Dekompresja rdzenia sterowana nawigacją w rzeczywistości rozszerzonej w przypadku martwicy kości głowy kości udowej
12 kwietnia 2022
Technologia rozszerzonej rzeczywistości została zastosowana do dekompresji rdzenia w przypadku martwicy kości głowy kości udowej, aby uzyskać wizualizację tego zabiegu chirurgicznego w czasie rzeczywistym. Metoda ta może skutecznie poprawić bezpieczeństwo i precyzję dekompresji rdzenia.
Nasz system może poprawić wskaźnik sukcesu i skuteczność w operacji dekompresji rdzenia w przypadku martwicy głowy kości udowej. Znacznie skraca również czas śródoperacyjnego pozycjonowania i źródła fluoroskopu. Dzięki technologii VR możemy wykorzystać proces nakłucia, zmniejszyć trudność operacji i spowodować mniej dodatkowych uszkodzeń pacjenta niż tradycyjne wyniki chirurgiczne.
System może być rozszerzony na inne operacje ortopedyczne obejmujące zabiegi nakłuwania. Stosuje się go do przezskórnego endoskopowego zabiegu discektomii przezotworowej. System ten jest specjalnie zaprojektowany do wczesnej martwicy kości głowy kości udowej, ponieważ tradycyjna chirurgia nie jest wystarczająco precyzyjna i może przynieść pacjentowi bardziej wtórne uszkodzenia, takie jak normalne uszkodzenie tkanek lub nadmierne promieniowanie.
Protokół powinien być, a operacja dokładnie przestrzegana, aby zrozumieć zasady i kroki systemu, aby zminimalizować wskazanie ryzyka. A techniczne punkty dekompresji rdzenia głowy kości udowej okażą się pomocne w udanym wycieczce. Zacznij od podzielenia planowanego chirurgicznego obszaru czołowego na górny i dolny poziom.
Te informacje przestrzenne zostaną automatycznie wprowadzone do systemu oprogramowania. Przydziel każdemu poziomowi 10 pasujących punktów i podziel go na trzy równe części, z których dwie mają po trzy punkty każda, a pozostała część ma cztery punkty. Poproś asystenta, aby umieścił nieinwazyjną ramkę do znakowania powierzchni ciała zgodnie z punktami.
Po zakończeniu kliknij dopasowanie. Specjalny obraz systemu do rejestracji zostanie automatycznie nałożony na ramkę znakującą. Przesuwaj urządzenie do nakłuwania losowo w obszarze operacyjnym, aby wykryć pasujący stopień wirtualnej igły i opóźnienie śledzenia.
Na sali operacyjnej poproś pacjenta, aby położył się w pozycji leżącej na plecach i przymocował kończynę dolną po stronie dotkniętej chorobą. Przygotuj miejsce operacji za pomocą jodu i 75% alkoholu. Przesuń fluoroskop z ramieniem C na bok stołu operacyjnego i umieść źródło nad stawem biodrowym.
Ustaw źródło z kamerą do pomiaru głębokości i zapisz pozycję stołu operacyjnego jako pozycję pierwszą. W systemie chirurgii ortopedycznej wspomaganej AR kliknij plik zdjęcie rentgenowskie z przodu i wybierz obraz pierwszy. System automatycznie zidentyfikuje ramkę znakującą i nałoży ten obraz na staw biodrowy na filmie chirurgicznym.
Korzystając z wyświetlacza AR obrazu rentgenowskiego i na podstawie wideo w czasie rzeczywistym, zaplanuj drogę nakłucia. Stań po chorej stronie w celu wykonania zabiegu, przytrzymaj urządzenie do nakłuwania i określ najlepszy kąt wprowadzenia. Zaznacz punkt wkłucia na powierzchni skóry, kierując się wirtualnym drutem Kirschnera i obrazem rentgenowskim stawu biodrowego na filmie chirurgicznym.
Za pomocą drutu Kirschnera przebij punkt wkłucia. Obserwuj głębokość i kąt wsunięcia w filmie i dostosuj je w odpowiednim czasie. Gdy wirtualna igła dotrze do docelowego obszaru martwicy, przerwij proces nakłuwania i zachowaj zrzut ekranu jako obraz drugi do późniejszej oceny dokładności nakłucia.
Po nakłuciu wyciągnij wiertło, pozostawiając tymczasowo druty Kirschnera w kości. Przesuń stół operacyjny do pozycji pierwszej dla drugiej fluoroskopii, aby zweryfikować rzeczywisty stan nakłucia drutu Kirschnera. Nagraj plik obrazu.
Nakłucie jest udane, gdy lokalizacja drutu Kirschnera spełnia wszystkie wymagania chirurga. Następnie za pomocą lancetu przeciąć skórę wokół igły i oddzielić każdy poziom tkanki miękkiej, aż kość podkrętarzowa zostanie odsłonięta na głębokość około trzech centymetrów. Wywierć w obszarze nekrotycznym wzdłuż drutu Kirschnera za pomocą pięciomilimetrowej trepanacji, aby zakończyć kolejne operacje.
Po zakończeniu wszystkich zabiegów zamknij skórę trzema jedwabnymi nitkami i przykryj ją sterylnym opatrunkiem. System nawigacji chirurgicznej zastosowano w ciągłych dziesięciu stawach biodrowych u dziewięciu pacjentów. Przy średnim całkowitym czasie pozycjonowania wynoszącym 10,1 minuty podczas operacji, średnia fluoroskopia ramienia C wynosiła 5,5 raza.
Średni błąd dokładności nakłucia wynosił 1,61 milimetra. Według ocenianych bioder, dwa biodra były w etapie ARCO I, cztery biodra były w etapie ARCO IIA, a cztery w etapie ARCO IIB. Średni przedoperacyjny wynik VAS wynosił sześć, a średni wynik pooperacyjny wynosił 3,75.
