Name: Augmented Reality Navigatie-geleide Kerndecompressie voor Osteonecrose van Heupkop (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-04-12T14:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 17 s
Description: Leer kerndecompressie voor heupkoposteonecrose met augmented reality-navigatie. Deze methode verbetert precisie, verkort positioneringstijd en vermindert fluoroscoopblootstelling tijdens de ingreep.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Dit werk werd ondersteund door Beijing Natural Science Foundation (7202183), National Natural Science Foundation of China (81972107) en Beijing Municipal Science and Technology Commission (D171100003217001).

Deze studie werd goedgekeurd door de ethische commissie van het China-Japan Friendship Hospital (goedkeuringsnummer: 2021-12-K04). Alle volgende stappen werden uitgevoerd volgens gestandaardiseerde procedures om letsel bij de patiënten en de chirurgen te voorkomen. Voor dit onderzoek werd geïnformeerde toestemming van de patiënt verkregen. De chirurg moet bekwaam zijn in conventionele kerndecompressieprocedures om ervoor te zorgen dat de operatie op een traditionele manier kan worden uitgevoerd in geval van onnauwkeurige navigatie of andere onverwachte situaties.
1. Preoperatieve diagnose en sortering van ONFH
<ol><li>Identificeer patiënten met klinische symptomen van ONFH; typische symptomen zoals aanhoudende of intermitterende pijn in de liesstreek met ipsilaterale heup- of knieuitstralende pijn. Lichamelijk onderzoek toonde diepe gevoeligheid in de liesstreek, het teken van Patrick, een beperkte heupbeweging van interne rotatie en abductie, of necroseveranderingen van de heupkop gemeten met behulp van röntgenfoto's, CT en MRI.</li>
	<li>Volgens de associatie onderzoek circulatie osseeuze (ARCO) stadiëring, bekijk de röntgenfoto, CT en MRI van de heup van patiënten en bepaal de stadiëring van ONFH. Twee artsen voeren dit werk onafhankelijk uit. Als er onenigheid ontstaat, vraag dan een derde deskundige om de uiteindelijke beslissing te nemen.</li>
	<li>Noteer de preoperatieve visuele analoge schaal (VAS) en Harris heupscore met behulp van een vragenlijst.</li>
	<li>Patiënten opnemen die de volgende criteria gebruiken: 1) patiënten met ONFH; 2) stadium I, IIA en IIB van ONFH bevestigd door beeldvormend onderzoek (röntgenfoto, CT en MRI); 3) de femorale hoofdkern decompressiechirurgie is gepland. Patiënten uitsluiten wanneer: 1) patiënten de CD-operatie afwijzen; 2) preoperatief routineonderzoek wijst op chirurgische tegenstrijdigheden, zoals infectie of slechte basisconditie; 3) patiënten weigeren te worden opgenomen in de groep.</li>
</ol>2. Systeemregistratie en nauwkeurigheidstests
<ol><li>Voer het AR-geassisteerde orthopedische chirurgiesysteem uit (vanwege commercialiseringsproblemen kunnen softwaredetails niet worden verstrekt) en klik op Orthografische video om de dieptecamera te activeren. Een afbeelding van het operatiegebied wordt na activering op het scherm weergegeven (figuur 5A). Plaats het optische volgapparaat zo dat het volggebied het operatiegebied volledig kan bedekken (figuur 5B).</li>
	<li>Klik op NDI-instelling om de toegangspoort van het apparaat, COM4, te selecteren. Klik op de virtuele naaldlengte-instelling (over het algemeen is een Kirschner-naald 180 mm lang) en een virtueel Kirschner-naaldbeeld wordt automatisch gegenereerd in het chirurgische gebied in de video.</li>
	<li>Verdeel het geplande chirurgische frontale gebied in bovenste en onderste niveaus met elk niveau 30 cm x 30 cm groot en met een hoogteverschil van 15 cm tussen de niveaus. Het systeem voert deze ruimtelijke informatie van het operatiegebied automatisch in de software in.</li>
	<li>Verdeel elk niveau gelijkmatig met 10 matching points; verdeel het voor elk gebied van 30 cm x 30 cm in drie gelijke delen, waarbij twee delen elk drie punten hebben en een deel (linkerdeel) vier punten heeft. Vraag de assistent om het niet-invasieve frame voor het markeren van het lichaamsoppervlak (figuur 2C) volgens de punten te plaatsen. Als u klaar bent, klikt u op Match. De eigen speciale afbeelding van het systeem voor registratie wordt automatisch op het markeringsframe geplaatst (figuur 5C). Beschouw de registratie van dit punt als succesvol wanneer de afbeelding en het markeringsframe volledig samenvallen.</li>
	<li>Verplaats het frame naar het volgende registratiepunt en herhaal stap 2.4. totdat alle inschrijfpunten zijn ingevuld. Aangezien de vorm van het markeringsframe dat is uitgerust met de punctie-inrichting (figuur 3A2) precies hetzelfde is als het niet-invasieve markeringsframe voor het lichaamsoppervlak, kan de eerste na voltooiing van de registratie ook worden gevolgd door het optische volgapparaat in het chirurgische gebied.</li>
	<li>Beweeg het prikapparaat willekeurig in het operatiegebied om de overeenkomende mate van virtuele naald en trackingvertraging te detecteren (figuur 6). Omdat het roodblauwe virtuele Kirschner-naaldlichaam automatisch past bij de eigenlijke naald in het operatiegebied, is de augmented reality-weergave van de Kirschner-naald succesvol (figuur 5D). OPMERKING: Tijdens het registratieproces mag de positie van het optische volgapparaat en de dieptecamera niet naar believen worden gewijzigd. Als dat zo is, zal de ruimtelijke positierelatie van virtuele chirurgie veranderen, waardoor de virtuele Kirschner-naald en de fysieke niet nauwkeurig overeenkomen en moet de registratie opnieuw worden uitgevoerd.</li>
