Summary
Augmented reality-teknologi blev anvendt til kernedekompression til osteonekrose i lårbenshovedet for at realisere visualisering i realtid af denne kirurgiske procedure. Denne metode kan effektivt forbedre sikkerheden og præcisionen af kernedekompression.
Abstract
Osteonekrose i lårbenshovedet (ONFH) er en almindelig ledsygdom hos unge og midaldrende patienter, som alvorligt belaster deres liv og arbejde. For tidlig fase ONFH er kernedekompressionskirurgi en klassisk og effektiv hoftebevarende terapi. I traditionelle procedurer for kernedekompression med Kirschner-ledning er der stadig mange problemer såsom røntgeneksponering, gentagen punkteringsverifikation og beskadigelse af normalt knoglevæv. Blindheden i punkteringsprocessen og manglende evne til at levere visualisering i realtid er afgørende årsager til disse problemer.
For at optimere denne procedure udviklede vores team et intraoperativt navigationssystem på basis af augmented reality (AR) teknologi. Dette kirurgiske system kan intuitivt vise anatomien i de kirurgiske områder og gengive præoperative billeder og virtuelle nåle til intraoperativ video i realtid. Med navigationssystemets vejledning kan kirurger nøjagtigt indsætte Kirschner-ledninger i det målrettede læsionsområde og minimere sikkerhedsskaderne. Vi gennemførte 10 tilfælde af kernedekompressionskirurgi med dette system. Effektiviteten af positionering og fluoroskopi forbedres kraftigt sammenlignet med de traditionelle procedurer, og nøjagtigheden af punktering er også garanteret.
Introduction
Osteonekrose i lårbenshovedet (ONFH) er en almindelig invaliderende sygdom, der forekommer hos unge voksne1. Klinisk er det nødvendigt at bestemme iscenesættelsen af ONFH baseret på røntgen, CT og MR for at bestemme behandlingsstrategien (figur 1). For tidlig fase ONFH er hoftebevarende terapi normalt vedtaget2. Core dekompression (CD) kirurgi er en af de mest anvendte hofte konserveringsmetoder til ONFH. Visse helbredende virkninger af kernedekompression med eller uden knogletransplantation ved behandling af ONFH i tidlig fase er blevet rapporteret, hvilket kan undgå eller forsinke efterfølgende total hoftealloplastik (THA) i lang tid 3,4,5. Succesraten for CD med eller uden knogletransplantation blev imidlertid rapporteret forskelligt blandt tidligere undersøgelser, fra 64% til 95%6,7,8,9. Den kirurgiske teknik, især nøjagtigheden af borepositionen, er vigtig for succesen med hoftebevarelse10. På grund af blindheden af punkterings- og positioneringsproceduren har de traditionelle teknikker til CD flere problemer, såsom mere fluoroskopitid, gentagen punktering ved hjælp af Kirschner-ledning og skade på normalt knoglevæv11,12.
I de senere år er den augmented reality (AR)-assisterede metode blevet introduceret i ortopædkirurgi13. AR-teknikken kan visuelt vise anatomien i det kirurgiske felt, guide kirurgerne i planlægningen af operationsproceduren og følgelig reducere vanskeligheden ved operationen. Anvendelserne af AR-teknikken i pedikel skrueimplantation og led artroplastikkirurgi er blevet rapporteret tidligere 14,15,16,17. I denne undersøgelse sigter vi mod at anvende AR-teknikken på CD-proceduren og verificere dens sikkerhed, nøjagtighed og gennemførlighed i klinisk praksis.
