$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
حصل هذا البحث على الموافقة الأخلاقية من لجنة أخلاقيات الأبحاث في مستشفى خبي الأول بجامعة خبي الطبية. تم الحصول على موافقة مستنيرة من جميع المشاركين الفرديين المشاركين في الدراسة.
1. اختيار المريض والتصوير قبل العملية
- يختارون مرضى يعانون من التهاب المفاصل العظمي الحجري الأمامي أو نخر العظم اللبقيي الإنسي.
- تأكيد وجود الرباط الصليبي الأمامي (ACL) سليم، والرباط الجانبي الإنسي (MCL) السليم، والغضروف الجانبي مع تغييرات من الدرجة الخارجية ≤ الثانية.
- استبعد المرضى الذين يعانون من التهاب المفاصل الالتهابي، تشوه الفروس، تشوه فاروس >15°، انقباض الانثناء >15°، أو ثني الركبة <90°).
- احصل على تصوير مقطعي رقيق (≤1.0 مم) يمتد من 15 سم قريب من اللبائن الفخذية إلى 15 سم بعيدا عن هضبة الظنبوب.
- احصل على صور أشعة كاملة الطول تحمل الوزن ونظارات مخصصة للركبة لتقييم شامل قبل العملية.
2. تقسيم بيانات التصوير المقطعي المحوسب
- برنامج Open Mimics v2.1 واستيراد بيانات CT DICOM لعظم الفخذ، الرضفة، الساق، والشظية.
- استخدم أمر العتبة لضبط نطاق العتبة الموحد للعظم (القيمة الصغرى: 175) وتصفية الفوكسل غير العظمية من الصورة (الشكل 1A).
- استخدم أمر نمو المنطقة لاستخراج العظام في مناطق منفصلة (الشكل 1B).
- استخدم أداة تحرير الأقنعة لإضافة وملء أي مناطق هيكلية غير محددة (الشكل 1C).
- حول الأقنعة إلى بيانات شبكة (شبكة) (الشكل 1D).
- تصدير نماذج عظم STL لجميع الهياكل ذات الصلة وحفظها كملفات احتياطية (الشكل 1E).
3. الذكاء الاصطناعي الافتراضي للقوالب والمحاكاة الجراحية الموجهة بالذكاء الاصطناعي
- افتح برنامج Creo Parametric واستورد بيانات نموذج STL لعظم الفخذ، الرضفة، الساق، والشظية.
- حلل تشريح الفخذ من خلال تحديد خط اللب، السطح البعيد الفخذ، السطح الخلفي اللوي، المحور الميكانيكي، والمحور التشريحي (الشكل 2A-B).
- تحديد زوايا الفخذ الخاصة بالمريض (مثل الفوروس الفخذي والدوران الخارجي للفخذ) بناء على الخصائص التشريحية الفردية (الشكل 2A-B).
- حدد الزوايا الخاصة بالمريض في الظنبوب (مثل الظنبوب الفاروس، الرجوع إلى الخلف، والدوران الخارجي لظنبوب) وفقا للنموذج التشريحي ثلاثي الأبعاد (الشكل 2C-D).
- استنادا إلى شكل عظم كل مريض، اختر المكونات الصحيحة للطرف الصناعي: مكون الفخذ (الحجم 1-6) على بعد 2-3 مم من حافة قشرة الفخذ؛ مكون الظنوب (الحجم 1-6) يتجنب تعارض الحافة أو تعارض الأطراف الصناعية؛ وإدخال البولي إيثيلين (بحجم 9-13 مم) (الشكل 2E-F).
- تحقق من محاذاة الزرعة وتوازن الفجوات لتحقيق انثناء 0° وفواصل تمديد 90° ضمن تحمل ±1 مم.
- أنشئ تقرير تخطيط قبل العملية يلخص حجم المكونات، ومعلمات المحاذاة، ونتائج المحاكاة الافتراضية.
