大腿骨頸部骨折の治療における整形外科ロボット支援大腿骨頸部システム

要約

本稿では、大腿骨頸部骨折治療時に、より正確なスクリュー配置、手術効率の向上、合併症の軽減を可能にするロボット支援整形外科手術の方法を紹介します。

要約

カニューレスクリュー固定は、特に若い患者における大腿骨頸部骨折の主な治療法です。従来の外科手術では、Cアーム透視法を使用してスクリューをフリーハンドで配置し、いくつかのガイドワイヤーの調整が必要になるため、手術時間と放射線被曝が増加します。繰り返し穴あけは、大腿骨頸部の血液供給と骨の質に損傷を与える可能性があり、その後、スクリューの緩み、非癒合、大腿骨頭壊死などの合併症が続く可能性があります。固定をより正確にし、合併症の発生率を減らすために、私たちのチームは、大腿骨頸部システムを使用したネジの配置にロボット支援整形外科手術を適用し、従来の手順を変更しました。このプロトコルでは、患者のX線情報をシステムにインポートする方法、ソフトウェアでスクリューパスプランニングを実行する方法、およびロボットアームがスクリューの配置を支援する方法を紹介します。この方法を使用すると、外科医は最初にスクリューを正常に配置でき、手順の精度が向上し、放射線被曝を回避できます。プロトコル全体には、大腿骨頸部骨折の診断が含まれています。術中X線画像の収集ソフトウェアでのスクリューパス計画。外科医によるロボットアームの支援下でのスクリューの正確な配置。インプラント埋入の検証。

概要

大腿骨頸部骨折は、クリニックで最も一般的な骨折の1つであり、人間の骨折の約3.6%、股関節骨折の54.0%を占めています¹。若年大腿骨頸部骨折患者に対しては,解剖学的縮小と堅固な内部固定により非癒合・大腿骨頭壊死(FHN)のリスクを低減し,可能な限り術前レベルまで機能を回復する外科的治療を行う².最も一般的に使用される外科的治療は、3つのカニューレ圧縮スクリュー(CCS)による固定です。特に若い患者における患者の要求の増加に伴い、不安定な大腿骨頸部骨折に対するCCSよりも角度安定性、低侵襲性、および優れた生体力学的安定性の利点を兼ね備えた大腿骨頸部システム(FNS)が徐々に使用されています³。

伝統的に、ネジは透視術中の指導の下で外科医によってフリーハンドで配置されました。フリーハンド法は、術中に経路を計画できない、穴あけ中のガイドワイヤーの方向を制御するのが難しい、繰り返しの穴あけによる骨と血液供給の損傷、不適切な位置決めによる皮質を通るスクリューの貫通など、多くの欠点があります。これらの要因は、骨折非癒合、FHN、内部固定不全などの術後合併症を直接的または間接的に引き起こす可能性があり、機能的予後に影響を与えます⁴。フリーハンド法は、頻繁な透視法による患者や外科医の放射線障害の増加にも関連しています⁵。したがって、術前計画中に最適なスクリューエントリーポイントと正確なスクリュー配置を決定することは、手術の成功の鍵となります。近年、ロボット支援による低侵襲体内固定術が整形外科手術でますます頻繁に使用されており⁶、その高精度と手術時間や放射線障害を低減できることから、整形外科医に広く受け入れられています。大腿骨頸部骨折の治療にFNS固定を支援するためにロボット支援整形外科手術システムを適用し、より正確で効率的なスクリュー配置プロセス、スクリュー配置の成功率、およびより良い機能回復をもたらしました。

プロトコル

本研究は、西安交通大学紅慧病院の倫理委員会によって承認されました。患者からインフォームドコンセントを得た。

1. X線透視法による大腿骨頸部骨折の診断

1. 股関節周囲の圧痛またはパーカッションの痛み、下肢の短縮、股関節の制限などを伴う大腿骨頸部骨折のある患者を特定します。
2. 大腿骨頸部骨折を診断するには、X線透視法またはCTスキャンの前後(AP)ビューと側面図を使用します。
3. 60歳未満で大腿骨頸部骨折と診断された患者にはFNS治療を注文してください。含めるためにこれらの追加の基準を使用してください:外傷の明確な病歴を伴う骨折;代謝性疾患または病的骨折の病歴または証拠はありません。よく発達した股関節で、FHNの症状や変形はありません。X線またはCTスキャンによる大腿骨頸部骨折の診断。