System hardware komponenter
Hovedkomponenterne i det AR-baserede navigationskirurgiske system omfatter følgende: (1) Et dybdekamera (figur 2A) installeret direkte over det kirurgiske område; videoen optages herfra og sendes tilbage til arbejdsstationen til registrering og samarbejde med billeddataene. (2) En punkteringsanordning (figur 2B) og en ikke-invasiv ramme til mærkning af kropsoverfladen (figur 2C), begge med passive infrarøde reflektorer. En speciel reflekterende belægning af markeringskugler (figur 3) kan fanges af infrarødt udstyr for at opnå nøjagtig sporing af kirurgisk udstyr i det kirurgiske område. (3) En infrarød positioneringsanordning (figur 2D) er ansvarlig for sporingsmarkører i det kirurgiske område, der matcher karrosseriets mærkningsramme og punkteringsanordning med høj nøjagtighed (figur 4). (4) Værtssystemet (figur 2E) er en 64-bit arbejdsstation, der er installeret med det uafhængigt udviklede AR-assisterede ortopædkirurgiske system. Augmented reality-visning af hofteled og lårbenshovedpunkteringsoperation kan afsluttes med dens hjælp.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Denne undersøgelse blev godkendt af den etiske komité for China-Japan Friendship Hospital (godkendelsesnummer: 2021-12-K04). Alle de følgende trin blev udført i henhold til standardiserede procedurer for at undgå skade på patienterne og kirurgerne. Der blev indhentet informeret patientsamtykke til denne undersøgelse. Kirurgen skal være dygtig i konventionelle kernedekompressionsprocedurer for at sikre, at operationen kan udføres på en traditionel måde i tilfælde af unøjagtig navigation eller andre uventede situationer.
1. Præoperativ diagnose og klassificering af ONFH
- Identificere patienter med kliniske symptomer på ONFH; typiske symptomer som vedvarende eller intermitterende smerter i lyskeområdet med ipsilateral hofte eller knæudstrålende smerte. Fysisk undersøgelse viste dyb ømhed i lyskeområdet, Patricks tegn, en begrænset hoftebevægelse af intern rotation og bortførelse eller nekroseændringer i lårbenshovedet målt ved hjælp af røntgen, CT og MR.
- Ifølge association research circulation osseous (ARCO) iscenesættelse, gennemgå patienternes røntgen, CT og MR i hoften og bestemme iscenesættelsen af ONFH. To læger udfører dette arbejde uafhængigt. Hvis der opstår uenigheder, skal du bede en tredje ekspert om at træffe den endelige beslutning.
- Optag den præoperative visuelle analoge skala (VAS) og Harris hip score ved hjælp af et spørgeskema.
- Inkluder patienter, der bruger følgende kriterier: 1) patienter med ONFH; 2) fase I, IIA og IIB af ONFH bekræftet ved billeddannelsesundersøgelse (røntgen, CT og MR); 3) lårbenshovedets kernedekompressionskirurgi er planlagt. Ekskluder patienter, når: 1) patienter afviser CD-operationen; 2) præoperativ rutinemæssig undersøgelse indikerer kirurgiske modsætninger, såsom infektion eller dårlig grundlæggende tilstand; 3) Patienter nægter at blive indskrevet i gruppen.
2. Systemregistrering og nøjagtighedstest
- Kør det AR-assisterede ortopædkirurgiske system (på grund af kommercialiseringsproblemer kan softwareoplysninger ikke leveres) og klik på Orthographic Video for at aktivere dybdekameraet. Et billede af det kirurgiske område vises på skærmen efter aktivering (figur 5A). Placer den optiske sporingsenhed, så dens sporingsområde helt kan dække det kirurgiske område (figur 5B).
- Klik på NDI-indstilling for at vælge enhedens adgangsport, COM4. Klik på indstillingen for virtuel nålelængde (generelt er en Kirschner-nål 180 mm lang), og der genereres automatisk et virtuelt Kirschner-nålebillede i det kirurgiske område i videoen.
- Opdel det planlagte kirurgiske frontområde i øvre og nedre niveauer med hvert niveau 30 cm x 30 cm i størrelse og med en højdeforskel på 15 cm mellem niveauerne. Systemet indtaster automatisk denne rumlige information om det kirurgiske område i softwaren.
- Fordel jævnt hvert niveau med 10 matchende point; for hvert område på 30 cm x 30 cm opdeles det i tre lige store dele, hvor to dele har tre punkter hver, og en del (venstre del) har fire punkter. Bed assistenten om at placere den ikke-invasive ramme til mærkning af kropsoverfladen (figur 2C) i henhold til punkterne. Når du er færdig, skal du klikke på Match. Systemets eget specielle billede til registrering vil automatisk blive overlejret på mærkningsrammen (figur 5C). Overvej registreringen af dette punkt vellykket, når billedet og markeringsrammen falder helt sammen.
