SmartOrthos: Uma ferramenta de planejamento pré-operatório de fixação de parafuso pedicular
Resumo
No campo da cirurgia espinhal, é comum o uso da técnica de fixação de parafuso pedicular para a estabilização da coluna toracolombar em uma variedade de procedimentos. Nesses procedimentos as principais complicações são a falha na fixação e o mau posicionamento do parafuso. Um bom planejamento pré-operatório é fundamental para reduzir o risco de falha de fixação e do mau posicionamento do parafuso. Desta forma, este trabalho apresenta o SmartOrthos, uma ferramenta de planejamento pré-operatória, que possibilita determinar trajetórias dos parafusos, avaliar a qualidade óssea dessas trajetórias, através das propriedades biomecânicas do osso determinadas por meio de imagens de tomografia computadorizada. Para a validação realizou-se a apresentação e a aplicação da ferramenta com dois cirurgiões especialistas, em seguida aplicou-se um questionário seguindo-se a metodologia TAM para recolher as informações. Os resultados demonstram que a ferramenta pode ser utilizada para apoiar o planejamento da fixação de parafusos pediculares e que também pode ajudar a reduzir o risco de ocorrerem complicações.
Referências
Bokov, A., Mlyavykh, S., Rasteryaeva, M., and Aleynik, A. (2015). The risk factors of pedicle screws loosening after spinal instrumentations. Global Spine Journal, 5(1 suppl):s-0035.
Boos, N. and Webb, J. (1997). Pedicle screw fixation in spinal disorders: a european view. European Spine Journal, 6(1):2-18.
Bredow, J., Boese, C., Werner, C., Siewe, J., Löhrer, L., Zarghooni, K., Eysel, P., and Scheyerer, M. (2016). Predictive validity of preoperative ct scans and the risk of pedicle screw loosening in spinal surgery. Archives of orthopaedic and trauma surgery, 136(8):1063-1067.
Chand, M., Armstrong, T., Britton, G., and Nash, G. F. (2007). How and why do we measure surgical risk? Journal of the Royal Society of Medicine, 100(11):508-512.
Fowler, M. (2009). Padrões de arquitetura de aplicações corporativas. Bookman.
Galbusera, F., Bassani, T., La Barbera, L., Ottardi, C., Schlager, B., Brayda-Bruno, M., Villa, T., and Wilke, H.-J. (2015a). Planning the surgical correction of spinal deformities: Toward the identification of the biomechanical principles by means of numerical simulation. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, 3:178.
Galbusera, F., Volkheimer, D., Reitmaier, S., Berger-Roscher, N., Kienle, A., and Wilke, H.-J. (2015b). Pedicle screw loosening: a clinically relevant complication? European Spine Journal, 24(5):1005-1016.
Galindo, M. H., Galindo, R. H., Medeiros, R. C. d., Pereira, A. F., Ferreira, M. A., and Rangel, T. D. M. (2013). Parafusos pediculares mal posicionados pela técnica freehand: qual o real valor para o surgimento de lesões neurológicas? Coluna/Columna, 12(4):315-318.
Goerres, J., Uneri, A., Silva, T. D., Ketcha, M., Reaungamornrat, S., Jacobson, M., Vogt, S., Kleinszig, G., Osgood, G., Wolinsky, J.-P., and Siewerdsen, J. H. (2017). Spinal pedicle screw planning using deformable atlas registration. Physics in Medicine and Biology, 62(7):2871-2891.
Hicks, J. M., Singla, A., Shen, F. H., and Arlet, V. (2010). Complications of pedicle screw fixation in scoliosis surgery: a systematic review. Spine, 35(11):E465-E470.
Huang, H.-L., Tsai, M.-T., Lin, D.-J., Chien, C.-S., and Hsu, J.-T. (2010). A new method to evaluate the elastic modulus of cortical bone by using a combined computed tomography and finite element approach. Computers in biology and medicine, 40(4):464-468.
Klein, S., Whyne, C. M., Rush, R., and Ginsberg, H. J. (2009). Ct-based patient-specific simulation software for pedicle screw insertion. Clinical Spine Surgery, 22(7):502-506.
Knez, D., Nahle, I. S., Vrtovec, T., Parent, S., and Kadoury, S. (2019). Computer-assisted pedicle screw trajectory planning using ct-inferred bone density: A demonstration against surgical outcomes. Medical physics, 46(8):3543-3554.
Lee, J., Kim, S., Kim, Y. S., and Chung, W. K. (2012). Optimal surgical planning guidance for lumbar spinal fusion considering operational safety and vertebra-screw interface strength. The International Journal of Medical Robotics and Computer Assisted Surgery, 8(3):261-272.
Maciel, W. (2015). Hipócrates. Acessado em: 28 de Julho de 2019.
Penn, M. (2020). Types of spine surgery and how to know when you might need surgery.
Schreiber, J. J., Anderson, P. A., and Hsu, W. K. (2014). Use of computed tomography for assessing bone mineral density. Neurosurgical focus, 37(1):E4.
WEINERMAN, c. h. (1976). Escalas de medicion en ciências sociales.
