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

Niet van toepassing.
De studie werd uitgevoerd in het kader van een niet-commerciële samenwerking.

Het protocol volgt de richtlijnen van de Human Research Ethics Committee van de Medische Universiteit van Warschau. De patiënt gaf geïnformeerde toestemming voor de procedure en erkende het feit dat deze zal worden geregistreerd. De patiënt stemde daarmee voorafgaand aan de procedure in.
OPMERKING: Het basiscriterium voor het opnemen van de patiënt in het operatieproject was de noodzaak om in te grijpen vanwege de anatomische disfunctie, waardoor het onmogelijk was om een standaardimplanta...

Primaire en revisie heuparthroplastiek kan personalisatie vereisen om de effectiviteit van de behandeling te garanderen. Het gebruik van aangepaste implantaten vereist echter een langere voorbereiding op een operatie in vergelijking met standaardprocedures. Op maat gemaakte 3D-geprinte implantaten zijn de oplossing die een kans geeft om de functie te herstellen bij niet-typische patiënten bij wie de ziekte aanzienlijke botvernietiging heeft veroorzaakt29. Standaardprothesen zijn onvoldoende als g...

De technologie van driedimensionaal (3D) printen en visualiseren van complexe structuren groeit snel in verschillende gebieden van de geneeskunde. Deze omvatten cardiovasculaire chirurgie, otorhinolaryngologie, maxillofaciale chirurgie en vooral orthopedische chirurgie 1,2,3,4,5. Momenteel wordt deze technologie gebruikt in orthopedische chirurgie, niet alleen bij de directe implementatie van 3D-geprinte elementen, maar ook bij chirurgische training, preoperatieve planning of intraoperatieve navigatie 6,7,8.
Totale heupartroplastiek (THA) en totale kniearthroplastiek (TKA) zijn wereldwijd een van de meest uitgevoerde orthopedische chirurgische ingrepen. Vanwege de significante verbetering van de kwaliteit van leven van de patiënt, was THA in een eerdere publicatie beschreven als de "operatie van de eeuw"9. In Polen werden in 2019 49.937 THA en 30.615 TKA uitgevoerd10. Naarmate de levensverwachting toeneemt, is er een stijgende trend in het verwachte aantal heup- en knieartroplastiekoperaties. Er zijn grote inspanningen geleverd om het implantaatontwerp, de chirurgische techniek en de postoperatieve zorg te verbeteren. Deze vooruitgang leidde tot een betere kans om de patiëntfunctie te herstellen en het risico op complicaties te verminderen 11,12,13,14.
De grote uitdaging waar orthopedisch chirurgen wereldwijd momenteel voor staan, is echter het werken met niet-standaardpatiënten van wie de anatomische defecten in het heupgewricht het zeer moeilijk of zelfs onmogelijk maken om een kant-en-klaar implantaat te implementeren15. Botverlies kan te wijten zijn aan significant trauma, progressieve degeneratieve artrose met een acetabulair uitsteeksel, ontwikkelingsheupdysplasie, primaire botkanker of metastase 16,17,18,19,20. Het probleem van de selectie van implantaten heeft specifiek betrekking op patiënten die het risico lopen op meerdere revisies, die soms ook een onconventionele behandeling vereisen. In dergelijke gevallen is een veelbelovende oplossing een additief gemaakt 3D-geprint implantaat gemaakt voor een specifieke patiënt en botdefect, waardoor een zeer nauwkeurige anatomische fitmogelijk is 20.
Op het gebied van artroplastiek zijn nauwkeurig implantaat en de duurzame fixatie ervan cruciaal. Vooruitgang in preoperatieve en intraoperatieve 3D-visualisatie heeft geresulteerd in uitstekende oplossingen als augmented en mixed reality 21,22,23,24. Intraoperatief gebruik van bot- en implantaatcomputertomografie (CT) hologrammen kan een betere protheseplaatsing mogelijk maken dan conventionele radiografiebeelden. Deze opkomende technologie kan de kans op therapie-effectiviteit vergroten en het risico op neurovasculaire complicaties verminderen 21,25.
Dit casusrapport betreft een patiënt die een heuprevisieoperatie ondergaat als gevolg van aseptische loslating. Om aanzienlijk botverlies als gevolg van meerdere implantaatfouten aan te pakken, werd het op maat gemaakte 3D-geprinte acetabulaire implantaat gebruikt. Tijdens de procedure gebruikten we mixed reality om de positie van het implantaat te visualiseren om te voorkomen dat de neurovasculaire structuren met een verhoogd risico werden beschadigd. Toepassing geïmplementeerd op mixed reality headset maakt het mogelijk om spraak- en gebarencommando's te geven, waardoor het mogelijk is om het te gebruiken in steriele omstandigheden tijdens de chirurgische procedure.
Een 57-jarige vrouw werd op de afdeling opgenomen met een voorlopige diagnose: loskomen van de acetabulaire component van de linkerheup. De ziektegeschiedenis van de patiënt was uitgebreid. Gedurende haar hele leven onderging ze talloze chirurgische ingrepen van het heupgewricht. De eerste behandeling was heupresurfacing als gevolg van artrose veroorzaakt door heupdysplasie (1977-15 jaar oud), de tweede was een totale heuparthroplastiek als gevolg van het losmaken van het implantaat (1983-21 jaar oud) en andere twee revisieoperaties (1998, 2000-37 en 39 jaar oud). Bovendien leed patiënte aan spastische linkerzijdige hemiplegie veroorzaakt door hersenverlamming bij kinderen en werd zij herhaaldelijk geopereerd vanwege misvorming van de linker klompvoet. Ze werd ook belast met artrose van de thoracolumbale wervelkolom, carpaal tunnelsyndroom en goed gecontroleerde arteriële hypertensie. De uiteindelijke diagnose voorafgaand aan de kwalificatie voor de volgende procedure was de pijn en toenemende functiebeperking veroorzaakt door het losmaken van de acetabulaire component van de linkerheup. De patiënt was zeer gemotiveerd, fysiek actief en had te maken met een 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

