Sistema ortopédico de cuello femoral asistido por robot en el tratamiento de la fractura del cuello femoral

Resumen

Este artículo presenta un método de cirugía ortopédica asistida por robot para la colocación de tornillos durante el tratamiento de la fractura del cuello femoral utilizando el sistema del cuello femoral, que permite una colocación más precisa de los tornillos, una mejor eficiencia quirúrgica y menos complicaciones.

Resumen

La fijación con tornillo canulado es la terapia principal para las fracturas del cuello femoral, especialmente en pacientes jóvenes. El procedimiento quirúrgico tradicional utiliza fluoroscopia de brazo en C para colocar el tornillo a mano alzada y requiere varios ajustes de alambre guía, lo que aumenta el tiempo de operación y la exposición a la radiación. La perforación repetida también puede causar daño al suministro de sangre y la calidad ósea del cuello femoral, que puede ser seguido por complicaciones como aflojamiento de tornillos, falta de unión y necrosis de la cabeza femoral. Con el fin de hacer la fijación más precisa y reducir la incidencia de complicaciones, nuestro equipo aplicó cirugía ortopédica asistida por robot para la colocación de tornillos utilizando el sistema de cuello femoral para modificar el procedimiento tradicional. Este protocolo introduce cómo importar la información de rayos X de un paciente en el sistema, cómo realizar la planificación de la trayectoria del tornillo en el software y cómo el brazo robótico ayuda en la colocación del tornillo. Usando este método, los cirujanos pueden colocar el tornillo con éxito la primera vez, mejorar la precisión del procedimiento y evitar la exposición a la radiación. Todo el protocolo incluye el diagnóstico de fractura de cuello femoral; la recolección de imágenes radiográficas intraoperatorias; planificación de la ruta del tornillo en el software; colocación precisa del tornillo bajo la ayuda del brazo robótico por parte del cirujano; y verificación de la colocación del implante.

Introducción

La fractura del cuello femoral es una de las fracturas más comunes en la clínica y representa alrededor del 3,6% de las fracturas humanas y el 54,0% de las fracturas de cadera¹. Para pacientes jóvenes con fracturas de cuello femoral, el tratamiento quirúrgico se realiza para reducir el riesgo de necrosis de la cabeza femoral (NHF) por no unión y fijación interna rígida y para restaurar su función al nivel preoperatorio tanto como sea posible². El tratamiento quirúrgico más utilizado es la fijación mediante tres tornillos de compresión canulados (CCS). Con el aumento de los requerimientos de los pacientes, especialmente en pacientes jóvenes, el sistema del cuello femoral (SNF) está siendo utilizado gradualmente, que combina las ventajas de estabilidad angular, mínima invasividad y mejor estabilidad biomecánica que la ECC para fracturas inestables del cuello femoral³.

Tradicionalmente, los cirujanos colocaban los tornillos a mano alzada bajo guía intraoperatoria fluoroscópica. El método a mano alzada tiene muchas deficiencias, como la incapacidad de planificar la trayectoria intraoperatoria, la dificultad para controlar la dirección del alambre guía durante la perforación, el daño al hueso y al suministro de sangre debido a la perforación repetida y la penetración del tornillo a través de la corteza debido a un posicionamiento incorrecto. Estos factores pueden causar directa o indirectamente complicaciones postoperatorias, como falta de unión de fracturas, NHF y fracaso de la fijación interna, que influyen en el pronóstico funcional⁴. El método a mano alzada también se ha asociado con un aumento de la lesión por radiación a pacientes y cirujanos por fluoroscopias frecuentes⁵. Por lo tanto, determinar el punto de entrada óptimo del tornillo y la colocación precisa del tornillo durante la planificación preoperatoria son clave para el éxito de la operación. En los últimos años, la fijación interna mínimamente invasiva asistida por robot ha sido utilizada con creciente frecuencia en cirugía ortopédica⁶, y es ampliamente aceptada por los cirujanos ortopédicos debido a su alta precisión y su capacidad para reducir el tiempo de operación y la lesión por radiación. Aplicamos el sistema de cirugía ortopédica asistida por robot para ayudar en la fijación de FNS para el tratamiento de fracturas de cuello femoral, lo que resultó en un proceso de colocación de tornillos más preciso y eficiente, una mayor tasa de éxito de la colocación de tornillos y una mejor recuperación funcional.

