Aplicación de la impresión 3D en la planificación quirúrgica de una fractura de acetábulo. A propósito de un caso clínico
Autor principal: Juan Rodríguez Fernández
Vol. XVI; nº 6; 261
Application of 3D printing in the surgical planning of an acetabulum fracture. A case report
Fecha de recepción: 02/02/2021
Fecha de aceptación: 22/03/2021
Incluido en Revista Electrónica de PortalesMedicos.com Volumen XVI. Número 6 – Segunda quincena de Marzo de 2021 – Página inicial: Vol. XVI; nº 6; 261
Autores:
Juan Rodríguez Fernández, Carlos Garcés Zarzalejo, Luis Alejandro Giraldo Vegas, Miguel Adeba García, Germán Galindo Juárez, Jesús Hernández Elena.
Servicio de cirugía ortopédica y traumatología. Hospital Universitario Marques de Valdecilla, Santander, España
Los autores de este manuscrito declaran que:
Todos ellos han participado en su elaboración y no tienen conflictos de intereses
La investigación se ha realizado siguiendo las Pautas éticas internacionales para la investigación relacionada con la salud con seres humanos elaboradas por el Consejo de Organizaciones Internacionales de las Ciencias Médicas (CIOMS) en colaboración con la Organización Mundial de la Salud (OMS) https://cioms.ch/publications/product/pautas-eticas-internacionales-para-la-investigacion-relacionada-con-la-salud-con-seres-humanos/
El manuscrito es original y no contiene plagio
El manuscrito no ha sido publicado en ningún medio y no está en proceso de revisión en otra revista.
Han obtenido los permisos necesarios para las imágenes y gráficos utilizados.
Han preservado las identidades de los pacientes.
Resumen
Introducción. Las fracturas acetabulares son fracturas complejas en las que el desarrollo de las técnicas de imagen ha supuesto un avance en la comprensión de su anatomía. La impresión 3D, es una técnica en auge y cada vez más accesible en nuestro medio, teniendo aplicación en la planificación preoperatoria de las fracturas articulares complejas.
El objetivo es exponer un caso en que la aplicación de la técnica de impresión 3D resultó de utilidad y mostrar su reproducibilidad para la planificación de cirugías de reconstrucción complejas.
Caso clínico. Varón de 27 años, que sufrió una colisión frontal contra otro vehículo, presentaba dolor inguinal intenso y deformidad de la extremidad inferior izquierda en acortamiento y rotación interna, y sin lesiones a otros niveles. El estudio radiológico, mostro una fractura-luxación posterior de cadera, se procedió a la reducción de urgencia y la colocación de una tracción transesquelética. El TC mostraba una fractura transversa de acetábulo y fractura de pared posterior. Se imprimió una pieza 3D a partir de la imagen especular de la hemipelvis contralateral, sobre la que se modelaron las placas previo a la cirugía. Se realizó un abordaje de Kocher-Langenbeck, se redujo la fractura y se fijo la fractura con las placas previamente modeladas.
Discusión. Los avances en la digitalización de la imagen radiológica han permitido mejorar el diagnostico de las fracturas articulares complejas y el desarrollo de nuevas clasificaciones orientadas a facilitar las decisiones terapéuticas. Las fracturas de pelvis son un reto para el cirujano ortopédico y requieren una planificación quirúrgica minuciosa, facilitada actualmente por las imágenes tridimensionales.
La impresión 3D se ha mostrado como una técnica reproducible y útil en la compresión de las fracturas articulares complejas. Esta técnica adyuvante permite disminuir el tiempo quirúrgico, disminuir el uso de fluoroscopia y el riesgo de cometer errores.
Palabras clave: fractura de acetábulo, reconstrucción 3D, impresión 3D.
Abstract
Introduction. Acetabular fractures are complex fractures in which the development of imaging techniques has led to an advance in the understanding of their anatomy. 3D printing is a booming technique and increasingly accessible in our environment, having application in the preoperative planning of complex joint fractures.
The objective is to present a case in which the application of the 3D printing technique was useful and show its reproducibility for planning complex reconstruction surgeries.
Clinical case. A 27-year-old man, who suffered a frontal collision with another vehicle, presented intense groin pain and deformity of the left lower limb in shortening and internal rotation, and without injuries at other levels. The radiological study showed a posterior hip fracture-dislocation, emergency reduction and the placement of a trans-skeletal traction were carried out. The CT scan showed a transverse acetabulum fracture and a posterior wall fracture. A 3D piece was printed from the mirror image of the contralateral hemipelvis, on which the plates were modeled prior to surgery. A Kocher-Langenbeck approach was performed, the fracture was reduced and the fracture was fixed with the previously modeled plates.
Discussion. Advances in the digitization of the radiological image have made it possible to improve the diagnosis of complex joint fractures and the development of new classifications aimed at facilitating therapeutic decisions. Pelvic fractures are challenging for the orthopedic surgeon and require careful surgical planning, currently facilitated by three-dimensional imaging. 3D printing has proven to be a reproducible and useful technique in the compression of complex joint fractures. This adjuvant technique reduces surgical time, reduces the use of fluoroscopy and the risk of making mistakes.