ملاحظة: تم الانتهاء من المحاكاة الافتراضية لهذه الخطة قبل العملية في متوسط مدة أقل من ساعتين على محطة عمل سريرية قياسية. عادة ما تتضمن هذه العملية من 3 إلى 5 تكرارات لتحسين تموضع المكونات وتحقيق توازن مثالي للأنسجة الرخوة، مما يضمن سير عمل قابل للتكرار وفعال.
4. تصميم وإنتاج أجهزة خاصة بالمريض
- استخدم خوارزميات الذكاء الاصطناعي لتوليد تصاميم أدلة القطع تلقائيا من الخطة ثلاثية الأبعاد النهائية. تصاميم الأجهزة الخاصة بالمريض (PSI) يتم توليدها في البداية باستخدام سير عمل آلي مدفوع بالذكاء الذكاء الاصطناعي.
ملاحظة: الخوارزميات الأساسية، المبنية على شبكات آرتيفيسيا العصبية (ANNs) للتعرف على السمات التشريحية، تحلل نموذج العظام ثلاثي الأبعاد، ومستويات جراحة العظام المحددة مسبقا، والمعالم التشريحية الرئيسية11. يقوم هذا النظام تلقائيا بتوليد العناصر الوظيفية الأساسية للأدلة، بما في ذلك مواقع فتحة القطع العظمي، وسطح ملامسة العظم (هندسة "التناسب مع العظم")، والبنية الداعمة الخارجية العامة، مع تحسين معايير مثل عمق الاستئصال، وثبات الدليل، ومساحة التلامس.
- قم بإجراء خطوة التحقق والتحرير اليدوية الإلزامية بعد التوليد الذكاء الاصطناعي. افحص التصاميم المقترحة بدقة في برنامج التخطيط. إذا تم تحديد أي مشاكل، مثل عدم التلامس الكافي مع عظم القشرة أو احتمال احتكاك الأنسجة الرخوة، يجب ضبط المعايير ذات الصلة (مثل إزاحة سطح التلامس، مسار الدبوس) يدويا.
- صمم دليل قطع الظنبوب للاستئصال الإكليلي والمحوري، مع دمج ثلاث نقاط تثبيت دقيقة.
- دليل التصميم الأول للفخذ البعيد ودليل الفخذ الثاني للقطع الخلفي والحفر بثقوب الأوتاد (الشكل 3).
- تصنيع جميع الأدلة باستخدام البولي أميد 12 الطبي الجيد عبر التصنيع الإضافي باستخدام تقنية التلبيد بالليزر الانتقائي (SLS). تم تحسين اتجاه الطباعة لتقليل الحاجة إلى هياكل دعم على الأسطح الحرجة التي تلامس العظام، مع توجيه قاعدة الدليل عادة بزاوية 15^\circ15 بالنسبة لمنصة البناء.
- المعالجة اللاحقة:
- فك التغليف وإزالة البودرة: أزل الأجزاء بعناية من غرفة البناء
- تفجير الطلقات: قم بتنفيذ الضربات النارية لتحقيق سطح ناعم
- فحص الجودة: التحقق من دقة الأبعاد مقابل النموذج الرقمي
- تنظيف الموجات فوق الصوتية: نظف الأدلة بماء منزوع الأيونات لإزالة أي مسحوق متبقي
- التجفيف: جفف الأدلة وعبئتها للتعقيم النهائي عن طريق التعقيم المؤقت عند 132°م لمدة 4 دقائق قبل الجراحة.
5. الإجراء الجراحي
- تحقق من هوية المريض والإجراءات مع المريض والتحقق من السجلات الطبية في منطقة الاحتجاز قبل العملية. أكد الموافقة الموقعة المستنيرة.
- تحفز تخدير عام للغشاء الصناعي. أعط مضادات حيوية وقائية عن الوريد (سيفوروكسيم 1.5 جرام) قبل 30 دقيقة من الشق الجلدي. بالإضافة إلى ذلك، أعط 1 جرام من حمض الترانيكساميك الوريدي قبل انتفاخ الرباط الضاريق لتقليل فقدان الدم الجراحي.
