入,病人定位、隔音材料。估计失血4.1升。止血困难遇到接近ischiopubic支是由于阴茎海绵体的距离。
2.6。术后
删除肉瘤组织学检查显示滑膜肉瘤,并显示所有患肿瘤切除的利润率。第二天,病人接受手术止血。病人发达瞬态股神经麻痹性痴呆,证实了肌电图。病人与部分负重拄着拐杖走了三个月,之后完全负重是允许的。术后CT扫描显示完美plane-to-plane同种异体移植物和主机骨盆骨(数据之间的联系4 (b),4 (c),4 (d))。
3所示。讨论
如今专用肿瘤导航软件模块可用于商业用途。没有具体的导航软件开发支持肿瘤切除和重建与导航的锯片。因此,我们适应商用的脊柱模块导航系统(最初为椎弓根螺钉开发的应用程序),使飞机导航。虽然类似的改编之前报道(3,11),这些项目导航轴,没有飞机。
3.1。术前规划肿瘤切除
CT和MRI对于肿瘤手术术前准备至关重要。CT显示精确骨细节,而MRI优越在描述intraosseous和extraosseous肿瘤扩展,特别是在软组织(20.]。滑膜肉瘤的MRI也首选成像模块(21]。在目前的研究中,肿瘤分割才可能使用核磁共振,因为肿瘤extraosseous扩展。肿瘤精确描述了每个MRI片肿瘤是可见的。可疑组织MRI被认为是病态和被分割为肿瘤。核磁共振成像片厚度3毫米和片之间的间隔是4毫米。安全保证金超过5毫米,因此,选择以确保克服潜在的错误由于MRI片厚度3毫米。因为我们的导航系统是基于CT,有必要出口的肿瘤体积分割MRI-to-CT coregistration。图像coregistration有效地用于放射治疗(22),核磁共振成像提供的额外信息或正电子发射断层扫描可以与CT相结合。建立了计算机辅助手术MRI-to-CT coregistration的切除颅内、颅面和轨道肿瘤(23,24),以及经皮射频消融术的癌症(25)和神经外科(26]。然而,这项技术在骨科肿瘤很少使用。
3.2。术前规划同种异体移植物切割
同种异体移植物的CT-based登记方法选择提供了几个优势。首先,选择最佳拟合的同种异体移植物比当使用更高效radiograph-based方法和模板(27]。Graft-to-patient登记提供的3 d图像叠加移植物和患者的骨盆,这是有用的精确选择根据贪污和腐败的髋臼的大小和耻骨和骶髂关节的信件。Graft-to-patient登记还允许转移目标平面坐标的病人移植,从而保证减少同种异体移植物完全符合骨缺损。贪污切割没有导航系统据报道产生重要的差距在graft-host结可能干扰联盟和稳定7]。
3.3。与原型导航手术预演
手术预演与原型的DRB允许我们选择最好的位置,从而增加刚体可见性。飞机目标的可行性,确定是否锯条可以通过计划合理地达到目标平面手术方法,也被检查。同种异体移植物配件测试在病人由于骨质疏松缺陷显示一个小缺口与锯条厚度有关。决定将截骨术的飞机1.5毫米在移植来弥补这个骨质流失。
3.4。导航手术
同时使用的腹股沟和Kocher-Langenbeck方法提供了改进的暴露,从而促进减少和固定在髋臼的骨折18,28),肿瘤切除和重建。最优DRB位置的确定,提高比赛质量(19),位于后髂嵴维持恒定的可见性的光学定位器和工作区域的距离最大化。旋转稳定器被用来增加标记稳定而单螺杆(29日]。使用一个腹股沟方法,我们以前观察到全球导航系统精度可达到1.3毫米(19]。
在计算机辅助手术,手术规划有两个方法:术前(通常基于CT图像)和术中(通常基于透视)30.]。术中规划,比如使用透视c臂技术导航一个凿砧板(31日)执行高胫骨open-wedge截骨术,不需要术前CT扫描,但费时。盆腔手术,病人不允许安装使用一个综合的方法,便于术中透视。因此,我们进行术前CT-based手术计划减少操作时间,避免术中透视。自从CTs通常获得的肿瘤外科,我们不需要获得额外的扫描。
大多数导航系统导航能力的锯条只帮助砧板对齐。然而,切割块笨重的工具。海德尔等人开发的自由切削振动骨头全膝关节置换术中看到。当整个看到的是注册为一个刚体,徒手技术被发现比使用传统的切割块快15%。植入适合400%更好的导航徒手骨切比获得使用切割块(32),可能由于错误定位切割块或在减少冲头位置的微小变化。
4所示。结论
我们相信这是首次报道的案例结合计算机辅助肿瘤切除和重建同种异体移植物。据我们所知,平面坐标的patient-to-graft转让从未被报告过。这种技术允许我们同时降低同种异体移植物(由另一个医生)或肿瘤切除之前,因为飞机是术前定义,从而减少操作时间。术中导航允许我们鉴定的准确性得到一个安全的边缘,避免不必要的切除。这也是第一个结合临床使用徒手看到肿瘤切除和重建。骨髂,肿瘤,目标飞机,和锯条在电脑上直接在三维可视化监控在手术室(图5)。为髂目标飞机的10厘米,稍有误差甚至5°平面取向导致骨干与结的明显差距。与计算机援助,精确的肿瘤切片和同种异体移植物削减导致骨干连接(图好联系4)。
(一)
(b)
(c)
保肢手术的目的是保护功能的肢体。手术要求医生去接近肿瘤比截肢,但不增加病人的风险。骨肉瘤的研究显示患者局部复发的风险增加保肢手术,切除有关利润率和原发肿瘤对化疗的反应(33]。严格遵守安全因此利润是至关重要的。技术如所描述的本研究可能有助于改善患者安全,在肿瘤外科手术精度。
道德的先决条件
该病例的报告已通过一个伦理委员会(登记号B40320095697)。
利益冲突
作者认为没有利益冲突。
承认
基金收到Saint-Luc基金会,大道Hippocrate 10/1590, 1200年布鲁塞尔,比利时。