Summary
Artırılmış gerçeklik teknolojisi, bu cerrahi prosedürün gerçek zamanlı görselleştirmesini gerçekleştirmek için femur başının osteonekrozu için çekirdek dekompresyonuna uygulandı. Bu yöntem, çekirdek dekompresyonunun güvenliğini ve hassasiyetini etkili bir şekilde artırabilir.
Abstract
Femur başının osteonekrozu (ONFH), genç ve orta yaşlı hastalarda yaşamlarını ve çalışmalarını ciddi şekilde zorlayan yaygın bir eklem hastalığıdır. Erken evre ONFH için core dekompresyon cerrahisi klasik ve etkili bir kalça koruma tedavisidir. Kirschner teli ile geleneksel çekirdek dekompresyon prosedürlerinde, X-ışınına maruz kalma, tekrarlanan delinme doğrulaması ve normal kemik dokusuna zarar verme gibi birçok sorun vardır. Delinme sürecinin körlüğü ve gerçek zamanlı görselleştirme sağlayamaması, bu sorunların çok önemli nedenleridir.
Bu prosedürü optimize etmek için ekibimiz, artırılmış gerçeklik (AR) teknolojisi temelinde bir intraoperatif navigasyon sistemi geliştirdi. Bu cerrahi sistem, cerrahi alanların anatomisini sezgisel olarak görüntüleyebilir ve ameliyat öncesi görüntüleri ve sanal iğneleri gerçek zamanlı olarak intraoperatif videoya dönüştürebilir. Navigasyon sisteminin kılavuzuyla, cerrahlar Kirschner tellerini hedeflenen lezyon bölgesine doğru bir şekilde yerleştirebilir ve kollateral hasarı en aza indirebilir. Bu sistemle 10 olgu core dekompresyon cerrahisi gerçekleştirdik. Konumlandırma ve floroskopinin verimliliği, geleneksel prosedürlere kıyasla büyük ölçüde iyileştirilmiştir ve delinmenin doğruluğu da garanti edilmektedir.
Introduction
Femur başının osteonekrozu (ONFH), genç erişkinlerde görülen yaygın bir engelleyici hastalıktır1. Klinik olarak, tedavi stratejisine karar vermek için röntgen, BT ve MRG'ye dayalı ONFH evrelemesinin belirlenmesi gerekmektedir (Şekil 1). Erken evre ONFH için kalça koruma tedavisi genellikle benimsenir2. Çekirdek dekompresyon (CD) cerrahisi ONFH için en sık kullanılan kalça koruma yöntemlerinden biridir. Erken evre ONFH tedavisinde kemik grefti ile veya kemik grefti olmadan çekirdek dekompresyonunun bazı iyileştirici etkileri bildirilmiştir, bu da sonraki total kalça artroplastisini (THA) uzun süre önleyebilir veya geciktirebilir 3,4,5. Bununla birlikte, kemik greftli veya kemik greftsiz CD'nin başarı oranı önceki çalışmalara göre %64'ten %95'e kadar farklı olarak bildirilmiştir6,7,8,9. Cerrahi teknik, özellikle delme pozisyonunun doğruluğu, kalça koruma10'un başarısı için önemlidir. Delinme ve konumlandırma prosedürünün körlüğü nedeniyle, geleneksel CD tekniklerinin daha fazla floroskopi süresi, Kirschner teli kullanılarak tekrarlanan delinme ve normal kemik dokusunun yaralanması gibi çeşitli sorunları vardır11,12.
Son yıllarda ortopedik cerrahide artırılmış gerçeklik (AR) destekli yöntem kullanılmaya başlanmıştır13. AR tekniği, cerrahi alanın anatomisini görsel olarak gösterebilir, cerrahlara ameliyat prosedürünü planlamada rehberlik edebilir ve sonuç olarak operasyonun zorluğunu azaltabilir. AR tekniğinin pedikül vida implantasyonu ve eklem artroplastisi cerrahisindeki uygulamaları daha önce14,15,16,17 bildirilmiştir. Bu çalışmada, AR tekniğini CD prosedürüne uygulamayı ve klinik uygulamada güvenliğini, doğruluğunu ve fizibilitesini doğrulamayı amaçladık.
