複雑な修正人工股関節形成術は、カスタムメイドのインプラントと複合現実技術を使用して実行されました。著者の知識によると、これは文献に記載されているそのような手順の最初の報告です。
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この記事について
サマリー
要約
解剖学的構造の3D印刷と視覚化の技術は、さまざまな医学分野で急速に成長しています。カスタムメイドのインプラントと複合現実を使用して、2019年1月に複雑な修正人工股関節形成術を実施しました。複合現実を使用することで、構造の非常に優れた視覚化が可能になり、正確なインプラント固定が可能になりました。著者の知識によると、これはこれら2つのイノベーションの併用の最初のケースレポートです。手術の資格に先立つ診断は、左股関節の寛骨臼成分の緩みでした。エンジニアが作成した複合現実ヘッドセットとホログラムが手術中に使用されました。手術は成功し、その後、早期の垂直化と患者のリハビリテーションが続きました。チームは、関節形成術、外傷、整形外科腫瘍学における技術開発の機会を見ています。
概要
3次元(3D)印刷と複雑な構造の視覚化の技術は、さまざまな医療分野で急速に成長しています。これらには、心臓血管外科、耳鼻咽喉科、顎顔面外科、そしてとりわけ整形外科手術が含まれます1,2,3,4,5。現在、この技術は整形外科手術において、3Dプリント要素の直接実装だけでなく、外科トレーニング、術前計画、または術中ナビゲーションにおいても使用されている6,7,8。
人工股関節全置換術(THA)と人工膝関節全置換術(TKA)は、世界中で最も頻繁に行われる整形外科手術の1つです。患者の生活の質が大幅に向上したため、THAは以前の出版物で「世紀の手術」9と説明されていました。ポーランドでは、49.937 THAと30.615 TKAが201910年に実行されました。平均余命が延びるにつ....
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プロトコル
プロトコルは、ワルシャワ医科大学の人間研究倫理委員会のガイドラインに従います。患者は手順にインフォームドコンセントを与え、それが記録されるという事実を認めました。患者は手順の前にそれに同意しました。
注:手術プロジェクトに患者を含めるための基本的な基準は、解剖学的機能障害のために介入する必要性であり、標準的なインプラントを使用することは不可能でした。複合現実は、プロテーゼのより良い配置を目的とし、手術が成功する可能性を高めました。
1. 事前準備
- カスタムメイドの寛骨臼インプラントを準備し、患者の入院前に外科的処置を計画します。
注:このケーススタディでは、医用画像診断の当業者がカスタムメイドの寛骨臼インプラントを準備しました。- 入院予定の前に、画像診断ユニットでX線撮影を行います。
- 前後投影で骨盤X線を実行します。
- X線に基づいて患者の骨盤の現在の状態を評価します。
- 得られた画像を以前のX線画像と比較してください。
- 骨盤CTスキャンを行い、プロトコルに従ってDICOM(医学におけるデジタルイメージングおよび通信)ファイルを取得します。
- 患者を可動式CTスキャンプラットフォームに置きます。
- 厚さボタンをク....
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結果
画像前処理
骨盤骨、大腿骨、および内部人工装具のバイナリマスクは、利用可能なソフトウェア33を備えた閾値化および領域成長アルゴリズムを使用して、経験豊富な放射線技師によってCT DICOM画像から半自動的にセグメント化された。準備されたラベルマップも放射線科医によって手動で修正されました。ラベルマップは、次のステップでCTスキャンに追加することで視覚化を強化するために使用されました。このアプローチにより、CTスキャンで骨構造と周囲の組織を確認できる体積レンダリングを、重要な組織を示すセグメント化された部分とマージすることが可能になりました。セグメンテーションの結果は元のスタックで結論付けられ、構造の3Dグラフィカルモデルのみを構築する必要はなくなりましたが、すべてのハウンズフィールドユニット(HU)値に関する情報を維持することができました。その結果、固定インプラントの外科的状況に応じて、組織を表示し、移植し、骨のセグメンテーションを同時に、または一度に1つずつ行うことができるインタラクティブな視覚化が実現しました(
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ディスカッション
一次および修正股関節形成術では、治療の有効性を確保するためにパーソナライズが必要になる場合があります。ただし、カスタムインプラントを使用すると、標準的な手順と比較して手術の準備に時間がかかります。カスタムメイドの3Dプリントインプラントは、病気が重大な骨破壊を引き起こした非典型的な患者の機能を回復する機会を与えるソリューションです29。標準的な補綴物は、急速に進行する変性疾患、原発性骨腫瘍または転移によって引き起こされる骨欠損、ならびに複雑な損傷または複数の修正手順のために不十分である16。カスタムメイドのインプラントは、解剖学的異常と現在の臨床状態を考慮して完全に個別化された特定の患者のために準備されます。インプラントを作成するプロセスは、整形外科医とエンジニアの協力を必要とし、CTまたは磁気共鳴画像法(MRI)に基づいています。仮想インプラントモデルの準備は複雑です。これは、骨とインプラントの間に作用する力を正確に決定するエンジニアによって実行されます。予備の仮想3Dモデルは外科医と相談され、承認後、カスタムメイドのインプラントの製造が開.......
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開示事項
Maciej Stanuch、Adriana Złahoda-Huzior、Andrzej SkalskiはMedApp S.A.の従業員です。MedApp S.A.は、CarnaLifeHoloソリューションを製造する会社です。
謝辞
該当なし。
この研究は、非営利協力の一環として実施されました。
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材料
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| CarnaLifeHolo v. 1.5.2 | MedApp S.A. | ||
| オーダーメイドのインプラントタイプ トライフランジ付き寛骨臼コンポーネント | BIOMET | REF PM0001779 | |
| ヘッド拘束 モジュラーヘッド+9mm コーン用ネック 12/14, Co-Cr-Mo, サイズ 36mm | BIOMET | REF 14-107021 | |
| ポリエチレンインサート フリーダム Ringloc-X コストレイント リニア Ringloc-X 58mm for head 36mm/10 * | BIOMET | REF 11-263658 |
参考文献
- Smoczok, M., Starszak, K., Starszak, W. 3D printing as a significant achievement for application in posttraumatic surgeries: A literature review. Current Medical Imaging. 17 (7), 814-819 (2021).
- Farooqi, K. M., et al. 3D pr....
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再版と許可
