Summary
تم تطبيق تقنية الواقع المعزز لإزالة الضغط الأساسي من أجل تنخر العظم في رأس الفخذ لتحقيق تصور في الوقت الفعلي لهذا الإجراء الجراحي. يمكن لهذه الطريقة تحسين سلامة ودقة تخفيف الضغط الأساسي بشكل فعال.
Abstract
تنخر عظم عظم الفخذ (ONFH) هو مرض مشترك شائع في المرضى الصغار ومتوسطي العمر ، مما يثقل كاهل حياتهم وعملهم بشكل خطير. بالنسبة ل ONFH في مرحلة مبكرة ، تعد جراحة تخفيف الضغط الأساسية علاجا كلاسيكيا وفعالا للحفاظ على الورك. في الإجراءات التقليدية لإزالة الضغط الأساسي باستخدام سلك كيرشنر ، لا تزال هناك العديد من المشاكل مثل التعرض للأشعة السينية ، والتحقق المتكرر من الثقب ، وتلف أنسجة العظام الطبيعية. إن عمى عملية الثقب وعدم القدرة على توفير التصور في الوقت الفعلي هي أسباب حاسمة لهذه المشاكل.
لتحسين هذا الإجراء ، طور فريقنا نظام ملاحة أثناء الجراحة على أساس تقنية الواقع المعزز (AR). يمكن لهذا النظام الجراحي عرض تشريح المناطق الجراحية بشكل حدسي وتقديم صور ما قبل الجراحة والإبر الافتراضية إلى فيديو أثناء الجراحة في الوقت الفعلي. باستخدام دليل نظام الملاحة ، يمكن للجراحين إدخال أسلاك Kirschner بدقة في منطقة الآفة المستهدفة وتقليل الأضرار الجانبية. أجرينا 10 حالات من جراحة تخفيف الضغط الأساسية باستخدام هذا النظام. تم تحسين كفاءة تحديد المواقع والتنظير الفلوري بشكل كبير مقارنة بالإجراءات التقليدية ، كما أن دقة الثقب مضمونة.
Introduction
تنخر عظمي في رأس الفخذ (ONFH) هو مرض معوق شائع يحدث في الشباب1. سريريا ، من الضروري تحديد مرحلة ONFH بناء على الأشعة السينية والتصوير المقطعي المحوسب والتصوير بالرنين المغناطيسي لتحديد استراتيجية العلاج (الشكل 1). بالنسبة ل ONFH في المراحل المبكرة ، عادة ما يتم اعتماد علاج الحفاظ على الورك2. جراحة تخفيف الضغط الأساسي (CD) هي واحدة من أكثر طرق الحفاظ على الورك استخداما ل ONFH. تم الإبلاغ عن بعض الآثار العلاجية لإزالة الضغط الأساسي مع أو بدون تطعيم العظام في علاج ONFH في المراحل المبكرة ، والتي يمكن أن تتجنب أو تؤخر رأب مفصل الورك الكلي اللاحق (THA) لفترة طويلة 3,4,5. ومع ذلك ، تم الإبلاغ عن معدل نجاح CD مع أو بدون تطعيم العظام بشكل مختلف بين الدراسات السابقة ، من 64٪ إلى 95٪ 6,7,8,9. التقنية الجراحية ، وخاصة دقة موضع الحفر ، مهمة لنجاح الحفاظ على الورك10. بسبب عمى إجراء الثقب وتحديد المواقع ، فإن التقنيات التقليدية للقرص المضغوط لديها العديد من المشاكل ، مثل المزيد من وقت التنظير الفلوري ، والثقب المتكرر باستخدام سلك كيرشنر ، وإصابة أنسجة العظام الطبيعية11,12.
في السنوات الأخيرة ، تم إدخال طريقة الواقع المعزز (AR) بمساعدة في جراحة العظام13. يمكن لتقنية AR أن تظهر بصريا تشريح المجال الجراحي ، وتوجيه الجراحين في التخطيط لإجراء العملية ، وبالتالي تقليل صعوبة العملية. تم الإبلاغ عن تطبيقات تقنية AR في زرع المسمار عنيق وجراحة رأب المفاصل في وقت سابق14،15،16،17. في هذه الدراسة ، نهدف إلى تطبيق تقنية AR على إجراء CD والتحقق من سلامتها ودقتها وجدواها في الممارسة السريرية.
