Name: O Uso da Realidade Mista na Artroplastia de Quadril de Revisão Personalizada: Um Primeiro Relato de Caso (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-08-04T12:45:00.000+00:00
Duration: 7 min 45 s
Description: Descubra como a tecnologia de realidade mista e implantes personalizados revolucionam a artroplastia de quadril de revisão. Este método inovador melhora a precisão cirúrgica e a visualização anatômica em procedimentos ortopédicos complexos.

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Não aplicável.
O estudo foi realizado no âmbito de uma cooperação não comercial.

O protocolo segue as diretrizes do Comitê de Ética em Pesquisa com Seres Humanos da Universidade Médica de Varsóvia. O paciente deu consentimento informado para o procedimento e reconheceu o fato de que ele será registrado. O paciente concordou com isso antes do procedimento.
NOTA: O critério básico para a inclusão do paciente no projeto cirúrgico foi a necessidade de intervenção devido à disfunção anatômica, o que impossibilitou o uso de um implante padrão. A realidade mista visou um melhor posicionamento da prótese, aumentando as chances de sucesso da cirurgia.
1. Preparação
<ol><li>Prepare um implante acetabular personalizado e planeje o procedimento cirúrgico antes da hospitalização do paciente. NOTA: Neste estudo de caso, pessoas especializadas na arte do diagnóstico médico por imagem prepararam o implante acetabular feito sob medida.<ol><li>Antes da admissão planejada no hospital, realize um raio-x na unidade de diagnóstico por imagem.</li>
		<li>Realizar uma radiografia pélvica em projeção anteroposterior.</li>
		<li>Avalie a condição atual da pelve do paciente com base no raio-X.</li>
		<li>Compare a imagem obtida com as imagens de raios-X anteriores.</li>
	</ol></li>
	<li>Faça uma tomografia computadorizada pélvica e adquira arquivos DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine) de acordo com o protocolo.<ol><li>Coloque o paciente na plataforma móvel de tomografia computadorizada.</li>
		<li>Clique no botão de espessura e selecione 512 x 512 px de espessura para as digitalizações.</li>
		<li>Clique no parâmetro que determina a espessura da camada de 1 mm.</li>
		<li>Inicie o procedimento clicando e aguarde o resultado do teste.</li>
	</ol></li>
	<li>Peça a um engenheiro que projete uma proposta de implante que possa ser enviada digitalmente como um esquema técnico ou um protótipo de modelo impresso em 3D (Figura 1).<ol><li>Visualize o resultado da tomografia computadorizada no visualizador DICOM.</li>
		<li>Determinar as necessidades para a implementação do implante, tendo em conta as condições anatômicas atuais do paciente, a biomecânica e a função da articulação.</li>
		<li>Consulte o engenheiro para obter sugestões sobre implantes, incluindo fixação.</li>
		<li>Aprove o projeto e aguarde o envio. NOTA: A forma final do implante envolve a combinação de dados 3D da tomografia computadorizada de um paciente com a entrada de um engenheiro de projeto e um cirurgião.</li>
	</ol></li>
	<li>Imprima o implante 3D feito sob medida a partir do pó de liga de titânio (TiAl6V4) usando a tecnologia de feixe de elétrons26,27. Dentro de uma câmara contendo pequenas quantidades de pó de TiAl6V4, cada vez que o feixe de elétrons é disparado, há fusão seletiva e acúmulo de material (revestimento a plasma).</li>
	<li>Verifique se o implante foi esterilizado. A esterilização dos ensaios de implante e do implante final foi garantida pelo fabricante.</li>
</ol>2. Exames pré-cirúrgicos
<ol><li>Realizar um padrão de exames laboratoriais de atendimento e consultas especializadas.<ol><li>Excluir pacientes com potencial infecção da articulação periprotética (sem características radiológicas, proteína c-reativa normal (<10 mg/L) e velocidade de hemossedimentação de 1-10 mm/h para mulheres, 3-15 mm/h para homens).</li>
	</ol></li>
	<li>Verifique os sinais clínicos da infecção, como febre (sistêmica), dor, inchaço, vermelhidão (local) e função articular reduzida28.<ol><li>Exclua pacientes com sinais de inflamação local durante os exames clínicos (vermelhidão, aumento de temperatura, dor, inchaço e perda de função indicam inflamação local). O paciente deu consentimento informado completo para a operação.</li>
	</ol></li>
</ol>3. Modelo de realidade mista
NOTA: O processo é realizado para alcançar a visualização adequada do implante e da pelve, que será usada no intraoperatório.
<ol><li>Processe o arquivo DICOM de TC pélvico em uma representação holográfica usando um aplicativo dedicado.<ol><li>Carregue a imagem CT no fone de ouvido de realidade mista a partir de arquivos CT DICOM adquiridos.<ol><li>Abra o visualizador DICOM holográfico.</li>
			<li>Selecione a pasta que contém os arquivos CT DICOM.</li>
			<li>Verifique o IP que é exibido quando o fone de ouvido é ligado e insira-o em um local designado no Visualizador DICOM holográfico.</li>
			<li>Clique no botão Conectar para poder ver a visualização no fone de ouvido de realidade mista.</li>
		</ol></li>
