$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Ból przedniego kolana (AKP) jest częstym problemem klinicznym wśród nastolatków i młodych dorosłych. Istnieje coraz więcej dowodów na to, że zwiększona przedsionkowość kości udowej (FAV) odgrywa ważną rolę w genezie AKP1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11. Ponadto te same dowody sugerują, że osteotomia derotacyjna kości udowej jest korzystna dla tych pacjentów, ponieważ odnotowano dobre wyniki kliniczne1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11. Jednak ten rodzaj chirurgii nie jest szeroko stosowany w codziennej praktyce klinicznej wśród chirurgów ortopedów, zwłaszcza w przypadkach młodzieży i młodych aktywnych pacjentów z bólem w przedniej części kolana27, ponieważ wiele kontrowersyjnych aspektów generuje niepewność. Na przykład zaobserwowano, że czasami korekta uzyskana po osteotomii nie jest taka, jak wcześniej planowano. Oznacza to, że nie zawsze istnieje stosunek 1:1 między ilością rotacji planowaną podczas wykonywania osteotomii a ilością skorygowanej FAV. Odkrycie to nie było do tej pory badane. W związku z tym jest ona przedmiotem niniejszego opracowania. Aby wyjaśnić rozbieżność między wielkością rotacji wykonywanej przy osteotomii a wielkością korekcji FAV, postawiono hipotezę, że oś obrotu osteotomii i oś obrotu kości udowej mogą się nie pokrywać.
Jednym z głównych problemów, które należy rozwiązać, jest dokładne zlokalizowanie osi obrotu kości udowej i osi obrotu osteotomii. Pierwsza oś udowa to oś udowa mierzona na tomografii komputerowej w momencie rozpoznania pacjenta, natomiast druga oś udowa to oś udowa mierzona po wykonaniu osteotomii. W ciągu ostatniej dekady technologia 3D stała się coraz ważniejsza w planowaniu przedoperacyjnym, zwłaszcza w chirurgii ortopedycznej i traumatologii, w celu uproszczenia i optymalizacji technik chirurgicznych15,16. Rozwój technologii 3D przyczynił się do tworzenia anatomicznych biomodeli opartych na badaniach obrazowania 3D, takich jak tomografia komputerowa, w których można dostosować niestandardowe implanty protetyczne17,18,19 a płytki osteosyntezy mogą być formowane w przypadku złamań20,21,22. Dodatkowo, planowanie 3D zostało już wykorzystane w poprzednich badaniach do analizy pochodzenia deformacji w jednostronnych zmianach skrętnych kości udowej14. Obecnie istnieje kilka programów, które są całkowicie bezpłatne i można je dostosować do większości komputerów i drukarek 3D dostępnych na rynku, dzięki czemu technologia ta jest łatwo dostępna dla większości chirurgów na świecie. To planowanie 3D pozwala na dokładne obliczenie początkowej osi obrotu kości udowej oraz osi obrotu kości udowej po wykonaniu osteotomii międzykrętarzowej. Głównym celem niniejszej pracy jest wykazanie, że oś rotacji osteotomii międzykrętarzowej kości udowej i oś obrotu kości udowej nie pokrywają się. Ta technologia 3D umożliwia wizualizację tej rozbieżności między osiami i skorygowanie jej poprzez regulację osteotomii. Ostatecznym celem jest wzbudzenie większego zainteresowania chirurgów ortopedów tego typu operacjami.
Ten protokół z metodologią 3D jest przeprowadzany w czterech podstawowych krokach. Najpierw pobierane są obrazy tomografii komputerowej, a biomodel 3D jest tworzony z plików DICOM (Digital Imaging and Communication in Medicine) skanu CT. Wyższa jakość tomografii komputerowej pozwala na uzyskanie lepszych biomodeli, ale oznacza, że pacjent otrzymuje więcej promieniowania jonizującego. Do planowania chirurgicznego z wykorzystaniem biomodeli jakość konwencjonalnej tomografii komputerowej jest wystarczająca. Obraz DICOM tomografii komputerowej składa się z folderu z wieloma różnymi plikami, z jednym plikiem dla każdego wykonanego cięcia tomografii komputerowej. Każdy z tych plików zawiera nie tylko informacje graficzne o cięciu CT, ale także metadane (dane powiązane z obrazem). Aby otworzyć obraz, konieczne jest posiadanie folderu ze wszystkimi plikami z serii (CT). Biomodel jest wyodrębniany z całości plików.
Po drugie, aby uzyskać biomodel 3D, konieczne jest pobranie programu komputerowego 3D Slicer, programu open-source z wieloma narzędziami. Co więcej, jest to najczęściej używane oprogramowanie komputerowe w międzynarodowych laboratoriach 3D i ma tę zaletę, że jest całkowicie bezpłatne i można je pobrać z jego strony głównej. Ponieważ to oprogramowanie jest przeglądarką obrazów rentgenowskich, obraz DICOM musi zostać zaimportowany do programu.
Po trzecie, pierwszy biomodel uzyskany za pomocą 3D Slicer nie będzie pasował do ostatecznego, ponieważ w pobliżu będą obszary takie jak stół CT lub kości i miękkie części, które nie są interesujące. Biomodel jest "czyszczony" niemal automatycznie za pomocą oprogramowania do projektowania 3D, MeshMixer, które można również pobrać bezpłatnie bezpośrednio z oficjalnej strony internetowej. Na koniec obliczana jest przewrót kości udowej, a osteotomia jest symulowana za pomocą innego bezpłatnego oprogramowania ze Sklepu Windows, 3D Builder.