- Flyt rammen til det næste registreringspunkt, og gentag trin 2.4. indtil alle registreringssteder er afsluttet. Da formen på mærkningsrammen udstyret med punkteringsanordningen (figur 3A2) er nøjagtig den samme som den ikke-invasive ramme til mærkning af kropsoverfladen, når registreringen er afsluttet, kan førstnævnte også spores af den optiske sporingsanordning i det kirurgiske område.
- Flyt punkteringsenheden tilfældigt i det kirurgiske område for at registrere den matchende grad af virtuel nål og sporingsforsinkelse (figur 6). Da den rødblå virtuelle Kirschner-nålekrop automatisk passer til den faktiske nål i det kirurgiske område, er augmented reality-visningen af Kirschner-nålen vellykket (figur 5D).
BEMÆRK: Under registreringsprocessen bør placeringen af den optiske sporingsenhed og dybdekameraet ikke ændres efter behag. I så fald vil det rumlige positionsforhold for virtuel kirurgi ændre sig, hvilket forårsager unøjagtig matchning mellem den virtuelle Kirschner-nål og den fysiske, og registreringen skal udføres igen.
3. Patient- og systemforberedelse inden punktering
- Når du er kommet ind i operationsstuen, skal du bede patienten om at lægge sig i liggende stilling og fastgøre underbenet på den berørte side (figur 7). Administrer generel anæstesi til alle patienter.
- Forbered det kirurgiske sted med jod og 75% alkohol, og placer den ikke-invasive kropsoverfladepositioneringsanordning (steriliseret ved hjælp af standardprocedurer) på patientens berørte hofte.
- Flyt C-ARM-fluoroskopet til siden af operationsbordet, og placer kilden over hofteleddet. Juster kilden med dybdekameraet, og optag placeringen af det kirurgiske bord som position 1.
- Efter den første fluoroskopi skal du eksportere røntgenbilledet i BMP-format til systemarbejdsstationen, åbne det i Fotoredigering og justere dets grå skala ved at klikke på indstillingen Lysskala. Drej med uret, og vend vandret en gang ved at klikke på de tilsvarende knapper for at konvertere til BMP. Åbn den derefter ved at klikke på Maleri 3D og gem som JPG-format, som indeholdt ikke-invasiv kropsoverflademarkeringsramme, og navngiv det billede 1 (figur 8A).
BEMÆRK: Denne konverteringsproces er at fremme succesen med systemidentifikationen. På grund af de særlige krav til billedkonvertering er det nødvendigt at justere røntgenbilledets gråskala til rotation og inversion. - Skub betjeningstabellen direkte under dybdekameraet til det driftsområde, der er markeret som position 2. Position 1 (i trin 3.3) og position 2 er to punkter på samme vandrette plan, 30 cm fra hinanden.
- I det AR-assisterede ortopædkirurgiske system skal du klikke på Filer > forreste røntgenbillede og vælge billede 1. systemet identificerer automatisk den ikke-invasive kropsoverflademarkeringsramme på patientens hudoverflade og overlejrer derefter dette billede til hofteleddet i den kirurgiske video (figur 8B).
- Ved hjælp af augmented reality-visningen af røntgenbilledet og realtidsvideoen, der er genereret ovenfor, planlægger kirurgen punkteringsstien baseret på dette.
4. Punktering assisteret af kirurgisk system
- Kirurgen står på den berørte side og udfører følgende trin. Hold punkteringsanordningen nede, og bestem den bedste indsættelsesvinkel. Marker indsættelsespunktet på hudoverfladen, styret af den virtuelle Kirschner-ledning og røntgenbilledet af hofteleddet i den kirurgiske video.
- Vælg en Kirschner-ledning med en diameter på 2,5 mm, og gennembor den fra indsættelsespunktet. Overhold indsættelsesdybden og vinklen i videoen, og juster den rettidigt.
- Når den virtuelle nål har nået målområdet for nekrose, skal du stoppe punkteringsprocessen og beholde skærmbilledet som billede 2 (figur 9A) til efterfølgende punkteringsnøjagtighedsvurdering.
- Indwell nålen. Flyt operationsbordet til position 1 for den anden fluoroskopi for at kontrollere Kirschner-ledningens faktiske punkteringstilstand. Optag billedfilen som billede 3 (figur 9B).
