STABILITY: in silico 3D simulation studies toward the patient-specific intervention for specific forms of spinal instability  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
123884
Type FK
Principal investigator Lazáry, Áron
Title in Hungarian STABILITÁS: in silico 3D szimulációs kutatások a spinális instabilitás specifikus formáinak egyénre szabott intervenciója érdekében
Title in English STABILITY: in silico 3D simulation studies toward the patient-specific intervention for specific forms of spinal instability
Keywords in Hungarian gerinc, instabilitás, mozgásszegmentum, szimuláció, végeselem analízis, előrejelzés, megelőzés
Keywords in English spine, instability, motion segment, simulation, finite element analysis, prediciton, prevention
Discipline
Haematology, immunology, thrombosis, infectious diseases (Council of Medical and Biological Sciences)100 %
Ortelius classification: Surgery
Panel Clinical Medicine
Department or equivalent Buda Health Center
Participants Éltes, Péter Endre
Jancsó, Ádám
Kiss, László
Szenczi, Gábor
Szövérfi, Zsolt
Terebessy, Tamás
Tunyogi-Csapó, Miklós
Varga, Péter
Varga, Péter Pál
Starting date 2017-09-01
Closing date 2022-02-28
Funding (in million HUF) 36.618
FTE (full time equivalent) 12.40
state running project





 

Final report

  
Results in Hungarian
A „STABILITÁS” kutatási projektben a gerinc biomechanikai instabilitásának speciális formáit vizsgáltuk in silico 3D szimulációs módszerekkel. Kutatásaink során a gerinc biomechanikai modellezését lehetővé tevő, validált in silico véges elem modelleket fejlesztettünk. A részben klinikai, részben in silico és in vitro biomechanikai vizsgálatok eredményei alapján a klinikai munkában is érvényes ajánlásokat tudtunk megfogalmazni. Az in silico szimulációban használható technológiai újítások mellett, azonosítottuk a szomszédos porckorongban tetten érhető jelentős degeneratív eltérést (discus protrúzió/hernia vagy előrehaladott degeneráció), mint a későbbi szomszédos szegmentum szindróma kialakulására hajlamosító faktort még rövid, rutin lumbális fúziók esetén is. Bizonyítékokon alapuló ajánlást tudtunk megfogalmazni OLIF műtétek esetén a kiegészítő transzpedikuláris stabilizáció alkalmazásával kapcsolatban. A proximális junkcionális kyphosis elkerülésének érdekében kimutattuk a hibrid rúd-konstrukciók jelentőségét és új gerincsebészeti implantátumot fejlesztettünk a hibrid konstrukciók megvalósíthatósága érdekében. Tudományos módszerekkel igazoltuk a perkután cement diszkoplasztika biztonságosságát és hatékonyságát illetve a gerinc mozgásszegmentumának biomechanikájára gyakorolt hatását. A projekt eredményeként 16 angol nyelvű tudományos folyóiratcikk született, melyekből 8 már megjelent rangos folyóiratokban és 4 PhD munka kapcsolódik szervesen a tudományos eredményekhez.
Results in English
During the „STABILITY” research project, specific forms of spinal biomechanical instability were investigated applying in silico 3D simulation resech technologies. Validated in silico finite element spinal models were developed to establish the biomechanical investigations. Based ont he clinical, in silico and in vitro biomechanical studies we were able to formulate clinical recommendations. Besides of the technological innovations which can be widely used in further in silico studies, we identified the major degenerative sign (disc protrusion/herniation or advanced disc degeneration) as a significant risk factor for the development of adjacent segment degeneration even after short, routine lumbar fusions. Evidence based recommendation could be formulated about the use of additional transpedicular fixation in case of OLIF surgeries especially in compromised bone. We determined the signficance of hybrid rod constructs to avoid the proximal junctional kyphosis and a new spine surgical implant was developed to construct hybrid rods. Scientific evidence was provided supporting the effectiveness and safety of percuatenous cement discoplasty as well as its effect ont he local biomechanics. Sixteen manuscripts have been written based on the results of the project and 8 of them have been already published in international high-ranked journals. The results of the project are the basis of 4 PhDs.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=123884
Decision
Yes





 

