Wykonano kompleksową rewizyjną endoprotezoplastykę stawu biodrowego przy użyciu specjalnie wykonanego implantu i technologii rzeczywistości mieszanej. Zgodnie z wiedzą autorów jest to pierwsze opisane w literaturze doniesienie o takim postępowaniu.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Wykonano kompleksową rewizyjną endoprotezoplastykę stawu biodrowego przy użyciu specjalnie wykonanego implantu i technologii rzeczywistości mieszanej. Zgodnie z wiedzą autorów jest to pierwsze opisane w literaturze doniesienie o takim postępowaniu.
Technologia druku 3D i wizualizacji struktur anatomicznych szybko się rozwija w różnych dziedzinach medycyny. W styczniu 2019 r. wykonany na zamówienie implant i rzeczywistość mieszana zostały wykorzystane do przeprowadzenia złożonej rewizyjnej endoprotezoplastyki stawu biodrowego. Zastosowanie mieszanej rzeczywistości pozwoliło na bardzo dobrą wizualizację struktur i zaowocowało precyzyjnym mocowaniem implantu. Zgodnie z wiedzą autorów jest to pierwszy opisany przypadek łącznego zastosowania tych dwóch innowacji. Diagnozą poprzedzającą kwalifikację do zabiegu było obluzowanie komponentu panewki stawu biodrowego lewego. Podczas operacji wykorzystano gogle rzeczywistości mieszanej oraz hologramy przygotowane przez inżynierów. Operacja zakończyła się sukcesem, a po niej nastąpiła wczesna pionizacja i rehabilitacja pacjenta. Zespół dostrzega możliwości rozwoju technologii w endoprotezoplastyce stawów, urazach i onkologii ortopedycznej.
Technologia trójwymiarowego (3D) druku i wizualizacji złożonych struktur szybko się rozwija w różnych dziedzinach medycyny. Należą do nich chirurgia sercowo-naczyniowa, otorynolaryngologia, chirurgia szczękowo-twarzowa, a przede wszystkim chirurgia ortopedyczna1,2,3,4,5. Obecnie technologia ta wykorzystywana jest w chirurgii ortopedycznej nie tylko w bezpośrednim wdrażaniu elementów drukowanych w 3D, ale także w szkoleniu chirurgicznym, planowaniu przedoperacyjnym, czy nawigacji śródoperacyjnej6,7,8.
Całkowita endoprotezoplastyka stawu biodrowego (THA) i całkowita endoprotezoplastyka stawu kolanowego (TKA) są jednymi z najczęściej wykonywanych ortopedycznych zabiegów chirurgicznych na świecie. Ze względu na znaczną poprawę jakości życia pacjenta, THA została opisana w poprzedniej publikacji jako "chirurgia stulecia"9. W Polsce w 2019 roku wykonano 49.937 THA i 30.615 TKA w 2019 roku10. Wraz ze wzrostem średniej długości życia obserwuje się tendencję wzrostową prognozowanej liczby operacji endoprotezoplastyki stawu biodrowego i kolanowego. Dołożono wszelkich starań, aby udoskonalić konstrukcję implantów, technikę chirurgiczną i opiekę pooperacyjną. Postępy te dały większą szansę na przywrócenie funkcji pacjenta i zmniejszenie ryzyka powikłań11,12,13,14.
Jednak dużym wyzwaniem, przed którym obecnie stoją chirurdzy ortopedzi na całym świecie, jest praca z niestandardowymi pacjentami, których anatomiczne defekty w stawie biodrowym bardzo utrudniają lub wręcz uniemożliwiają wdrożenie gotowego implantu15. Utrata masy kostnej może być spowodowana znacznym urazem, postępującą chorobą zwyrodnieniową stawów z występem panewki, rozwojową dysplazją stawu biodrowego, pierwotnym rakiem kości lub przerzutami16,17,18,19,20. Problem doboru implantów dotyczy w szczególności pacjentów, którzy są narażeni na wielokrotne rewizje, czasami wymagające również niekonwencjonalnego leczenia. W takich przypadkach bardzo obiecującym rozwiązaniem jest addytywnie drukowany w 3D implant stworzony dla konkretnego pacjenta i ubytku kostnego, pozwalający na bardzo precyzyjne dopasowanie anatomiczne20.
W dziedzinie endoprotezoplastyki, precyzyjny implant i jego trwałe mocowanie są kluczowe. Postęp w przedoperacyjnej i śródoperacyjnej wizualizacji 3D zaowocował doskonałymi rozwiązaniami w postaci rzeczywistości rozszerzonej i mieszanej21,22,23,24. Śródoperacyjne zastosowanie hologramów tomografii komputerowej kości i implantów (CT) może pozwolić na lepsze ustawienie protezy niż konwencjonalne obrazy radiograficzne. Ta rozwijająca się technologia może zwiększyć szanse na skuteczność terapii i zmniejszyć ryzyko powikłań nerwowo-naczyniowych21,25.