		<li>Segmente as estruturas do tecido ósseo da pelve. Isso é realizado manualmente usando a opção Tesoura . Quando a opção está ativada, o usuário clica no botão esquerdo do mouse e move o mouse para remover as estruturas selecionadas com essa ferramenta.<ol><li>Termine a seleção com outro clique no botão esquerdo do mouse, o que cria um pop-up para o usuário confirmar que deseja cortar as estruturas selecionadas. NOTA: O usuário pode escolher áreas a serem recortadas da visualização em visualizações 3D e 2D. É possível remover as estruturas de dentro ou de fora da seleção. Isso é repetido até que apenas as partes necessárias da imagem da TC estejam visíveis.</li>
		</ol></li>
		<li>Escolha uma função de transferência predefinida (parâmetros de visualização de cores) dedicada a procedimentos ortopédicos da lista de funções disponíveis, clicando em seu nome: Endoprótese Óssea CT. Se necessário, ajuste a visualização alterando a janela e o nível usando o botão direito do mouse conectado ao movimento do mouse na janela de visualização 3D.</li>
		<li>Conecte-se ao fone de ouvido para ver a visualização preparada no espaço holográfico 3D. Ajuste a imagem usando comandos de voz: Girar, Ampliar, Cortar Inteligente e Gestos com a Mão.</li>
		<li>Use o comando Cortar Inteligente para usar e ajustar um plano de corte perpendicular à linha de visão do usuário. Quanto mais perto o usuário move a cabeça para o holograma, mais fundo o plano vai.</li>
		<li>Execute esses movimentos para ver as partes internas da visualização porque as estruturas que estão localizadas anteriormente ao plano não são visualizadas. NOTA: Essa visão é importante para avaliar as relações geométricas entre estruturas (pelve, fêmur e implante) (Figura 2 e Figura 3).</li>
	</ol></li>
</ol>4. Cirurgia
<ol><li>Realizar o procedimento cirúrgico de revisão da artroplastia do quadril devido ao soltura asséptica do componente acetabular com o uso de implante acetabular sob medida e dispositivo de realidade mista14,16,29. Use um bisturi, uma faca eletrocirúrgica com um coagulador, uma ferramenta Luer e cortadores para a operação.<ol><li>Dê 1,5 g de ceftriaxona por via intravenosa 30 minutos antes da incisão na pele, e duas doses subsequentes devem ser administradas no dia da cirurgia para prevenir a infecção. Iniciar a tromboprofilaxia no dia anterior à cirurgia com heparina de baixo peso molecular (HBPM). Continue a dose única diária de 40 mg de enoxaparina por 30 dias após o procedimento.</li>
		<li>Coloque e prenda o paciente sob anestesia geral, deitado na mesa de operação.</li>
		<li>Solte as aderências do tecido conjuntivo usando o acesso Hardinge à articulação do quadril e remova o implante acetabular solto.</li>
		<li>Execute a operação da mesma forma que outros procedimentos de revisão da articulação do quadril, mas use um acesso mais amplo.</li>
		<li>Remova todos os tecidos moles da superfície do acetábulo para que a forma seja exatamente a mesma do modelo fornecido. O modelo de implante deve aderir perfeitamente à superfície do osso acetabular.</li>
		<li>Fixe o novo implante não cimentado usando parafusos especialmente projetados que estabilizam o implante.</li>
		<li>Realizar um bloqueio do nervo femoral após a cirurgia.</li>
	</ol></li>
	<li>Visualização holográfica intraoperatória de imagens processadas
	<ol><li>Carregue a visualização da tomografia computadorizada DICOM preparada no planejamento pré-procedimento para a aplicação de realidade mista.</li>
		<li>Conecte o fone de ouvido de realidade mista ao aplicativo de realidade mista para ver a visualização preparada no espaço holográfico 3D.</li>
		<li>Utilizar a visualização holográfica intraoperatória das imagens processadas para obter uma preparação adequada e precisa da superfície óssea pélvica, bem como para a remoção do excesso de tecido conjuntivo que se desenvolveu como resposta ao afrouxamento do componente acetabular.</li>
		<li>Certifique-se de que o operador olhe para a visualização holográfica como uma imagem de referência.</li>
		<li>Use um bisturi, uma faca eletrocirúrgica com um coagulador, uma ferramenta luer e cortadores para a operação. A visualização do modelo 3D da pelve deve minimizar o risco de danos às estruturas neurovasculares e erros na colocação do implante.</li>
		<li>Certifique-se de que o monitor montado na cabeça está ligado à estação de trabalho através de uma rede Wi-Fi. O processamento das imagens e a renderização são realizados na estação de trabalho e os resultados são exibidos no fone de ouvido como hologramas. Use gestos e comandos de voz. Se necessário, obtenha ajuda de um engenheiro com visualização de POV.</li>
	</ol></li>
</ol>5. Cuidados pós-operatórios
<ol><li>Fazer com que o paciente seja submetido a um protocolo padrão de reabilitação e recuperação, incluindo reabilitação e mobilização no primeiro dia após a cirurgia30,31,32. NOTA: A reabilitação foi implementada por uma equipe dedicada e experiente na artroplastia de quadril e joelho.</li>
	<li>Implementar tromboprofilaxia farmacológica. A tromboprofilaxia foi iniciada no dia anterior à cirurgia com heparina de baixo peso molecular (HBPM). A dose única diária de 40 mg de enoxaparina foi mantida por 30 dias após o procedimento.</li>
</ol>