- ضع المريض على ظهر الظهر على طاولة العمليات. ضع رباط ضاغط غير معقم عاليا على الفخذ القريب. ثبت عمود جانبي على مستوى العاصفة الضوابقة لتثبيت عظم الفخذ أثناء الانثناء. ضع الوسادة وثبت الساق المقابلة للخلف. جهز ولف الساق الجراحية بالطريقة المعقمة المعتادة، ثم غط القدم والكاحل بفتحة معقمة.
- إجراء استئصال مفصل ما بعد الرضفة الوسطى مع الحفاظ على الرباط الغضروبي الإنسي.
- قم بإزالة النباتات العظمية التي قد تعيق التوجيه باستخدام الرونجر والعظام. قم بإجراء جميع عمليات استئصال العظام (في الظنبوب وعظم الفخذ) باستخدام منشار متذبذب. يتم إزالة العظام وقطع العظام تحت الرؤية المباشرة دون تصوير أثناء العملية، ويتم توجيهها بخطة ما قبل العملية والمعالم التشريحية لضمان تحديد المكونات بدقة وتوازن الأنسجة الرخوة.
- وضع وتثبيت دليل قطع الظنبوب باستخدام أسلاك كيرشنر 2.0 مم (أسلاك K). أدخل أسلاك K تحت الرؤية المباشرة بحيث يكون مسارها محاذيا مع اتجاه ثقوب الدبابيس الإرشادية.
ملاحظة: لا يستخدم التنظير الفلوري لمحاذاة الدليل؛ يعتمد الوضع على التعرض التشريحي المباشر والالتزام بمعالم التخطيط قبل العملية.
- قم بإجراء القطع الرأسي على الظنبوب باستخدام شفرة منشار متذبذبة مائلة للخلف.
- قم بإجراء القطع الأفقي في الظنبوب وفقا للميل الخلفي المخطط له قبل العملية.
- ضع وثبت دليل الفخذ الأول، ثم نفذ الاستئصال البعيد للفخذ على مستوى الاستئصال المخطط مسبقا.
- ضع وثبت دليل الفخذ الثاني، ثم نفذ قطع الشظاف الخلفي واثق ثقوب تثبيت المسامير.
- اختبر مكونات الطرف الاصطناعي وقيم موضع الزرعة، وثبات المفصل، وتوازن الأربطة من خلال نطاق الحركة.
6. التحقق والتحقق أثناء العملية
- احم الرباط الجانبي الإنسي (MCL) باستخدام مجسم هوهمان طوال فترة الإجراء.
- باستخدام مفاصل الأرقام، تحقق من كل سطح لجراحة عظم العظم من خلال مقارنته مع نموذج العظام المطبوع ثلاثي الأبعاد قبل العملية لتأكيد الدقة الهندسية.
ملاحظة: يتم التحقق من الهندسة والأبعاد لكل سطح لجراحة العظام من خلال المقارنة المباشرة مع نموذج العظام المطبوع ثلاثي الأبعاد قبل العملية. تم استخدام الكاليبر الرقمية لإجراء قياسات كمية دقيقة (مثل سمك الاستئصال، أبعاد اللب) بدقة 0.1 مم، لضمان تطابق القطع العظمية التي تحقق مع خطة ما قبل العملية.
- قس فجوات الانحناء والتمديد تحت ظروف التحميل الفسيولوجية، مع التأكد من أن الفرق هو <1 مم.
- قيم تتبع الرضفة ديناميكيا عبر قوس الانثناء الكامل لتأكيد التتبع المركزي ومنع عدم المحاذاة.
- وثق الوضع النهائي للغرسة باستخدام الأشعة أثناء العملية وتأكد من غياب بروز القشرة واستعادة خط المفصل.