Sistem donanım bileşenleri
AR tabanlı navigasyon cerrahi sisteminin ana bileşenleri şunları içerir: (1) Doğrudan cerrahi alanın üzerine monte edilmiş bir derinlik kamerası (Şekil 2A); video bundan çekilir ve görüntüleme verileriyle kayıt ve işbirliği için iş istasyonuna geri gönderilir. (2) Her ikisi de pasif kızılötesi reflektörlere sahip bir delinme cihazı (Şekil 2B) ve invaziv olmayan bir vücut yüzeyi işaretleme çerçevesi (Şekil 2C). İşaretleme toplarının özel bir yansıtıcı kaplaması (Şekil 3), cerrahi alandaki cerrahi ekipmanın doğru bir şekilde izlenmesini sağlamak için kızılötesi ekipman tarafından yakalanabilir. (3) Bir kızılötesi konumlandırma cihazı (Şekil 2D), cerrahi alandaki belirteçleri izlemekten, vücut yüzeyi işaretleme çerçevesini ve delinme cihazını yüksek doğrulukla eşleştirmekten sorumludur (Şekil 4). (4) Ana bilgisayar sistemi (Şekil 2E), bağımsız olarak geliştirilen AR destekli ortopedik cerrahi sistemi ile kurulan 64 bitlik bir iş istasyonudur. Kalça ekleminin artırılmış gerçeklik gösterimi ve femur başı delinme operasyonu yardımı ile tamamlanabilir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Bu çalışma Çin-Japonya Dostluk Hastanesi etik kurulu tarafından onaylanmıştır (onay numarası: 2021-12-K04). Aşağıdaki adımların tümü, hastaların ve cerrahların yaralanmasını önlemek için standartlaştırılmış prosedürlere göre gerçekleştirildi. Bu çalışma için bilgilendirilmiş hasta onamları alındı. Cerrah, yanlış navigasyon veya diğer beklenmedik durumlarda ameliyatın geleneksel bir şekilde gerçekleştirilebilmesini sağlamak için geleneksel çekirdek dekompresyon prosedürlerinde yetenekli olmalıdır.
1. Preoperatif tanı ve ONFH derecelendirmesi
- ONFH'nin klinik semptomları olan hastaları tanımlamak; ipsilateral kalça veya diz yayan ağrı ile kasık bölgesinde kalıcı veya aralıklı ağrı gibi tipik semptomlar. Fizik muayenede kasık bölgesinde derin hassasiyet, Patrick belirtisi, sınırlı kalça iç rotasyon ve kaçırma hareketi veya X-ışını, BT ve MRG kullanılarak ölçülen femur başının nekroz değişiklikleri görüldü.
- Dernek araştırma dolaşımı osseöz (ARCO) evrelemesine göre, hastaların kalçanın röntgen, BT ve MRG'sini gözden geçirin ve ONFH evrelemesini belirleyin. İki doktor bu çalışmayı bağımsız olarak yürütür. Anlaşmazlıklar ortaya çıkarsa, üçüncü bir uzmandan nihai kararı vermesini isteyin.
- Preoperatif görsel analog skala (VAS) ve Harris kalça skorunu bir anket kullanarak kaydedin.
- Aşağıdaki kriterleri kullanan hastaları dahil edin: 1) ONFH'li hastalar; 2) görüntüleme muayenesi (X-ışını, BT ve MRG) ile doğrulanan ONFH'nin evre I, IIA ve IIB'si; 3) Femur başı çekirdek dekompresyon cerrahisi planlanır. Hastaları şu durumlarda hariç tutun: 1) hastalar CD ameliyatını reddettiğinde; 2) preoperatif rutin muayene, enfeksiyon veya kötü temel durum gibi cerrahi çelişkileri gösterir; 3) hastalar gruba kaydolmayı reddederler.
2. Sistem kaydı ve doğruluk testi
- AR destekli ortopedik cerrahi sistemini çalıştırın (ticarileştirme sorunları nedeniyle yazılım ayrıntıları sağlanamaz) ve derinlik kamerasını etkinleştirmek için Ortografik Video'ya tıklayın. Aktivasyondan sonra ekranda cerrahi alanın bir görüntüsü görüntülenecektir (Şekil 5A). Optik izleme cihazını, izleme alanı cerrahi alanı tamamen kaplayabilecek şekilde konumlandırın (Şekil 5B).
- Aygıt erişim bağlantı noktası COM4'ü seçmek için NDI Ayarı'na tıklayın. Sanal İğne Uzunluğu Ayarı'na tıklayın (genellikle bir Kirschner iğnesi 180 mm uzunluğundadır) ve videodaki cerrahi alanda otomatik olarak sanal bir Kirschner iğnesi görüntüsü oluşturulacaktır.
