JoVE Logo
АВТОРЫ
СВЯЖИТЕСЬ С НАМИ

Войдите в систему

Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.

В этой статье

  • Резюме
  • Аннотация
  • Введение
  • протокол
  • Результаты
  • Обсуждение
  • Раскрытие информации
  • Благодарности
  • Материалы
  • Ссылки
  • Перепечатки и разрешения

Резюме

В данной статье представлен метод роботизированной ортопедической хирургии для установки винта при лечении перелома шейки бедренной кости с использованием шейной системы бедренной кости, который позволяет более точно установить винт, повысить эффективность хирургического вмешательства и уменьшить количество осложнений.

Аннотация

Канюлированная винтовая фиксация является основной терапией переломов шейки бедра, особенно у молодых пациентов. Традиционная хирургическая процедура использует рентгеноскопию С-дуги для установки винта от руки и требует нескольких регулировок направляющей проволоки, что увеличивает время операции и лучевую нагрузку. Повторное сверление также может привести к повреждению кровоснабжения и качества кости шейки бедренной кости, что может сопровождаться такими осложнениями, как ослабление винта, несращение и некроз головки бедренной кости. Чтобы сделать фиксацию более точной и снизить частоту осложнений, наша команда применила роботизированную ортопедическую хирургию для установки винтов с использованием системы шейки бедренной кости для модификации традиционной процедуры. В этом протоколе рассказывается, как импортировать рентгеновскую информацию пациента в систему, как выполнять планирование траектории винта в программном обеспечении и как роботизированная рука помогает в установке винта. Используя этот метод, хирурги могут успешно установить винт с первого раза, повысить точность процедуры и избежать радиационного облучения. Весь протокол включает в себя диагностику перелома шейки бедра; сбор интраоперационных рентгеновских снимков; планирование траектории движения винта в программном обеспечении; точное размещение винта хирургом с помощью роботизированной руки; и проверка установки имплантата.

Введение

Перелом шейки бедра является одним из наиболее распространенных переломов в клинике и составляет около 3,6% переломов у человека и 54,0% переломов шейки бедра1. Маленьким пациентам с переломами шейки бедренной кости проводится хирургическое лечение с целью снижения риска несращения и некроза головки бедренной кости (ГН) путем анатомической редукции и жесткой внутренней фиксации и максимального восстановления их функции до дооперационногоуровня2. Наиболее часто используемым хирургическим методом лечения является фиксация тремя канюлированными компрессионными винтами (CCS). С увеличением требований пациентов, особенно у молодых пациентов, постепенно используется система шейки бедренной кости (FNS), которая сочетает в себе преимущества угловой стабильности, минимальной инвазивности и лучшей биомеханической стабильности, чем CCS при нестабильных переломах шейки бедреннойкости 3.

Традиционно винты устанавливались хирургами от руки под рентгеноскопическим интраоперационным контролем. Метод от руки имеет много недостатков, таких как невозможность планирования пути интраоперационно, трудности в контроле направления направляющей проволоки во время сверления, повреждение кости и кровоснабжения из-за повторного сверления, а также проникновение винта через кору из-за неправильного позиционирования. Эти факторы могут прямо или косвенно вызывать послеоперационные осложнения, такие как несращение перелома, FHN и нарушение внутренней фиксации, которые влияют на функциональный прогноз4. Метод от руки также был связан с повышенным лучевым поражением пациентов и хирургов из-за частых рентгеноскопий5. Таким образом, определение оптимальной точки входа винта и точное размещение винта во время предоперационного планирования являются ключом к успеху операции. В последние годы роботизированная минимально инвазивная внутренняя фиксация все чаще используется в ортопедической хирургии6, и она широко признана хирургами-ортопедами из-за ее высокой точности и способности сокращать время операции и лучевое повреждение. Мы применили роботизированную ортопедическую хирургическую систему для фиксации ФНС при лечении переломов шейки бедренной кости, что привело к более точному и эффективному процессу установки винта, более высокой успешности установки винта и лучшему функциональному восстановлению.

протокол

Настоящее исследование было одобрено комитетом по этике больницы Хунхуэй Сианьского университета Цзяотун. От пациентов было получено информированное согласие.

1. Диагностика перелома шейки бедренной кости методом рентгенороскопии

  1. Выявить пациентов с переломом шейки бедренной кости с болезненностью или ударной болью вокруг тазобедренного сустава, укорочением нижней конечности, ограничением тазобедренного сустава и т.д.
  2. Используйте передне-задний вид (AP) и боковой вид рентгеновской рентгеноскопии или компьютерной томографии для диагностики перелома шейки бедренной кости.
  3. Закажите лечение ФНС пациентам, которым не исполнилось 60 лет и у которых диагностирован перелом шейки бедра. Используйте следующие дополнительные критерии для включения: перелом с явной травмой в анамнезе; отсутствие в анамнезе или признаков метаболических заболеваний или патологических переломов; хорошо развитый тазобедренный сустав, без проявлений ФГН и без деформации; диагноз перелома шейки бедренной кости с помощью рентгена или компьютерной томографии.

