Derotasyonel Proksimal Femoral Osteotomide Üç Boyutlu Preoperatif Sanal Planlama
17 Şubat 2023
Bu çalışma, ücretsiz açık kaynaklı yazılım ile 3D teknolojisini kullanan ayrıntılı bir cerrahi planlama protokolü sunmaktadır. Bu protokol, femoral anteversiyon ölçümünü doğru bir şekilde ölçmek ve ön diz ağrısının tedavisi için derotasyonel proksimal femoral osteotomiyi simüle etmek için kullanılabilir.
Bu protokolde femoral osteotominin dönme ekseni ile femurun dönme ekseninin çakışmadığını göstermekteyiz. Bu protokol, onu görselleştirmeyi ve düzeltmeyi mümkün kılar. Bu çalışmada ücretsiz 3D yazılımı kullanarak, cerrah ameliyatı planlayabilir ve osteotominin hassasiyetini artırabilir.
Bu teknik basit bir adımla kolayca tekrarlanabilir. Akıcılık kazanmak için birçok kez pratik yapmanızı öneririz. Başlamak için, ekranın sol üst köşesindeki DCM simgesine ve ardından ekranın sol tarafındaki DICOM Dosyalarını İçe Aktar'a tıklayarak CT görüntülerini DICOM formatında içe aktarın.
Ardından, ekranın sağ üst köşesindeki Kukla Hasta Adı'na tıklayın ve sağ alt kenar boşluğundaki Yükle'ye tıklayın. Bir 3B biyomodel oluşturmak için açılır menüden Eski ve Düzenleyici seçeneklerini belirleyin. Görüntülenen mesajda Tamam'a basın ve ekranın sol tarafında yeni bir menünün görünmesini bekleyin.
Eşik Efekti simgesine tıklayın ve sağdaki resimlerde yalnızca kemik boyanana kadar alt kutudaki çubuğu hareket ettirin. Bu şekilde, modele dahil edilecek Hounsfield birimlerinin değerini seçin. İstenilen boya seviyesine ulaşıldıktan sonra, Uygula'ya tıklayın.
Seçim burada yeşil renkle işaretlenmiştir. Yan menüden Model Efekti Yap seçeneğini belirleyin ve sağ üst pencerede 3B modeli oluşturan Uygula'yı seçin. Altın çerçeveye tıklayın.
Görüntüyü pencerede ortalamak için 3B görünümü sahnenin ortasına koyun. Oluşturulan 3B biyomodeli kaydetmek için, sol üst kenar boşluğundaki Kaydet'e tıklayın. Görüntülenen kutuda, diğer dosyaların işaretini kaldırın ve yalnızca Doku dosyasını seçin.
Açılır menüdeki ikinci sütunda STL'yi seçin. Ekranın ortasındaki İçe Aktar seçeneğini belirleyerek STL görüntüsünü içe aktarın. Sol taraftaki menüde Seç seçeneğini bulun.
Seç aracını kullanarak fırçanın kalınlığını seçin ve femura çift tıklayın. İlgilendiğiniz bölümü seçmek için Seç aracını kullanın. Yan menüde Değiştir ve Ters Çevir seçeneklerini bulun ve ardından klavyedeki sil düğmesine basın.
Ardından Düzenle, Yüz Grupları Oluştur'a gidin ve farklı yapılar farklı bir renge sahip olana kadar Açı Eşiği çubuğunu hareket ettirin. Ardından, Seç aracını kullanarak femura çift tıklayın, değiştirin, ters çevirin ve klavyedeki Sil düğmesine basın. katı bir model oluşturmak için Düzenle, Katı Yap, Katı Tür ve Doğru seçeneklerine gidin.
Ardından katı doğruluğu ve ağ yoğunluğu değerlerini en üst düzeye çıkarın. Yan menüden Dışa Aktar seçeneğini belirleyin ve STL formatını ve biyomodelin dışa aktarıldığı klasörü seçin. 3D oluşturucu yazılımında, ekranın üst kısmındaki Ekle simgesine tıklayın.
