Name: the use of mixed reality in custom-made revision hip arthroplasty: a first case report
Uploaded: 2022-08-04T12:45:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about The Use of Mixed Reality in Custom-Made Revision Hip Arthroplasty: A First Case Report at JoVE.com

Ikke relevant.
Undersøgelsen blev gennemført som led i et ikke-kommercielt samarbejde.

Protokollen følger retningslinjer fra Human Research Ethics Committee ved Medical University of Warsaw. Patienten gav informeret samtykke til proceduren og erkendte, at den vil blive registreret. Det accepterede patienten forud for indgrebet.
BEMÆRK: Det grundlæggende kriterium for at inkludere patienten i operationsprojektet var nødvendigheden af at gribe ind på grund af den anatomiske dysfunktion, hvilket gjorde det umuligt at bruge et standardimplantat. Mixed reality var rettet mod bed...

Primær og revision hofte artroplastik kan kræve personalisering for at sikre effektiviteten af behandlingen. Brugen af brugerdefinerede implantater kræver dog længere forberedelse til kirurgi sammenlignet med standardprocedurer. Specialfremstillede 3D-printede implantater er den løsning, der giver mulighed for at genoprette funktionen hos ikke-typiske patienter, hvis sygdom har forårsaget betydelig knogledestruktion29. Standardproteser er utilstrækkelige på grund af avanceret degenerativ s...

Teknologien til tredimensionel (3D) udskrivning og visualisering af komplekse strukturer vokser hurtigt inden for forskellige områder af medicin. Disse omfatter hjerte-kar-kirurgi, otorhinolaryngologi, maxillofacial kirurgi og frem for alt ortopædkirurgi 1,2,3,4,5. I øjeblikket anvendes denne teknologi i ortopædkirurgi ikke kun i direkte implementering af 3D-trykte elementer, men også i kirurgisk træning, præoperativ planlægning eller intraoperativ navigation 6,7,8.
Total hoftealloplastik (THA) og total knæartroplastik (TKA) er en af de hyppigst udførte ortopædkirurgiske procedurer på verdensplan. På grund af den betydelige forbedring af patientens livskvalitet var THA i en tidligere publikation blevet beskrevet som "århundredets kirurgi"9. I Polen blev der udført 49.937 THA og 30.615 TKA i 201910. Da den forventede levetid stiger, er der en opadgående tendens i det forventede antal hofte- og knæalloplastikoperationer. Der er gjort en stor indsats for at forbedre implantatdesign, kirurgisk teknik og postoperativ pleje. Disse fremskridt førte til en bedre chance for at genoprette patientfunktionen og reducere risikoen for komplikationer11,12,13,14.
Den store udfordring, som ortopædkirurger verden over i øjeblikket står over for, er imidlertid at arbejde med ikke-standardiserede patienter, hvis anatomiske defekter i hofteleddet gør det meget vanskeligt eller endda umuligt at implementere et hyldeimplantat15. Knogletab kan skyldes betydelige traumer, progressiv degenerativ slidgigt med et acetabulært fremspring, udviklingsmæssig hoftedysplasi, primær knoglekræft eller metastase 16,17,18,19,20. Problemet med implantatvalg vedrører specifikt patienter, der er i risiko for flere revisioner, nogle gange også kræver ukonventionel behandling. I sådanne tilfælde er en meget lovende løsning et additivt fremstillet 3D-printet implantat skabt til en bestemt patient og knogledefekt, hvilket giver mulighed for en meget præcis anatomisk pasform20.
Inden for artroplastik er præcist implantat og dets bæredygtige fiksering afgørende. Fremskridt inden for præoperativ og intraoperativ 3D-visualisering har resulteret i fremragende løsninger som augmented og mixed reality21,22,23,24. Intraoperativ brug af knogle- og implantatcomputertomografi (CT) hologrammer kan tillade bedre proteseplacering end konventionelle radiografibilleder. Denne nye teknologi kan øge chancerne for behandlingseffektivitet og reducere risikoen for neurovaskulære komplikationer21,25.
Denne sagsrapport vedrører en patient, der udsættes for hofterevisionskirurgi på grund af aseptisk løsning. For at imødegå betydeligt knogletab forårsaget af flere implantatfejl blev det specialfremstillede 3D-printede acetabulære implantat brugt. Under proceduren brugte vi mixed reality til at visualisere implantatpositionen for at undgå at beskadige de udsatte neurovaskulære strukturer. Applikation implementeret til mixed reality-headset gør det muligt at give stemme- og gestuskommandoer, hvilket gør det muligt at bruge det under sterile forhold under den kirurgiske procedure.
En 57-årig kvinde blev indlagt på afdelingen med en foreløbig diagnose: løsnelse af venstre hoftes acetabulære komponent. Patientens sygdomshistorie var omfattende. Gennem hele sit liv gennemgik hun adskillige kirurgiske procedurer i hofteleddet. Den første behandling var hofteresurfacing på grund af slidgigt forårsaget af hoftedysplasi (1977-15 år gammel), den anden var en total hoftealloplastik på grund af implantatløsning (1983-21 år gammel) og andre to revisionsoperationer (1998, 2000-37 og 39 år gammel). Desuden led patienten af spastisk venstresidig hemiplegi forårsaget af cerebral parese i barndommen, og hun blev gentagne gange opereret på grund af deformitet i venstre klubfod. Hun var også belastet med slidgigt i thoracolumbar rygsøjlen, karpaltunnelsyndrom og velkontrolleret arteriel hypertension. Den endelige diagnose forud for kvalifikationen til den næste procedure var smerten og den stigende funktionsbegrænsning forårsaget af løsningen af venstre hoftes acetabulære komponent. Patienten var meget motiveret, fysisk aktiv og håndterede handicap.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>CarnaLifeHolo v. 1.5.2</td>
			<td>MedApp S.A.</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Custom-Made implant type Triflanged Acetabular Component</td>
			<td>BIOMET</td>
			<td>REF PM0001779</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Head Constrained Modular Head + 9mm Neck for cone 12/14, Co-Cr-Mo, size 36mm</td>
			<td>BIOMET</td>
			<td>REF 14-107021</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polyethylene insert Freedom Ringloc-X Costrained Linear Ringloc-X 58mm for head 36mm / 10 *</td>
			<td>BIOMET</td>
			<td>REF 11-263658</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