</ol>3. Voorbereiding van patiënt en systeem vóór punctie
<ol><li>Vraag de patiënt na het betreden van de operatiekamer om in rugligging te gaan liggen en de onderste ledemaat van de aangedane zijde te fixeren (figuur 7). Dien algemene anesthesie toe aan alle patiënten.</li>
	<li>Bereid de operatieplaats voor met jodium en 75% alcohol en plaats het niet-invasieve positioneringsapparaat voor het lichaamsoppervlak (gesteriliseerd met behulp van standaardprocedures) op de aangetaste heup van de patiënt.</li>
	<li>Verplaats de C-ARM fluoroscoop naar de zijkant van de operatietafel en plaats de bron boven het heupgewricht. Lijn de bron uit met de dieptecamera en noteer de positie van de operatietafel als positie 1.</li>
	<li>Na de eerste fluoroscopie exporteert u de röntgenfoto in BMP-indeling naar het systeemwerkstation, opent u deze in Fotobewerking en past u de grijsschaal aan door op de optie Lichtschaal te klikken. Draai met de klok mee en draai eenmaal horizontaal door op de bijbehorende knoppen te klikken om naar BMP te converteren. Open het vervolgens door op 3D schilderen te klikken en sla het op als het JPG-formaat, dat een niet-invasief frame voor het markeren van het lichaamsoppervlak bevatte, en geef het afbeelding 1 (figuur 8A). OPMERKING: Dit conversieproces is bedoeld om het succes van de systeemidentificatie te bevorderen. Vanwege de speciale vereisten voor beeldconversie, is het noodzakelijk om de grijsschaal van het röntgenbeeld aan te passen voor rotatie en inversie.</li>
	<li>Schuif de bedieningstafel direct onder de dieptecamera naar het bedieningsgebied dat is gemarkeerd als positie 2. Positie 1 (in stap 3.3) en positie 2 zijn twee punten op hetzelfde horizontale vlak, 30 cm uit elkaar.</li>
	<li>Klik in het AR-geassisteerde orthopedische chirurgiesysteem op Bestand > röntgenfoto aan de voorkant en selecteer afbeelding 1. het systeem identificeert automatisch het niet-invasieve lichaamsoppervlakmarkeringsframe op het huidoppervlak van de patiënt en plaatst dit beeld vervolgens op het heupgewricht in de chirurgische video (figuur 8B).</li>
	<li>Met behulp van de augmented reality-weergave van het röntgenbeeld en de real-time video die hierboven is gegenereerd, plant de chirurg op basis hiervan het punctiepad.</li>
</ol>4. Punctie geholpen door chirurgisch systeem
<ol><li>De chirurg staat aan de aangedane kant en voert de volgende stappen uit. Houd de prikinrichting vast en bepaal de beste insteekhoek. Markeer het inbrengpunt op het huidoppervlak, geleid door de virtuele Kirschner-draad en het röntgenbeeld van het heupgewricht in de chirurgische video.</li>
	<li>Selecteer een Kirschner-draad met een diameter van 2,5 mm en doorboort deze vanaf het insteekpunt. Observeer de invoegdiepte en -hoek in de video en pas deze tijdig aan.</li>
	<li>Wanneer de virtuele naald het doelgebied van necrose heeft bereikt, stopt u het punctieproces en behoudt u de schermafbeelding als afbeelding 2 (figuur 9A) voor daaropvolgende evaluatie van de punctienauwkeurigheid.</li>
	<li>Indwell de naald. Verplaats de operatietafel naar positie 1 voor de tweede fluoroscopie om de werkelijke punctieconditie van de Kirschner-draad te controleren. Neem het afbeeldingsbestand op als afbeelding 3 (figuur 9B).</li>
	<li>Punctie is succesvol wanneer de locatie van de Kirschner-draad aan alle eisen van de chirurg voldoet. Gebruik vervolgens de lancet om de huid rond de naald te snijden en scheid elk niveau van zacht weefsel totdat het sub-trochanterbot wordt blootgesteld, ruwweg tot een diepte van 3 cm. Boor in het necrotische gebied langs de Kirschner-draad met een trephine van 5 mm om de daaropvolgende operaties (kunstmatige bot- of autologe botimplantatie) te voltooien.</li>
	<li>Sluit na het voltooien van alle procedures de huid met 3-0 zijden draad en bedek met steriel verband (figuur 10). Na terugkeer op de afdeling, geef de patiënten geaccepteerde gemeenschappelijke orthopedische postoperatieve medicatie, zoals infectiepreventie, analgesie en vloeistofinfusie. Als er geen complicatie optreedt, ontsla de patiënten dan 3 dagen na de operatie.</li>
</ol>5. Evaluatie van de werking
<ol><li>Importeer afbeelding 2 en afbeelding 3 in een beeldverwerkingssoftware en pas de dekking aan op 52%.</li>
	<li>Klik op de knop Maskeren om de twee afbeeldingen te overlappen en klik vervolgens op de knop Linialen om de afstand (Lvirtueel) tussen de virtuele punt en het punctiepunt van de femurcortex en de afstand (Lture) tussen de punt van de Kirschner-naald en het punctiepunt van de femurcortex te meten. Bereken het verschil tussen Lvirtueel en Lture om de punctienauwkeurigheid te beoordelen.</li>
	<li>Meet tijdens de punctie de positioneringstijd als volgt: de positioneringstijd begint vanaf het moment dat de Kirschner-draad de huid doorboort en stopt wanneer de röntgenfoto bevestigt dat de Kirschner-draad met succes het doelgebied van de heupkop heeft bereikt.</li>
	<li>Neem drie maanden na de operatie de heupfoto (figuur 11) en noteer de visuele analoge schaal en harris heupscore.</li>
</ol>

