Применение компьютерного моделирования и 3D-технологий в онкоортопедии. Обзор литературы
Аннотация
В статье представлен обзор мировой и отечественной литературы на тему применения компьютерного моделирования и 3D-технологий в онкологической ортопедии. Рассмотрен опыт применения предоперационного планирования, индивидуального инструментария и индивидуальных протезов при злокачественных опухолях костей таза, лопатки, грудины, пяточной кости и т. д.
Об авторах
Д. К. АгаевРоссия
Агаев Дергах Камаледдин оглы - аспирант кафедры онкологии.
117997, Москва, ул. Островитянова, д. 1.
Е. А. Сушенцов
Россия
Сушенцов Евгений Александрович - кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник отделения опухолей опорно-двигательного аппарата.
115478, Москва, Каширское ш., д. 24.
Д. И. Софронов
Россия
Софронов Денис Игоревич - кандидат медицинских наук, научный сотрудник отделения вертебральной хирургии.
115478, Москва, Каширское ш., д. 24.
А. К. Валиев
Россия
Валиев Аслан Камраддинович - кандидат медицинских наук, руководитель отдела общей онкологии.
115478, Москва, Каширское ш., д. 24.
Э. Р. Мусаев
Россия
Мусаев Эльмар Расимович - член-корреспондент РАН, доктор медицинских наук, зав. отделением вертебральной хирургии.
115478, Москва, Каширское ш., д. 24.
В. А. Хайленко
Россия
Хайленко Виктор Алексеевич - профессор, доктор медицинских наук, заведующий кафедрой онкологии ФДПО.
117997, Москва, ул. Островитянова, д. 1.
А. Т. Абдулжалиев
Россия
Абдулжалиев Адиль Тахирович - ординатор кафедры онкологии ФДПО.
117997, Москва, ул. Островитянова, д. 1.
Список литературы
1. Алиев МД, Сушенцов ЕА. Современная онкоортопедия. Саркомы костей, мягких тканей и опухоли кожи. 2012;(4):3-10.
2. Трапезников НН, Еремина ЛА, Амирасланов АТ и соавт. Опыт применения эндопротезирования коленного сустава при опухолях костей. Ортопед. травматол. 1989:80-86.
3. Henderson ER, Groundland JS, Pala E et al. Failure mode classification for tumor endoprostheses: retrospective review of five institutions and a literature review. J Bone Joint Surg Am. 2011;93(5):418-429.
4. Сушенцов ЕА, Мусаев ЭР, Софронов ДИ, Неред АС, Алиев МД. Компьютерные технологии и 3D-принтинг в лечении больных с опухолями костей таза. Саркомы костей, мягких тканей и опухоли кожи. 2018;(1):29-31.
5. Tam MD et al. 3-D printout of a DICOM file to aid surgical planning in a 6 year old patient with a large scapular osteochondroma complicating congenital diaphyseal aclasia. J Radiol Case Rep. 2012;6(1):31-37.
6. Ma L et al. 3D-printed guiding templates for improved osteosarcoma resection. Sci Rep. 2016;6:23335.
7. Xiao J-r et al. En bloc resection of primary malignant bone tumor in the cervical spine based on 3-dimensional printing technology. Orthop Surg. 2016;8(2):171-178.
8. Buller L et al. The use of patient-specific instrumentation improves the accuracy of acetabular component placement. J Arthroplasty. 2013;28(4):631-636.
9. Mac-Thiong JM et al. Evaluation of a transpedicular drill guide for pedicle screw placement in the thoracic spine. Eur Spine J. 2003;12(5):542-547.
10. Fei Guo, Jianhao Dai, Junxiang Zhang, Yichuan Ma, Guanghui Zhu, Junjie Shen, and Guoqi Niu. Individualized 3D printing navigation template for pedicle screw fixation in upper cervical spine. PLoS One. 2017;12(2):е0171509.
11. Hongliang Chen, Kaijing Guo, Huilin Yang, Dongying Wu, and Feng Yuan. Thoracic Pedicle Screw Placement Guide Plate Produced by Three-Dimensional (3-D) Laser Printing. Med Sci Monit. 2016;22:1682-1686.
12. Francois Gouin, Laurent Paul, Guillaume Anthony Odri, and Olivier Cartiaux. Computer-Assisted Planning and Patient-Specific Instruments for Bone Tumor Resection within the Pelvis: A Series of 11 Patients. Sarcoma. Volume 2014, 9 pages.
13. Eduard Cernat, Pierre-Louis Docquier, Laurent Paul, Xavier Banse, Ion-Bogdan Codorean. Patient Specific Instruments for Complex Tumor Resection-Reconstruction Surgery within the Pelvis: A Series of 4 Cases. Chirurgia. 2016;111(5):439-444.