- Planlanan cerrahi frontal alanı, her seviye 30 cm x 30 cm boyutlarında ve seviyeler arasında 15 cm yükseklik farkı olacak şekilde üst ve alt seviyelere bölün. Sistem, cerrahi alanın bu mekansal bilgisini otomatik olarak yazılıma girer.
- Her seviyeyi 10 eşleşen puanla eşit olarak tahsis edin; Her 30 cm x 30 cm'lik alan için, her biri üç noktaya sahip iki parça ve dört noktaya sahip bir parça (sol kısım) olmak üzere üç eşit parçaya bölün. Asistandan non-invaziv gövde yüzeyi işaretleme çerçevesini (Şekil 2C) noktalara göre yerleştirmesini isteyin. İşiniz bittiğinde, Eşleştir'e tıklayın. Sistemin kayıt için kendi özel görüntüsü, işaretleme çerçevesine otomatik olarak bindirilecektir (Şekil 5C). Görüntü ve işaretleme çerçevesi tamamen çakıştığında bu noktanın kaydının başarılı olduğunu düşünün.
- Çerçeveyi bir sonraki kayıt noktasına taşıyın ve adım 2.4'ü yineleyin. tüm kayıt noktaları tamamlanana kadar. Delinme cihazı ile donatılmış işaretleme çerçevesinin şekli (Şekil 3A2), invaziv olmayan vücut yüzeyi işaretleme çerçevesi ile tamamen aynı olduğundan, kayıt tamamlandıktan sonra, birincisi cerrahi alandaki optik izleme cihazı tarafından da izlenebilir.
- Sanal iğnenin eşleşen derecesini ve izleme gecikmesini tespit etmek için delinme cihazını cerrahi alanda rastgele hareket ettirin (Şekil 6). Kırmızı-mavi sanal Kirschner iğne gövdesi cerrahi alandaki gerçek iğneye otomatik olarak uyduğundan, Kirschner iğnesinin artırılmış gerçeklik gösterimi başarılıdır (Şekil 5D).
NOT: Kayıt işlemi sırasında, optik izleme cihazının ve derinlik kamerasının konumu istenildiği zaman değiştirilmemelidir. Eğer öyleyse, sanal cerrahinin mekansal konum ilişkisi değişecek ve sanal Kirschner iğnesi ile fiziksel iğne arasında yanlış eşleşmeye neden olacak ve kayıtların yeniden yapılması gerekecektir.
3. Delinmeden önce hasta ve sistem hazırlığı
- Ameliyathaneye girdikten sonra, hastadan sırtüstü pozisyonda uzanmasını ve etkilenen tarafın alt ekstremitesini sabitlemesini isteyin (Şekil 7). Tüm hastalara genel anestezi uygulayın.
- Cerrahi bölgeyi iyot ve% 75 alkol ile hazırlayın ve invaziv olmayan vücut yüzeyi konumlandırma cihazını (standart prosedürler kullanılarak sterilize edilmiş) hastanın etkilenen kalçasına yerleştirin.
- C-ARM floroskopunu ameliyat masasının yan tarafına taşıyın ve kaynağı kalça ekleminin üzerine yerleştirin. Kaynağı derinlik kamerasıyla hizalayın ve ameliyat masasının konumunu konum 1 olarak kaydedin.
- İlk floroskopiden sonra, BMP formatındaki radyografı sistem iş istasyonuna aktarın, Fotoğraf Düzenleme'de açın ve Işık Ölçeği Seçeneğine tıklayarak gri tonlamasını ayarlayın. Saat yönünde döndürün ve BMP'ye dönüştürmek için ilgili düğmeleri tıklatarak bir kez yatay olarak çevirin. Ardından, Resim 3D'yi tıklatarak açın ve invaziv olmayan gövde yüzeyi işaretleme çerçevesi içeren JPG formatı olarak kaydedin ve resim 1 olarak adlandırın (Şekil 8A).
NOT: Bu dönüştürme işlemi, sistem tanımlamanın başarısını teşvik etmek içindir. Görüntü dönüştürmenin özel gereksinimleri nedeniyle, X-ışını görüntüsünün gri ölçeğini döndürme ve ters çevirme için ayarlamak gerekir. - Çalıştırma tablosunu derinlik kamerasının hemen altında, konum 2 olarak işaretlenmiş çalışma alanına kaydırın. Konum 1 (adım 3.3'te) ve konum 2, aynı yatay düzlemde birbirinden 30 cm uzaklıkta iki noktadır.