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</ol>

Maciej Stanuch, Adriana Złahoda-Huzior e Andrzej Skalski são funcionários da MedApp S.A. MedApp S.A. é a empresa que fabrica a solução CarnaLifeHolo.

A artroplastia primária e de revisão do quadril pode exigir personalização para garantir a eficácia do tratamento. No entanto, o uso de implantes personalizados requer uma preparação mais longa para a cirurgia em comparação com os procedimentos padrão. Os implantes impressos em 3D sob medida são a solução que dá a chance de restaurar a função em pacientes atípicos cuja doença causou destruição óssea significativa29. As próteses padrão são insuficientes devido ao rápido desenvolvimento de doenças d...

A tecnologia de impressão tridimensional (3D) e visualização de estruturas complexas está crescendo rapidamente em vários campos da medicina. Entre elas estão a cirurgia cardiovascular, a otorrinolaringologia, a cirurgia maxilofacial e, sobretudo, a cirurgia ortopédica 1,2,3,4,5. Atualmente, essa tecnologia é utilizada em cirurgia ortopédica não apenas na implementação direta de elementos impressos em 3D, mas também no treinamento cirúrgico, planejamento pré-operatório ou navegação intraoperatória 6,7,8.
A artroplastia total do quadril (ATQ) e a artroplastia total do joelho (ATJ) são um dos procedimentos cirúrgicos ortopédicos mais realizados em todo o mundo. Devido à melhora significativa da qualidade de vida do paciente, a ATQ havia sido descrita em publicação anterior como a "cirurgia do século"9. Na Polônia, 49.937 THA e 30.615 TKA foram realizados em 201910. À medida que a expectativa de vida aumenta, há uma tendência ascendente no número projetado de cirurgias de artroplastia de quadril e joelho. Grandes esforços foram feitos para melhorar o design do implante, a técnica cirúrgica e os cuidados pós-operatórios. Esses avanços levaram a uma melhor chance de restaurar a função do paciente e reduzir o risco de complicações11,12,13,14.
No entanto, o grande desafio enfrentado atualmente pelos cirurgiões ortopédicos em todo o mundo é trabalhar com pacientes não padronizados, cujos defeitos anatômicos na articulação do quadril tornam muito difícil ou mesmo impossível a implementação de um implante pronto para uso15. A perda óssea pode ser decorrente de trauma significativo, osteoartrite degenerativa progressiva com protrusão acetabular, displasia do desenvolvimento da anca, câncer ósseo primário ou metástase 16,17,18,19,20. O problema da seleção de implantes diz respeito especificamente a pacientes que estão em risco de múltiplas revisões, às vezes também exigindo tratamento não convencional. Nesses casos, uma solução muito promissora é um implante impresso em 3D feito com aditivo criado para um paciente específico e defeito ósseo, permitindo um ajuste anatômico muito preciso20.
No campo da artroplastia, o implante preciso e sua fixação sustentável são cruciais. O progresso na visualização 3D pré e intraoperatória resultou em excelentes soluções como realidade aumentada e mista21,22,23,24. O uso intraoperatório de hologramas de tomografia computadorizada (TC) óssea e implante pode permitir melhor colocação de próteses do que as imagens radiográficas convencionais. Essa tecnologia emergente pode aumentar as chances de efetividade da terapia e reduzir o risco de complicações neurovasculares21,25.