Ardından, biyomodeli sahneye aktarmak için Ekle'ye tıklayın. Nesne'ye tıklayın, ardından nesneyi çalışma düzlemine sabitlemek için Yerleş'e tıklayın. Femoral osteotomiyi gerçekleştirmek için, üst menüden Düzenle ve Böl'e tıklayın.
Dikdörtgen kesimli bir düzlem göründüğünde, Her İkisini de Koru'yu seçin. Kesme düzlemini yatay ve dikey olarak hareket ettirmek için ekranın alt kenar boşluğundaki çubukta bulunan Hareket modu düğmesini kullanın. Düzlemi femur etrafında döndürmek için ekranın alt kenar boşluğundaki çubukta bulunan Döndürme modu düğmesini kullanın.
Kesme düzlemini x eksenine paralel ve Y eksenine dik olarak yerleştirin. Böl'e tıklayın. Femoral anteversiyon hesaplamak için, Ekle, Ekle'ye tıklayarak kılavuzları ekleyin ve 3MF dosyasını seçin.
Ekranın sağ tarafındaki femurun yalnızca proksimal kısmını seçin ve seçimi kesmek için klavyede Control + X tuşlarına basın. Femoral diyafiz böyle görünür. Ekranın sağ tarafındaki kırmızı dairesel kılavuzu ve mor dairesel kılavuzu birlikte seçin.
Kılavuzları hareket ettirmek ve femoral diyafizin ortasına koymak için alt kenar boşluğu panelindeki komutları kullanın. Ardından, boyutu ayarlamak ve tüm kenarların kemiğin korteksine temas etmesini sağlamak için alt kenar boşluğu paneli komutlarını kullanın. Proksimal femuru tekrar yapıştırmak için klavyede Control + V tuşlarına basın.
Yalnızca ekranın sağ tarafındaki küreyi seçin ve kemik korteksine dokunan tüm kenarlar da dahil olmak üzere boyutu ayarlayın. Sağ taraftaki proksimal femuru seçin ve klavyede Control + X tuşlarına basarak kesin. Sadece ekranın sağ tarafındaki kırmızı düzlemi seçin ve kürenin ortasından ve dairesel kılavuzların merkezinden geçecek şekilde yerleştirin.
Proksimal femuru tekrar yapıştırmak için klavyede Control + V tuşlarına basın. Proksimal femurun rotasyonel osteotomisini gerçekleştirmek için, proksimal femuru, kırmızı çevreyi ve sağ taraftaki küreyi seçin. Alt kenar boşluğunun panelindeki komutları kullanarak perdeye 20 ekleyerek 20 derecelik bir internal derotasyonel proksimal femoral osteotomi yapın.
Yeni femoral anteversiyon ölçümünü yapmak için, proksimal femur ve kırmızı çevreyi seçin ve bu iki öğeyi kesmek için klavyede Control + X tuşlarına basın. Sadece kırmızı düzlemi seçin ve kürenin merkezinden ve mor dairesel kılavuzun merkezinden geçecek şekilde yerleştirin. Proksimal femuru ve kırmızı çevreyi yapıştırın.
Rotasyonel osteotominin ayarlanmasını gerçekleştirmek için, femoral diyafizi ve kırmızı düzlemi seçin ve kesmek için klavyede Control + X tuşlarına basın. Proksimal femur, küre ve kırmızı çevreyi seçin ve bu üç elemanı blok halinde hareket ettirin, böylece kırmızı çevrenin merkezi mor çevrenin merkeziyle eşleşir. Yapılan ayarlama ile yeni femoral anteversiyon yeniden hesaplanır.