the use of mixed reality in custom-made revision hip arthroplasty: a first case report

Teknologien til 3D-udskrivning og visualisering af anatomiske strukturer vokser hurtigt inden for forskellige medicinske områder. Et specialfremstillet implantat og mixed reality blev brugt til at udføre kompleks revision hoftealloplastik i januar 2019. Brugen af mixed reality muliggjorde en meget god visualisering af strukturerne og resulterede i præcis implantatfiksering. Ifølge forfatternes viden er dette den første beskrevne caserapport om den kombinerede brug af disse to innovationer. Diagnosen forud for kvalifikationen til proceduren var løsningen af venstre hoftes acetabulære komponent. Mixed reality headset og hologrammer udarbejdet af ingeniører blev brugt under operationen. Operationen var vellykket, og den blev efterfulgt af tidlig vertikalisering og patientrehabilitering. Teamet ser muligheder for teknologiudvikling inden for fælles artroplastik, traumer og ortopædisk onkologi.

Forbehandling af billeder Binære masker af bækkenbenet, lårbenet og endoprostesen blev halvautomatisk segmenteret fra CT DICOM-billeder af erfarne radiologiske teknologer ved hjælp af tærskel- og regionvækstalgoritmer med tilgængelig software33. De udarbejdede etiketkort blev også manuelt rettet af en radiolog. Etiketkort blev brugt til at forbedre visualiseringen ved at føje dem til CT-scanningen i næste trin. Denne tilgang gjorde det muligt at fusionere den volumetr...

Watch this Scientific Journal Video about The Use of Mixed Reality in Custom-Made Revision Hip Arthroplasty: A First Case Report at JoVE.com

The Use of Mixed Reality in Custom-Made Revision Hip Arthroplasty: A First Case Report

En kompleks revision hofte artroplastik blev udført ved hjælp af et specialfremstillet implantat og mixed reality-teknologi. Ifølge forfatternes viden er dette den første rapport om en sådan procedure, der er beskrevet i litteraturen.

Brugen af mixed reality i skræddersyet revision Hip Arthroplasty: En første sagsrapport

The technology of 3D printing and visualization of anatomical structures is rapidly growing in various fields of medicine. A custom-made implant and mixed ...