Keywords: acetabular fracture, 3D reconstruction, 3D print.
Introducción
La planificación preoperatoria es esencial en las fracturas complejas de pelvis y en las fracturas con componente acetabular de la pelvis. Es esencial en la elección del abordaje quirúrgico, los implantes que precisara la fractura para mantener la reducción y la estabilidad de la misma, y que métodos podemos usar para conseguir la reducción(1).
Las fracturas de pelvis se deben entender como un concepto tridimensional, ya pioneros en las fracturas de acetábulo como Judet y Letournet, se hacían una composición combinando diferentes proyecciones de radiografías simple, como AP y proyecciones oblicuas(2). Actualmente, la tomografía computarizada (TC) permite obtener reconstrucciones 3D a partir de imágenes en 2D, lo que ha facilitado en gran medida el diagnóstico de la morfología de la fractura y se ha convertido en una técnica casi obligatoria en la planificación preoperatoria de estas fracturas(3).
Las fracturas acetabulares, al tratarse de fracturas articulares, precisan una reducción anatómica de la misma, consiguiendo la máxima congruencia entre la cabeza femoral y el acetábulo, habiéndose demostrado que una reducción con un desplazamiento de más de 2 mm se asocia con un mayor riesgo de desarrollar artrosis precoz y a peores resultados funcionales(4).
Sumado al uso de TC preoperatorio y la reconstrucción 3D generadas por los softwares actuales, la impresión 3D se alza como otra ayuda más en la planificación preoperatoria de las fracturas pélvicas. La impresión de piezas en 3D permite la interacción directa del cirujano con la misma, facilitando la planificación del método de reducción e incluso valorar que material de osteosíntesis utilizar y la mejor manera de colocarlo.
La impresión 3D, es una técnica en auge en los últimos años y no solo para las fracturas de pelvis, si no que también tiene aplicación la planificación de fracturas articulares complejas y en la cirugía reconstructiva, como en pacientes con defectos óseos(5). El abaratamiento de los costes ha permitido facilitar su uso en nuestro medio. Al tratarse de una técnica relativamente nueva, todavía no hay suficientes estudios comparativos como para recomendar su uso de forma sistemática.
Se trata de un caso clínico tratado, en el Hospital Universitario Marques de Valdecilla, en que la aplicación de la técnica de impresión 3D resultó de gran utilidad para la reducción de la fractura y el premodelado de las placas de osteosíntesis. El objetivo es exponer la reproducibilidad del premodelado de las placas de reconstrucción al realizar la fijación de fracturas acetabulares.
Caso clínico
Varón de 27 años sin antecedentes personales de interés que es trasladado al servicio de urgencias del Hospital Universitario Maques de Valdecilla en Santander (España) en ambulancia medicalizada, tras sufrir una colisión frontal contra otro vehículo. El paciente era el conductor del vehículo.
A su llegada refería dolor inguinal intenso en la extremidad inferior izquierda y un acortamiento y deformidad en rotación interna de la extremidad afectada. En la exploración clínica no se observó pérdida de la integridad cutánea, tampoco se afectaron los segmentos distales de dicha extremidad y el paciente presentaba una exploración vasculonerviosa distal normal. No se objetivaron lesiones importantes en otros segmentos corporales.
Se realizaron radiografías simples de urgencia, AP de pelvis, inlet y outlet de pelvis, y alar y obturatriz de la cadera afectada (Figura 1). En las radiografías se objetivo una luxación posterior de la cadera izquierda, sumada a una fractura de la pared posterior acetabular. Con dicho diagnóstico, se procedió a realizar la reducción en quirófano de forma urgente, posteriormente se colocó una tracción transesquelética en el miembro afecto para mantener la reducción. Posteriormente a la reducción se realizo un TC con el objetivo de realizar una planificación preoperatoria.
El TC mostraba una fractura transversa de acetábulo junto con una fractura de la pared posterior según la clasificación de Letournet y Judet (B1 Clasificación AO/OTA) (figura 2). Se realizo una reconstrucción 3D mediante los cortes del TC (figura 3). A partir de la reconstrucción 3D se tomo una imagen especular de la hemipelvis contralateral y se imprimió una pieza 3D a partir de la misma en una empresa privada externa al Hospital (figura4). Se utilizo la pieza 3D para realizar un premoldeado, de dos placas LCP de pelvis de DePuy-Synthes®, en la pared posterior de la pelvis (Figura 5).
Se eligió un abordaje posterior de Kocher-Langenbeck para acceder a la articulación de la cadera, se redujo la fractura de forma anatómica y se fijo mediante las placas preconformadas (figura 6).
En las radiografías postoperatorias, la reducción obtenida era satisfactoria (figura 7). El paciente no presento ninguna complicación durante postoperatorio inmediato y fue dado de alta a los 5 días postintervención. Se autorizó la movilización de la cadera y el desplazamiento con ayuda de muletas y la extremidad afecta en descarga en el postoperatorio inmediato. A las 8 semanas se autorizó la carga parcial con muletas y a las 12 semanas tras control radiográfico se permitió la carga total. En la consulta de control al año el paciente presenta una movilidad de la cadera similar a la de la cadera contralateral, con una pequeña limitación de la rotación interna. El paciente realiza la actividad deportiva que hacia previamente a la fractura.
Discusión
El objetivo del estudio es mostrar con un caso clínico de una fractura compleja de acetábulo, la utilidad del uso de impresión 3D para planificar la cirugía, facilitando la labor del cirujano a la hora de comprender la fractura, disminuir el tiempo intraoperatorio y minimizar la ejecución de errores durante la cirugía.
Las fracturas de pelvis y las fracturas acetabulares son fracturas complejas que suponen un reto para el cirujano ortopédico. El mecanismo causal suele ser, en la mayoría de los casos, por un traumatismo de alta energía, siendo la causa más frecuente los accidentes de tráfico y por tanto el paciente tipo es un varón entre la 3ª y 4ª década de la vida.
El tratamiento de las fracturas acetabulares, requiere conseguir una reducción anatómica para optimizar los resultados, por lo que exigen cirugías y abordajes complejos no exentos de complicaciones(6). Cada fractura articular es diferente y a pesar de las clasificaciones diseñadas que intentan aunar criterios para estandarizar los tratamientos, debemos tratar cada caso de forma individualizada y realizar el ejercicio de planificar la cirugía.
Gracias a los avances informáticos actuales y la expansión de la radiografía digital, la reconstrucción en 3D de imágenes radiológicas es una practica habitual, facilitando el proceso de planificación preoperatoria. La tecnología de impresión 3D ha facilitado aun más este proceso de planificación al permitir una interacción directa del cirujano con la pieza impresa. La impresión 3D permite simular la cirugía de forma física, proporcionando una experiencia que se puede ver y tocar, y de esta forma, adelantar o preveer posibles pasos de la cirugía(7). Al reproducir con gran fiabilidad la anatomía del paciente permite, como en nuestro caso, moldear de forma previa a la cirugía las placas de osteosíntesis en la localización anatómica en la que las vamos a situar, evitando la incomodidad de las partes blandas o las limitaciones que puede suponer el abordaje quirúrgico, disminuyendo el tiempo quirúrgico, el numero de errores y por tanto minimizando los riesgos de la cirugía.
La impresión 3D no solo tiene utilidad en el tratamiento de fracturas de pelvis, si no que también ha demostrado aplicación en otros segmentos corporales(5), en fracturas articulares complejas como pueden ser las de pilón tibial(8); fracturas en huesos esponjosos con una estructura tridimensional que debe ser restablecida de forma anatómica, como las fracturas de calcáneo(9) y también ha demostrado su uso en otras especialidades medicas como la cirugía maxilofacial, en el tratamiento de fracturas de órbita(10) o en la reconstrucción de defectos mandibulares(11).
En un estudio experimental en el que se comparó la cirugía estándar con la cirugía planificada mediante impresión 3D se objetivó que la reducción de la fractura era más precisa en el grupo en el que se utilizo la reducción 3D, justificándolo por el posible desplazamiento secundario de la fractura al realizar el brocado de los tornillos en una placa no perfectamente adaptada a la anatomía del paciente(1). Las fracturas acetabulares en la práctica diaria presentan patrones de fractura únicos, a pesar de que puedan ser clasificadas y agrupadas, el uso de la reconstrucción 3D permite adaptarse a cada caso y planificarlo de forma individualizada.
En un metaanálisis reciente, se compararon tanto estudios prospectivos experimentales como retrospectivos, confrontando la cirugía convencional con la cirugía planificada previamente con ayuda de impresión 3D, concluyendo que con la cirugía 3D se disminuía el tiempo quirúrgico, la perdida sanguínea y el tiempo de uso de fluoroscopia, sin embargo, se encontró una mayor estancia hospitalaria en el grupo intervenido mediante 3D, y no se encontraron diferencias en cuanto a la reducción, el tiempo de curación, ni los resultados y complicaciones(12).
La principal limitación en la impresión 3D es su escasa presencia en los grandes hospitales de nuestro país, siendo necesaria la externalización de la misma para usarla, disminuyendo su accesibilidad. El aumento de su uso, ha permitido abaratar los costes de los materiales utilizados siendo cada vez más económico.
Conclusión
La impresión 3D se muestra como una técnica reproducible y útil en la compresión y tratamiento de las fracturas acetabulares. Esta técnica permite mejorar la compresión de los patrones fractuarios y planificar la cirugía para adelantarse a su tratamiento y prever los posibles pasos de la misma. El ejercicio de planificación puede suponer una mejora en el tiempo quirúrgico y en la tasa de errores durante la cirugía, así como disminuir el daño en las partes blandas.
Ver anexo
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