2. Вправление перелома, рентгенологическое исследование и подготовка системы роботизированной ортопедической хирургии

  1. После общего наркоза проводят закрытое вправление перелома путем ручного вытяжения и регулировки.
    1. Восстановите длину пораженной конечности путем продольного вытяжения, при этом хирург удерживает конечность для вытяжения, и восстановите выравнивание разрыва перелома путем вращения конечности.
    2. Закрепите конечность на тяговом ложе (своего рода операционный стол, обеспечивающий непрерывное вытяжение конечности) для непрерывного вытяжения во время операции.
  2. Исследуют качество закрытой редукции с помощью рентгеновской рентгеноскопии. Восстановите угол наклона шейки и стержня и выравнивание коры головного мозга в AP и боковых видах и убедитесь, что не происходит угловых деформаций.
  3. Перед операцией соедините компоненты системы роботизированной ортопедической хирургии - рабочую станцию, систему оптического слежения и роботизированную руку - с рентгеновским аппаратом С-дуги. Войдите в систему и запишите медицинскую карту пациента.

3. Дезинфекция, сбор изображений и планирование хирургического тракта

  1. После обычной хирургической дезинфекции поместите штифт Шанца на ипсилатеральное крыло подвздошной кости и закрепите индикатор пациента на штифте.
  2. Наденьте стерильные защитные рукава на роботизированную руку и С-дугу. Соберите линейку позиционирования (с 10 опознавательными точками на линейке позиционирования для системы позиционирования робота) с помощью роботизированной руки.
  3. Расположите рентгеновский аппарат С-дуги по центру шейки бедренной кости и поместите роботизированную руку с линейкой позиционирования между С-дугой и пациентом. Убедитесь, что нет препятствий для оптической системы слежения, включая индикатор пациента и роботизированную руку.
  4. Соберите рентгеновские снимки AP (ЭОП рентгеновского изображения перпендикулярен плоскости пациента) и бокового вида (ЭОП перпендикулярен плоскости канала шейки бедренной кости) рентгеновские изображения, содержащие 10 опознавательных точек линейки позиционирования.
  5. Импортируйте изображения AP и бокового вида на рабочую станцию; Снимки должны четко содержать 10 опознавательных точек и весь проксимальный отдел бедренной кости.
  6. Выполните планирование траектории хирургического винта с помощью программного обеспечения рабочей станции.
    1. Найдите винтовой канал в центре шейки бедренной кости с углом наклона шейки к валу 130° и параллельно длинной оси шейки бедренной кости на AP и боковом видах.
    2. Найдите кончик винта на 5 мм под хрящом головки бедренной кости.

4. Размещение и верификация ФНС

  1. Замените линейку позиционирования на втулке на роботизированной руке. Запустите роботизированную руку в положение точки входа в соответствии с запланированной траекторией. Сделайте ножом разрез на коже 3 см вдоль длинной оси бедренной кости, затупите отделите подкожную клетчатку и вставьте рукав для контакта с корой кости.
  2. Подтвердите точку входа и направление рукава в соответствии с запланированной траекторией. При необходимости настройте путь.
  3. Просверлите направляющую проволоку в кость через втулку до тех пор, пока она не окажется на расстоянии 5 мм от субхондральной кости. Снимите роботизированную руку и проверьте положение направляющего провода с помощью рентгеновского снимка.
  4. Рассверьте отверстие вдоль направляющей проволоки с помощью полого сверла и вставьте болт и пластину в головку бедренной кости. Установите винт, препятствующий вращению, и стопорный винт.
  5. Примените динамическое сжатие, используя конструкцию сжатия FNS. Рентгеноскопия проверяет размещение ФНС с болтом в центре шейки бедренной кости как на АП, так и сбоку, а также на расстоянии 5 мм от субхондральной кости, а также с пластиной, подходящей к кости.
  6. Предложите вспомогательные пассивные сгибания бедра и активные упражнения на коленные и голеностопные суставы после операции. Выполняйте последующие наблюдения через 4 недели, 8 недель, 12 недель, 24 недели, 36 недель и 48 недель после операции, с учетом времени нагрузки в зависимости от периода наблюдения.

Результаты

Роботизированная система ортопедической хирургии виртуально имитирует траекторию винта и помогает в точном размещении винта, что означает, что эта система обладает такими преимуществами, как высокая стабильность, повышенная хирургическая точность и вероятность успеха, а также меньш...

Обсуждение

ФНС – это метод фиксации переломов шейки бедренной кости, который обладает такими преимуществами, как угловая стабильность скользящих тазобедренных винтов и минимальная инвазивность установки множественных канюлированных винтов. Этот метод менее подвержен винтовой резке и раздраж?...

Раскрытие информации

Автор(ы) заявляют об отсутствии потенциальных конфликтов интересов в отношении исследования, авторства и/или публикации этой статьи.

Благодарности

Эта работа была поддержана Проектом по развитию молодежи Сианьской комиссии по здравоохранению (Программа No 2023qn17) и Ключевой программой исследований и разработок провинции Шэньси (Программа No 2023-YBSF-099).