Buradaki veriler, rotasyonel osteotominin üç büyüklüğü olan 10, 20 ve 30 derece için iki grupta elde edilen femoral anteversiyonun değerlerini detaylandırmaktadır. Ayarlama, femurun dönme ekseni ile osteotominin dönme ekseni çakışacak şekilde yapıldığında, planlanan düzeltme ile son düzeltme arasındaki ilişki, üç düzeltme büyüklüğünde bire bir orandı, ancak aynı şey grup 1'de gerçekleşmedi. Hatırlanması gereken en önemli şey, özellikle kemik modelini oluştururken, sadece ilgilenilen kemiği seçerken ve ayarlamadan önce ve sonra osteotomi ölçümünü gerçekleştirirken prosedürün gerçekleştirilmesinde doğruluktur.
Femurdaki rotasyonel deformiteler alanında, bu teknik, bu deformitelerin bölgesini ve potansiyel femoral basınç ve ön diz ağrısı üzerindeki sonuçlarını incelemenin yolunu açar.
Tam transkripti görüntüleyin ve binlerce bilimsel videoya erişin
Genel Bakış
Bu çalışma, ücretsiz açık kaynaklı yazılımlarla 3D teknolojisi kullanılarak gerçekleştirilen detaylı bir cerrahi planlama protokolü sunmaktadır. Bu protokol, femoral anteversiyonun doğru şekilde ölçümlenmesi ve anterior diz ağrısının tedavisi için derotasyonel proksimal femoral osteotomisinin simüle edilmesi amacıyla kullanılabilir.
Temel Çalışma Bileşenleri
Bilim Alanı
- Cerrahi
- Ortopedi
- 3B Görüntüleme
Arka Plan
- Femoral osteotomi, deformiteleri düzeltmek için kullanılan cerrahi bir prosedürdür.
- Başarılı sonuçlar için doğru hizalama kritik öneme sahiptir.
- 3B teknolojisi, cerrahi planlamayı ve hassasiyeti artırabilir.
- Ücretsiz yazılım araçları, gelişmiş teknikleri erişilebilir kılabilir.
Çalışmanın Amacı
- Tekrarlanabilir bir cerrahi planlama protokolü geliştirmek.
- Femoral osteotomi prosedürlerinin doğruluğunu artırmak.
- Gelişmiş cerrahi görselleştirme için açık kaynaklı yazılımlardan yararlanmak.
Kullanılan Yöntemler
- DICOM formatındaki BT görüntülerinin içe aktarılması.
- Cerrahi planlama için 3D yazılım kullanımı.
- Düzeltme için rotasyon eksenlerinin görselleştirilmesi.
- Uygulama akıcılığı için protokolün pratik edilmesi.
Ana Sonuçlar
- Protokol, femoral osteotomi ekseninin görüntülenmesine olanak tanır.
- Cerrahlar, ameliyatları daha yüksek hassasiyetle planlayabilirler.
- Tekniğin tekrarlanabilirliği vurgulanmaktadır.
- Yöntemin uygulanması, cerrahi akıcılığı artırır.
Sonuçlar
- Geliştirilen protokol, cerrahi planlama için etkilidir.
- 3D teknolojisi, osteotomilerin doğruluğunu artırır.
- Açık kaynaklı yazılımlar, cerrahlar için erişilebilir araçlar sağlar.
Sıkça Sorulan Sorular
Sektörel Uygulama Alanları
Derotasyonel proksimal femoral osteotomi için üç boyutlu preoperatif sanal planlama, ortopedik cerrahi müdahalelerde hassasiyet ve tekrarlanabilirlik konusundaki kritik bir ihtiyacı karşılamaktadır. Femoral anteversiyonun doğru şekilde miktarının belirlenmesine ve düzeltilmesine olanak tanıyan bu protokol, mekanistik risklerin azaltılmasını destekler ve cerrahi planlama ile translasyonel araştırma arasındaki arayüzde öngörülebilir güveni artırır. Açık erişimli ve yazılım odaklı bu iş akışı, söz konusu metodolojiyi portföy genelindeki ortopedik inovasyonlar için yeniden kullanılabilir bir yetkinlik olarak konumlandırmaktadır.
