Introduction: Individual 3D-navigation matrices are valuable to increase the safety of screw implantation into the axis.
Objective: To analyze safety and accuracy of screw deployment into the axis using individual 3D-navigation matrices compared to free hand technique.
Material and methods: A retrospective analysis included 23 patients (group 1) who underwent implantation of 44 screws into the axis using the «free hand» technique. The screws were installed along the transpedicular or pars trajectory. A prospective analysis enrolled 17 patients (group 2) who underwent installation of 34 screws using individual navigation matrices. 3D-printing technology was applied for manufacturing these matrices. Implantation results were evaluated considering postoperative CT data and SGT (Screw Guide Template) system.
Results: In the 1st group («free hand»), grade 0 and 1 (no malposition or less than 50% of screw diameter) were recorded for 29 (65.91%) screws, grade 2 - for 13 (29.55%) screws, grade 3 - for 2 (4.45%) screws. Intraoperative injury of the vertebral artery without postoperative neurological deficit occurred in 4 (8.89%) patients. In the 2nd group, 97% of screws were implanted in accordance with grades 1 and 2. Deviation grade 2 was registered in 11 cases (32.35%). Mean deviation was 1.8 ± 1.0 mm. In the 2nd group, 28 (82.35%) out of 34 screws were completely within the bone structures (grade 0), 4 (11.76%) screws perforated pedicles for less than 50% of their diameter (grade 1). There were 2 cases of malposition grade 2 and 3 without vertebral artery injury.
Conclusion: Individual 3D navigation matrix is an effective method for screw installation into the axis. This approach exceeds fluoroscopy-assisted "free hand" technique in terms of safety of implantation.
Введение: Применение индивидуальных 3D-навигационных матриц — методика, способная повысить безопасность имплантации винтов в СII позвонок.
Цель исследования: Изучить безопасность и точность установки винтов в СII позвонок с применением индивидуальных 3D-навигационных матриц по сравнению с методикой free hand.
Материал и методы: Проведен ретроспективный анализ имплантации винтов в СII по методике free hand 23 пациентам (1-я группа), которым установлено 44 винта по транспедикулярной или pars траектории. Пациентам 2-й группы (проспективное исследование) выполнена установка винтов с применением индивидуальных навигационных матриц, созданных по технологии 3D-печати. Во 2-ю группу включено 17 пациентов, которым установлено 34 винта. Результаты имплантации оценивали по данным послеоперационной компьютерной томографии, использовали систему Screw Guide Template (SGT).
Результаты: Безопасность имплантации винтов пациентам 1 группы как степень 0 и 1 (отсутствие мальпозиции или выход менее 50% диаметра винта) зафиксирована для 29 (65,91%) винтов, степень 2 — для 13 (29,55%) винтов, степень 3 — для 2 (4,45%) винтов. При имплантации 4 (8,89%) винтов отмечены признаки интраоперационного повреждения позвоночной артерии без неврологического дефицита. Оценка степени девиации у пациентов 2-й группы показала, что 97% винтов имплантированы в соответствии с классами 1 и 2. Девиация класса 2 наблюдалась в 11 (32,35%) случаях. Средняя девиация составила 1,8±1 мм. У пациентов 2-й группы 28 (82,35%) из 34 винтов полностью находились в костных образованиях (степень 0), 4 (11,76%) винта прободали ножки менее чем на половину диаметра винта (степень 1), также было по 1 случаю мальпозиции степени 2 и 3 без повреждения позвоночной артерии.
Заключение: Использование индивидуальных 3D-навигационных матриц является эффективным методом навигации для установки винтов во второй шейный позвонок, превышающим по показателям безопасности имплантации методику free hand с флюороскопическим контролем.
Keywords: 3D-printing; cervical spine; intraoperative navigation; navigation matrices; transpedicular fixation.