2. 骨折近傍縮小、X線検査、ロボット支援整形外科手術システムの準備

1. 全身麻酔後、手動牽引と調整によって骨折の閉鎖整復を行います。
   1. 外科医が牽引のために四肢を保持した縦方向の牽引によって患肢の長さを回復し、四肢の回転によって骨折ギャップの位置合わせを回復します。
   2. 手足を牽引ベッド(連続的な四肢牽引を提供する一種の手術台)に固定して、手術中の連続牽引を行います。
2. X線透視法による閉鎖還元の質を調べる。APおよび側面図で首軸の角度と皮質のアライメントを復元し、角度変形が発生しないようにします。
3. 手術の前に、ロボット支援整形外科手術システムのコンポーネント(ワークステーション、光学追跡システム、ロボットアーム)をCアームX線装置に接続します。システムにログインし、患者の医療記録を記録します。

3.消毒、画像収集、および手術経路計画

1. 定期的な外科的消毒の後、シャンツピンを同側腸骨翼に置き、患者のトレーサーをピンに固定します。
2. ロボットアームとCアームに滅菌保護スリーブを取り付けます。位置決め定規(ロボット位置決めシステムの位置決め定規の10個の識別ポイント付き)をロボットアームで組み立てます。
3. CアームX線装置を大腿骨頸部の中央に配置し、Cアームと患者の間に位置決め定規を備えたロボットアームを配置します。患者トレーサーやロボットアームなどの光学追跡システムの障害物がないことを確認してください。
4. 位置決め定規の10個の識別点を含むX線画像(X線イメージインテンシファイアが患者の平面に垂直である)および側面図(X線イメージインテンシファイヤが大腿骨頸部チャネル面に垂直である)を収集する。
5. AP および側面ビューイメージをワークステーションにインポートします。画像には、10個の識別点と大腿骨近位部全体が明確に含まれている必要があります。
6. ワークステーションのソフトウェアで外科用スクリューパス計画を実行します。
   1. 大腿骨頸部の中央にネジチャネルを配置し、首軸角度を130°に設定し、APおよび側面図の大腿骨頸部の長軸に平行にします。
   2. 大腿骨頭の軟骨の下にネジの先端を5 mm配置します。

4. FNSの配置と検証

1. 位置決め定規をロボットアームのスリーブに取り付けます。計画されたパスに従って、ロボットアームをエントリポイントの位置まで実行します。ナイフで大腿骨の長軸に沿って皮膚を3 cm切開し、皮下組織を鈍く分離し、スリーブを挿入して骨皮質に接触させます。
2. 計画された経路に従ってスリーブの入口点と方向を確認します。必要に応じてパスを微調整します。
3. ガイドワイヤーをスリーブを通して骨にドリルで開け、軟骨下骨から5 mm離します。ロボットアームを取り外し、ガイドワイヤーの位置をX線で確認します。
4. 中空のドリルビットを使用してガイドワイヤーに沿って穴を開け、ボルトとプレートを大腿骨頭に挿入します。回転防止ネジと固定ネジを配置します。
5. FNS の圧縮設計を使用して動的圧縮を適用します。透視検査は、APと側面図の両方で大腿骨頸部の中央にボルトがあり、軟骨下骨から5 mm、プレートが骨にフィットしている状態で、FNSの配置を確認します。
6. 術後の受動的な股関節屈曲活動と膝関節と足首関節の積極的な運動を提案する。術後4週間、8週間、12週間、24週間、36週間、48週間にフォローアップを行い、フォローアップに応じて体重負荷時間を設定します。

結果

ロボット支援整形外科手術システムは、スクリュー経路を仮想的にシミュレートし、スクリューの正確な配置を支援するため、このシステムは安定性が高く、手術の精度と成功率が向上し、外科的外傷や放射線損傷のリスクが低いという利点があります。最後に、スクリュー固定の精度は、より良い臨床予後と合併症の発生率の低下をもたらします。

大腿骨頸部骨折と?...

ディスカッション

FNSは大腿骨頸部骨折を固定する方法であり、スライド式股関節スクリューの角度安定性と複数のカニューレスクリューの配置の侵襲性が最小限であるという利点があります。この方法は、ねじ切りや周囲の軟部組織の刺激を受けにくいです。Tangらの研究⁹では、CCS群と比較して、FNS群の患者は、大腿骨頸部短感なしまたは軽度の割合が低く、治癒時間が短く、ハリスコアが?...

資料

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