Średni przedoperacyjny wynik Harrisa wynosił 77,5, a średni wynik pooperacyjny wynosił 85,5. Nie stwierdzono powikłań pooperacyjnych, takich jak infekcja, krwiak czy uszkodzenie nerwów. Możliwe jest również połączenie zabiegu z technologią rekonstrukcji trójwymiarowej CT, dzięki czemu nakłucie może być zrealizowane z perspektywy trójwymiarowej, co jest naszą przyszłą pracą.
Przedstawiamy innowacyjny pomysł na połączenie technologii AI i chirurgii ortopedycznej. Pomysł ten można również wykorzystać do poprawy precyzji innych operacji ortopedycznych w przyszłości.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Przegląd
To badanie zbada zastosowanie technologii rzeczywistości rozszerzonej w chirurgii dekompresji rdzenia w przypadku martwica głowy kości udowej. Metoda ta poprawia wizualizacje w czasie rzeczywistym, zwiększając bezpieczeństwo i precyzję podczas zabiegu.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Chirurgia ortopedyczna
- Technologia rzeczywistości rozszerzonej
- Leczenie martwica
Tło
- Dekompresja rdzenia jest techniką chirurgiczną stosowaną w martwica głowy kości udowej.
- Tradycyjne metody mogą prowadzić do uszkodzeń wtórnych i niedokładności.
- Rzeczywistość rozszerzona może potencjalnie poprawić wyniki chirurgiczne.
- Lepsze wizualizacje mogą zmniejszyć ryzyko w trakcie zabiegu.
Cel badania
- Poprawa wskaźnika sukcesu w chirurgii dekompresji rdzenia.
- Zmniejszenie czasu pozycjonowania podczas zabiegu i użycia fluoroskopu.
- Minimalizacja uszkodzeń pacjenta w porównaniu z tradycyjnymi metodami.
Stosowane metody
- Wdrożenie rzeczywistości rozszerzonej do sterowania chirurgicznego w czasie rzeczywistym.
- Ocena efektywności i bezpieczeństwa w trakcie zabiegu.
- Porównanie z tradycyjnymi technikami chirurgicznymi.
- Zastosowanie systemu w innych zabiegach ortopedycznych wymagających nakłucia.
Główne wyniki
- Zwiększona efektywność w chirurgii dekompresji rdzenia.
- Znaczne zmniejszenie czasu pozycjonowania podczas zabiegu.
- Mniejsze narażenie na fluoroskopię dla pacjentów.
- Możliwość zastosowania w różnych zabiegach ortopedycznych.
Wnioski
- Rzeczywistość rozszerzona poprawia precyzję dekompresji rdzenia.
- System zmniejsza ryzyko uszkodzeń wtórnych dla pacjentów.
- Ta technologia może być rozszerzona na inne zabiegi chirurgiczne.
Często zadawane pytania
Executive Industry Relevance
Augmented reality (AR) navigation-guided core decompression addresses critical challenges in orthopedic intervention by enhancing intraoperative visualization and precision. This technology reduces unnecessary tissue damage and radiation exposure, supporting higher predictive confidence in surgical outcomes and minimizing procedural variability. Its integration into orthopedic workflows represents a strategic inflection point for technology-enabled surgical innovation in early-stage disease intervention.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables precise anatomical targeting, reducing off-target effects and mechanistic ambiguity in surgical models.
- Supports functional validation of surgical navigation systems for disease-relevant interventions.
- Improves predictive confidence in preclinical orthopedic device evaluation.
Screening & Assay Development
- Facilitates standardized preparation of bone and tissue models for downstream orthopedic research.
- Enhances reproducibility of puncture accuracy and quantitative assessment of surgical endpoints.
- Enables reliable evaluation of device-assisted interventions in controlled settings.
Translational & Preclinical Research
- Aligns surgical navigation outputs with translational endpoints such as tissue preservation and reduced collateral damage.
- Supports continuity from device discovery through preclinical validation in disease-relevant systems.
- Provides risk-adjusted data for advancing AR-guided interventions toward clinical translation.
Pipeline & Workflow Integration
This AR-guided navigation system fits within the continuum from early discovery of surgical technologies to preclinical validation of device-assisted orthopedic procedures.
- Discovery Biology: Improves hypothesis testing for device precision and anatomical targeting in bone disease models.
- Screening: Standardizes intraoperative imaging and quantitative accuracy metrics for reproducible evaluation.
- Analytics: Delivers measurable outputs such as puncture error and fluoroscopy frequency for comparative analysis.
- Translational Research: Bridges device performance data with clinically relevant outcomes in tissue preservation.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable AR navigation platform adaptable to multiple orthopedic indications.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic uncertainty in device-enabled interventions.
- Operational Value: Standardizes surgical workflows, reduces intraoperative time, and minimizes radiation exposure.
- Strategic Value: Enables data-driven go/no-go decisions for technology adoption and portfolio advancement.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization of AR-guided surgical technologies for further development.
Implementation Considerations
- Requires expertise in AR navigation systems and orthopedic surgical techniques.
- Needs integration of imaging infrastructure and real-time video processing capabilities.
- Demands cross-team standardization for device calibration and procedural consistency.
- Adaptation across different anatomical models may require protocol adjustments.
- Limitations include current reliance on 2D imaging, with future potential for 3D integration as noted in the source.
Biopharma FAQs
Chapters in this video
0:04
Introduction
1:37
System Registration and Accuracy Testing
2:21
Patient and System Preparation Before Puncture
3:11
Puncture Assisted by Surgical System
4:36
Results: AR-Guided Core Decompression for Treating Early-Stage Femur Head Necrosis
5:33
Conclusion