Este relato de caso diz respeito a um paciente submetido à cirurgia de revisão do quadril devido à soltura asséptica. Para lidar com a perda óssea significativa causada por múltiplas falhas do implante, o implante acetabular impresso em 3D feito sob medida foi usado. Durante o procedimento, utilizou-se a realidade mista para visualizar a posição do implante para evitar danos às estruturas neurovasculares de risco. Aplicação implementada para headset de realidade mista permite dar comandos de voz e gesto, possibilitando sua utilização em condições estéreis durante o procedimento cirúrgico.
Uma mulher de 57 anos foi admitida no serviço com diagnóstico preliminar: soltura do componente acetabular do quadril esquerdo. A história de doença do paciente era extensa. Ao longo de sua vida, ela passou por inúmeros procedimentos cirúrgicos da articulação do quadril. O primeiro tratamento foi o resurfacing do quadril devido à osteoartrite causada por displasia de quadril (1977-15 anos), o segundo foi uma artroplastia total do quadril devido ao afrouxamento do implante (1983-21 anos) e outras duas cirurgias de revisão (1998, 2000-37 e 39 anos). Além disso, a paciente sofria de hemiplegia espástica do lado esquerdo causada por paralisia cerebral na infância, e foi operada repetidamente devido à deformidade do pé torto congênito esquerdo. Ela também estava sobrecarregada com osteoartrite da coluna toracolombar, síndrome do túnel do carpo e hipertensão arterial bem controlada. O diagnóstico final que precedeu a qualificação para o próximo procedimento foi a dor e o aumento da limitação da função causada pelo afrouxamento do componente acetabular do quadril esquerdo. O paciente era altamente motivado, fisicamente ativo e lidando com a incapacidade.

<table><tbody><tr><td>CarnaLifeHolo v. 1.5.2</td><td>MedApp S.A.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Componente acetabular triflangeado tipo implante feito sob medida</td><td>BIOMET</td><td>REF PM0001779</td><td></td></tr><tr><td>cabeça Cabeça modular restrita + pescoço de 9 mm para cone 12/14, Co-Cr-Mo, tamanho 36 mm</td><td>BIOMET</td><td>REF 14-107021</td><td></td></tr><tr><td>Inserção de polietileno Freedom Ringloc-X Costrained Linear Ringloc-X 58 mm para cabeça 36 mm / 10 *</td><td>BIOMET</td><td>REF 11-263658</td><td></td></tr></tbody></table>

o uso da realidade mista na artroplastia de quadril de revisão personalizada: um primeiro relato de caso

The Use of Mixed Reality in Custom-Made Revision Hip Arthroplasty: A First Case Report

A tecnologia de impressão 3D e visualização de estruturas anatômicas está crescendo rapidamente em vários campos da medicina. Um implante feito sob medida e realidade mista foram usados para realizar artroplastia de quadril de revisão complexa em janeiro de 2019. O uso da realidade mista permitiu uma visualização muito boa das estruturas e resultou na fixação precisa do implante. De acordo com o conhecimento dos autores, este é o primeiro relato de caso descrito do uso combinado dessas duas inovações. O diagnóstico que precedeu a qualificação para o procedimento foi o afrouxamento do componente acetabular do quadril esquerdo. Fone de ouvido de realidade mista e hologramas preparados pelos engenheiros foram utilizados durante a cirurgia. A operação foi bem sucedida, seguida por verticalização precoce e reabilitação do paciente. A equipe vê oportunidades para o desenvolvimento de tecnologia em artroplastia articular, trauma e oncologia ortopédica.