14. Vishaal Nanik Thadani, Muhammad Jahangir Riaz, Gurpal Singh. The evolution of three-dimensional technology in musculoskeletal oncology. Journal of Clinical Orthopaedics and Trauma. 2018;9:269-274.
15. Baumhauer J, Pinzur MS, Donahue R, Beasley W, Digiovanni C. Site selection and pain outcome after autologous bone graft harvest. Foot Ankle Int. 2014;35(2):104-107.
16. Calvo R, Figueroa D, Díaz-Ledezma C, Vaisman A, Figueroa F. Bone allografts and the functions of bone banks. Rev Med Chil. 2011;139(5):660-666.
17. Khan SN, Cammisa FPJ, Sandhu HS, Diwan AD, Girardi FP, Lane JM. The biology of bone grafting. J Am Acad Orthop Surg. 2005;13(1):77-86.
18. Laurencin CT, El-Amin SF. Xenotransplantation in orthopaedic surgery. J Am Acad Orthop Surg. 2008;16(1):4-8.
19. Fan H et al. Implantation of customized 3-D printed titanium prosthesis in limb salvage surgery: a case series and review of the literature. World J Surg Oncol. 2015;13:308.
20. Dong Liu, Jun Fu, Hongbin Fan, Dichen Li, Enchun Dong, Xin Xiao, Ling Wang, Zheng Guo. Application of 3D-printed PEEK scapula prosthesis in the treatment of scapular benign fibrous histiocytoma: a case report. J Bone Oncol. 2018;12:78-82.
21. Nieminen T, Kallela I, Wuolijoki E, Kainulainen H, Hiidenheimo I, Rantala I. Amorphous and crystalline polyetheretherketone: mechanical properties and tissue reactions during a 3-year follow-up. J Biomed Mater Res A. 2008;84(2):377-383.
22. Shah AM, Jung H, Skirboll S. Materials used in cranioplasty: a history and analysis. Neurosurg Focus. 2014;36(4):E19.
23. Lethaus B, Safi Y, ter Laak-Poort M, Kloss-Brandstatter A, Banki F, Robbenmenke C et al. Cranioplasty with customized titanium and PEEK implants in a mechanical stress model. J Neurotrauma. 2012;29(6):1077-1083.
24. Linglong Deng, Xing Zhao, Chi Wei, Wenqiang Qu, Li Yu and Shaobo Zhu. Application of a three-dimensional printed segmental scapula prosthesis in the treatment of scapula tumors. J Int Med Res. 2019;47(11):5873-5882.
25. Jianfeng Kang, Ling Wang, Chuncheng Yang, Lei Wang, Cao Yi, Jiankang He, Dichen Li. Custom design and biomechanical analysis of 3D-printed PEEK rib prostheses. Biomechanics and Modeling in Mechanobiology. 2018:1083-1092.
26. Momeni A, Kovach SJ. Important considerations in chest wall reconstruction. J Surg Oncol. 2016;113(8):913-922.
27. Ng CSH. Recent and Future Developments in Chest Wall Reconstruction. Semin Thorac Cardiovasc Surg. 2015;27(2):234-239.
28. Skoracki RJ, Chang DW. Reconstruction of the chestwall and thorax. J Surg Oncol. 2006;94(6):455-465.
29. Isabel Simal, Maria Antonia Garda-Casillas, Julio Arturo Cerda, Oscar Riquelme, Concepcion Lorca-Garda, Laura Perez-Egido, Beatriz Fernandez-Bautista, Manuel de la Torre, Juan Carlos de Agustm. Three-Dimensional Custom-Made Titanium Ribs for Reconstruction of a Large Chest Wall Defect. Eur J Pediatr Surg Rep. 2016;4:26-30.
30. Raphael E. Pollock. Soft tissue sarcomas. London: B. C. Decker, 2002:251.
31. Dell'Amore A, Cassanelli N, Dolci G, Stella F. An alternative technique for anterior chest wall reconstruction: the sternal allograft transplantation. Interact Cardiovasc Thorac Surg. 2012;15:944-947.
32. Давыдов МИ, Алиев МД, Соболевский ВА, Илюшин АЛ. Хирургическое лечение злокачественных опухолей грудной стенки. Вестник РОНЦ им. Н.Н. Блохина РАМН. 2008;19(1):35-40.
33. Ma XL, Wang DB, Ma JX, Wang Y, Sun L, Lu B, Wang Y, Zhao XW, Li F, Fan ZR, Han B, Bai HH, Yang BC, Jiang X, Tian AX, Dong BC, Du YR. Du. Custom-made Prosthesis for Reconstruction after Radical Resection for Chondrosarcoma of Manubrium. Orthop Surg. 2018;10(3):272-275.