- Punktering er vellykket, når placeringen af Kirschner-ledningen opfylder alle kirurgens krav. Brug derefter lancetten til at skære huden rundt om nålen og adskille hvert niveau af blødt væv, indtil du udsætter sub-trochanter knogle, omtrent til en dybde på 3 cm. Bor ind i det nekrotiske område langs Kirschner-ledningen med en 5 mm trefin for at fuldføre de efterfølgende operationer (kunstig knogle eller autolog knogleimplantation).
- Når du er færdig med alle procedurerne, skal du lukke huden med 3-0 silketråd og dække med steril dressing (figur 10). Efter at have vendt tilbage til afdelingen, skal du give patienterne accepteret almindelig ortopædisk postoperativ medicin, som infektionsforebyggelse, analgesi og væskeinfusion. Hvis der ikke opstår nogen komplikation, skal du udskrive patienterne 3 dage efter operationen.
5. Evaluering af driften
- Importer billede 2 og billede 3 til en billedbehandlingssoftware, og juster opaciteten til 52%.
- Klik på knappen Maskering for at overlappe de to billeder, og klik derefter på knappen Linealer for at måle afstanden (Lvirtuel) mellem den virtuelle spids og lårbensbarkens punkteringspunkt og afstanden (Lture) mellem spidsen af Kirschner-nålen og punkteringspunktet for lårbensbarken. Beregn forskellen mellem Lvirtuel og Lture for at vurdere punkteringsnøjagtigheden.
- Under punkteringen måles positioneringstiden som følger: Positioneringstiden starter fra det tidspunkt, hvor Kirschner-ledningen gennemborer huden, og stopper, når røntgenstrålen bekræfter, at Kirschner-ledningen med succes har nået lårbenets målområde.
- Tre måneder efter operationen skal du tage hofte røntgen (figur 11) og optage den visuelle analoge skala og Harris hofte score.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Drift egenskaber
Det kirurgiske navigationssystem blev anvendt i kontinuerlige 10 hofter hos ni patienter. Den gennemsnitlige samlede positioneringstid for operationen var 10,1 min (median 9,5 min, rækkevidde 8,0-14,0 min). De gennemsnitlige C-ARM fluoroskopier var 5,5 gange (median 5,5 gange, rækkevidde 4-8 gange). Den gennemsnitlige fejl ved punkteringsnøjagtighed var 1,61 mm (median 1,2 mm, rækkevidde -5,76-19,73 mm; Tabel 1). Resultaterne viser, at positioneringstiden og fluoroskopitiderne naturligvis forkortes i forhold til traditionelle procedurer.
Evaluering af kliniske resultater
De ni indskrevne patienter bestod af syv mænd og to kvinder med en gennemsnitsalder på 41,6 ± 10,0 år. Det gennemsnitlige BMI var 23,93 ± 3,08 kg/m2. For de evaluerede hofter var to hofter i ARCO I-scenen, fire hofter var i ARCO IIA-scenen og fire i ARCO IIB-scenen. Præoperativ og postoperativ visuel analog skala og Harris hoftescore blev brugt til at evaluere resultatet (tabel 1). Den gennemsnitlige præoperative VAS-score var 6 og den gennemsnitlige postoperative score var 3,75. Den gennemsnitlige præoperative Harris-score var 77,5 og den gennemsnitlige postoperative score var 85,5. Hofte røntgen blev undersøgt 3 måneder efter operationen. Alle patienterne vendte sikkert tilbage til afdelingen. Der blev ikke fundet postoperative komplikationer såsom infektion, hæmatom eller nerveskader. Indtil videre er der under ingen omstændigheder sket noget lårbenshovedkollaps, og den langsigtede funktion og succesrate for hoftebevarelse følges stadig op. Kirurgiske indikatorer og scoringer er vist i tabel 2.
Figur 1: Billeddannelse af tidlig fase af lårbenshovednekrose. (A) CT-billedet. (B) MR-billedet. Pile angiver områder med nekrose. Klik her for at se en større version af denne figur.