Denne teknik involverer integration af mixed reality-teknologi og specialfremstillet implantat, som gør det muligt at afslutte den præcise menting af endotipsitis, hvilket bedst øger din chance for en vellykket behandling. Den største fordel ved den anvendte metode er den store præcision i implantation af endoprotesen. Korrekt visualisering giver kirurgen en bedre chance for en vellykket operation.Integrationen af mixed reality-teknologi og specialfremstillede implantater kan vise sig nyttig i endoplastisk traumatologi i muskuloskeletalsystemets onkologiske kirurgi osv. På områder, hvor den bedst mulige visualisering af de opererede strukturer er vigtig Metoden kan forbedres og udvikles inden for operationelle aktiviteter og forskellige områder af ortopædi andrologi i muskuloskeletalsystemet. Med støtte fra ingeniørerne er brugen af teknologi ikke krævende, og det kan påvirke terapiens succes.Det er værd at tage sig af holdet, fordi denne type handling kræver samarbejde mellem flere personer. Til at begynde med skal du tage en bækken CT-scanning og erhverve DICOM-filer som beskrevet i tekstprotokollen. For at behandle bækken CT DICOM-filen til en holografisk repræsentation skal du åbne den holografiske DICOM-fremviser.Vælg derefter den mappe, der indeholder CT DICOM-filer. Kontroller den IP, der vises, når mixed reality-headsettet er tændt, og indtast det i den holografiske DICOM-fremviser. Klik på forbindelsesknappen for at se visualiseringen i mixed reality-headsettet.For at segmentere bækkenbenvævsstrukturerne skal du manuelt aktivere sakseindstillingen. Klik på venstre museknap og flyt musen rundt for at fjerne de strukturer, der er valgt med dette værktøj. Afslut markeringen med endnu et klik på venstre museknap.Bekræft, at de valgte strukturer er skåret ud af markeringen. Fra listen over tilgængelige funktioner skal du vælge den foruddefinerede overførselsfunktion CT-knogleendoprotese, som indeholder farvevisualiseringsparametre dedikeret til ortopædiske procedurer. Juster visualiseringen ved at ændre vinduet og niveauet ved hjælp af højre museknap, der er forbundet med musebevægelse i 3D-visualiseringsvinduet.Juster billedet ved hjælp af stemmekommandoer som rotere, zoome, klippe smart og håndbevægelser. Brug kommandoen cut smart til at justere et skæreplan, der er vinkelret på brugerens synsfelt. Bemærk, at flyet går dybere, når brugeren flytter hovedet tættere ind i hologrammet.Udfør disse bevægelser for at se de indre dele af visualiseringen. Brug først hardinge-adgangen til at frigive bindevævsadhæsionerne til hofteleddet og fjern det løse implantat. Brug derefter en bredere adgang til at udføre operationen på samme måde som andre revisionsprocedurer i hofteleddet.Fjern alt blødt væv fra overfladen af acetabulum, så formen nøjagtigt matcher den medfølgende model. Sørg for, at implantatmodellen klæber perfekt til overfladen af den acetabulære knogle. Fastgør det nye, uhæmmede implantat ved hjælp af specialdesignede skruer, der stabiliserer implantatet.Udfør en lårbensnerveblok efter operationen. Indlæs derefter visualiseringen af DICOM CT-scanningen, der er udarbejdet i det foregående afsnit, til mixed reality-applikationen. Tilslut mixed reality-headsettet til mixed reality-programmet for at se den forberedte visualisering i det holografiske 3D-rum.Brug intraoperativ holografisk visualisering af de behandlede billeder for at opnå tilstrækkelig og præcis bækkenbenoverfladebehandling samt for at fjerne overskuddet af bindevæv, der udviklede sig som et svar på løsningen af den acetabulære komponent. Sørg for, at operatoren ser på den holografiske visualisering som et referencebillede. Brug en skalpel, en elektrokirurgisk kniv med en koagulator, et lokkeværktøj og fræsere til operationen.For postoperativ pleje skal patienten gennemgå en standard rehabiliterings- og genopretningsprotokol, herunder rehabilitering og mobilisering den første dag efter operationen. Ved hjælp af denne protokol blev der genereret en interaktiv visualisering, der viste væv og potentiel fiksering af implantatet i den præoperative planlægningsproces. Den blå farve i visualiseringen viste implantatets kant.På basis af CT blev skruernes position planlagt således, at det undgik skruernes kontakt med de vaskulære nervestrukturer og deres skade. Farver blev brugt til at skelne bolte med forskellige parametre, såsom længde og tværsnit. Før operationen viste CT 3D-rekonstruktion synlig degeneration og ødelæggelse af knoglestrukturer og bækkenasymmetri.Røntgen udført seks uger efter operationen viste, at implantatet var monteret korrekt, hvilket bekræftede operationens succes. Mixed reality-teknologien tillod en sikker og ikke-invasiv måde at visualisere bækkenet, knoglerne og blødt væv nøjagtigt, hvilket øgede chancerne for god implantatplacering. Ved at manipulere billedet, f.eks. ved at zoome ind i de udvalgte fragmenter af de komplekse anatomiske strukturer, kan man udelukke ufuldkommenhederne i kirurgens øje.Proceduren for auto gips udføres i overensstemmelse med almindeligt accepterede standarder. Hvert element i forberedelse af kirurgi, herunder samarbejde med ingeniører, implantatforberedelse, patientforberedelse og efterfølgende trin for trin kirurgiske procedurer er meget vigtige. Integrationen af mixed reality og specialfremstillede implantater kan åbne et nyt kapitel i ortopædisk andrologi i muskuloskeletalsystemet.Hvor det er relevant, er visualisering og præcision af implantatudskiftning meget vigtig.