<ol><li>Cohen-Rosenblum, A., Cui, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Osteonecrosis+of+the+femoral+head%5BTitle%5D)+AND+%22Orthopedic+Clinics+of+North+America%22%5BJournal%5D)">Osteonecrosis of the femoral head.</a> Orthopedic Clinics of North America. 50 (2), 139-149 (2019).</li>
<li>Migliorini, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prognostic+factors+in+the+management+of+osteonecrosis+of+the+femoral+head%3A+A+systematic+review%5BTitle%5D)+AND+%22The+Surgeon%3A+journal+of+the+Royal+Colleges+of+surgeons+of+Edinburgh+and+Ireland%22%5BJournal%5D)">Prognostic factors in the management of osteonecrosis of the femoral head: A systematic review.</a> The Surgeon: journal of the Royal Colleges of surgeons of Edinburgh and Ireland. (21), 00199(2022).</li>
<li>Mont, M. A., Jones, L. C., Hungerford, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nontraumatic+osteonecrosis+of+the+femoral+head%3A+ten+years+later%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Bone+and+Joint+Surgery.+American+Volume%22%5BJournal%5D)">Nontraumatic osteonecrosis of the femoral head: ten years later.</a> The Journal of Bone and Joint Surgery. American Volume. 88 (5), 1117-1132 (2006).</li>
<li>Wang, L., Tian, X., Li, K., Liu, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Combination+use+of+core+decompression+for+osteonecrosis+of+the+femoral+head%3A+A+systematic+review+and+meta-analysis+using+Forest+and+Funnel+Plots%5BTitle%5D)+AND+%22Computational+and+Mathematical+Methods+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">Combination use of core decompression for osteonecrosis of the femoral head: A systematic review and meta-analysis using Forest and Funnel Plots.</a> Computational and Mathematical Methods in Medicine. , 1284149(2021).</li>
<li>Hua, K. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+efficacy+and+safety+of+core+decompression+for+the+treatment+of+femoral+head+necrosis%3A+a+systematic+review+and+meta-analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Orthopaedic+Surgery+and+Research%22%5BJournal%5D)">The efficacy and safety of core decompression for the treatment of femoral head necrosis: a systematic review and meta-analysis.</a> Journal of Orthopaedic Surgery and Research. 14 (1), 306(2019).</li>
<li>Ganz, R., Krushell, R. J., Jakob, R. P., Küffer, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+antishock+pelvic+clamp%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Orthopaedics+and+Related+Research%22%5BJournal%5D)">The antishock pelvic clamp.</a> Clinical Orthopaedics and Related Research. 267, 71-78 (1991).</li>
<li>Yoshikawa, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Training+with+hybrid+assistive+limb+for+walking+function+after+total+knee+arthroplasty%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Orthopaedic+Surgery+and+Research%22%5BJournal%5D)">Training with hybrid assistive limb for walking function after total knee arthroplasty.</a> Journal of Orthopaedic Surgery and Research. 13 (1), 163(2018).</li>
<li>Wu, C. T., Yen, S. H., Lin, P. C., Wang, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Long-term+outcomes+of+Phemister+bone+grafting+for+patients+with+non-traumatic+osteonecrosis+of+the+femoral+head%5BTitle%5D)+AND+%22International+Orthopaedics%22%5BJournal%5D)">Long-term outcomes of Phemister bone grafting for patients with non-traumatic osteonecrosis of the femoral head.</a> International Orthopaedics. 43 (3), 579-587 (2019).</li>
<li>Mont, M. A., Marulanda, G. A., Seyler, T. M., Plate, J. F., Delanois, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Core+decompression+and+nonvascularized+bone+grafting+for+the+treatment+of+early+stage+osteonecrosis+of+the+femoral+head%5BTitle%5D)+AND+%22Instructional+Course+Lectures%22%5BJournal%5D)">Core decompression and nonvascularized bone grafting for the treatment of early stage osteonecrosis of the femoral head.</a> Instructional Course Lectures. 56, 213-220 (2007).</li>
<li>Wang, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Patient-specific+core+decompression+surgery+for+early-stage+ischemic+necrosis+of+the+femoral+head%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Patient-specific core decompression surgery for early-stage ischemic necrosis of the femoral head.</a> PLoS One. 12 (5), 0175366(2017).</li>
<li>Hoffmann, M. F., Khoriaty, J. D., Sietsema, D. L., Jones, C. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Outcome+of+intramedullary+nailing+treatment+for+intertrochanteric+femoral+fractures%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Orthopaedic+Surgery+and+Research%22%5BJournal%5D)">Outcome of intramedullary nailing treatment for intertrochanteric femoral fractures.</a> Journal of Orthopaedic Surgery and Research. 14 (1), 360(2019).</li>
<li>Dennler, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Augmented+reality-based+navigation+increases+precision+of+pedicle+screw+insertion%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Orthopaedic+Surgery+and+Research%22%5BJournal%5D)">Augmented reality-based navigation increases precision of pedicle screw insertion.</a> Journal of Orthopaedic Surgery and Research. 15 (1), 174(2020).</li>
<li>Yonezawa, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low-grade+myofibroblastic+sarcoma+of+the+levator+scapulae+muscle%3A+a+case+report+and+literature+review%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Musculoskeletal+Disorders%22%5BJournal%5D)">Low-grade myofibroblastic sarcoma of the levator scapulae muscle: a case report and literature review.</a> BMC Musculoskeletal Disorders. 21 (1), 836(2020).</li>
