Sistema ortopedico del collo femorale robot-assistito nel trattamento della frattura del collo del femore

Riepilogo

Questo articolo introduce un metodo di chirurgia ortopedica assistita da robot per il posizionamento della vite durante il trattamento della frattura del collo del femore utilizzando il sistema del collo del femore, che consente un posizionamento più accurato delle viti, una migliore efficienza chirurgica e meno complicazioni.

Abstract

La fissazione della vite cannulata è la terapia principale per le fratture del collo del femore, specialmente nei pazienti giovani. La procedura chirurgica tradizionale utilizza la fluoroscopia del braccio C per posizionare la vite a mano libera e richiede diverse regolazioni del filo guida, il che aumenta il tempo di operazione e l'esposizione alle radiazioni. La perforazione ripetuta può anche causare danni all'afflusso di sangue e alla qualità ossea del collo del femore, che possono essere seguiti da complicazioni come l'allentamento della vite, la non unione e la necrosi della testa del femore. Al fine di rendere la fissazione più precisa e ridurre l'incidenza delle complicanze, il nostro team ha applicato la chirurgia ortopedica assistita da robot per il posizionamento delle viti utilizzando il sistema del collo del femore per modificare la procedura tradizionale. Questo protocollo introduce come importare le informazioni radiografiche di un paziente nel sistema, come eseguire la pianificazione del percorso della vite nel software e come il braccio robotico assiste nel posizionamento della vite. Utilizzando questo metodo, i chirurghi possono posizionare la vite con successo la prima volta, migliorare l'accuratezza della procedura ed evitare l'esposizione alle radiazioni. L'intero protocollo include la diagnosi di frattura del collo del femore; la raccolta di immagini radiografiche intraoperatorie; pianificazione del percorso della vite nel software; posizionamento preciso della vite sotto l'assistenza del braccio robotico da parte del chirurgo; e verifica del posizionamento dell'impianto.

Introduzione

La frattura del collo del femore è una delle fratture più comuni nella clinica e rappresenta circa il 3,6% delle fratture umane e il 54,0% delle fratture dell'anca¹. Per i pazienti giovani con fratture del collo del femore, viene eseguito un trattamento chirurgico per ridurre il rischio di necrosi della testa non unionale e femorale (FHN) mediante riduzione anatomica e fissazione interna rigida e per ripristinare il più possibile la loro funzione al livello preoperatorio². Il trattamento chirurgico più comunemente usato è la fissazione mediante tre viti di compressione cannulate (CCS). Con l'aumento delle esigenze dei pazienti, specialmente nei pazienti giovani, viene gradualmente utilizzato il sistema del collo del femore (FNS), che combina i vantaggi della stabilità angolare, della minima invasività e della migliore stabilità biomeccanica rispetto alla CCS per le fratture del collo del femore instabili³.

Tradizionalmente, le viti venivano posizionate a mano libera dai chirurghi sotto la guida intraoperatoria fluoroscopica. Il metodo a mano libera presenta molte carenze, come l'incapacità di pianificare il percorso intraoperatoriamente, la difficoltà nel controllare la direzione del filo guida durante la perforazione, danni all'osso e all'afflusso di sangue a causa di ripetute perforazioni e penetrazione della vite attraverso la corteccia a causa di un posizionamento improprio. Questi fattori possono causare direttamente o indirettamente complicanze postoperatorie, come la non unione della frattura, FHN e il fallimento della fissazione interna, che influenzano la prognosi funzionale⁴. Il metodo a mano libera è stato anche associato ad un aumento delle lesioni da radiazioni per pazienti e chirurghi da frequenti fluoroscopie⁵. Pertanto, determinare il punto di ingresso ottimale della vite e il posizionamento preciso della vite durante la pianificazione preoperatoria sono fondamentali per il successo dell'operazione. Negli ultimi anni, la fissazione interna minimamente invasiva assistita da robot è stata utilizzata con crescente frequenza nella chirurgia ortopedica⁶ ed è ampiamente accettata dai chirurghi ortopedici grazie alla sua elevata precisione e alla sua capacità di ridurre i tempi operativi e le lesioni da radiazioni. Abbiamo applicato il sistema di chirurgia ortopedica assistita da robot per assistere nella fissazione FNS per il trattamento delle fratture del collo del femore, che ha portato a un processo di posizionamento delle viti più accurato ed efficiente, un tasso di successo più elevato del posizionamento della vite e un migliore recupero funzionale.

Protocollo

Il presente studio è stato approvato dal comitato etico dell'ospedale di Honghui dell'Università di Xi'an Jiaotong. Il consenso informato è stato ottenuto dai pazienti.

1. Diagnosi di frattura del collo del femore mediante fluoroscopia a raggi X

1. Identificare i pazienti che hanno una frattura del collo del femore con tenerezza o dolore percusso intorno all'articolazione dell'anca, accorciamento dell'arto inferiore, limitazione dell'articolazione dell'anca, ecc.
2. Utilizzare una vista antero-posteriore (AP) e una vista laterale di una fluoroscopia a raggi X o TC per diagnosticare la frattura del collo del femore.
3. Ordinare il trattamento FNS per i pazienti che hanno meno di 60 anni e con diagnosi di frattura del collo del femore. Utilizzare questi criteri aggiuntivi per l'inclusione: frattura con una chiara storia di trauma; nessuna storia o evidenza di malattie metaboliche o fratture patologiche; articolazione dell'anca ben sviluppata, senza manifestazioni di FHN e senza deformità; una diagnosi di frattura del collo del femore mediante radiografia o TAC.

2. Riduzione ravvicinata della frattura, esame radiografico e preparazione del sistema di chirurgia ortopedica assistita da robot

1. Dopo l'anestesia generale, condurre una riduzione chiusa della frattura mediante trazione e regolazione manuale.
   1. Ripristinare la lunghezza dell'arto interessato mediante trazione longitudinale con il chirurgo che tiene l'arto per la trazione e ripristinare l'allineamento dello spazio di frattura attraverso la rotazione dell'arto.
   2. Fissare l'arto al letto di trazione (una sorta di tabella operativa che fornisce una trazione continua dell'arto) per una trazione continua durante l'operazione.
2. Esaminare la qualità della riduzione chiusa mediante fluoroscopia a raggi X. Ripristinare l'angolo collo-albero e l'allineamento della corteccia nelle viste AP e laterali e assicurarsi che non si verifichino deformità angolari.
3. Prima dell'operazione, collegare i componenti del sistema di chirurgia ortopedica assistita da robot - la postazione di lavoro, il sistema di tracciamento ottico e il braccio robotico - con la macchina a raggi X con braccio a C. Accedere al sistema e registrare le cartelle cliniche del paziente.

3. Disinfezione, raccolta di immagini e pianificazione del percorso chirurgico

1. Dopo la disinfezione chirurgica di routine, posizionare un perno Schanz sull'ala iliaca omolaterale e fissare il tracciante del paziente sul perno.
2. Metti manicotti protettivi sterili sul braccio robotico e sul braccio C. Assemblare il righello di posizionamento (con i 10 punti di identificazione sul righello di posizionamento per il sistema di posizionamento del robot) con il braccio robotico.
3. Posizionare la macchina a raggi X con braccio C centralmente sul collo del femore e posizionare il braccio robotico con il righello di posizionamento tra il braccio a C e il paziente. Assicurarsi che non vi siano ostruzioni del sistema di tracciamento ottico, compresi il tracciante del paziente e il braccio robotico.
4. Raccogliere la vista AP (l'intensificatore di immagini a raggi X è perpendicolare al piano del paziente) e la vista laterale (l'intensificatore di immagini a raggi X è perpendicolare al piano del canale del collo del femore) Immagini a raggi X contenenti i 10 punti di identificazione del righello di posizionamento.
5. Importare l'AP e le immagini della vista laterale nella workstation; Le immagini devono contenere chiaramente 10 punti di identificazione e l'intero femore prossimale.
6. Eseguire la pianificazione del percorso della vite chirurgica sul software della postazione di lavoro.
   1. Posizionare il canale della vite al centro del collo del femore, con un angolo collo-albero di 130° e parallelo all'asse lungo del collo del femore sull'AP e sulle viste laterali.
   2. Individuare la punta della vite 5 mm sotto la cartilagine della testa del femore.

4. Posizionamento e verifica FNS

1. Riposizionare il righello di posizionamento sul manicotto sul braccio robotico. Eseguire il braccio robotico nella posizione del punto di ingresso in base al percorso pianificato. Fare un'incisione di 3 cm sulla pelle lungo l'asse lungo del femore con un coltello, smussare separare il tessuto sottocutaneo e inserire la manica per contattare la corteccia ossea.
2. Confermare il punto di ingresso e la direzione del manicotto in base al percorso pianificato. Se necessario, ottimizzare il percorso.
3. Trapanare il filo guida nell'osso attraverso il manicotto fino a quando non si trova a 5 mm dall'osso subcondrale. Rimuovere il braccio robotico e controllare la posizione del filo guida mediante raggi X.
4. Alesare il foro lungo il filo guida usando una punta cava e inserire il bullone e la piastra nella testa del femore. Posizionare la vite antirotazione e la vite di bloccaggio.
5. Applicare la compressione dinamica utilizzando il design di compressione dell'FNS. La fluoroscopia verifica il posizionamento del FNS, con il bullone al centro del collo del femore sia sull'AP che sulle viste laterali e a 5 mm dall'osso subcondrale e con la piastra che si adatta all'osso.
6. Suggerire attività di flessione passiva dell'anca assistita ed esercizio attivo delle articolazioni del ginocchio e della caviglia dopo l'operazione. Eseguire follow-up a 4 settimane, 8 settimane, 12 settimane, 24 settimane, 36 settimane e 48 settimane postoperatorie, con il tempo di carico a seconda del follow-up.

Risultati

Il sistema di chirurgia ortopedica assistito da robot simula virtualmente il percorso della vite e assiste nel posizionamento preciso della vite, il che significa che questo sistema ha i vantaggi di essere altamente stabile, avendo migliorato la precisione chirurgica e il tasso di successo e avendo un minor rischio di traumi chirurgici e lesioni da radiazioni. Infine, l'accuratezza del fissaggio della vite si traduce in una migliore prognosi clinica e una minore incidenza di complicanze.

I paz...

Discussione

FNS è un metodo per il fissaggio delle fratture del collo del femore, che presenta i vantaggi della stabilità angolare delle viti dell'anca scorrevoli e della minima invasività del posizionamento delle viti cannulate multiple. Questo metodo è meno incline al taglio della vite e all'irritazione dei tessuti molli circostanti. Nello^{studio 9} di Tang et al., rispetto al gruppo CCS, i pazienti nel gruppo FNS avevano tassi più bassi di mancanza o lieve mancanza di collo del femore, tempi di guarigio...

Materiali

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