Research

JoVE Journal

Medicine

Reverse Total Shoulder Arthroplasty

Reverse total shoulder arthroplasty was initially approved for use in rotator cuff arthropathy and well as chronic pseudoparalysis without arthritis in ...

In vivo Dual Substrate Bioluminescent Imaging

In vivo Dual Substrate Bioluminescent Imaging

Our understanding of how and when breast cancer cells transit from established primary tumors to metastatic sites has increased at an exceptional rate ...

Isolation of Soluble and Insoluble PrP Oligomers in the Normal Human Brain

Isolering af opløselige og uopløselige PrP Oligomerer i normal human hjerne

The central event in the pathogenesis of prion diseases involves a conversion of the host-encoded cellular prion protein PrPC into its pathogenic isoform ...

Measuring Frailty in HIV-infected Individuals. Identification of Frail Patients is the First Step to Amelioration and Reversal of Frailty

Måling Frailty i HIV-smittede personer. Identifikation af svagelige patienter er det første skridt til forbedring og Tilbageførsel af Frailty

A simple, validated protocol consisting of a battery of tests is available to identify elderly patients with frailty syndrome. This syndrome of decreased ...

Flexible Colonoscopy in Mice to Evaluate the Severity of Colitis and Colorectal Tumors Using a Validated Endoscopic Scoring System

Fleksibel Koloskopi i mus til at vurdere sværhedsgraden af ​​colitis og Colorectal Tumorer med en valideret Endoskopisk Scoring System

The use of modern endoscopy for research purposes has greatly facilitated our understanding of gastrointestinal pathologies. In particular, experimental ...

Intrarenal Injection of Escherichia coli in a Rat Model of Pyelonephritis

Intrarenal Injection of Escherichia coli in a Rat Model of Pyelonephritis

Intrarenal Injektion af<em&gt; Escherichia coli</em&gt; I en rottemodel af pyelonefritis

Pyelonephritis is a bacterial infection of the kidney and is most commonly caused by Escherichia coli. Recurrent infections can cause significant renal ...

Novel Diagnostics in Revision Arthroplasty: Implant Sonication and Multiplex Polymerase Chain Reaction

Roman diagnostik Revision artroplastik: implantat ultralydbehandling og Multiplex Polymerase Chain Reaction

In orthopedic patients, foreign body-associated infections, especially periprosthetic joint infections (PJIs), are a devastating complication of ...

Ultrasound-guided Intracardiac Injection of Human Mesenchymal Stem Cells to Increase Homing to the Intestine for Use in Murine Models of Experimental Inflammatory Bowel Diseases

Ultralydsvejledt Intracardiac injektion af humane mesenkymale stamceller til at øge Homing til tarmen til brug i Murine modeller af eksperimentelle inflammatoriske tarmsygdomme

Crohn&#39;s disease (CD) is a common chronic inflammatory disease of the small and large intestines. Murine and human mesenchymal stem cells (MSCs) have ...

Re-Arterialized Rat Partial Liver Transplantation with an in vivo Vessel-Oriented 70% Hepatectomy

Re-Arterialized Rat Partial Liver Transplantation with an in vivo Vessel-Oriented 70% Hepatectomy

Re Arterialized rotte delvis lever Transplantation med en i vivo fartøj-orienterede 70% Hepatectomy

Split liver transplantation and living liver donor liver transplantation were developed in the clinic to utilize liver organs in a more efficient manner. ...

Regenerative Therapy by Suprachoroidal Cell Autograft in Dry Age-related Macular Degeneration: Preliminary In Vivo Report

Regenerative Therapy by Suprachoroidal Cell Autograft in Dry Age-related Macular Degeneration: Preliminary In Vivo Report

Regenerativ terapi af Suprachoroidal celle Autograft i tørre aldersrelateret makuladegeneration: foreløbige In Vivo rapport

This study is aimed at examining whether a suprachoroidal graft of autologous cells can improve best corrected visual acuity (BCVA) and responses to ...