List of publications

  
Kiss L, György ZM, Lazary A, Varga PP: Multilevel percutaneous cement discoplasty for the treatment of severe disc degeneration, Gerincgyógyászati Szemle, 2017
Éltes P, Kiss L, Lazáry Á, Varga PP: The role of in silico biomechanical investigations in spine care, Gerincgyógyászati Szemle, 2017
Bereczky F, Éltes P, Kiss L, Lazáry Á, Varga PP: Changes in the 3D Geometry of the Neuroforamen Induced by Percutaneous Cement Discoplasty, Hungarian Medical Association of America, Summer Conference Balatonfüred, 2018
Bereczky F: A neuroforamen háromdimenziós geometriájának a változása perkután cement diszkoplasztika hatására, Marosvásárhelyi 25. Tudományos Diákköri Konferencia, 2018
Bereczky F: A neuroforamen háromdimenziós geometriájának a változása perkután cement diszkoplasztika hatására, Semmelweis Egyetem Tudományos Diákköri Konferencia, 2018
Kiss L, Varga PP, Szoverfi Z, Jakab G, Eltes PE, Lazary A: Indirect foraminal decompression and improvement in the lumbar alignment after percutaneous cement discoplasty., Eur Spine J. 2019 Jun;28(6):1441-1447. doi: 10.1007/s00586-019-05966-7. Epub 2019 Apr 20., 2019
Dr. Kiss László, Dr. Éltes Péter, Dr. Jakab Gábor, Bereczki Ferenc, Dr. Lazáry Áron, Dr. Varga Péter Pál: Indirekt Neuroforaminalis Dekompreszió és Lumbalis Görbület Harmonizáció Perkután Cement Discoplasticaval., Gerincgyógyászati Szemle 2018 December, 2018
Ferenc Bereczki, László Kiss, Péter Endre Éltes, Áron Lazáry;: A PATIENT-SPECIFIC FINITE ELEMENT STUDY OF PERCUTANEOUS CEMENT DISCOPLASTY INDUCED STABILITY IN LUMBAL MOTION SEGMENTS, HMAA Summer Conference Balatonfüred, 2019, 2019
Bereczki Ferenc, Kiss László, Éltes Péter, Lazáry Áron: Perkután cement diszkoplasztika lumbális mozgásszegmentumra gyakorolt stabilizációs hatásának vizsgálata végeselem analízis segítségével, Magyar Ortopéd Társaság 62. Kongresszusa Fiatal Orvosok Fóruma,2019, 2019
Chloe Techens, Sara Montanari, Peter Endre Eltes, Luca Cristofolini, Aron Lazary: EVALUATION OF SPINE STABILITY FOLLOWING TREATMENT OF DEGENERATED INTERVERTEBRAL DISCS WITH DISCOPLASTY, 26th Congress of the European Society of Biomechanics, July 12-15, 2020, Milan, Italy, 2020
Chloe Techens, Sara Montanari, Peter Endre Eltes, Aron Lazary, Luca Cristofolini: SPINE STABILITY AND DISC STRAINS AFTER PERCUTANEOUS CEMENT DISCOPLASTY, ESB - ITA 2019, 30th Sep-1st Oct 2019, Bologna, Italy, 2019
C. Techens, S. Montanari, P. E. Eltes, L. Cristofolini, A. Lazary: Spine stability in degenerated intervertebral discs treated by discoplasty, GNB2020, June 10th-12nd 2020, Trieste, Italy 1, 2020
Peter Endre Eltes, Laszlo Kiss, Marton Bartos, Zoltan Magor Gyorgy, Tibor Csakany, Ferenc Bereczki, Vivien Lesko, Maria Puhl, Peter Pal Varga, Aron Lazary: Geometrical accuracy evaluation of an affordable 3D printing technology for spine physical models, Journal of Clinical Neuroscience 72 (2020) 438–446, 2020
Techens, C., Palanca, M., Éltes, P. E., Lazáry, Á., & Cristofolini, L.: Testing the impact of discoplasty on the biomechanics of the intervertebral disc with simulated degeneration: An in vitro study., Medical Engineering & Physics, 84, 51-59., 2020
Hajnal Benjámin: 3D NYOMTATOTT BETEGSPECIFIKUS MODELLEK SZEREPE KOMPLEX GERINCSEBÉSZETI ESETEK PREOPERATÍV TERVEZÉSÉBEN, MTDK, Marosvásárhely, 2020
Benjamin Hajnal, Peter Endre Eltes: Finite element analysis based lumbosacral revision surgery using an individual navigation template, Arch Hun Med Assoc Am 2019, Vol 27, No 2, 2019
Hajnal Benjámin: 3D nyomtatott betegspecifikus modellek szerepe komplex gerincsebészeti esetek preoperatív tervezésében, Semmelweis Egyetem TDK konferencia, 2020
Jennifer Fayad, Peter Eltes, Aron Lazary, Luca Cristofolini, Rita Stagni: QUANTIFICATION OF MULTI-SEGMENTAL SPINE KINEMATICS AND FUNCTION: IS A NEW PROTOCOL NECESSARY?, 26th Congress of the European Society of Biomechanics, July 12-15, 2020, Milan, Italy, 2020
J. Fayad, R. Stagni, P. Eltes, P.P. Varga, L. Cristofolini and A. Lazary: Clinical Gait Analysis after Sacrectomy Using the Closed Loop Reconstruction Technique: a case report, ESB-ITA Meeting 2019, 30 September – 1 October 2019, Bologna, Italy, 2019
Pokorni Ágoston: Daganatos csigolya eltávolítását követő műtéti rekonstrukciók végeselemes vizsgálata, Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Gépészmérnöki Kar 2019. évi Tudományos Diákköri Konferencia, Biomechatronika szekció, Budapest, Magyarország, 2019.11.12, 2019