- AR destekli ortopedik cerrahi sisteminde, Ön Röntgen görüntüsü > Dosya'ya tıklayın ve görüntü 1'i seçin. Sistem, hastanın cilt yüzeyindeki non-invaziv vücut yüzeyi işaretleme çerçevesini otomatik olarak tanımlar ve daha sonra bu görüntüyü cerrahi videodaki kalça eklemine yerleştirir (Şekil 8B).
- X-ışını görüntüsünün artırılmış gerçeklik ekranını ve yukarıda oluşturulan gerçek zamanlı videoyu kullanarak, cerrah delinme yolunu buna göre planlar.
4. Cerrahi sistem destekli delinme
- Cerrah etkilenen tarafta durur ve aşağıdaki adımları uygular. Delinme cihazını tutun ve en iyi yerleştirme açısını belirleyin. Cerrahi videoda sanal Kirschner teli ve kalça ekleminin X-ışını görüntüsü tarafından yönlendirilen cilt yüzeyindeki yerleştirme noktasını işaretleyin.
- 2,5 mm çapında bir Kirschner teli seçin ve yerleştirme noktasından delin. Videodaki ekleme derinliğini ve açısını gözlemleyin ve zamanında ayarlayın.
- Sanal iğne hedef nekroz alanına ulaştığında, delinme işlemini durdurun ve sonraki delinme doğruluğu değerlendirmesi için ekran görüntüsünü görüntü 2 (Şekil 9A) olarak saklayın.
- İğneyi içeri sok. Kirschner telinin gerçek delinme durumunu doğrulamak için ameliyat masasını ikinci floroskopi için 1. konuma getirin. Görüntü dosyasını resim 3 olarak kaydedin (Şekil 9B).
- Delinme, Kirschner telinin yeri cerrahın tüm gereksinimlerini karşıladığında başarılı olur. Daha sonra, iğnenin etrafındaki cildi kesmek için neşteri kullanın ve kabaca 3 cm derinliğe kadar sub-trokanter kemiği açığa çıkarana kadar her yumuşak doku seviyesini ayırın. Sonraki işlemleri tamamlamak için Kirschner teli boyunca nekrotik bölgeye 5 mm'lik bir trefin ile delin (yapay kemik veya otolog kemik implantasyonu).
- Tüm prosedürleri bitirdikten sonra, cildi 3-0 ipek iplikle kapatın ve steril pansumanla örtün (Şekil 10). Koğuşa döndükten sonra, hastalara enfeksiyon önleme, analjezi ve sıvı infüzyonu gibi yaygın ortopedik postoperatif ilaçları kabul ettirin. Herhangi bir komplikasyon oluşmazsa ameliyattan 3 gün sonra hastaları taburcu edin.
5. Operasyon değerlendirmesi
- Görüntü 2 ve görüntü 3'ü bir görüntü işleme yazılımına aktarın ve opaklığı %52'ye ayarlayın.
- İki görüntüyü üst üste bindirmek için Maskeleme düğmesine tıklayın, ardından sanal uç ile femoral korteksin delinme noktası arasındaki mesafeyi (Lsanal) ve Kirschner iğnesinin ucu ile femoral korteksin delinme noktası arasındaki mesafeyi (Lture) ölçmek için Cetveller düğmesine tıklayın. Delinme doğruluğunu değerlendirmek için Lsanal ve Lture arasındaki farkı hesaplayın.
- Delinme sırasında, konumlandırma süresini aşağıdaki gibi ölçün: konumlandırma süresi, Kirschner telinin cildi deldiği andan itibaren başlar ve X-ışını, Kirschner telinin femur başının hedef bölgesine başarıyla ulaştığını doğruladığında durur.
- Ameliyattan üç ay sonra, kalça röntgenini çekin (Şekil 11) ve görsel analog skalayı ve Harris kalça skorunu kaydedin.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Çalışma özellikleri
Cerrahi navigasyon sistemi dokuz hastanın sürekli 10 kalçasına uygulandı. Ameliyatın ortalama toplam pozisyon süresi 10.1 dk (medyan 9.5 dk, dağılım 8.0-14.0 dk) idi. Ortalama C-ARM floroskopisi 5.5 kez (medyan 5.5 kez, dağılım 4-8 kez) idi. Delinme doğruluğunun ortalama hatası 1.61 mm idi (medyan 1.2 mm, aralık -5.76-19.73 mm; Tablo 1). Sonuçlar, konumlandırma süresinin ve floroskopi sürelerinin geleneksel prosedürlere kıyasla açıkça kısaldığını göstermektedir.