<li>Tsukada, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((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%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Arthroplasty%22%5BJournal%5D)">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.</a> The Journal of Arthroplasty. 37 (3), 488-494 (2021).</li>
<li>Raymond, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pharmacogenetics+of+direct+oral+anticoagulants%3A+a+systematic+review%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Personalized+Medicine%22%5BJournal%5D)">Pharmacogenetics of direct oral anticoagulants: a systematic review.</a> Journal of Personalized Medicine. 11 (1), 37(2021).</li>
<li>Bhatt, F. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Augmented+reality-assisted+spine+surgery%3A+an+early+experience+demonstrating+safety+and+accuracy+with+218+screws%5BTitle%5D)+AND+%22Global+Spine+Journal%22%5BJournal%5D)">Augmented reality-assisted spine surgery: an early experience demonstrating safety and accuracy with 218 screws.</a> Global Spine Journal. , 21925682211069321 Advance online (2022).</li>
<li>Weiss, H. R., Nan, X., Potts, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Is+there+an+indication+for+surgery+in+patients+with+spinal+deformities%3F+-+A+critical+appraisal%5BTitle%5D)+AND+%22The+South+African+Journal+of+Physiotherapy%22%5BJournal%5D)">Is there an indication for surgery in patients with spinal deformities? - A critical appraisal.</a> The South African Journal of Physiotherapy. 77 (2), 1569(2021).</li>
<li>Boontanapibul, K., Amanatullah, D. F., Huddleston, J. I., Maloney, W. J., Goodman, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Outcomes+of+cemented+total+knee+arthroplasty+for+secondary+osteonecrosis+of+the+knee%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Arthroplasty%22%5BJournal%5D)">Outcomes of cemented total knee arthroplasty for secondary osteonecrosis of the knee.</a> The Journal of Arthroplasty. 36 (2), 550-559 (2021).</li>
<li>Bakircioglu, S., Atilla, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hip+preserving+procedures+for+osteonecrosis+of+the+femoral+head+after+collapse%5BTitle%5D)+AND+%22J+Clin+Orthop+Trauma%22%5BJournal%5D)">Hip preserving procedures for osteonecrosis of the femoral head after collapse.</a> J Clin Orthop Trauma. 23, 101636(2021).</li>
<li>Ma, H. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Core+decompression+with+local+administration+of+zoledronate+and+enriched+bone+marrow+mononuclear+cells+for+treatment+of+non-traumatic+osteonecrosis+of+femoral+head%5BTitle%5D)+AND+%22Orthopaedic+Surgery%22%5BJournal%5D)">Core decompression with local administration of zoledronate and enriched bone marrow mononuclear cells for treatment of non-traumatic osteonecrosis of femoral head.</a> Orthopaedic Surgery. 13 (6), 1843-1852 (2021).</li>
<li>Hu, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+intramedullary+nailing+and+plate+fixation+in+distal+tibial+fractures+with+metaphyseal+damage%3A+a+meta-analysis+of+randomized+controlled+trials%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Orthopaedic+Surgery+and+Research%22%5BJournal%5D)">Comparison of intramedullary nailing and plate fixation in distal tibial fractures with metaphyseal damage: a meta-analysis of randomized controlled trials.</a> Journal of Orthopaedic Surgery and Research. 14 (1), 30(2019).</li>
<li>Pierannunzii, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Endoscopic+and+arthroscopic+assistance+in+femoral+head+core+decompression%5BTitle%5D)+AND+%22Arthroscopy+Techniques%22%5BJournal%5D)">Endoscopic and arthroscopic assistance in femoral head core decompression.</a> Arthroscopy Techniques. 1 (2), 225-230 (2012).</li>
<li>Salas, A. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hip+arthroscopy+and+core+decompression+for+avascular+necrosis+of+the+femoral+head+using+a+specific+aiming+guide%3A+a+step-by-step+surgical+technique%5BTitle%5D)+AND+%22Arthroscopy+Techniques%22%5BJournal%5D)">Hip arthroscopy and core decompression for avascular necrosis of the femoral head using a specific aiming guide: a step-by-step surgical technique.</a> Arthroscopy Techniques. 10 (12), 2775-2782 (2021).</li>
<li>Beer, A. J., Dijkgraaf, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Editorial+European+journal+of+nuclear+medicine+and+molecular+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22European+Journal+of+Nuclear+Medicine+and+Molecular+Imaging%22%5BJournal%5D)">Editorial European journal of nuclear medicine and molecular imaging.</a> European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. 44 (2), 284-285 (2017).</li>
<li>Negrillo-Cárdenas, J., Jiménez-Pérez, J. R., Feito, F. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+role+of+virtual+and+augmented+reality+in+orthopedic+trauma+surgery%3A+From+diagnosis+to+rehabilitation%5BTitle%5D)+AND+%22Computer+Methods+and+Programs+in+Biomedicine%22%5BJournal%5D)">The role of virtual and augmented reality in orthopedic trauma surgery: From diagnosis to rehabilitation.</a> Computer Methods and Programs in Biomedicine. 191, 105407(2020).</li>
<li>Brookes, M. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surgical+Advances+in+Osteosarcoma%5BTitle%5D)+AND+%22Cancers%22%5BJournal%5D)">Surgical Advances in Osteosarcoma.</a> Cancers. 13 (3), 388(2021).</li>
<li>Cho, H. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Can+augmented+reality+be+helpful+in+pelvic+bone+cancer+surgery%3F+an+in+vitro+study%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Orthopaedics+and+Related+Research%22%5BJournal%5D)">Can augmented reality be helpful in pelvic bone cancer surgery? an in vitro study.</a> Clinical Orthopaedics and Related Research. 476 (9), 1719-1725 (2018).</li>
</ol>