Protocolo

El presente estudio fue aprobado por el comité de ética de la Universidad Xi'an Jiaotong del Hospital Honghui. Se obtuvo el consentimiento informado de los pacientes.

1. Diagnóstico de fractura de cuello femoral por fluoroscopia de rayos X

1. Identificar a los pacientes que tienen una fractura de cuello femoral con sensibilidad o dolor de percusión alrededor de la articulación de la cadera, acortamiento de la extremidad inferior, limitación de la articulación de la cadera, etc.
2. Use una vista anteroposterior (AP) y una vista lateral de una fluoroscopia de rayos X o una tomografía computarizada para diagnosticar la fractura del cuello femoral.
3. Ordenar tratamiento FNS para pacientes menores de 60 años y diagnosticados con fractura de cuello femoral. Utilice estos criterios adicionales para la inclusión: fractura con antecedentes claros de trauma; sin antecedentes o evidencia de enfermedades metabólicas o fracturas patológicas; articulación de la cadera bien desarrollada, sin manifestaciones de FHN y sin deformidad; un diagnóstico de fractura del cuello femoral mediante una radiografía o una tomografía computarizada.

2. Reducción del cierre de fracturas, examen de rayos X y preparación del sistema de cirugía ortopédica asistida por robot

1. Después de la anestesia general, realice una reducción cerrada de la fractura mediante tracción manual y ajuste.
   1. Restaurar la longitud de la extremidad afectada por tracción longitudinal con el cirujano sosteniendo la extremidad para la tracción, y restaurar la alineación de la brecha de fractura a través de la rotación de la extremidad.
   2. Fije la extremidad al lecho de tracción (una especie de mesa de operaciones que proporciona tracción continua de la extremidad) para una tracción continua durante la operación.
2. Examinar la calidad de la reducción cerrada por fluoroscopia de rayos X. Restaure el ángulo cuello-eje y la alineación de la corteza en las vistas AP y lateral, y asegúrese de que no se produzcan deformidades angulares.
3. Antes de la operación, conecte los componentes del sistema de cirugía ortopédica asistida por robot (la estación de trabajo, el sistema de seguimiento óptico y el brazo robótico) con la máquina de rayos X del brazo en C. Inicie sesión en el sistema y registre los registros médicos del paciente.

3. Desinfección, recolección de imágenes y planificación de la ruta quirúrgica

1. Después de la desinfección quirúrgica de rutina, coloque un pasador de Schanz en el ala ilíaca ipsilateral y fije el marcador del paciente en el pasador.
2. Coloque mangas protectoras estériles en el brazo robótico y el brazo en C. Ensamble la regla de posicionamiento (con los 10 puntos de identificación en la regla de posicionamiento para el sistema de posicionamiento del robot) con el brazo robótico.
3. Coloque la máquina de rayos X del brazo en C en el centro del cuello femoral y coloque el brazo robótico con la regla de posicionamiento entre el brazo en C y el paciente. Asegúrese de que no haya obstrucción del sistema de seguimiento óptico, incluido el trazador de pacientes y el brazo robótico.
4. Recopilar imágenes de rayos X de vista AP (el intensificador de imagen de rayos X es perpendicular al plano del paciente) y vista lateral (el intensificador de imagen de rayos X es perpendicular al plano del canal del cuello femoral) que contienen los 10 puntos de identificación de la regla de posicionamiento.
5. Importe las imágenes AP y de vista lateral en la estación de trabajo; Las imágenes deben contener claramente 10 puntos de identificación y todo el fémur proximal.
6. Realice la planificación de la trayectoria del tornillo quirúrgico en el software de la estación de trabajo.
   1. Localice el canal de tornillo en el centro del cuello femoral, con un ángulo cuello-eje de 130° y paralelo al eje largo del cuello femoral en el AP y vistas laterales.
   2. Localice la punta del tornillo 5 mm debajo del cartílago de la cabeza femoral.