Figur 2: Hovedkomponenterne i det AR-baserede navigationskirurgiske system. (A) Dybdekamera. (B) Punkteringsanordningen med en positionsramme. C) Ikke-invasiv ramme til mærkning af karrosseriets overflade, der er uafhængigt konstrueret og udviklet. (D) Infrarød positioneringsanordning. (E) Arbejdsstationen i det kirurgiske system. Klik her for at se en større version af denne figur.
Figur 3: Installation af en passiv infrarød reflektor. (A) Selvdesignet positioneringsramme monteret på punkteringsanordning. B) Reflektoren er monteret i de fire hjørner af den ikke-invasive ramme for karrosserioverfladen. (C) Specifikationen for den passive infrarøde reflektor er en sfærisk anordning med en diameter på 10 mm. Klik her for at se en større version af denne figur.
Figur 4: Arbejdsprincipper for infrarød positioneringsenhed. Infrarød stråling udsendt af den infrarøde positioneringsanordning reflekteres af de passive infrarøde reflektorer; modtagerne i den pågældende enhed modtager det reflekterede signal og sender bevægelsesdataene til arbejdsstationen. Klik her for at se en større version af denne figur.
Figur 5: En oversigt over den præoperative registreringsproces. (A) Driftsgrænseflade for AR-assisteret ortopædkirurgisk system. (B) Det kirurgiske område blev planlagt ved hjælp af en ikke-invasiv ramme til mærkning af kropsoverfladen. (C) Tips til vellykket registrering af et af matchningspunkterne i den kirurgiske video. (D) Efter at alle matchningspunkterne var blevet matchet med succes, blev sporingen af kirurgiske instrumenter testet. Klik her for at se en større version af denne figur.
Figur 6: Overlejring af virtuel Kirschner-ledning på ægte Kirschner-ledning. (A-C) Billederne viser, at den virtuelle Kirschner-nål er præcist overlejret på den fysiske og bevæger sig med den på skærmen. Klik her for at se en større version af denne figur.
Figur 7: En oversigt over kirurgiske scenarier. (A) Hovedkomponenterne i det AR-baserede kirurgiske system på operationsstuen. (B) En patient med nekrose af lårbenshovedet behandles ved hjælp af det kirurgiske system. Klik her for at se en større version af denne figur.
Figur 8: Hofteledsbilleddannelse og augmented reality-display. (A) Røntgenbillede af hofteleddet, der indeholder en ikke-invasiv kropsoverflademarkeringsramme. Den sorte pil angiver de passive infrarøde reflektorer. (B) Røntgenbillede behandles på arbejdsstationen og overlejres derefter af det kirurgiske system på overfladen af den berørte hofte på skærmen. Klik her for at se en større version af denne figur.
Figur 9: Demonstration af punkteringseffekt. (A) Billedet viser skærmbilledet efter punkteringen, den sort-rød-blå linje er en virtuel Kirschner-ledning i systemet (trin 2.6). (B) Billedet viser hofterøntgenbilledet efter afslutning af punktering, den sorte linje er et billede af en ægte Kirschner-ledning i røntgen. Klik her for at se en større version af denne figur.
Figur 10: Punktering af lårbenshovedet styret af det AR-baserede kirurgiske system. (A) Kirurgen justerer punkteringsanordningens position i henhold til skærmdisplayet. (B) Kirschner-tråden punkterer huden og peger på nekrose. (C) Bor ind i det nekrotiske område langs Kirschner-ledningen med en 5 mm trefin for at fylde kunstig knogle- eller autolog knogleimplantation. (D) Luk såret. Klik her for at se en større version af denne figur.
Figur 11: Postoperativt røntgenbillede af hofteleddet. (A) Set forfra. (B) Patienten er i frøposition. De sorte pile indikerer kunstige knogleimplantater i lårbenshovedet. Klik her for at se en større version af denne figur.