Biyofarma Ar-Ge'de Stratejik Uygulamalar
Erken Keşif ve Hedef Doğrulama
- Femoral torsiyonun ve bunun biyomekanik etkisinin kantitatif sorgulanmasına olanak tanır.
- Sanal simülasyon yoluyla cerrahi hedeflerin fonksiyonel validasyonunu destekler.
- Osteotomi miktarı ile deformite düzeltmesi arasındaki ilişkiyi açıklığa kavuşturarak mekanistik risklerin azaltılmasını kolaylaştırır.
Tarama ve Deney Geliştirme
- Ardışık cerrahi simülasyon iş akışları için doğrulanmış 3D anatomik modeller hazırlar.
- Femoral anteversiyon ölçümünü ve düzeltme sonuçlarını standartlaştırır.
- Hasta veri setleri genelinde cerrahi parametrelerin tekrarlanabilir sanal testlerini mümkün kılar.
Translasyonel ve Preklinik Araştırmalar
- Sanal planlama çıktılarını, anterior diz ağrısı gibi hastalıkla ilişkili biyomekanik sonlanım noktalarıyla uyumlu hale getirir.
- Hesaplamalı modellemeden cerrahi müdahalelerin preklinik doğrulamasına kadar olan sürekliliği destekler.
- Yeni ortopedik prosedürlerin risk ayarlı bir şekilde geliştirilmesi için bir platform sağlar.
İş Akışı ve Pipeline Entegrasyonu
Bu 3D planlama protokolü, biyomekanik hedeflerin keşfinden cerrahi tekniklerin preklinik validasyonuna kadar uzanan ortopedik inovasyon sürekliliğine entegre edilmiştir.
- Keşif Biyolojisi: Hipotez odaklı müdahale tasarımını desteklemek amacıyla femoral torsiyonu nicelleştirir ve görselleştirir.
- Tarama: Cerrahi düzeltmelerin karşılaştırmalı analizi için standartlaştırılmış, tekrarlanabilir 3D modeller sunar.
- Analitik: Anteversiyon düzeltmesi ve hizalama doğruluğuna ilişkin kantitatif veriler sağlar.
- Translasyonel Araştırma: Sanal planlama ile biyomekanik sonuçların in vivo ve ex vivo doğrulaması arasında köprü kurar.
- Kurumsal Yeniden Kullanım: Ortopedik araştırma portföyleri genelinde uyarlanabilir, açık erişimli ve ölçeklenebilir bir iş akışı sunar.
Operasyonel ve Kurumsal Etki
- Bilimsel Değer: Cerrahi planlamada öngörü güvenini artırır ve mekanistik belirsizliği azaltır.
- Operasyonel Değer: Erişilebilir 3D yazılımlar kullanarak ameliyat öncesi iş akışlarını standartlaştırır ve ölçeklendirir.
- Stratejik Değer: Cerrahi inovasyon ve teknoloji adaptasyonu için veri odaklı karar verme süreçlerini sağlar.
- Portföy Etkisi: Geliştirme süreçleri boyunca ortopedik müdahalelerin risk ayarlı önceliklendirmesini destekler.
Uygulama Hususları
- 3D görüntüleme, anatomik modelleme ve sanal cerrahi planlama konularında uzmanlık gerektirir.
- BT görüntüleme altyapısına ve uyumlu açık kaynaklı yazılımlara erişime bağlıdır.
- Ölçüm ve modelleme protokollerinin ekipler arası standartlaştırılmasını gerektirir.
- Anatomik doğruluğa dikkat edilerek çeşitli femoral deformite modellerine uyarlanabilir.
- Doğruluk, iş akışının her aşamasında hassas model oluşturma ve ölçüm yapılmasına bağlıdır.