مكونات أجهزة النظام
وتشمل المكونات الرئيسية للنظام الجراحي للملاحة القائم على الواقع المعزز ما يلي: (1) كاميرا عمق (الشكل 2A) مثبتة مباشرة فوق المنطقة الجراحية؛ (2) وكاميرا للعمق (الشكل 2A) مثبتة مباشرة فوق المنطقة الجراحية؛ (2) وكاميرا عمق (الشكل 2A) مثبتة مباشرة فوق المنطقة الجراحية؛ (2) وكاميرا عمق (الشكل 2A) مثبتة مباشرة فوق المنطقة الجراحية؛ (2) وكاميرا عمق (الشكل 2 يتم تصوير الفيديو من هذا وإرساله مرة أخرى إلى محطة العمل للتسجيل والتعاون مع بيانات التصوير. (2) جهاز ثقب (الشكل 2B) وإطار وسم سطح الجسم غير الغازي (الشكل 2C) ، وكلاهما مع عاكسات الأشعة تحت الحمراء السلبية. يمكن التقاط طلاء عاكس خاص لكرات الوسم (الشكل 3) بواسطة معدات الأشعة تحت الحمراء لتحقيق تتبع دقيق للمعدات الجراحية في المنطقة الجراحية. (3) جهاز تحديد المواقع بالأشعة تحت الحمراء (الشكل 2D) مسؤول عن تتبع العلامات في المنطقة الجراحية ، ومطابقة إطار وضع العلامات على سطح الجسم وجهاز الثقب بدقة عالية (الشكل 4). (4) النظام المضيف (الشكل 2E) عبارة عن محطة عمل 64 بت ، مثبتة بنظام جراحة العظام بمساعدة AR المطور بشكل مستقل. يمكن إكمال عرض الواقع المعزز لعملية ثقب مفصل الورك ورأس الفخذ بمساعدتها.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
تمت الموافقة على هذه الدراسة من قبل لجنة الأخلاقيات في مستشفى الصداقة الصينية اليابانية (رقم الموافقة: 2021-12-K04). تم تنفيذ جميع الخطوات التالية وفقا لإجراءات موحدة لتجنب إصابة المرضى والجراحين. تم الحصول على موافقة المريض المستنيرة لهذه الدراسة. يجب أن يكون الجراح ماهرا في إجراءات تخفيف الضغط الأساسية التقليدية لضمان إمكانية إجراء الجراحة بطريقة تقليدية في حالة الملاحة غير الدقيقة أو غيرها من المواقف غير المتوقعة.
1. التشخيص قبل الجراحة وتصنيف ONFH
- تحديد المرضى الذين يعانون من الأعراض السريرية ل ONFH ؛ أعراض نموذجية مثل الألم المستمر أو المتقطع في منطقة الفخذ مع ألم مشع في الورك أو الركبة. أظهر الفحص البدني حنانا عميقا في منطقة الفخذ ، أو علامة باتريك ، أو حركة محدودة في الورك من الدوران الداخلي والاختطاف ، أو تغيرات نخر في رأس الفخذ تم قياسها باستخدام الأشعة السينية والتصوير المقطعي المحوسب والتصوير بالرنين المغناطيسي.
- وفقا لجمعية أبحاث الدوران العظمي (ARCO) التدريج ، راجع الأشعة السينية للمرضى والتصوير المقطعي المحوسب والتصوير بالرنين المغناطيسي للورك وتحديد مرحلة ONFH. يقوم طبيبان بإجراء هذا العمل بشكل مستقل. إذا نشأت خلافات ، اطلب من خبير ثالث اتخاذ القرار النهائي.
- سجل المقياس التناظري البصري قبل الجراحة (VAS) ودرجة هاريس الورك باستخدام استبيان.
- تشمل المرضى الذين يستخدمون المعايير التالية: 1) المرضى الذين يعانون من ONFH ؛ 2) المرحلة الأولى و IIA و IIB من ONFH التي تم تأكيدها عن طريق الفحص التصويري (الأشعة السينية والتصوير المقطعي المحوسب والتصوير بالرنين المغناطيسي) ؛ 3) يتم التخطيط لجراحة تخفيف ضغط رأس الفخذ الأساسية. استبعاد المرضى عندما: 1) يرفض المرضى جراحة القرص المضغوط ؛ 2) يشير الفحص الروتيني قبل الجراحة إلى تناقضات جراحية ، مثل العدوى أو الحالة الأساسية السيئة ؛ 3) يرفض المرضى التسجيل في المجموعة.
2. تسجيل النظام واختبار الدقة
- قم بتشغيل نظام جراحة العظام بمساعدة الواقع المعزز (بسبب مشكلات التسويق ، لا يمكن توفير تفاصيل البرنامج) وانقر فوق فيديو إملائي لتنشيط كاميرا العمق. سيتم عرض صورة للمنطقة الجراحية على الشاشة بعد التنشيط (الشكل 5A). ضع جهاز التتبع البصري بحيث يمكن لمنطقة التتبع الخاصة به تغطية المنطقة الجراحية بالكامل (الشكل 5B).