Материалы

NameCompanyCatalog NumberComments
C-arm X-raySiemens CFDA Certified No:20163542280Type: ARCADIS Orbic 3D
Femoral neck systemDePuy, Synthes, Zuchwil, SwitzerlandCFDA Certified No: 20193130357Blot: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 systemTianzhihang, Beijing,ChinaCFDA Certified No:201635422803rd generation
Traction BedNanjing Mindray biomedical electronics Co.ltd.Jiangsu Food and Drug Administration Certified No:20162150342Type:HyBase 6100s

Ссылки

  1. Thorngren, K. G., Hommel, A., Norrman, P. O., Thorngren, J., Wingstrand, H. Epidemiology of femoral neck fractures. Injury. 33, 1-7 (2002).
  2. Lowe, J. A., Crist, B. D., Bhandari, M., Ferguson, T. A. Optimal treatment of femoral neck fractures according to patient's physiologic age: An evidence-based review. The Orthopedic Clinics of North America. 41 (2), 157-166 (2010).
  3. Stoffel, K., et al. Biomechanical evaluation of the femoral neck system in unstable Pauwels III femoral neck fractures: A comparison with the dynamic hip screw and cannulated screws. Journal of Orthopaedic Trauma. 31 (3), 131-137 (2016).
  4. Mei, J., et al. Finite element analysis of the effect of cannulated screw placement and drilling frequency on femoral neck fracture fixation. Injury. 45 (12), 2045-2050 (2014).
  5. Zheng, Y., Yang, J., Zhang, F., Lu, J., Qian, Y. Robot-assisted vs freehand cannulated screw placement in femoral neck fractures surgery: A systematic review and meta-analysis. Medicine. 100 (20), 25926 (2021).
  6. Karthik, K., Colegate-Stone, T., Dasgupta, P., Tavakkolizadeh, A., Sinha, J. Robotic surgery in trauma and orthopaedics: A systematic review. The Bone and Joint Journal. 97-B (3), 292-299 (2015).
  7. Garden, R. S. Low-angle fixation in fractures of the femoral neck. The Bone and Joint Journal. 43 (4), 647-663 (1961).
  8. Harris, W. H. Traumatic arthritis of the hip after dislocation and acetabular fractures: Treatment by mold arthroplasty. An end-result study using a new method of result evaluation. Journal of Bone and Joint Surgery. American Volume. 51 (4), 737-755 (1968).
  9. Tang, Y., et al. Femoral neck system versus inverted cannulated cancellous screw for the treatment of femoral neck fractures in adults: A preliminary comparative study. Journal of Orthopaedic Surgery and Research. 16, 504 (2021).
  10. Da Many, D. S., Parker, M. J., Chojnowski, A. Complications after intracapsular hip fractures in young adults. A meta-analysis of 18 published studies involving 564 fractures. Injury. 36 (1), 131-141 (2005).
  11. Hamelinck, H. K. M., et al. Safety of computer-assisted surgery for cannulated hip screws. Clinical Orthopaedics and Related Research. 455, 241-245 (2007).
  12. Wang, X., Lan, H., Li, K. Treatment of femoral neck fractures with cannulated screw invasive internal fixation assisted by orthopaedic surgery robot positioning system. Orthopaedic Surgery. 11 (5), 864-872 (2019).
  13. Duan, S. J., et al. Robot-assisted percutaneous cannulated screw fixation of femoral neck fractures: Preliminary clinical results. Orthopaedic Surgery. 11 (1), 34-41 (2019).
  14. Zwingmann, J., Hauschild, O., Bode, G., Südkamp, N. S., Schmal, H. Malposition and revision rates of different imaging modalities for percutaneous iliosacral screw fixation following pelvic fractures: A systematic review and meta-analysis. Archives of Orthopaedic & Trauma Surgery. 133 (9), 1257-1265 (2013).
  15. Zwingmann, J., Konrad, G., Kotter, E., Südkamp, N. P., Oberst, M. Computer-navigated iliosacral screw insertion reduces malposition rate and radiation exposure. Clinical Orthopaedics and Related Research. 467 (7), 1833-1838 (2009).
  16. Stockton, D. J., et al. Failure patterns of femoral neck fracture fixation in young patients. Orthopedics. 42 (4), 376-380 (2019).
  17. Wu, X. -. B., Wang, J. -. Q., Sun, X., Han, W. Guidance for the treatment of femoral neck fracture with precise minimally invasive internal fixation based on the orthopaedic surgery robot positioning system. Orthopaedic Surgery. 11 (3), 335-340 (2019).

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи

Запросить разрешение

Смотреть дополнительные статьи

JoVE193

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Конфиденциальность

Условия эксплуатации

Политика

СВЯЖИТЕСЬ С НАМИ

РЕКОМЕНДОВАТЬ БИБЛИОТЕКЕ

НОВОСТИ JoVE

Исследования

Образование

АВТОРЫ

Библиотекарь

О JoVE

Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены