A novel three-dimensional printed vacuum bell for pectus excavatum treatment: a preliminary study

Onze studie heeft aangetoond dat de op maat gemaakte 3D-geprinte VB-therapie een niet-operatieve behandeling van PE biedt die minstens even effectief is als conventionele VB, hoewel het onduidelijk bleef of het resulteert in een beter resultaat ten koste van het op maat maken van 3D-printing. Alle patiënten met follow-up gegevens vertoonden een beter uiterlijk van de borstkas, zowel objectief als subjectief bevestigd.

Het gebruik van vacuümzuiging om het sternum op te tillen werd meer dan een eeuw geleden voor het eerst beschreven, en het nut ervan is de afgelopen 20 jaar bevestigd bij de behandeling van PE . Een voordeel van de VB-therapie ten opzichte van chirurgie is uiteraard dat er minder risico’s en minder ongemak aan verbonden zijn. Het blijft echter een alternatief en geen vervanging voor de Nuss-procedure, die bij de meerderheid van de patiënten uitstekende resultaten kan opleveren met één procedure en minimale complicaties in dit stadium. Een belangrijke tekortkoming van de VB-therapie is dat zij een opmerkelijke toewijding van de patiënt en de familie vereist om het apparaat gedurende ten minste één jaar of zelfs langer constant te blijven gebruiken, waarbij velen niet in staat zijn deze therapietrouw vol te houden. Obermeyer, et al. meldden dat bijna een derde van hun patiënten ofwel geen follow-up kreeg ofwel slecht therapietrouw was. De therapietrouw van onze patiënten leek hoger omdat wij hen verplichtten ons elke 3 maanden tot een half jaar te bezoeken sinds het begin van VB. En we hielden ook contact met patiënten via Wechat, een Chinees social media platform. Regelmatige bezoeken met objectieve metingen voor verbetering met behulp van een scan van het lichaamsoppervlak en communicatie tussen de ouders via sociale media moedigden hen aan om de behandeling voort te zetten. In de loop van de behandeling, die minstens 1 jaar duurt, is het erg belangrijk om patiënten terug te laten komen en hen de verbetering te laten zien in de vorm van gereconstrueerde beelden van het lichaamsoppervlak en gemeten getallen. Zo kunnen de patiënten en hun families vertrouwen krijgen in deze nieuwe therapie en een hoge therapietrouw behouden.

Effectiviteit en bijwerkingen

Een uitstekende correctie met VB-therapie is gemeld van 13,5 tot 37,5% hoewel verschillende definities van uitmuntendheid werden gebruikt. Sommigen gebruiken de absolute depressiediepte, die geen rekening houdt met de lichaamsgrootte van de patiënten en die speciale meetinstrumenten vereist, om de correctheid te kwantificeren, terwijl anderen de Haller-index, de correctie-index of de gewijzigde procentuele diepte gebruiken, die alle een CT-scan van de borstkas of speciale schuifmaatjes vereisen om de afmetingen op het lichaamsoppervlak te meten. Ter vergelijking, zoals eerder vermeld, heeft slechts een deel van onze patiënten een CT-scan ondergaan en hebben we van alle patiënten alleen een scan van de voorzijde van de borstkas gemaakt, omdat jonge patiënten zich niet voldoende aan de CT-scan hielden en ook om de meetprocedures te vereenvoudigen. Opnamen van alleen de voorzijde van de borstkas zijn voldoende om een VB aan te passen, maar maken het onmogelijk om de externe Haller Index of andere alternatieve indices te berekenen. Daarom hebben wij de DR gemeten die rekening houdt met de breedte van de borstkas in vergelijking met de absolute depressiediepte. Deze methode is stralingsvrij, reproduceerbaar en vereist geen extra middelen of hulpmiddelen. Wij hebben in onze vorige studie de consistentie ervan met gegevens van CT van de borstkas aangetoond. Volgens de DR verbeterden alle patiënten met follow-up gegevens in verschillende mate. Wij hebben echter geen cut-off van de DR gebruikt voor de definitie van het resultaat van uitmuntendheid. Dit maakt het moeilijk om de uitmuntendheidspercentages tussen onze serie en die in de literatuur te vergelijken. Volgens de vragenlijstgegevens vond de meerderheid van de ouders de doeltreffendheid redelijk tot goed. Aangezien de meeste patiënten zich nog in de behandelingsfase bevonden, werd verwacht dat de effectiviteit voortdurend zou verbeteren. Bijwerkingen waren even algemeen als gemeld in de literatuur, waaronder petechiën, blaarvorming, ongemak of pijn. Hoewel ze vaak voorkwamen, waren alle bijwerkingen omkeerbaar en verdwenen ze door verminderde afzuigdruk toe te passen of gedurende een korte periode te pauzeren, in het algemeen niet langer dan 2 weken. Er waren geen bijwerkingen die leidden tot non-compliance.

Opbrengstgerelateerde factoren

Vorige studies hebben verschillende factoren in verband gebracht met de effectiviteit van VB-gebruik. Obermeyer, et al. vonden als voorspellende factoren voor een uitstekend resultaat: beginleeftijd ≤ 11 jaar, beginborstwanddiepte ≤ 1,5 cm, goede borstwandflexibiliteit, en gebruiksduur meer dan 12 maanden. Zij stelden vast dat verscheidene patiënten minder dan 60 minuten per dag gebruikten en toch een uitstekende correctie bereikten, wat in tegenstelling was met Lopez et al., die een optimaal gebruik van 4 uur of meer per dag vaststelden. Beiden stelden echter dat flexibiliteit van de borstwand een belangrijke indicator van succes is. Hoewel wij geen factor vonden die geassocieerd was met een betere correctie van de PE, was er volgens onze gegevens een tendens dat patiënten met een jongere leeftijd en een kleinere DR (minder ernstig) betere resultaten hadden. En patiënten in onze studie die veel jonger waren dan die in de twee bovengenoemde publicaties kunnen verklaren waarom wij een opmerkelijke verbetering hadden bereikt met slechts 30 min per keer en 1,5 maal daags gebruik, wat veel korter was dan iemand eerder had gemeld. Wij hebben flexibiliteit niet als analytische factor opgenomen omdat het ten eerste moeilijk was deze te kwantificeren en ten tweede de borstkas van een populatie met een mediane leeftijd van 3,6 jaar gewoonlijk flexibel werd geacht, hetgeen bleek uit een mediane zuigkrachtvacuüm van slechts 20 kPa. Het is duidelijk dat de flexibiliteit van de borstkas nauw samenhangt met de leeftijd. Het kon niet worden uitgesloten dat deze twee bij het uitvoeren van regressieanalyses als confounders op elkaar inwerken, vooral wanneer alle eerdere studies kleine steekproeven betreffen.

Timing van de behandeling

Wat de timing van de behandeling betreft, werd ooit de Nuss-procedure voor kleuters aangegeven en werd vervolgens overgeschakeld op tieners/adolescenten als optimale leeftijd voor de operatie met het oog op een hoger recidief als de patiënten zeer jong werden geopereerd. Wat VB-therapie betreft, concludeerden Obermeyer, et al. dat VB-therapie moet worden overwogen vanaf de leeftijd van ongeveer 11 jaar. Als de correctie onvoldoende is na 12 tot 18 maanden VB-therapie, zou een operatie kunnen worden uitgevoerd in het optimale tijdsbestek voor de Nuss-procedure. Wij zijn echter van mening dat een conservatieve therapie zoals VB al op peuter- of kleuterleeftijd kan worden geprobeerd, zoals in onze gevallen, omdat de huidige gegevens betere resultaten ondersteunen bij jongere patiënten met een meer flexibele borstkas, vooral bij patiënten met een diepe depressie bij wie de behandeling niet tot later kon worden uitgesteld. Hoewel wij het recidiefpercentage van onze serie nog niet kennen wegens de korte follow-up, zou men kunnen verwachten dat het recidiefpercentage hoger is naarmate men meer ervaring heeft met chirurgie op zeer jonge leeftijd. Een VB therapie heeft echter een minimum aan grote complicaties, en kan indien nodig herhaald worden, zonder zorgen over osteochondrodystrofie of andere grote complicaties van chirurgie. Het kan de moeite waard zijn om het op jonge leeftijd te proberen om jaren van wachten te vermijden waarin hart- en ademhalingsstoornissen kunnen optreden.

Voordeel van 3D en de kosten

Het prominente verschil van het apparaat dat we in deze studie gebruikten van conventionele VB’s, zoals we al eerder vermeldden, is het 3D-printen op maat. In principe, ons apparaat is gebaseerd op hetzelfde fysische principe als andere VB’s gemeld in de literatuur. Theoretisch kan een 3D-contactoppervlakconfiguratie een betere luchtdichtheid bij de toepassing garanderen, wat vooral het geval is bij patiënten met borstontwikkeling of asymmetrische pathologie. Wij hebben in onze studie geen conventionele VB ter vergelijking gebruikt en de configuratie van de depressie kan in de loop van de behandeling zijn veranderd, waardoor de aanvankelijke luchtdichtheid twijfelachtig is gebleven. Daarom moet de superioriteit in luchtdichtheid van deze hulpmiddelen in verdere studies worden bevestigd. De kosten van een op maat gemaakte VB bedragen 6000 RMB, ongeveer het dubbele van de prijs van een conventionele VB in China, maar nog steeds veel goedkoper dan een Nuss-procedure, die 25.000 RMB zou kosten. We denken dat het de moeite waard is om het te proberen, gezien de gepubliceerde resultaten van conventionele VB’s en de kosten.

Beperking

Deze studie is beperkt in die zin dat het een retrospectieve case serie is zonder controle. En er waren enkele patiënten die verloren gingen voor follow-up, slecht therapietrouw waren, of onvoldoende gegevens hadden. Er waren ook enkele andere beperkingen. Ten eerste, de vragenlijstgegevens met betrekking tot dagelijks gebruik en druk waren zelf-gerapporteerd en konden geheugen-gerelateerde of andere fouten niet uitsluiten. Ten tweede varieerde de toegepaste druk naargelang de leeftijd en het stadium van gebruik, zodat relevante gegevens werden weergegeven door de waarden die het meest werden gebruikt voor elke patiënt. Ten derde, aangezien onze patiënten over het algemeen jong waren en de meerderheid tijdens de behandeling een winter had doorgemaakt, pauzeerden nogal wat patiënten gedurende verscheidene weken of zelfs maanden. Hoewel de ouders verplicht waren deze pauzes te melden, kunnen er fouten zijn opgetreden bij de berekening van de totale duur. Tenslotte, omdat slechts een deel van de patiënten een CT van de borst onderging en de Haller index gegevens beschikbaar waren, hebben we de Haller index of diepte niet gebruikt voor analyse. In plaats daarvan hebben wij de DR als surrogaat gebruikt, die in geen enkele eerdere studie is gebruikt, waardoor het onmogelijk is een directe vergelijking te maken met gegevens in de literatuur.