De auteurs verklaren dat ze geen tegenstrijdige belangen hebben.

Hoewel THA zich de afgelopen jaren snel heeft ontwikkeld en een effectieve ultieme methode voor ONFH is geworden, speelt heupconserveringstherapie nog steeds een belangrijke rol bij de behandeling van ONFH18,19 in een vroeg stadium. CD is een eenvoudige en effectieve heupbehoudsoperatie, die heuppijn kan loslaten en de ontwikkeling van het instorten van de heupkop kan vertragen20. De punctiepositionering van de focale necrose is de crucial...

Osteonecrose van de heupkop (ONFH) is een veel voorkomende invaliderende ziekte die voorkomt bij jonge volwassenen1. Klinisch is het noodzakelijk om de stadiëring van ONFH te bepalen op basis van röntgenfoto's, CT en MRI om de behandelingsstrategie te bepalen (figuur 1). Voor onfh in een vroeg stadium wordt meestal therapie voor heupbehoud toegepast2. Core decompressie (CD) chirurgie is een van de meest gebruikte heupconserveringsmethoden voor ONFH. Bepaalde curatieve effecten van kerndecompressie met of zonder bottransplantatie bij de behandeling van ONFH in een vroeg stadium zijn gemeld, wat latere totale heupartroplastiek (THA) gedurende lange tijd kan voorkomen of vertragen 3,4,5. Het succespercentage van CD met of zonder bottransplantatie werd echter anders gerapporteerd in eerdere studies, van 64% tot 95%6,7,8,9. De chirurgische techniek, met name de nauwkeurigheid van de boorpositie, is belangrijk voor het succes van heupbehoud10. Vanwege de blindheid van de punctie- en positioneringsprocedure hebben de traditionele technieken van CD verschillende problemen, zoals meer fluoroscopietijd, herhaalde punctie met Kirschner-draad en letsel van normaal botweefsel 11,12.
In de afgelopen jaren is de augmented reality (AR)-geassisteerde methode geïntroduceerd in de orthopedische chirurgie13. De AR-techniek kan de anatomie van het chirurgische veld visueel weergeven, de chirurgen begeleiden bij het plannen van de operatieprocedure en bijgevolg de moeilijkheidsgraad van de operatie verminderen. De toepassingen van de AR-techniek bij pedikelschroefimplantatie en gewrichtsarthroplastiekchirurgie zijn eerder gemeld 14,15,16,17. In deze studie willen we de AR-techniek toepassen op de CD-procedure en de veiligheid, nauwkeurigheid en haalbaarheid ervan in de klinische praktijk verifiëren.
Hardwarecomponenten van het systeem De belangrijkste componenten van het op AR gebaseerde chirurgische navigatiesysteem zijn het volgende: (1) Een dieptecamera (figuur 2A) die direct boven het operatiegebied is geïnstalleerd; de video wordt hiervan geschoten en teruggestuurd naar de werkplek voor registratie en samenwerking met de beeldgegevens. (2) Een prikinrichting (figuur 2B) en een niet-invasief frame voor het markeren van het lichaamsoppervlak (figuur 2C), beide met passieve infraroodreflectoren. Een speciale reflecterende coating van markeerballen (figuur 3) kan worden opgevangen door infraroodapparatuur om nauwkeurige tracking van chirurgische apparatuur in het operatiegebied te bereiken. (3) Een infrarood positioneringsapparaat (figuur 2D) is verantwoordelijk voor het volgen van markeringsmarkeringen in het operatiegebied, waarbij het markeringsframe van het lichaamsoppervlak en de punctievoorziening met hoge nauwkeurigheid worden afgestemd (figuur 4). (4) Het hostsysteem (figuur 2E) is een 64-bits werkstation, geïnstalleerd met het onafhankelijk ontwikkelde AR-geassisteerde orthopedische chirurgiesysteem. Augmented reality-weergave van heupgewricht en femurkoppunctieoperatie kan met zijn hulp worden voltooid.

<table><tbody><tr><td>AR-assisted Orthopedic Surgery System</td><td>Zelfontwikkeling</td><td>Geen</td><td>Een besturingssoftware die AR implementeert voor orthopedische chirurgie</td></tr><tr><td>Dieptecamera</td><td>Stereolabs</td><td>ZED-dieptecamera (ZED mini)</td><td>Video opnemen en terugsturen naar de werkstation.</td></tr><tr><td>Beeldverwerkingssoftware</td><td>Adobe Systems Incorporated</td><td>Adobe Photoshop CS6</td><td>Beeldverwerkingssoftware</td></tr><tr><td>Infrarood positioneerapparaat</td><td>Northern Digital Inc.</td><td>NDI Polaris Spectra optisch volgapparaat</td><td>Markeringen in het chirurgische gebied volgen.</td></tr><tr><td>Punctieapparaat</td><td>Stryker</td><td>Stryker System 7 draadloze driver en Sabo</td><td>Kirschner-draad inbrengen in het necrotische gebied.</td></tr></tbody></table>

augmented reality navigatie-geleide kerndecompressie voor osteonecrose van heupkop

Augmented Reality Navigation-Guided Core Decompression for Osteonecrosis of Femoral Head

Osteonecrose van de heupkop (ONFH) is een veel voorkomende gewrichtsaandoening bij jonge en middelbare leeftijd patiënten, die hun leven en werk ernstig belast. Voor onfh in een vroeg stadium is kerndecompressiechirurgie een klassieke en effectieve heupconserveringstherapie. Bij traditionele procedures van kerndecompressie met Kirschner-draad zijn er nog steeds veel problemen, zoals blootstelling aan röntgenfoto's, herhaalde punctieverificatie en schade aan normaal botweefsel. De blindheid van het prikproces en het onvermogen om real-time visualisatie te bieden zijn cruciale redenen voor deze problemen.
Om deze procedure te optimaliseren, ontwikkelde ons team een intraoperatief navigatiesysteem op basis van augmented reality (AR) technologie. Dit chirurgische systeem kan intuïtief de anatomie van de chirurgische gebieden weergeven en preoperatieve beelden en virtuele naalden in realtime weergeven op intraoperatieve video. Met de gids van het navigatiesysteem kunnen chirurgen Kirschner-draden nauwkeurig in het beoogde laesiegebied inbrengen en de nevenschade minimaliseren. We hebben 10 gevallen van kerndecompressiechirurgie uitgevoerd met dit systeem. De efficiëntie van positionering en fluoroscopie is sterk verbeterd in vergelijking met de traditionele procedures en de nauwkeurigheid van de punctie is ook gegarandeerd.

Werkingskenmerken Het chirurgische navigatiesysteem werd toegepast in continu 10 heupen van negen patiënten. De gemiddelde totale positioneringstijd van de operatie was 10,1 min (mediaan 9,5 min, bereik 8,0-14,0 min). De gemiddelde C-ARM fluoroscopieën waren 5,5 keer (mediaan 5,5 keer, bereik 4-8 keer). De gemiddelde fout van leknauwkeurigheid was 1,61 mm (mediaan 1,2 mm, bereik -5,76-19,73 mm; Tabel 1). De resultaten laten zien dat de positioneringstijd en fluoroscopietijden duidelij...

Augmented reality-technologie werd toegepast op kerndecompressie voor osteonecrose van de heupkop om real-time visualisatie van deze chirurgische procedure te realiseren. Deze methode kan de veiligheid en precisie van kerndecompressie effectief verbeteren.

Augmented Reality Navigatie-geleide Kerndecompressie voor Osteonecrose van Heupkop

Osteonecrosis of the femoral head (ONFH) is a common joint disease in young and middle-aged patients, which seriously burdens their lives and work. For ...