Pré-processamento de imagem Máscaras binárias do osso pélvico, fêmur e endoprótese foram segmentadas semi-automaticamente a partir de imagens de TC DICOM por tecnólogos radiológicos experientes usando algoritmos de limiar e crescimento de região com software disponível33. Os mapas de etiquetas preparados também foram corrigidos manualmente por um radiologista. Mapas de rótulos foram usados para melhorar a visualização, adicionando-os à tomografia computadorizada na etapa seguin...

Uma artroplastia de quadril de revisão complexa foi realizada usando um implante personalizado e tecnologia de realidade mista. De acordo com o conhecimento dos autores, este é o primeiro relato de tal procedimento descrito na literatura.

O Uso da Realidade Mista na Artroplastia de Quadril de Revisão Personalizada: Um Primeiro Relato de Caso

The technology of 3D printing and visualization of anatomical structures is rapidly growing in various fields of medicine. A custom-made implant and mixed ...

Esta técnica envolve a integração de tecnologia de realidade mista e implante feito sob medida que permite sair da menting precisa de Endotipsitis melhor aumentando sua chance de tratamento bem sucedido. A principal vantagem do método utilizado é a grande precisão no implante da prótese endo. A visualização adequada dá ao cirurgião uma melhor chance de cirurgia bem-sucedida.A integração da tecnologia de realidade mista e implantes personalizados pode ser útil na traumatologia endoplásica da cirurgia oncológica do sistema músculo-esquelético, etc. Em áreas onde a melhor visualização possível das estruturas operadas é importante O método pode ser melhorado e desenvolvido no campo das atividades operacionais e vários campos da andrologia ortopédica do sistema músculo-esquelético. Com o apoio dos engenheiros, o uso da tecnologia não é exigente e pode afetar o sucesso da terapia.Vale a pena cuidar da equipe, pois esse tipo de ação requer a cooperação de várias pessoas. Para começar, faça uma tomografia computadorizada pélvica e adquira arquivos DICOM, conforme descrito no protocolo de texto. Para processar o arquivo DICOM CT pélvico em uma representação holográfica, abra o visualizador DICOM holográfico.Em seguida, selecione a pasta que contém os arquivos CT DICOM. Verifique o IP que é exibido quando o fone de ouvido de realidade mista está ligado e insira-o no visualizador DICOM holográfico. Clique no botão de conexão para ver a visualização no fone de ouvido de realidade mista.Para segmentar as estruturas do tecido ósseo da pelve, ative manualmente a opção de tesoura. Clique no botão esquerdo do mouse e mova o mouse para remover as estruturas que são selecionadas com esta ferramenta. Termine a seleção com outro clique no botão esquerdo do mouse.Confirme se as estruturas selecionadas estão recortadas da seleção. Na lista de funções disponíveis, escolha a prótese de endo ósseo óssea CT função de transferência predefinida, que contém parâmetros de visualização de cores dedicados a procedimentos ortopédicos. Ajuste a visualização alterando a janela e o nível usando o botão direito do mouse conectado ao movimento do mouse na janela de visualização 3D.Ajuste a imagem usando comandos de voz, como girar, ampliar, cortar de forma inteligente e gestos com as mãos. Use o comando cut smart para ajustar um plano de corte perpendicular à linha de visão do usuário. Observe que o plano vai mais fundo à medida que o usuário aproxima a cabeça do holograma.Execute esses movimentos para ver as partes internas da visualização. Primeiro, use o acesso hardinge para liberar as aderências do tecido conjuntivo à articulação do quadril e remover o implante solto. Em seguida, use um acesso mais amplo para realizar a operação da mesma forma que outros procedimentos de revisão da articulação do quadril.Remova todos os tecidos moles da superfície do acetábulo para que a forma corresponda exatamente ao modelo fornecido. Certifique-se de que o modelo de implante adere perfeitamente à superfície do osso acetabular. Fixe o novo implante não cimentado usando parafusos especialmente projetados que estabilizam o implante.Realizar um bloqueio do nervo femoral após a