| Tilfælde | Køn | Alder | BMI | Sygdom | ARCO |
| 1 | M | 22 | 28.40 | ONFH(venstre) | IIA |
| 2 | F | 21 | 22.40 | ONFH(højre) | IIB |
| 3 | M | 42 | 19.56 | ONFH(venstre) | IIB |
| 4 | M | 51 | 22.10 | ONFH(venstre) | Jeg |
| 5 | M | 31 | 24.34 | ONFH(bilateral) | L:IIB |
| 6 | R:IIA | ||||
| 7 | M | 46 | 27.24 | ONFH(højre) | IIA |
| 8 | F | 41 | 21.20 | ONFH(venstre) | IIB |
| 9 | M | 56 | 22.83 | ONFH(højre) | Jeg |
| 10 | M | 38 | 27.30 | ONFH(venstre) | IIA |
Tabel 1: Grundlæggende patientoplysninger. Tabellen indeholder oplysninger om de 10 patienter, der er indskrevet i dette studie.
| Tilfælde | Positioneringstid(min) | Fluoroskopi skud | Positionsfejl(mm) | Harris Hip Score | Visuel analog skala | ||
| Før | Efter | Før | Efter | ||||
| 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 |
Tabel 2: Kirurgiske indikatorer og scoringer. Positioneringstiden, fluoroskopitiden og punkteringsnøjagtigheden blev beregnet og vises. Den præ- og postoperative VAS-score og Harris-score er også vist i denne tabel.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Selvom THA har udviklet sig hurtigt i de senere år og er blevet en effektiv ultimativ metode til ONFH, spiller hoftekonserveringsterapi stadig en vigtig rolle i behandlingen af TIDLIG FASE ONFH18,19. CD er en grundlæggende og effektiv hoftebevarende operation, som kan frigive hoftesmerter og forsinke udviklingen af lårbenshovedkollaps20. Punkteringspositionen af fokalnekrose er den afgørende procedure for CD, da den bestemmer operationens succes eller fiasko. Den traditionelle punkteringspositioneringsmetode indeholder dog stadig nogle blinde pletter, der kan føre til gentagen punktering, øget eksponering for fluoroskopi og øget driftstid 10,11. Mange forskere har også gjort en indsats for at forbedre dette aspekt, såsom at bruge 3D-udskrivning, en kombination af hofteartroskopi og brugen af et robotassisteret navigationssystem 12,21,22,23. Disse metoder forbedrer bestemt effektiviteten og nøjagtigheden af punkteringspositionering, men de har også nogle mangler i andre aspekter, såsom at tilføje operativ kompleksitet, forårsage subsidiær skade og øge medicinske omkostninger.
Systemet vist her kan opdele det virtuelle kirurgiske område i den præoperative registreringsproces. I det virtuelle kirurgiske område kan der opnås et højpræcisionsspor af det elektrooptiske målsporingsudstyr og den virtuelle visning af Kirschner-ledningen. Efter behov kan den anden film og superposition også udføres, når hoftevinklen justeres. Den gennemsnitlige registreringstid er kun 10,1 min. Ved udførelse af andre operationer i de samme områder er gentagen registrering ikke påkrævet. Hele processen med registrering og positionering er ikke-invasiv, hvilket sikrer et højt sikkerhedsniveau og tilpasning med et mindre invasivt kirurgisk princip.
AR-teknik overlejrer den umærkelige information i realtidsvideorammen, hvilket opnår kombinationen af virtualitet og virkelighed24. AR-teknikken er blevet kombineret til mange ortopædiske operationer, såsom frakturreduktion, knogletumorresektion osv.25,26,27. Så vidt vi ved, er dette den første undersøgelse, der anvender AR i CD-kirurgi. Den største fordel ved vores system er visualisering i realtid, som kan reducere vanskeligheden ved kirurgi og forkorte kirurgernes indlæringskurve.
Der er også nogle begrænsninger i denne undersøgelse. For det første er stikprøvestørrelsen af denne undersøgelse meget lille, og derfor er resultatet ikke overbevisende nok. For det andet rapporterer vi kun de tidlige kliniske resultater; Der er også behov for yderligere opfølgning for at vurdere den reelle fordel for patienterne. Der er bestemt stadig plads til udvikling i dette system. Med forbedringen af ydeevnen vil det bedre tjene den kliniske praksis.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne erklærer, at de ikke har nogen konkurrerende interesser.
Acknowledgments
Dette arbejde blev støttet af Beijing Natural Science Foundation (7202183), National Natural Science Foundation of China (81972107) og Beijing Municipal Science and Technology Commission (D171100003217001).
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).