- انقر فوق إعداد NDI لتحديد منفذ الوصول إلى الجهاز ، COM4. انقر فوق إعداد طول الإبرة الافتراضي (يبلغ طول إبرة Kirschner عموما 180 مم) وسيتم إنشاء صورة إبرة Kirschner افتراضية تلقائيا في المنطقة الجراحية في الفيديو.
- قسم المنطقة الأمامية الجراحية المخطط لها إلى مستويين علويين وسفليين مع حجم كل مستوى 30 سم × 30 سم ، وبفارق ارتفاع 15 سم بين المستويات. يقوم النظام تلقائيا بإدخال هذه المعلومات المكانية للمنطقة الجراحية في البرنامج.
- تخصيص كل مستوى بالتساوي مع 10 نقاط مطابقة ؛ لكل مساحة 30 سم × 30 سم ، قسمها إلى ثلاثة أجزاء متساوية ، مع جزأين لكل منهما ثلاث نقاط ، وجزء واحد (الجزء الأيسر) يحتوي على أربع نقاط. اطلب من المساعد وضع إطار وضع علامات سطح الجسم غير الغازي (الشكل 2C) وفقا للنقاط. بمجرد الانتهاء من ذلك ، انقر فوق مطابقة. سيتم تركيب الصورة الخاصة بالنظام للتسجيل تلقائيا على إطار وضع العلامات (الشكل 5C). اعتبر تسجيل هذه النقطة ناجحا عندما تتزامن الصورة وإطار وضع العلامات تماما.
- انقل الإطار إلى نقطة التسجيل التالية وكرر الخطوة 2.4. حتى يتم الانتهاء من جميع نقاط التسجيل. نظرا لأن شكل إطار وضع العلامات المجهز بجهاز الثقب (الشكل 3A2) هو بالضبط نفس إطار وضع العلامات على سطح الجسم غير الغازي ، بمجرد اكتمال التسجيل ، يمكن أيضا تتبع الأول بواسطة جهاز التتبع البصري في المنطقة الجراحية.
- حرك جهاز الثقب بشكل عشوائي في المنطقة الجراحية للكشف عن درجة مطابقة الإبرة الافتراضية وتأخير التتبع (الشكل 6). نظرا لأن جسم إبرة Kirschner الافتراضي الأحمر والأزرق يتناسب تلقائيا مع الإبرة الفعلية في المنطقة الجراحية ، فإن عرض الواقع المعزز لإبرة Kirschner ناجح (الشكل 5D).
ملاحظة: أثناء عملية التسجيل ، لا ينبغي تغيير موضع جهاز التتبع البصري وكاميرا العمق حسب الرغبة. إذا كان الأمر كذلك ، فستتغير علاقة الموقع المكاني للجراحة الافتراضية ، مما يتسبب في مطابقة غير دقيقة بين إبرة Kirschner الافتراضية وإبرة المادية ، ويجب إعادة إجراء التسجيل.
3. إعداد المريض والنظام قبل ثقب
- بعد دخول غرفة العمليات ، اطلب من المريض الاستلقاء في وضع ضعيف وإصلاح الطرف السفلي من الجانب المصاب (الشكل 7). إعطاء التخدير العام لجميع المرضى.
- قم بإعداد الموقع الجراحي باليود والكحول بنسبة 75٪ ، ووضع جهاز تحديد موضع سطح الجسم غير الغازي (معقم باستخدام الإجراءات القياسية) على ورك المريض المصاب.
- حرك منظار الفلوروسكوب C-ARM إلى جانب طاولة العمليات وضع المصدر فوق مفصل الورك. قم بمحاذاة المصدر مع كاميرا العمق وسجل موضع الجدول الجراحي كموضع 1.
- بعد التنظير الفلوري الأول ، قم بتصدير الصورة الشعاعية بتنسيق BMP إلى محطة عمل النظام ، وافتحها في تحرير الصور ، واضبط مقياسها الرمادي بالنقر فوق خيار مقياس الضوء. قم بالتدوير في اتجاه عقارب الساعة واقلب أفقيا مرة واحدة بالنقر فوق الأزرار المقابلة للتحويل إلى BMP. ثم افتحه بالنقر فوق Painting 3D واحفظه بتنسيق JPG ، الذي يحتوي على إطار وضع علامات على سطح الجسم غير الغازي ، وقم بتسميته الصورة 1 (الشكل 8A).