Klinik sonuç değerlendirmesi
Kayıtlı dokuz hasta yedi erkek ve iki kadından oluşuyordu ve yaş ortalaması 41.6 ± 10.0 yılıydı. Ortalama VKİ 23.93 ± 3.08 kg/m2 idi. Değerlendirilen kalçalarda iki kalça ARCO I evresinde, dört kalça ARCO IIA evresinde, dördü ARCO IIB evresindeydi. Sonuçları değerlendirmek için preoperatif ve postoperatif görsel analog skala ve Harris kalça skoru kullanıldı (Tablo 1). Ortalama preoperatif VAS skoru 6, ortalama postoperatif skoru 3.75 idi. Ortalama preoperatif Harris skoru 77.5 ve ortalama postoperatif skoru 85.5 idi. Kalça röntgeni ameliyattan 3 ay sonra incelendi. Tüm hastalar güvenli bir şekilde servise döndü. Enfeksiyon, hematom veya sinir hasarı gibi postoperatif komplikasyon saptanmadı. Şimdiye kadar hiçbir vakada femur başı çökmesi meydana gelmemiş olup, kalça korumasının uzun dönem fonksiyonu ve başarı oranı halen takip edilmektedir. Cerrahi göstergeler ve skorlar Tablo 2'de gösterilmiştir.
Şekil 1: Femur başı nekrozunun erken evresinin görüntülenmesi . (A) BT görüntüsü. (B) MRG görüntüsü. Oklar nekroz alanlarını gösterir. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Resim 2: AR tabanlı navigasyon cerrahi sisteminin ana bileşenleri . (A) Derinlik kamerası. (B) Konumlandırma çerçeveli delme cihazı. (C) Non-invaziv gövde yüzeyi işaretleme çerçevesi bağımsız olarak tasarlanmış ve geliştirilmiştir. (D) Kızılötesi konumlandırma cihazı. (E) Cerrahi sistem iş istasyonu. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 3: Pasif kızılötesi reflektörün montajı . (A) Delinme cihazına monte edilmiş kendi kendine tasarlanmış konumlandırma çerçevesi. (B) Reflektör, invaziv olmayan gövde yüzeyi işaretleme çerçevesinin dört köşesine monte edilir. (C) Pasif kızılötesi reflektörün spesifikasyonu, 10 mm çapında küresel bir cihazdır .
Şekil 4: Kızılötesi konumlandırma cihazının çalışma prensipleri. Kızılötesi konumlandırma cihazı tarafından yayılan kızılötesi radyasyon, pasif kızılötesi reflektörler tarafından yansıtılır; bu cihazdaki alıcılar yansıyan sinyali alır ve hareket verilerini iş istasyonuna iletir. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 5: Preoperatif kayıt sürecine genel bakış . (A) AR yardımlı ortopedik cerrahi sisteminin işletim arayüzü. (B) Cerrahi alan non-invaziv vücut yüzeyi işaretleme çerçevesi kullanılarak planlandı. (C) Cerrahi videodaki eşleşen noktalardan birinin başarılı bir şekilde kaydedilmesi için ipuçları. (D) Tüm eşleşen noktalar başarıyla eşleştirildikten sonra, cerrahi aletlerin takibi test edildi. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 6: Sanal Kirschner telinin gerçek Kirschner teli üzerine bindirilmesi. (A-C) Görüntüler, sanal Kirschner iğnesinin fiziksel olanın üzerine tam olarak bindirildiğini ve ekranda onunla birlikte hareket ettiğini göstermektedir. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 7: Cerrahi senaryolara genel bakış . (A) Ameliyathanedeki AR tabanlı cerrahi sistemin ana bileşenleri. (B) Femur başı nekrozu olan bir hasta cerrahi sistem yardımıyla tedavi ediliyor. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 8: Kalça eklemi görüntüleme ve artırılmış gerçeklik ekranı . (A) Non-invaziv bir vücut yüzeyi işaretleme çerçevesi içeren kalça ekleminin radyografisi. Siyah ok, pasif kızılötesi reflektörleri gösterir. (B) Radyografi iş istasyonunda işlenir ve daha sonra cerrahi sistem tarafından ekranda etkilenen kalçanın yüzeyine bindirilir. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 9: Delinme etkisi gösterimi . (A) Görüntü, delinmeden sonra ekran görüntüsünü sunar, siyah-kırmızı-mavi çizgi sistemdeki sanal bir Kirschner telidir (adım 2.6). (B) Görüntü, delinmenin tamamlanmasından sonra kalça radyografisini gösterir, siyah çizgi X-ışınında gerçek bir Kirschner telinin görüntüsüdür. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 10: AR tabanlı cerrahi sistem tarafından yönlendirilen femur başı delinmesi . (A) Cerrah, delinme cihazının konumunu ekran görüntüsüne göre ayarlamaktadır. (B) Kirschner teli cildi delip nekroza işaret eder. (C) Yapay kemik veya otolog kemik implantasyonunu doldurmak için Kirschner teli boyunca nekrotik bölgeye 5 mm'lik bir trefin ile delin. (D) Yarayı kapatın. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 11: Kalça ekleminin ameliyat sonrası radyografisi . (A) Önden bakıldığında. (B) Hastanın kurbağa pozisyonunda olması. Siyah oklar, femur kafasındaki yapay kemik implantlarını gösterir. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
| Kap | Seks | Yaş | BMI | Hastalık | ARCO |
| 1 | M | 22 | 28.40 | ONFH(solda) | IIA |
| 2 | F | 21 | 22.40 | ONFH(sağda) | IIB |
| 3 | M | 42 | 19.56 | ONFH(solda) | IIB |
| 4 | M | 51 | 22.10 | ONFH(solda) | Ben |
| 5 | M | 31 | 24.34 | ONFH (iki taraflı) | L:IIB |
| 6 | R:IIA | ||||
| 7 | M | 46 | 27.24 | ONFH(sağda) | IIA |
| 8 | F | 41 | 21.20 | ONFH(solda) | IIB |
| 9 | M | 56 | 22.83 | ONFH(sağda) | Ben |
| 10 | M | 38 | 27.30 | ONFH(solda) | IIA |
Tablo 1: Temel hasta bilgileri. Tablo, bu çalışmaya kayıtlı 10 hasta için bilgi sağlar.
| Kap | Konumlandırma süresi (min) | Floroskopi çekimleri | Konumlandırma hatası (mm) | Harris Kalça Skoru | Görsel Analog Ölçek | ||
| Önce | Sonra | Önce | Sonra | ||||
| 1 | 13 | 6 | 2.83 | 82 | 89 | 6 | 4 |
| 2 | 9 | 6 | 0.35 | 86 | 85 | 4 | 3 |
| 3 | 9 | 4 | 2.05 | 88 | 89 | 5 | 3 |
| 4 | 10 | 5 | -5.01 | 73 | 85 | 7 | 4 |
| 5 | 8 | 6 | -1.52 | L:84 | L:88 | L:4 | L:3 |
| 6 | 14 | 4 | -4.13 | R:68 | R:82 | R:6 | R:4 |
| 7 | 11 | 7 | 3.97 | 74 | 84 | 7 | 4 |
| 8 | 10 | 5 | 3.55 | 81 | 89 | 5 | 3 |
| 9 | 9 | 8 | 19.73 | 74 | 82 | 6 | 4 |
| 10 | 8 | 4 | -5.76 | 62 | 81 | 8 | 5 |
Tablo 2: Cerrahi göstergeler ve skorlar. Konumlandırma süresi, floroskopi süresi ve delinme doğruluğu hesaplanmış ve gösterilmiştir. Ameliyat öncesi ve sonrası VAS skoru ve Harris skoru da bu tabloda gösterilmiştir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
THA son yıllarda hızla gelişmesine ve ONFH için etkili bir nihai yöntem haline gelmesine rağmen, kalça koruma tedavisi erken evre ONFH18,19 tedavisinde hala önemli bir rol oynamaktadır. CD, kalça ağrısını serbest bırakabilen ve femur başı çökmesinin gelişimini geciktirebilen temel ve etkili bir kalça koruma ameliyatıdır20. Fokal nekrozun delinme pozisyonu, ameliyatın başarısını veya başarısızlığını belirlediği için CD'nin çok önemli prosedürüdür. Bununla birlikte, geleneksel delinme konumlandırma yöntemi hala tekrarlanan delinmeye, floroskopiye maruz kalmada artışa ve çalışma süresinin artmasına neden olabilecek bazı kör noktalar içerir10,11. Birçok bilim adamı, 3D baskı, kalça artroskopisinin bir kombinasyonu ve robot destekli bir navigasyon sistemi12,21,22,23 kullanımı gibi bu yönü geliştirmek için de çaba sarf etmiştir. Bu yöntemler kesinlikle delinme konumlandırmasının verimliliğini ve doğruluğunu arttırır, ancak operatif karmaşıklık eklemek, yan yaralanmaya neden olmak ve tıbbi maliyeti artırmak gibi diğer yönlerden de bazı eksiklikleri vardır.