Ons systeem kan het slagingspercentage en de efficiëntie bij kerndecompressiechirurgie voor femorale hoofdnecrose verbeteren. Het vermindert ook aanzienlijk de intraoperatieve positioneringstijd en de fluoroscoopbron. Met VR-technologie kunnen we het punctieproces gebruiken, de moeilijkheidsgraad van de operatie verminderen en minder extra schade aan de patiënt veroorzaken dan traditionele chirurgische resultaten.Het systeem kan worden uitgebreid naar andere orthopedische chirurgie met punctieprocedures. Het is gebruikt om percutane endoscopische transforaminale discectomie procedure te krijgen. Dit systeem is speciaal ontworpen voor de vroege osteonecrose van de heupkop, omdat traditionele chirurgie niet nauwkeurig genoeg is en meer secundaire schade aan de patiënt kan toebrengen, zoals normale weefselschade of overmatige straling.Het protocol moet en de werking zorgvuldig worden nageleefd om de principes en de stappen van het systeem te begrijpen, om de risico-indicatie te minimaliseren. En de technische punten van kerndecompressie van de heupkop zullen nuttig zijn voor een succesvolle excursie. Begin met het verdelen van het geplande chirurgische frontale gebied in de bovenste en onderste niveaus.Deze ruimtelijke informatie wordt automatisch ingevoerd in het softwaresysteem. Wijs elk niveau toe met 10 overeenkomende punten en verdeel het in drie gelijke delen met twee delen met elk drie punten en het resterende deel met vier punten. Vraag de assistent om het niet-invasieve frame voor het markeren van het lichaamsoppervlak op basis van de punten te plaatsen.Als u klaar bent, klikt u op match. De speciale afbeelding van het systeem voor registratie wordt automatisch super opgelegd aan het markeringsframe. Beweeg het prikapparaat willekeurig in het operatiegebied om de overeenkomende mate van virtuele naald en trackingvertraging te detecteren.Vraag de patiënt in de operatiekamer om in rugligging te gaan liggen en de onderste ledemaat van de aangedane kant te fixeren. Bereid de operatieplaats voor met jodium en 75% alcohol. Verplaats de C-arm fluoroscoop naar de zijkant van de operatietafel en plaats de bron boven het heupgewricht.Lijn de bron uit met de dieptecamera en noteer de positie van de operatietafel als positie één. Klik in het AR-geassisteerde orthopedische chirurgiesysteem op de voorste röntgenfoto van het bestand en selecteer afbeelding één. Het systeem identificeert automatisch het markeringsframe en plaatst dit beeld op het heupgewricht in de chirurgische video.Gebruik de AR-weergave van het röntgenbeeld en op basis van de realtime video om het prikpad te plannen. Ga aan de aangedane kant staan voor het uitvoeren van de procedure, houd het prikapparaat vast en bepaal de beste inbrenghoek. Markeer het inbrengpunt op het huidoppervlak, geleid door de virtuele Kirschner-draad en het röntgenbeeld van het heupgewricht in de chirurgische video.Prik met behulp van een Kirschner-draad door het insteekpunt. Observeer de invoegdiepte en -hoek in de video en pas deze tijdig aan. Wanneer de virtuele naald het doelgebied van necrose heeft bereikt, stopt u het punctieproces en bewaart u de schermafbeelding als afbeelding twee voor de daaropvolgende evaluatie van de punctienauwkeurigheid.Trek na de punctie de boor eruit en laat de Kirschner-draden tijdelijk in het bot achter. Verplaats de operatietafel naar de positie voor de tweede fluoroscopie om de werkelijke punctieconditie van de Kirschner-draad te controleren. Neem het afbeeldingsbestand op.Punctie is succesvol wanneer de locatie van de Kirschner-draad aan alle eisen van de chirurg voldoet. Gebruik vervolgens de Lancet om de huid rond de naald te snijden en elk niveau van zacht weefsel te scheiden totdat het subtrochanterbot wordt blootgesteld aan ongeveer een diepte van drie centimeter. Boor in het necrotische gebied langs de Kirschner-draad met een trephine van vijf millimeter om de volgende bewerkingen te voltooien.Na het voltooien van alle procedures, sluit u de huid met drie oh zijden draad en bedekt u deze met steriel verband. Het chirurgische navigatiesysteem werd toegepast in continue tien heupen van negen patiënten. Met een gemiddelde totale positioneringstijd van 10,1 minuten tijdens de operatie waren de gemiddelde C-arm fluoroscopieën 5,5 keer.De gemiddelde fout van de leknauwkeurigheid was 1,61 millimeter. Door de heupen geëvalueerd, waren twee heupen in ARCO I-stadium, vier heupen waren in ARCO IIA-stadium en vier in ARCO IIB-stadium. De gemiddelde preoperatieve VAS-score was zes en de gemiddelde postoperatieve score was 3,75.De gemiddelde preoperatieve Harris-score was 77,5 en de gemiddelde postoperatieve score was 85,5. Er werden geen postoperatieve complicaties zoals infectie, hematoom of zenuwbeschadiging gevonden. Het is ook mogelijk om de procedure te combineren met CT driedimensionale reconstructietechnologie, zodat de punctie vanuit een driedimensionaal perspectief kan worden gerealiseerd, wat ons toekomstige werk is.We bieden een innovatief idee om AI-technologie en orthopedische chirurgie te combineren. Dit idee kan ook worden gebruikt om de precisie van andere orthopedische operaties in de toekomst te verbeteren.

augmented-reality-navigation-guided-core-decompression-for

Research

JoVE Journal

Medicine

Geneeskunde

Het doel van dit artikel is om beeld begeleiding te bieden voor minimaal invasieve transforaminale intercorporele fusie Fusion.