34. Anton Dzian, Jozef Zivcak, Rastislav Penciak, Radovan Hudak. Implantation of a 3D-printed titanium sternum in a patient with a sternal tumor. World Journal of Surgical Oncology. 2018;16:7.
35. Minh D Tran, MD, Jason A Varzaly, MBBS, Justin CY Chan, MBBS, Yugesh Caplash, MBBS, Michael G. Worthington. Novel Sternal Reconstruction With Custom Three-Dimensional—Printed Titanium PoreStar Prosthesis. Innovations (Phila). 2018;13(4):309-311.
36. Li J, Wang Z. Surgical treatment of malignant tumors of the calcaneus. J Am Podiatr Med Assoc. 2014;104(1):71-76.
37. Scoccianti G, Campanacci DA, Innocenti M, Beltrami G, Capanna R. Total calcanectomy and reconstruction with vascularized iliac bone graft for osteoblastoma: a report of two cases. Foot Ankle Int. 2009;30(7):716-720.
38. Wózniak W, Raciborska A, Walenta T, Szafranski A, Szymborska A, Bajor M. New technique of surgical treatment of malignant calcaneal tumours. Preliminary report. Ortop Traumatol Rehabil. 2007;9(3):273-276.
39. Geertzen JH, Jutte P, Rompen C, Salvans M. Calcanectomy, an alternative amputation? Two case reports. Prosthet Orthot Int. 2009;33(1):78-81.
40. Jong Woong Park, MD, Hyun Guy Kang, MD, PhD, Kwun Mook Lim, MS, June Hyuk Kim, MD, and Han Soo Kim, MD, PhD. Three-Dimensionally Printed Personalized Implant Design and Reconstructive Surgery for a Bone Tumor of the Calcaneus. JBJS Case Connect. 2018;8(2):e25.
41. Jungo Imanishia, Peter FM Choong. Three-dimensional printed calcaneal prosthesis following total calcanectomy. International Journal of Surgery Case Reports. 2015;10:83-87.
42. Andrea Angelini, Giulia Trovarelli, Antonio Berizzi, Elisa Pala, Anna Breda, Pietro Ruggieri. Three-dimension-printed custom-made prosthetic reconstructions: from revision surgery to oncologic reconstructions. International Orthopaedics. 2019;43:123-132.
43. Софронов ДИ, Мусаев ЭР, Сушенцов ЕА, Щипахин СА. Хирургическое лечение при опухолевых поражениях костей таза. обзор литературы. Саркомы костей, мягких тканей и опухоли кожи. 2015;(3):34-39.
44. Robert J Wilson, MD, Thomas H Freeman Jr, MD, Jennifer L Halpern, MD, Herbert S Schwartz, MD, Ginger E Holt, MD. Surgical Outcomes After Limb-Sparing Resection and Reconstruction for Pelvic Sarcoma. JBJS REVIEWS. 2018;6(4):e10.
45. Сушенцов ЕА, Мусаев ЭР, Софронов ДИ, Федорова АВ, Степанова АМ, Ефименко ОС, Дженжера ГЕ, Алиев МД. Индивидуальное эндопротезирование на основе 3D-технологий после резекции костей таза. Саркомы костей, мягких тканей и опухоли кожи. 2017;(3):14-20.
46. Jie Wang, Li Min, Minxun Lu, Yuqi Zhang, Yitian Wang, Yi Luo, Yong Zhou, Hong Duan, Chongqi Tu. Three-dimensional-printed custom-made hemipelvic endoprosthesis for primary malignancies involving acetabulum: the design solution and surgical technique. Journal of Orthopaedic Surgery and Research. 2019;14:389.
47. Wei R, Guo W, Yang R, Tang X, Yang Y, Ji T, Liang H. Reconstruction of the pelvic ring after total en bloc sacrectomy using a 3D-printed sacral endoprosthesis with re-establishment of spinopelvic stability. Bone Joint J. 2019;101-B:880-888.
Рецензия
Для цитирования:
Агаев Д.К., Сушенцов Е.А., Софронов Д.И., Валиев А.К., Мусаев Э.Р., Хайленко В.А., Абдулжалиев А.Т. Применение компьютерного моделирования и 3D-технологий в онкоортопедии. Обзор литературы. Саркомы костей, мягких тканей и опухоли кожи. 2019;11(4):5-16.
For citation:
Agaev D.K., Sushentcov E.A., Sofronov D.I., Valiev A.K., Musaev E.R., Khaylenko V.A., Abduljaliev A.T. The use of computer modeling and 3D-technologies in oncoorthopedia. Literature review. Bone and soft tissue sarcomas, tumors of the skin. 2019;11(4):5-16. (In Russ.)