Burada gösterilen sistem, preoperatif kayıt sürecinde sanal cerrahi alanı bölebilir. Sanal cerrahi alanda, elektro-optik hedef izleme ekipmanının yüksek hassasiyetli bir izi ve Kirschner telinin sanal gösterimi elde edilebilir. Gerektiğinde, kalça açısını ayarlarken ikinci film ve süperpozisyon da yapılabilir. Ortalama kayıt süresi sadece 10,1 dakikadır. Aynı alanlarda başka işlemler yapılırken, tekrarlanan kayıt gerekli değildir. Tüm kayıt ve konumlandırma süreci invaziv değildir, böylece daha az invaziv bir cerrahi prensiple yüksek düzeyde güvenlik ve uyum sağlar.
AR tekniği, algılanamayan bilgileri gerçek zamanlı video karesine yerleştirir ve bu da sanallık ve gerçekliğin birleşimini sağlar24. AR tekniği kırık azaltma, kemik tümörü rezeksiyonu gibi birçok ortopedik ameliyatta birleştirilmiştir.25,26,27. Bildiğimiz kadarıyla bu, CD cerrahisinde AR uygulanan ilk çalışmadır. Sistemimizin en büyük avantajı, ameliyatın zorluğunu azaltabilen ve cerrahların öğrenme eğrisini kısaltabilen gerçek zamanlı görselleştirmedir.
Bu çalışmada bazı sınırlamalar da vardır. İlk olarak, bu çalışmanın örneklem büyüklüğü çok küçüktür ve bu nedenle sonuç yeterince ikna edici değildir. İkincisi, sadece erken klinik sonuçları rapor ediyoruz; Hastalar için gerçek faydayı değerlendirmek için daha fazla takip de gereklidir. Elbette, bu sistemde hala gelişim için bir miktar yer var. Performansın artmasıyla klinik uygulamaya daha iyi hizmet edecektir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Yazarlar, rakip çıkarları olmadığını beyan ederler.
Acknowledgments
Bu çalışma Pekin Doğa Bilimleri Vakfı (7202183), Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı (81972107) ve Pekin Belediye Bilim ve Teknoloji Komisyonu (D171100003217001) tarafından desteklenmiştir.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| AR-assisted Orthopedic Surgery System | Self development | None | An operating software that implements AR for orthopedic surgery |
| Depth camera | Stereolabs | ZED depth camera(ZED mini) | shoot video and sent back to the workstation. |
| Image processing software | Adobe Systems Incorporated | Adobe Photoshop CS6 | Image processing software |
| Infrared positioning device | Northern Digital Inc. | NDI Polaris Spectra optical tracking device | Tracking markers in the surgical area. |
| Puncture device | Stryker | Stryker System 7 Cordless driver and Sabo | Insert kirschner wire into the necrotic area. |
References
- Cohen-Rosenblum, A., Cui, Q.
- Migliorini, F., et al. Prognostic factors in the management of osteonecrosis of the femoral head: A systematic review. The Surgeon: journal of the Royal Colleges of surgeons of Edinburgh and Ireland. (21), 00199 (2022).
- Mont, M. A., Jones, L. C., Hungerford, D. S. Nontraumatic osteonecrosis of the femoral head: ten years later. The Journal of Bone and Joint Surgery. American Volume. 88 (5), 1117-1132 (2006).
- Wang, L., Tian, X., Li, K., Liu, C. Combination use of core decompression for osteonecrosis of the femoral head: A systematic review and meta-analysis using Forest and Funnel Plots. Computational and Mathematical Methods in Medicine. , 1284149 (2021).
- Hua, K. C., et al. The efficacy and safety of core decompression for the treatment of femoral head necrosis: a systematic review and meta-analysis. Journal of Orthopaedic Surgery and Research. 14 (1), 306 (2019).