De technologie van 3D-printen en visualisatie van anatomische structuren groeit snel op verschillende gebieden van de geneeskunde. Een op maat gemaakt implantaat en mixed reality werden gebruikt om complexe revisie heupartroplastiek uit te voeren in januari 2019. Het gebruik van mixed reality zorgde voor een zeer goede visualisatie van de structuren en resulteerde in een nauwkeurige implantaatfixatie. Volgens de kennis van de auteurs is dit het eerste beschreven casusrapport van het gecombineerde gebruik van deze twee innovaties. De diagnose voorafgaand aan de kwalificatie voor de procedure was het losmaken van de acetabulaire component van de linkerheup. Mixed reality headset en hologrammen voorbereid door ingenieurs werden gebruikt tijdens de operatie. De operatie was succesvol en werd gevolgd door vroege verticalisatie en revalidatie van patiënten. Het team ziet kansen voor technologische ontwikkeling in gewrichtsarthroplastiek, trauma en orthopedische oncologie.

Voorbewerking van afbeeldingen Binaire maskers van het bekkenbot, het dijbeen en de endoprothese werden semi-automatisch gesegmenteerd uit CT DICOM-beelden door ervaren radiologische technologen met behulp van drempel- en regiogroeialgoritmen met beschikbare software33. De voorbereide labelkaarten werden ook handmatig gecorrigeerd door een radioloog. Labelkaarten werden gebruikt om de visualisatie te verbeteren door ze in de volgende stap toe te voegen aan de CT-scan. Deze aanp...

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

Een complexe revisie heuparthroplastiek werd uitgevoerd met behulp van een op maat gemaakt implantaat en mixed reality-technologie. Volgens de kennis van de auteurs is dit het eerste verslag van een dergelijke procedure dat in de literatuur wordt beschreven.

Het gebruik van mixed reality bij op maat gemaakte revisie heupartroplastiek: een eerste casusrapport