ملاحظة: تهدف عملية التحويل هذه إلى تعزيز نجاح تحديد النظام. بسبب المتطلبات الخاصة لتحويل الصور ، من الضروري ضبط المقياس الرمادي لصورة الأشعة السينية للدوران والانعكاس. - حرك طاولة التشغيل أسفل كاميرا العمق مباشرة إلى منطقة التشغيل التي تم وضع علامة عليها كموضع 2. الموضع 1 (في الخطوة 3.3) والموضع 2 هما نقطتان على نفس المستوى الأفقي ، على بعد 30 سم.
- في نظام جراحة العظام بمساعدة الواقع المعزز، انقر فوق ملف > صورة الأشعة السينية الأمامية، وحدد الصورة 1. يحدد النظام تلقائيا إطار وضع العلامات على سطح الجسم غير الغازي على سطح جلد المريض ، ثم يفرض هذه الصورة على مفصل الورك في الفيديو الجراحي (الشكل 8B).
- باستخدام شاشة الواقع المعزز لصورة الأشعة السينية والفيديو في الوقت الفعلي الذي تم إنشاؤه أعلاه ، يخطط الجراح لمسار الثقب بناء على ذلك.
4. ثقب بمساعدة النظام الجراحي
- يقف الجراح على الجانب المصاب وينفذ الخطوات التالية. أمسك جهاز الثقب وحدد أفضل زاوية إدخال. ضع علامة على نقطة الإدخال على سطح الجلد ، مسترشدا بسلك Kirschner الافتراضي وصورة الأشعة السينية لمفصل الورك في الفيديو الجراحي.
- حدد سلك Kirschner بقطر 2.5 مم واخترقه من نقطة الإدراج. راقب عمق الإدراج والزاوية في الفيديو واضبطه في الوقت المناسب.
- عندما تصل الإبرة الافتراضية إلى المنطقة المستهدفة من النخر ، أوقف عملية الثقب واحتفظ بلقطة الشاشة كصورة 2 (الشكل 9A) لتقييم دقة الثقب لاحقا.
- اسكن الإبرة. حرك جدول التشغيل إلى الموضع 1 للتنظير الفلوري الثاني للتحقق من حالة الثقب الفعلية لسلك Kirschner. سجل ملف الصورة كصورة 3 (الشكل 9B).
- ينجح الثقب عندما يلبي موقع سلك Kirschner جميع متطلبات الجراح. بعد ذلك ، استخدم المشرط لقطع الجلد حول الإبرة ، وفصل كل مستوى من الأنسجة الرخوة حتى تعريض عظم المدور الفرعي ، تقريبا على عمق 3 سم. حفر في المنطقة الميتة على طول سلك كيرشنر مع تريفين 5 ملم لإكمال العمليات اللاحقة (العظام الاصطناعية أو زرع العظام الذاتية).
- بعد الانتهاء من جميع الإجراءات ، أغلق الجلد بخيط حريري 3-0 وقم بتغطيته بضمادة معقمة (الشكل 10). بعد العودة إلى الجناح ، قم بتزويد المرضى الذين قبلوا أدوية العظام الشائعة بعد العملية الجراحية ، مثل الوقاية من العدوى والتسكين وضخ السوائل. في حالة عدم حدوث أي مضاعفات ، قم بتفريغ المرضى بعد 3 أيام من الجراحة.
5. تقييم العمليات
- استيراد الصورة 2 والصورة 3 إلى برنامج معالجة الصور وضبط التعتيم إلى 52٪.
- انقر على زر الإخفاء لتداخل الصورتين، ثم انقر على زر المساطر لقياس المسافة (L الظاهرية) بين الطرف الافتراضي ونقطة ثقب قشرة الفخذ، والمسافة (Lture) بين طرف إبرة كيرشنر ونقطة ثقب قشرة الفخذ. احسب الفرق بين Lالظاهري وLture لتقييم دقة الثقب.
- أثناء الثقب ، قم بقياس وقت تحديد المواقع على النحو التالي: يبدأ وقت تحديد المواقع من الوقت الذي يخترق فيه سلك Kirschner الجلد ، ويتوقف عندما تؤكد الأشعة السينية أن سلك Kirschner قد وصل بنجاح إلى المنطقة المستهدفة من رأس الفخذ.