- Ganz, R., Krushell, R. J., Jakob, R. P., Küffer, J.
- Yoshikawa, K., et al. Training with hybrid assistive limb for walking function after total knee arthroplasty. Journal of Orthopaedic Surgery and Research. 13 (1), 163 (2018).
- Wu, C. T., Yen, S. H., Lin, P. C., Wang, J. W. Long-term outcomes of Phemister bone grafting for patients with non-traumatic osteonecrosis of the femoral head. International Orthopaedics. 43 (3), 579-587 (2019).
- Mont, M. A., Marulanda, G. A., Seyler, T. M., Plate, J. F., Delanois, R. E. Core decompression and nonvascularized bone grafting for the treatment of early stage osteonecrosis of the femoral head. Instructional Course Lectures. 56, 213-220 (2007).
- Wang, W., et al. Patient-specific core decompression surgery for early-stage ischemic necrosis of the femoral head. PLoS One. 12 (5), 0175366 (2017).
- Hoffmann, M. F., Khoriaty, J. D., Sietsema, D. L., Jones, C. B. Outcome of intramedullary nailing treatment for intertrochanteric femoral fractures. Journal of Orthopaedic Surgery and Research. 14 (1), 360 (2019).
- Dennler, C., et al. Augmented reality-based navigation increases precision of pedicle screw insertion. Journal of Orthopaedic Surgery and Research. 15 (1), 174 (2020).
- Yonezawa, H., et al. Low-grade myofibroblastic sarcoma of the levator scapulae muscle: a case report and literature review. BMC Musculoskeletal Disorders. 21 (1), 836 (2020).
- Tsukada, S., et al. Augmented reality- vs accelerometer-based portable navigation system to improve the accuracy of acetabular cup placement during total hip arthroplasty in the lateral decubitus position. The Journal of Arthroplasty. 37 (3), 488-494 (2021).
- Raymond, J., et al. Pharmacogenetics of direct oral anticoagulants: a systematic review. Journal of Personalized Medicine. 11 (1), 37 (2021).
- Bhatt, F. R., et al. Augmented reality-assisted spine surgery: an early experience demonstrating safety and accuracy with 218 screws. Global Spine Journal. , 21925682211069321 Advance online (2022).
- Weiss, H. R., Nan, X., Potts, M. A. Is there an indication for surgery in patients with spinal deformities? - A critical appraisal. The South African Journal of Physiotherapy. 77 (2), 1569 (2021).
- Boontanapibul, K., Amanatullah, D. F., Huddleston, J. I., Maloney, W. J., Goodman, S. B. Outcomes of cemented total knee arthroplasty for secondary osteonecrosis of the knee. The Journal of Arthroplasty. 36 (2), 550-559 (2021).
- Bakircioglu, S., Atilla, B. Hip preserving procedures for osteonecrosis of the femoral head after collapse. J Clin Orthop Trauma. 23, 101636 (2021).
- Ma, H. Y., et al. Core decompression with local administration of zoledronate and enriched bone marrow mononuclear cells for treatment of non-traumatic osteonecrosis of femoral head. Orthopaedic Surgery. 13 (6), 1843-1852 (2021).
- Hu, L., et al. Comparison of intramedullary nailing and plate fixation in distal tibial fractures with metaphyseal damage: a meta-analysis of randomized controlled trials. Journal of Orthopaedic Surgery and Research. 14 (1), 30 (2019).
- Pierannunzii, L. Endoscopic and arthroscopic assistance in femoral head core decompression. Arthroscopy Techniques. 1 (2), 225-230 (2012).
- Salas, A. P., et al. Hip arthroscopy and core decompression for avascular necrosis of the femoral head using a specific aiming guide: a step-by-step surgical technique. Arthroscopy Techniques. 10 (12), 2775-2782 (2021).
- Beer, A. J., Dijkgraaf, I. Editorial European journal of nuclear medicine and molecular imaging. European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. 44 (2), 284-285 (2017).
- Negrillo-Cárdenas, J., Jiménez-Pérez, J. R., Feito, F. R. The role of virtual and augmented reality in orthopedic trauma surgery: From diagnosis to rehabilitation. Computer Methods and Programs in Biomedicine. 191, 105407 (2020).
- Brookes, M. J., et al.
- Cho, H. S., et al. Can augmented reality be helpful in pelvic bone cancer surgery? an in vitro study. Clinical Orthopaedics and Related Research. 476 (9), 1719-1725 (2018).