Wicker, R. and Tedla, B. (2004). Automatic determination of pedicle screw size, length, and trajectory from patient data. In The 26th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, volume 1, pages 1487-1490.
Zindrick, M. R., Wiltse, L. L., Widell, E. H., Thomas, J. C., Holland, W. R., Field, B., and Spencer, C. W. (1986). A biomechanical study of intrapeduncular screw fixation in the lumbosacral spine. Clin Orthop Relat Res, 203(99-112):2.
Boos, N. and Webb, J. (1997). Pedicle screw fixation in spinal disorders: a european view. European Spine Journal, 6(1):2-18.
Bredow, J., Boese, C., Werner, C., Siewe, J., Löhrer, L., Zarghooni, K., Eysel, P., and Scheyerer, M. (2016). Predictive validity of preoperative ct scans and the risk of pedicle screw loosening in spinal surgery. Archives of orthopaedic and trauma surgery, 136(8):1063-1067.
Chand, M., Armstrong, T., Britton, G., and Nash, G. F. (2007). How and why do we measure surgical risk? Journal of the Royal Society of Medicine, 100(11):508-512.
Fowler, M. (2009). Padrões de arquitetura de aplicações corporativas. Bookman.
Galbusera, F., Bassani, T., La Barbera, L., Ottardi, C., Schlager, B., Brayda-Bruno, M., Villa, T., and Wilke, H.-J. (2015a). Planning the surgical correction of spinal deformities: Toward the identification of the biomechanical principles by means of numerical simulation. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, 3:178.
Galbusera, F., Volkheimer, D., Reitmaier, S., Berger-Roscher, N., Kienle, A., and Wilke, H.-J. (2015b). Pedicle screw loosening: a clinically relevant complication? European Spine Journal, 24(5):1005-1016.
Galindo, M. H., Galindo, R. H., Medeiros, R. C. d., Pereira, A. F., Ferreira, M. A., and Rangel, T. D. M. (2013). Parafusos pediculares mal posicionados pela técnica freehand: qual o real valor para o surgimento de lesões neurológicas? Coluna/Columna, 12(4):315-318.
Goerres, J., Uneri, A., Silva, T. D., Ketcha, M., Reaungamornrat, S., Jacobson, M., Vogt, S., Kleinszig, G., Osgood, G., Wolinsky, J.-P., and Siewerdsen, J. H. (2017). Spinal pedicle screw planning using deformable atlas registration. Physics in Medicine and Biology, 62(7):2871-2891.
Hicks, J. M., Singla, A., Shen, F. H., and Arlet, V. (2010). Complications of pedicle screw fixation in scoliosis surgery: a systematic review. Spine, 35(11):E465-E470.
Huang, H.-L., Tsai, M.-T., Lin, D.-J., Chien, C.-S., and Hsu, J.-T. (2010). A new method to evaluate the elastic modulus of cortical bone by using a combined computed tomography and finite element approach. Computers in biology and medicine, 40(4):464-468.
Klein, S., Whyne, C. M., Rush, R., and Ginsberg, H. J. (2009). Ct-based patient-specific simulation software for pedicle screw insertion. Clinical Spine Surgery, 22(7):502-506.
Knez, D., Nahle, I. S., Vrtovec, T., Parent, S., and Kadoury, S. (2019). Computer-assisted pedicle screw trajectory planning using ct-inferred bone density: A demonstration against surgical outcomes. Medical physics, 46(8):3543-3554.
Lee, J., Kim, S., Kim, Y. S., and Chung, W. K. (2012). Optimal surgical planning guidance for lumbar spinal fusion considering operational safety and vertebra-screw interface strength. The International Journal of Medical Robotics and Computer Assisted Surgery, 8(3):261-272.
Maciel, W. (2015). Hipócrates. Acessado em: 28 de Julho de 2019.
Penn, M. (2020). Types of spine surgery and how to know when you might need surgery.
Schreiber, J. J., Anderson, P. A., and Hsu, W. K. (2014). Use of computed tomography for assessing bone mineral density. Neurosurgical focus, 37(1):E4.
WEINERMAN, c. h. (1976). Escalas de medicion en ciências sociales.
Wicker, R. and Tedla, B. (2004). Automatic determination of pedicle screw size, length, and trajectory from patient data. In The 26th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, volume 1, pages 1487-1490.
Zindrick, M. R., Wiltse, L. L., Widell, E. H., Thomas, J. C., Holland, W. R., Field, B., and Spencer, C. W. (1986). A biomechanical study of intrapeduncular screw fixation in the lumbosacral spine. Clin Orthop Relat Res, 203(99-112):2.
Publicado
07/06/2022
Como Citar
MACEDO, Francisco Tailânio de; MENDES NETO, Francisco Milton; SILVA, Alex Sandro de Araújo.
SmartOrthos: Uma ferramenta de planejamento pré-operatório de fixação de parafuso pedicular. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE COMPUTAÇÃO APLICADA À SAÚDE (SBCAS), 22. , 2022, Teresina.
Anais [...].
Porto Alegre: Sociedade Brasileira de Computação,
2022
.
p. 322-333.
ISSN 2763-8952.
DOI: https://doi.org/10.5753/sbcas.2022.222674.