- بعد ثلاثة أشهر من الجراحة، خذ الأشعة السينية للورك (الشكل 11) وسجل المقياس التناظري البصري ودرجة الورك هاريس.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
خصائص التشغيل
تم تطبيق نظام الملاحة الجراحي في 10 وركين مستمرين لتسعة مرضى. كان متوسط إجمالي وقت تحديد المواقع للجراحة 10.1 دقيقة (متوسط 9.5 دقيقة ، نطاق 8.0-14.0 دقيقة). كان متوسط التنظير الفلوري C-ARM 5.5 مرات (المتوسط 5.5 مرات ، النطاق 4-8 مرات). وكان متوسط الخطأ في دقة الثقب 1.61 مم (متوسط 1.2 مم، المدى -5.76-19.73 مم؛ الجدول 1). تظهر النتائج أن وقت تحديد المواقع وأوقات التنظير الفلوري يتم تقصيرها بشكل واضح مقارنة بالإجراءات التقليدية.
تقييم النتائج السريرية
ويتألف المرضى التسعة المسجلون من سبعة ذكور وإناث، بمتوسط عمر 41.6 ± 10.0 سنوات. وكان متوسط مؤشر كتلة الجسم 23.93 ± 3.08 كجم/م2. بالنسبة للوركين الذين تم تقييمهم ، كان اثنان من الوركين في مرحلة ARCO I ، وأربعة الوركين في مرحلة ARCO IIA ، وأربعة في مرحلة ARCO IIB. تم استخدام مقياس التناظرية البصرية قبل وبعد الجراحة ودرجة هاريس الورك لتقييم النتيجة (الجدول 1). كان متوسط درجة VAS قبل الجراحة 6 ومتوسط درجة ما بعد الجراحة 3.75. كان متوسط درجة هاريس قبل الجراحة 77.5 ومتوسط درجة ما بعد الجراحة 85.5. تم فحص الأشعة السينية للورك بعد 3 أشهر من الجراحة. عاد جميع المرضى إلى الجناح بأمان. لم يتم العثور على مضاعفات ما بعد الجراحة مثل العدوى أو الورم الدموي أو تلف الأعصاب. حتى الآن ، لم يحدث أي انهيار في رأس الفخذ في أي حالة ، ولا تزال الوظيفة طويلة الأجل ومعدل نجاح الحفاظ على الورك قيد المتابعة. ويبين الجدول 2 المؤشرات والدرجات الجراحية.
الشكل 1: تصوير المرحلة المبكرة من نخر رأس الفخذ . (أ) صورة التصوير المقطعي المحوسب. (ب) صورة التصوير بالرنين المغناطيسي. تشير الأسهم إلى مناطق النخر. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 2: المكونات الرئيسية لنظام الملاحة الجراحي القائم على الواقع المعزز . (أ) كاميرا العمق. (ب) جهاز ثقب مع إطار تحديد المواقع. (ج) إطار وسم سطح الجسم غير الغازي المصمم والمطور بشكل مستقل. (د) جهاز تحديد المواقع بالأشعة تحت الحمراء. (ه) محطة عمل النظام الجراحي. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 3: تركيب عاكس سلبي للأشعة تحت الحمراء . (أ) إطار تحديد المواقع المصمم ذاتيا المثبت على جهاز ثقب. (ب) يتم تركيب العاكس في الزوايا الأربع لإطار وضع العلامات على سطح الجسم غير الغازي. (ج) مواصفات عاكس الأشعة تحت الحمراء السلبي هو جهاز كروي يبلغ قطره 10 مم .
الشكل 4: مبادئ عمل جهاز تحديد المواقع بالأشعة تحت الحمراء. تنعكس الأشعة تحت الحمراء المنبعثة من جهاز تحديد المواقع بالأشعة تحت الحمراء بواسطة عاكسات الأشعة تحت الحمراء السلبية. تستقبل أجهزة الاستقبال في هذا الجهاز الإشارة المنعكسة وتنقل بيانات الحركة إلى محطة العمل. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 5: نظرة عامة على عملية التسجيل قبل الجراحة . (أ) الواجهة التشغيلية لنظام جراحة العظام بمساعدة AR. (ب) تم تخطيط المنطقة الجراحية باستخدام إطار وضع علامات على سطح الجسم غير الغازي. (ج) نصائح للتسجيل الناجح لإحدى نقاط المطابقة في الفيديو الجراحي. (د) بعد مطابقة جميع نقاط المطابقة بنجاح ، تم اختبار تتبع الأدوات الجراحية. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 6: تراكب سلك كيرشنر الافتراضي على سلك كيرشنر الحقيقي. (A-C) تظهر الصور أن إبرة كيرشنر الافتراضية متراكبة بدقة على السلك المادي وتتحرك معها في الشاشة. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 7: نظرة عامة على السيناريوهات الجراحية . (أ) المكونات الرئيسية للنظام الجراحي القائم على الواقع المعزز في غرفة العمليات. (ب) يتم علاج مريض يعاني من نخر رأس الفخذ بمساعدة الجهاز الجراحي. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 8: تصوير مفصل الورك وعرض الواقع المعزز . (أ) صورة شعاعية لمفصل الورك تحتوي على إطار وضع علامات على سطح الجسم غير الغازي. يشير السهم الأسود إلى عاكسات الأشعة تحت الحمراء السلبية. (ب) تتم معالجة الصورة الشعاعية في محطة العمل ثم يتم تركيبها بواسطة النظام الجراحي على سطح الورك المصاب على الشاشة. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 9: عرض تأثير الثقب . (أ) تعرض الصورة لقطة الشاشة بعد الثقب ، الخط الأسود والأحمر والأزرق هو سلك Kirschner افتراضي في النظام (الخطوة 2.6). (ب) تظهر الصورة الصورة الشعاعية للورك بعد الانتهاء من الثقب ، والخط الأسود هو صورة لسلك كيرشنر حقيقي في الأشعة السينية. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 10: ثقب رأس الفخذ مسترشدا بالنظام الجراحي القائم على الواقع المعزز. (أ) يقوم الجراح بضبط موضع جهاز الثقب وفقا لعرض الشاشة. (ب) يثقب سلك كيرشنر الجلد ويشير إلى النخر. (ج) حفر في المنطقة الميتة على طول سلك كيرشنر مع تريفين 5 ملم لملء العظام الاصطناعية أو زرع العظام الذاتية. (د) إغلاق الجرح. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 11: التصوير الشعاعي بعد العملية الجراحية لمفصل الورك . (أ) من المنظر الأمامي. (ب) إذا كان المريض في وضع الضفدع. تشير الأسهم السوداء إلى غرسات العظام الاصطناعية في رأس الفخذ. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
| حال | جنس | عمر | مؤشر كتله الجسم | مرض | اركو |
| 1 | M | 22 | 28.40 | ONFH(يسار) | المعهد |
| 2 | F | 21 | 22.40 | ONFH (يمين) | IIB |
| 3 | M | 42 | 19.56 | ONFH(يسار) | IIB |
| 4 | M | 51 | 22.10 | ONFH(يسار) | أنا |
| 5 | M | 31 | 24.34 | ONFH (ثنائي) | L:IIB |
| 6 | R:IIA | ||||
| 7 | M | 46 | 27.24 | ONFH (يمين) | المعهد |
| 8 | F | 41 | 21.20 | ONFH(يسار) | IIB |
| 9 | M | 56 | 22.83 | ONFH (يمين) | أنا |
| 10 | M | 38 | 27.30 | ONFH(يسار) | المعهد |
الجدول 1: المعلومات الأساسية للمريض. يوفر الجدول معلومات للمرضى ال 10 المسجلين في هذه الدراسة.
| حال | وقت تحديد المواقع (دقيقة) | حقن التنظير الفلوري | خطأ تحديد المواقع (مم) | هاريس هيب النتيجة | مقياس تناظري مرئي | ||
| قبل | بعد | قبل | بعد | ||||
| 1 | 13 | 6 | 2.83 | 82 | 89 | 6 | 4 |
| 2 | 9 | 6 | 0.35 | 86 | 85 | 4 | 3 |
| 3 | 9 | 4 | 2.05 | 88 | 89 | 5 | 3 |
| 4 | 10 | 5 | -5.01 | 73 | 85 | 7 | 4 |
| 5 | 8 | 6 | -1.52 | لتر:84 | لتر:88 | L:4 | L:3 |
| 6 | 14 | 4 | -4.13 | ص:68 | ص:82 | ص:6 | ص:4 |
| 7 | 11 | 7 | 3.97 | 74 | 84 | 7 | 4 |
| 8 | 10 | 5 | 3.55 | 81 | 89 | 5 | 3 |
| 9 | 9 | 8 | 19.73 | 74 | 82 | 6 | 4 |
| 10 | 8 | 4 | -5.76 | 62 | 81 | 8 | 5 |
الجدول 2: المؤشرات والدرجات الجراحية. تم حساب وقت تحديد المواقع ووقت التنظير الفلوري ودقة الثقب ويتم عرضها. يتم أيضا عرض درجة VAS قبل وبعد العملية الجراحية ودرجة هاريس في هذا الجدول.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
على الرغم من أن THA قد تطورت بسرعة في السنوات الأخيرة وأصبحت طريقة نهائية فعالة ل ONFH ، إلا أن علاج الحفاظ على الورك لا يزال يلعب دورا مهما في علاج ONFH18,19 في المراحل المبكرة. CD هي جراحة أساسية وفعالة للحفاظ على الورك ، والتي يمكن أن تطلق آلام الورك وتؤخر تطور انهيار رأس الفخذ20. يعد تحديد موضع ثقب النخر البؤري الإجراء الحاسم للقرص المضغوط ، لأنه يحدد نجاح أو فشل الجراحة. ومع ذلك ، لا تزال طريقة تحديد المواقع التقليدية للثقب تحتوي على بعض البقع العمياء التي قد تؤدي إلى ثقب متكرر ، وزيادة التعرض للتنظير الفلوري ، وزيادة وقت التشغيل10,11. كما بذل العديد من العلماء جهودا لتحسين هذا الجانب ، مثل استخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد ، ومزيج من تنظير مفصل الورك ، واستخدام نظام ملاحة بمساعدة الروبوت12،21،22،23. من المؤكد أن هذه الأساليب تعمل على تحسين كفاءة ودقة تحديد مواقع الثقب ، ولكن لديها أيضا بعض أوجه القصور في جوانب أخرى ، مثل إضافة تعقيد العمليات الجراحية ، والتسبب في إصابة فرعية ، وزيادة التكلفة الطبية.