cirurgia. Em seguida, carregue a visualização da tomografia computadorizada DICOM preparada na seção anterior para o aplicativo de realidade mista. Conecte o fone de ouvido de realidade mista ao aplicativo de realidade mista para ver a visualização preparada no espaço holográfico 3D.Utilizar a visualização holográfica intraoperatória das imagens processadas para obter uma preparação adequada e precisa da superfície óssea pélvica, bem como para remover o excesso de tecido conjuntivo que se desenvolveu como resposta ao afrouxamento do componente acetabular. Certifique-se de que o operador olhe para a visualização holográfica como uma imagem de referência. Use um bisturi, uma faca eletrocirúrgica com um coagulador, uma ferramenta de atração e cortadores para a operação.Para os cuidados pós-operatórios, faça com que o paciente se submeta a um protocolo padrão de reabilitação e recuperação, incluindo reabilitação e mobilização no primeiro dia após a cirurgia. Utilizando esse protocolo, foi gerada uma visualização interativa que exibiu tecidos e potencial fixação do implante no processo de planejamento pré-operatório. A cor azul na visualização mostrou a borda do implante.Com base na TC, a posição dos parafusos foi planejada de modo a evitar o contato dos parafusos com as estruturas nervosas vasculares e seus danos. As cores foram usadas para distinguir parafusos com diferentes parâmetros, como comprimento e seção transversal. Antes da cirurgia, a reconstrução por TC 3D mostrou visível degeneração e destruição das estruturas ósseas e assimetria pélvica.A radiografia realizada seis semanas após a cirurgia mostrou que o implante foi ajustado corretamente, confirmando o sucesso da cirurgia. A tecnologia de realidade mista permitiu uma maneira segura e não invasiva de visualizar com precisão a pélvis, ossos e tecidos moles, aumentando as chances de uma boa colocação de implantes. Ao manipular a imagem, como por exemplo, ampliando os fragmentos selecionados das estruturas anatômicas complexas, pode-se excluir as imperfeições do olho do cirurgião.O procedimento de auto gesso é realizado de acordo com os padrões geralmente aceitos. Cada elemento de preparação da cirurgia, incluindo a cooperação com engenheiros, preparação de implantes, preparação do paciente e procedimentos cirúrgicos subsequentes passo a passo são muito importantes. A integração de realidade mista e implantes feitos sob medida pode abrir um novo capítulo na andrologia ortopédica do sistema músculo-esquelético.Quando apropriado, a visualização e a precisão da substituição do implante são muito importantes.

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Research

JoVE Journal

Medicine

Medicina

Apresentado aqui é um método para projetar um aplicativo de smartphone de realidade aumentada para a visualização de modelos tridimensionais anatômicos de pacientes usando um marcador de referência impresso em 3D.

Combinando realidade aumentada e impressão 3D para exibir modelos de pacientes em um smartphone

A tecnologia de realidade aumentada foi aplicada à descompressão do núcleo da osteonecrose da cabeça femoral para realizar a visualização em tempo real deste procedimento cirúrgico. Este método pode melhorar efetivamente a segurança e a precisão da descompressão do núcleo.

Descompressão do núcleo guiada pela navegação de realidade aumentada para osteonecrose da cabeça femoral

A abordagem poupadora de músculos de base anterior para artroplastia total do quadril (ATQ) está associada a uma curva de aprendizado. No entanto, a melhora do desfecho clínico no início do pós-operatório faz com que a consideração da transição valha a pena.

A transição para uma abordagem poupadora de músculos de base anterior melhora a função pós-operatória precoce, mas está associada a uma curva de aprendizado

Este trabalho apresenta um protocolo detalhado de planejamento cirúrgico utilizando tecnologia 3D com software livre de código aberto. Este protocolo pode ser utilizado para quantificar corretamente a anteversão femoral e simular a osteotomia femoral proximal derotacional para o tratamento da dor anterior do joelho.

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