Ten opis przypadku dotyczy pacjenta poddanego operacji rewizji stawu biodrowego z powodu aseptycznego rozluźnienia. Aby rozwiązać problem znacznej utraty kości spowodowanej wieloma awariami implantów, zastosowano wykonany na zamówienie implant panewki wydrukowany w 3D. Podczas zabiegu wykorzystaliśmy rzeczywistość mieszaną do wizualizacji położenia implantu, aby uniknąć uszkodzenia zagrożonych struktur nerwowo-naczyniowych. Aplikacja zaimplementowana w goglach rzeczywistości mieszanej umożliwia wydawanie poleceń głosowych i gestów, dzięki czemu możliwe jest korzystanie z niej w sterylnych warunkach podczas zabiegu chirurgicznego.
57-letnia kobieta została przyjęta na oddział ze wstępną diagnozą: rozluźnienie części panewki lewego biodra. Historia choroby pacjenta była obszerna. Przez całe życie przeszła liczne zabiegi chirurgiczne stawu biodrowego. Pierwszym leczeniem była resurfacing stawu biodrowego z powodu choroby zwyrodnieniowej stawów spowodowanych dysplazją stawu biodrowego (1977-15 lat), drugą była całkowita endoprotezoplastyka stawu biodrowego z powodu poluzowania implantu (1983-21 lat), a kolejne dwie operacje rewizyjne (1998, 2000-37 i 39 lat). Ponadto pacjentka cierpiała na spastyczną lewostronną hemiplegię spowodowaną mózgowym porażeniem dziecięcym i była wielokrotnie operowana z powodu deformacji lewej stopy końsko-szpotawej. Cierpiała również na chorobę zwyrodnieniową stawów piersiowo-lędźwiowych kręgosłupa, zespół cieśni nadgarstka oraz dobrze kontrolowane nadciśnienie tętnicze. Ostateczną diagnozą poprzedzającą kwalifikację do kolejnego zabiegu był ból i narastające ograniczenie funkcji spowodowane obluzowaniem lewego biodra panewkowego. Pacjent był wysoce zmotywowany, aktywny fizycznie i radził sobie z niepełnosprawnością.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Protokół jest zgodny z wytycznymi Komisji Etyki Badań Naukowych Naukowego Uniwersytetu Medycznego w Warszawie. Pacjent wyraził świadomą zgodę na zabieg i potwierdził fakt, że będzie on nagrywany. Pacjent wyraził na to zgodę przed zabiegiem.
UWAGA: Podstawowym kryterium włączenia pacjenta do projektu chirurgicznego była konieczność interwencji z powodu dysfunkcji anatomicznej, która uniemożliwiała użycie standardowego implantu. Rzeczywistość mieszana miała na celu lepsze umiejscowienie protezy, zwiększając szanse na udaną operację.
1. Przygotowanie
2. Badania przedoperacyjne
3. Model rzeczywistości mieszanej
UWAGA: Proces ten jest wykonywany w celu uzyskania właściwej wizualizacji implantu i miednicy, która będzie stosowana śródoperacyjnie.
4. Chirurgia
5. Opieka pooperacyjna
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Preprocessing obrazów
Maski binarne kości miednicy, kości udowej oraz endoprotezy zostały wysegmentowane półautomatycznie z obrazów CT DICOM przez doświadczonych techników radiologii przy użyciu algorytmów progowania i wzrostu regionów w dostępnym oprogramowaniu33. Przygotowane mapy etykiet zostały dodatkowo skorygowane manualnie przez radiologa. Mapy etykiet wykorzystano do poprawy wizualizacji poprzez dodanie ich do skanu CT w kolejnym kroku. Podejście to umożliwiło połączen...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Pierwotna i rewizyjna endoprotezoplastyka stawu biodrowego może wymagać personalizacji w celu zapewnienia skuteczności leczenia. Jednak zastosowanie implantów na zamówienie wymaga dłuższego przygotowania do zabiegu w porównaniu ze standardowymi procedurami. Wykonane na zamówienie implanty drukowane w 3D są rozwiązaniem, które daje szansę na przywrócenie funkcji u nietypowych pacjentów, u których choroba spowodowała znaczne zniszczenie kości29. Standardowe protezy są niewystarczające ze względu na ...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Maciej Stanuch, Adriana Złahoda-Huzior i Andrzej Skalski są pracownikami MedApp S.A. MedApp S.A. jest firmą produkującą rozwiązanie CarnaLifeHolo.
Nie dotyczy.
Badanie zostało przeprowadzone w ramach współpracy niekomercyjnej.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| CarnaLifeHolo v. 1.5.2 | MedApp S.A. | ||
| Implant wykonany na zamówienie z trójkołnierzowym elementem panewki | BIOMET | REF PM0001779 | |
| Głowica modułowa z ograniczoną głowicą + szyjka 9mm do stożka 12/14, Co-Cr-Mo, rozmiar 36mm | BIOMET | REF 14-107021 | |
| Wkładka polietylenowa Freedom Ringloc-X Costrained Linear Ringloc-X 58mm do głowicy 36mm / 10 * | BIOMET | REF 11-263658 |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.