Cone Beam intra-operatieve computertomografie gebaseerde beeld geleiding voor minimaal invasieve Transforaminale Interbody Fusion

Hier presenteren we een protocol om nauwkeurige quad-zygomatische implantaatplaatsing te bereiken bij patiënten met ernstig atrofische maxilla met behulp van een real-time dynamisch navigatiesysteem.

Real-time dynamisch navigatiesysteem voor de nauwkeurige plaatsing van quad-zygomatische implantaten bij een patiënt met een ernstig atrofische Maxilla

C-armvrije schuine lumbale interlichaamsfusie op L5-S1-niveau (OLIF51) en gelijktijdige pedikelschroeffixatie worden uitgevoerd in een laterale positie onder navigatiebegeleiding. Deze techniek stelt de chirurg of het bedienend personeel niet bloot aan stralingsgevaren.

C-armvrije simultane OLIF51 en percutane pedikelschroeffixatie in een enkele laterale positie

Hier gepresenteerd is een nieuwe techniek van C-arm vrije transtubulaire posterolaterale decompressie voor lumbale foraminale stenose en laterale hernia onder O-arm navigatie.

Transtubulaire endoscopische posterolaterale decompressie voor L5-S1 lumbale laterale hernia

Een complexe revisie heuparthroplastiek werd uitgevoerd met behulp van een op maat gemaakt implantaat en mixed reality-technologie. Volgens de kennis van de auteurs is dit het eerste verslag van een dergelijke procedure dat in de literatuur wordt beschreven.<br...

Het gebruik van mixed reality bij op maat gemaakte revisie heupartroplastiek: een eerste casusrapport

Dit artikel introduceert een methode van robot-geassisteerde orthopedische chirurgie voor schroefplaatsing tijdens de behandeling van femurhalsfractuur met behulp van het femurhalssysteem, wat zorgt voor een nauwkeurigere schroefplaatsing, verbeterde chirurgische efficiëntie en minder complicaties.

Orthopedisch robotondersteund femurhalssysteem bij de behandeling van femurhalsfracturen

Het augmented reality-display op het hoofd, Magic Leap, werd gebruikt in combinatie met een conventioneel navigatiesysteem om pedikelschroeven in een varkensmodel te plaatsen door vast te houden aan een nieuwe workflow. Met een mediane inbrengtijd van &lt;2,5 min werden volgens Gertzbein een technische nauwkeurigheid van de submillimeter en 100% klinische nauwkeurigheid bereikt.

Plaatsing van pedikelschroeven met behulp van een augmented reality-display op het hoofd in een varkensmodel

Dit werk presenteert een gedetailleerd chirurgisch planningsprotocol met behulp van 3D-technologie met gratis open-source software. Dit protocol kan worden gebruikt om femorale anteversie correct te kwantificeren en derotationele proximale femorale osteotomie te simuleren voor de behandeling van anterieure kniepijn.

Driedimensionale preoperatieve virtuele planning bij derotatie proximale femorale osteotomie

Hier presenteren we een protocol voor toegang tot de voerdraad van intramedullaire femurnageling bij obese patiënten met behulp van een in-house ontworpen priem. Het gebruik van de nieuwe priem met een distale positioner voor het inbrengen van de voerdraad en het openen van het bot kan de efficiëntie bij het inbrengen van de voerdraad verhogen en de moeilijkheidsgraad van de operatie verminderen.

Behandeling met vergrendeling intramedullaire spijkers voor intertrochantere fractuur van het dijbeen Gebruikmakend van een nieuwe priem met een distale positioneerder

Dit protocol biedt een handleiding voor het implementeren van infrarood marker tracking voor vrij bewegende fantomen (bijv. organen) en holografische visualisatie met behulp van Augmented Reality. Daarnaast schetst het een opstelling voor preklinische validatie van holografische navigatiesystemen met behulp van elektromagnetische tracking op vrij bewegende fantomen.

Technische benadering voor infraroodtracking voor navigatie van zacht weefsel met een holografisch head-mounted display en preklinische validatie

Leer kerndecompressie voor heupkoposteonecrose met augmented reality-navigatie. Deze methode verbetert precisie, verkort positioneringstijd en vermindert fluoroscoopblootstelling tijdens de ingreep.

Augmented Reality Navigatie-geleide Kerndecompressie voor Osteonecrose van Heupkop

Meer video's verkennen