يمكن للنظام الموضح هنا تقسيم المنطقة الجراحية الافتراضية في عملية التسجيل قبل الجراحة. في المنطقة الجراحية الافتراضية ، يمكن تحقيق تتبع عالي الدقة لمعدات تتبع الأهداف الكهروضوئية والعرض الافتراضي لسلك Kirschner. كما هو مطلوب ، يمكن أيضا إجراء الفيلم الثاني والتراكب عند ضبط زاوية الورك. متوسط وقت التسجيل هو 10.1 دقيقة فقط. عند إجراء عمليات أخرى في نفس المناطق ، لا يلزم التسجيل المتكرر. عملية التسجيل وتحديد المواقع برمتها غير جراحية ، وبالتالي ضمان مستوى عال من السلامة والملاءمة مع مبدأ جراحي أقل توغلا.
تفرض تقنية الواقع المعزز المعلومات غير المحسوسة في إطار الفيديو في الوقت الفعلي ، مما يحقق مزيجا من الافتراضية والواقع24. تم دمج تقنية AR في العديد من جراحات العظام ، مثل الحد من الكسور ، واستئصال ورم العظام ، وما إلى ذلك 25،26،27. على حد علمنا ، هذه هي الدراسة الأولى التي تطبق AR في جراحة CD. أكبر ميزة لنظامنا هي التصور في الوقت الفعلي ، والذي يمكن أن يقلل من صعوبة الجراحة ويقصر منحنى التعلم للجراحين.
هناك أيضا بعض القيود في هذه الدراسة. أولا ، حجم عينة هذه الدراسة صغير جدا ، وبالتالي ، فإن النتيجة ليست مقنعة بما فيه الكفاية. ثانيا ، نحن نبلغ فقط عن النتائج السريرية المبكرة. مطلوب أيضا مزيد من المتابعة لتقييم الفائدة الحقيقية للمرضى. ومن المؤكد أنه لا يزال هناك مجال للتطوير في هذا النظام. مع تحسين الأداء ، فإنه سيخدم الممارسة السريرية بشكل أفضل.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
ويعلن صاحبا البلاغ أنه ليس لديهما مصالح متنافسة.
Acknowledgments
وقد دعمت هذا العمل مؤسسة بيجين للعلوم الطبيعية (7202183)، والمؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين (81972107)، ولجنة بلدية بكين للعلوم والتكنولوجيا (D171100003217001).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| AR-assisted Orthopedic Surgery System | Self development | None | An operating software that implements AR for orthopedic surgery |
| Depth camera | Stereolabs | ZED depth camera(ZED mini) | shoot video and sent back to the workstation. |
| Image processing software | Adobe Systems Incorporated | Adobe Photoshop CS6 | Image processing software |
| Infrared positioning device | Northern Digital Inc. | NDI Polaris Spectra optical tracking device | Tracking markers in the surgical area. |
| Puncture device | Stryker | Stryker System 7 Cordless driver and Sabo | Insert kirschner wire into the necrotic area. |
References
- Cohen-Rosenblum, A., Cui, Q.
- Migliorini, F., et al. Prognostic factors in the management of osteonecrosis of the femoral head: A systematic review. The Surgeon: journal of the Royal Colleges of surgeons of Edinburgh and Ireland. (21), 00199 (2022).
- Mont, M. A., Jones, L. C., Hungerford, D. S. Nontraumatic osteonecrosis of the femoral head: ten years later. The Journal of Bone and Joint Surgery. American Volume. 88 (5), 1117-1132 (2006).
- Wang, L., Tian, X., Li, K., Liu, C. Combination use of core decompression for osteonecrosis of the femoral head: A systematic review and meta-analysis using Forest and Funnel Plots. Computational and Mathematical Methods in Medicine. , 1284149 (2021).