Turbucz Máté, Éltes Péter: Lumbális gerinc végeselem modell létrehozása és validálása, BME Tudományos Diákköri Konferencia, Biomechatronika szekció, Budapest, Magyarország, 2019. november. 12, 2019
Turbucz Máté, Éltes Péter, Lazáry Áron: Development and validation of a lumbar spine finite element model, International Congress for Students, Young Doctors and Pharmacists Marisiensis, Marosvásárhely, Románia, 2020. április. 4., 2020
Turbucz Máté, Éltes Péter: A Closed Loop sacrectomia utáni lumbopelvicus stabilizációs rendszer in silico biomechanikai vizsgálata végeselem módszer felhasználásával, Semmelweis Egyetem Tudományos Diákköri Konferencia, Ortopédia, Traumatológia szekció Budapest, Magyarország, 2020. szeptember. 4., 2020
Techens, C., Palanca, M., Éltes, P. E., Lazáry, Á., & Cristofolini, L.: Testing the impact of discoplasty on the biomechanics of the intervertebral disc with simulated degeneration: An in vitro study., Medical Engineering & Physics, 84, 51-59., 2020
Jennifer Fayad, Mate Turbucz, Benjamin Hajnal, Ferenc Bereczki, Marton Bartos, Andras Bank, Aron Lazary, Peter Endre Eltes: Complicated Postoperative Flat Back Deformity Correction With the Aid of Virtual and 3D Printed Anatomical Models: Case Report, Front Surg. 2021; 8: 662919., 2021
Peter Endre Eltes, Laszlo Kiss, Ferenc Bereczki, Zsolt Szoverfi, Chloé Techens, Gabor Jakab, Benjamin Hajnal, Peter Pal Varga and Aron Lazary: A novel three-dimensional volumetric method to measure indirect decompression after percutaneous cement discoplasty, Journal of Orthopaedic Translation Volume 28, May 2021, Pages 131-139, 2021
Peter Endre Eltes, Marton Bartos, Benjamin Hajnal, Agoston Jakab Pokorni, Laszlo Kiss, Damien Lacroix, Peter Pal Varga and Aron Lazary: Development of a Computer-Aided Design and Finite Element Analysis Combined Method for Affordable Spine Surgical Navigation With 3D-Printed Customized Template, Front. Surg., 25 January 2021 | https://doi.org/10.3389/fsurg.2020.583386, 2021
Chloé Techens, Marco Palanca, Peter Endre Éltes, Áron Lazáry, Luca Cristofolini: Testing the impact of discoplasty on the biomechanics of the intervertebral disc with simulated degeneration: An in vitro study, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32977922/, 2020
Hajnal Benjámin: Új módszer CT-alapú virtuális 3D lumbális gerinc modellek álló röntgenfelvételhez illesztésére, Országos Tudományos Diákköri Konferencia, Képalkotó diagnosztika szekció, 2021
Bereczki Ferenc, Turbucz Máté, Kiss Rita, Éltes Péter Endre, Lazáry Áron: Ferde lateralis intervertebralis fúzióknál (OLIF) használatos implantátumrendszerek stabilitásának vizsgálata fiziológiás, illetve osteoporotikus csontminőség esetén vége, 8. Magyar Biomechanikai Konferencia, 2021
Bereczki Ferenc, Turbucz Máté, Kiss Rita, Éltes Péter Endre, Lazáry Áron: Ferde lateralis intervertebralis fúzióknál (OLIF) használatos implantátumrendszerek stabilitásának vizsgálata fiziológiás, illetve osteoporotikus csontminőség esetén vége, Semmelweis Egyetem PhD Tudományos Napok, 2021
Turbucz Máté: Lumbális gerinc végeselem modell létrehozása és validálása, 8. Magyar Biomechanikai Konferencia, 2021
Turbucz Máté: Finite Element Study of the Closed Loop Reconstruction Technique Method Following Total Sacrectomy, Semmelweis Egyetem, PhD Scientific Days, 2021
Peter Endre Eltes, Benjamin Hajnal, Ferenc Bereczki, Mate Turbucz, Jennifer Fayad, Agoston Jakab Pokorni, Aron Lazary: New method to adapt the lumbar alignment of supine CT-based virtual 3D lumbar spine models to standing X-rays, Mimics Innovation Award, 2021
Peter Endre Eltes, Mate Turbucz, Jennifer Fayad, Ferenc Bereczki, György Szőke, Tamás Terebessy, Damien Lacroix, Peter Pal Varga, Aron Lazary: A Novel Three-Dimensional Computational Method to Assess Rod Contour Deformation and to Map Bony Fusion in a Lumbopelvic Reconstruction After En-Bloc Sacrectomy, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8766313/, 2021
Ferenc Bereczki, Mate Turbucz, Rita Kiss, Peter Endre Eltes, Aron Lazary: Stability Evaluation of Different Oblique Lumbar Interbody Fusion Constructs in Normal and Osteoporotic Condition - A Finite Element Based Study, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8602101/, 2021



Back »