4. Colocación y verificación del FNS

1. Reemplace la regla de posicionamiento en la manga del brazo robótico. Ejecute el brazo robótico hasta la posición del punto de entrada de acuerdo con la ruta planificada. Haga una incisión de 3 cm en la piel a lo largo del eje largo del fémur con un cuchillo, separe de forma contundente el tejido subcutáneo e inserte la manga para entrar en contacto con la corteza ósea.
2. Confirme el punto de entrada y la dirección del manguito de acuerdo con la ruta planificada. Ajuste la ruta si es necesario.
3. Perfore el alambre guía en el hueso a través del manguito hasta que esté a 5 mm del hueso subcondral. Retire el brazo robótico y compruebe la posición del alambre guía mediante rayos X.
4. Vuelva a esmaltar el orificio a lo largo del alambre guía con una broca hueca e inserte el perno y la placa en la cabeza femoral. Coloque el tornillo antirrotación y el tornillo de bloqueo.
5. Aplique compresión dinámica utilizando el diseño de compresión del FNS. La fluoroscopia verifica la colocación del FNS, con el perno en el centro del cuello femoral tanto en las vistas AP como laterales y a 5 mm del hueso subcondral, y con la placa que se ajusta al hueso.
6. Sugerir actividades asistidas de flexión pasiva de cadera y ejercicio activo de las articulaciones de rodilla y tobillo después de la operación. Realizar seguimientos a las 4 semanas, 8 semanas, 12 semanas, 24 semanas, 36 semanas y 48 semanas después de la operación, con el tiempo de soporte de peso dependiendo del seguimiento.

Resultados

El sistema de cirugía ortopédica asistida por robot simula la trayectoria del tornillo virtualmente y ayuda en la colocación precisa del tornillo, lo que significa que este sistema tiene las ventajas de ser altamente estable, tener una mayor precisión quirúrgica y tasa de éxito, y tener un menor riesgo de trauma quirúrgico y lesiones por radiación. Finalmente, la precisión de la fijación del tornillo resulta en un mejor pronóstico clínico y una menor incidencia de complicaciones.

L...

Discusión

FNS es un método para reparar fracturas de cuello femoral, que tiene las ventajas de la estabilidad angular de los tornillos deslizantes de cadera y la mínima invasividad de la colocación de los múltiples tornillos canulados. Este método es menos propenso al corte con tornillos y a la irritación de los tejidos blandos circundantes. En el estudio de Tang et al.⁹, en comparación con el grupo de CCS, los pacientes en el grupo de FNS tuvieron tasas más bajas de ausencia o leve de cortocircuito...

Materiales

Name	Company	Catalog Number	Comments
C-arm X-ray	Siemens	CFDA Certified No:20163542280	Type: ARCADIS Orbic 3D
Femoral neck system	DePuy, Synthes, Zuchwil, Switzerland	CFDA Certified No: 20193130357	Blot:length (75mm-130mm,5mm interval), diameter (10mm); Anti-rotation screw:length (75mm-130mm,5mm interval,match the lenth of the blot), diameter (6.5mm); Locking screw:length(25mm-60mm,5mm interval),diameter(5mm)
Robot-assisted orthopedic surgery system	Tianzhihang, Beijing,China	CFDA Certified No:20163542280	3rd generation
Traction Bed	Nanjing Mindray biomedical electronics Co.ltd.	Jiangsu Food and Drug Administration Certified No:20162150342	Type:HyBase 6100s