- Hua, K. C., et al. The efficacy and safety of core decompression for the treatment of femoral head necrosis: a systematic review and meta-analysis. Journal of Orthopaedic Surgery and Research. 14 (1), 306 (2019).
- Ganz, R., Krushell, R. J., Jakob, R. P., Küffer, J.
- Yoshikawa, K., et al. Training with hybrid assistive limb for walking function after total knee arthroplasty. Journal of Orthopaedic Surgery and Research. 13 (1), 163 (2018).
- Wu, C. T., Yen, S. H., Lin, P. C., Wang, J. W. Long-term outcomes of Phemister bone grafting for patients with non-traumatic osteonecrosis of the femoral head. International Orthopaedics. 43 (3), 579-587 (2019).
- Mont, M. A., Marulanda, G. A., Seyler, T. M., Plate, J. F., Delanois, R. E. Core decompression and nonvascularized bone grafting for the treatment of early stage osteonecrosis of the femoral head. Instructional Course Lectures. 56, 213-220 (2007).
- Wang, W., et al. Patient-specific core decompression surgery for early-stage ischemic necrosis of the femoral head. PLoS One. 12 (5), 0175366 (2017).
- Hoffmann, M. F., Khoriaty, J. D., Sietsema, D. L., Jones, C. B. Outcome of intramedullary nailing treatment for intertrochanteric femoral fractures. Journal of Orthopaedic Surgery and Research. 14 (1), 360 (2019).
- Dennler, C., et al. Augmented reality-based navigation increases precision of pedicle screw insertion. Journal of Orthopaedic Surgery and Research. 15 (1), 174 (2020).
- Yonezawa, H., et al. Low-grade myofibroblastic sarcoma of the levator scapulae muscle: a case report and literature review. BMC Musculoskeletal Disorders. 21 (1), 836 (2020).
- Tsukada, S., et al. 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. The Journal of Arthroplasty. 37 (3), 488-494 (2021).
- Raymond, J., et al. Pharmacogenetics of direct oral anticoagulants: a systematic review. Journal of Personalized Medicine. 11 (1), 37 (2021).
- Bhatt, F. R., et al. Augmented reality-assisted spine surgery: an early experience demonstrating safety and accuracy with 218 screws. Global Spine Journal. , 21925682211069321 Advance online (2022).
- Weiss, H. R., Nan, X., Potts, M. A. Is there an indication for surgery in patients with spinal deformities? - A critical appraisal. The South African Journal of Physiotherapy. 77 (2), 1569 (2021).
- Boontanapibul, K., Amanatullah, D. F., Huddleston, J. I., Maloney, W. J., Goodman, S. B. Outcomes of cemented total knee arthroplasty for secondary osteonecrosis of the knee. The Journal of Arthroplasty. 36 (2), 550-559 (2021).
- Bakircioglu, S., Atilla, B. Hip preserving procedures for osteonecrosis of the femoral head after collapse. J Clin Orthop Trauma. 23, 101636 (2021).
- Ma, H. Y., et al. Core decompression with local administration of zoledronate and enriched bone marrow mononuclear cells for treatment of non-traumatic osteonecrosis of femoral head. Orthopaedic Surgery. 13 (6), 1843-1852 (2021).
- Hu, L., et al. Comparison of intramedullary nailing and plate fixation in distal tibial fractures with metaphyseal damage: a meta-analysis of randomized controlled trials. Journal of Orthopaedic Surgery and Research. 14 (1), 30 (2019).
- Pierannunzii, L. Endoscopic and arthroscopic assistance in femoral head core decompression. Arthroscopy Techniques. 1 (2), 225-230 (2012).
- Salas, A. P., et al. Hip arthroscopy and core decompression for avascular necrosis of the femoral head using a specific aiming guide: a step-by-step surgical technique. Arthroscopy Techniques. 10 (12), 2775-2782 (2021).
- Beer, A. J., Dijkgraaf, I. Editorial European journal of nuclear medicine and molecular imaging. European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. 44 (2), 284-285 (2017).
- Negrillo-Cárdenas, J., Jiménez-Pérez, J. R., Feito, F. R. The role of virtual and augmented reality in orthopedic trauma surgery: From diagnosis to rehabilitation. Computer Methods and Programs in Biomedicine. 191, 105407 (2020).
- Brookes, M. J., et al.
- Cho, H. S., et al. Can augmented reality be helpful in pelvic bone cancer surgery? an in vitro study. Clinical Orthopaedics and Related Research. 476 (9), 1719-1725 (2018).