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

Deze techniek omvat de integratie van mixed reality-technologie en op maat gemaakt implantaat dat het mogelijk maakt om de precieze menting van Endotipsitis het beste te verlaten, waardoor uw kans op een succesvolle behandeling toeneemt. Het belangrijkste voordeel van de gebruikte methode is de grote precisie bij de implantatie van de endoprothese. Een goede visualisatie geeft de chirurg een betere kans op een succesvolle operatie.De integratie van mixed reality-technologie en op maat gemaakte implantaten kan nuttig zijn in de endoplastische traumatologie van de oncologische chirurgie van het bewegingsapparaat, enzovoort. In gebieden waar de best mogelijke visualisatie van de geopereerde structuren belangrijk is De methode kan worden verbeterd en ontwikkeld op het gebied van operationele activiteiten en verschillende gebieden van orthopedie andrologie van het bewegingsapparaat. Met de steun van de ingenieurs is het gebruik van technologie niet veeleisend en kan het het succes van de therapie beïnvloeden.Het is de moeite waard om voor het team te zorgen, omdat dit soort acties de medewerking van meerdere mensen vereist. Neem om te beginnen een CT-scan van het bekken en verkrijg DICOM-bestanden zoals beschreven in het tekstprotocol. Om het BEKKEN CT DICOM-bestand te verwerken tot een holografische weergave, opent u de holografische DICOM-viewer.Selecteer vervolgens de map met CT DICOM-bestanden. Controleer het IP-adres dat wordt weergegeven wanneer de mixed reality-headset is ingeschakeld en voer deze in de holografische DICOM-viewer in. Klik op de knop Verbinden om de visualisatie in de mixed reality headset te bekijken.Als u de botweefselstructuren van het bekken wilt segmenteren, schakelt u de schaaroptie handmatig in. Klik op de linkermuisknop en beweeg de muis rond om de structuren te verwijderen die met deze tool zijn geselecteerd. Beëindig de selectie met nog een klik op de linkermuisknop.Controleer of de geselecteerde structuren uit de selectie zijn geknipt. Kies in de lijst met beschikbare functies de vooraf gedefinieerde overdrachtsfunctie CT-bot-endoprothese, die kleurvisualisatieparameters bevat die zijn gewijd aan orthopedische procedures. Pas de visualisatie aan door het venster en het niveau te wijzigen met behulp van de rechtermuisknop die is verbonden met muisbewegingen in het 3D-visualisatievenster.Pas de afbeelding aan met spraakopdrachten zoals roteren, zoomen, slim knippen en handgebaren. Gebruik de opdracht cut smart om een snijvlak aan te passen dat loodrecht op de zichtlijn van de gebruiker staat. Merk op dat het vlak dieper gaat naarmate de gebruiker het hoofd dichter bij het hologram beweegt.Voer deze bewegingen uit om de binnenste delen van de visualisatie te zien. Gebruik eerst de verhardingstoegang om de bindweefselverklevingen aan het heupgewricht los te laten en verwijder het losse implantaat. Gebruik vervolgens een bredere toegang om de operatie op dezelfde manier uit te voeren als andere revisieprocedures van het heupgewricht.Verwijder alle zachte weefsels van het oppervlak van het acetabulum, zodat de vorm precies overeenkomt met het opgegeven model. Zorg ervoor dat het implantaatmodel perfect hecht aan het oppervlak van het acetabulaire bot. Bevestig het nieuwe, niet-geïnitieerde implantaat met speciaal ontworpen schroeven die het implantaat stabiliseren.Voer een femorale zenuwblokkade uit na de operatie. Laad vervolgens de visualisatie van de DICOM CT-scan die in de vorige sectie is voorbereid in de mixed reality-toepassing. Sluit de mixed reality-headset aan op de mixed reality-toepassing om de voorbereide visualisatie in de 3D-holografische ruimte te bekijken.Gebruik intraoperatieve holografische visualisatie van de verwerkte beelden om een adequate en nauwkeurige voorbereiding van het bekkenbotoppervlak te bereiken, evenals om het teveel aan bindweefsel te verwijderen dat zich ontwikkelde als reactie op het losmaken van de acetabulaire component. Zorg ervoor dat de operator de holografische visualisatie als referentieafbeelding bekijkt. Gebruik een scalpel, een elektrochirurgisch mes met een coagulator, een kunstaasgereedschap en snijders voor de operatie.Voor postoperatieve zorg, laat de patiënt een standaard revalidatie- en herstelprotocol ondergaan, inclusief revalidatie en mobilisatie op de eerste dag na de operatie. Met behulp van dit protocol werd een interactieve visualisatie gegenereerd die weefsels en mogelijke fixatie van het implantaat in het pre-operatieve planningsproces weergaf. De blauwe kleur in de visualisatie toonde de rand van het implantaat.Op basis van de CT werd de positie van de schroeven zo gepland dat het contact van de schroeven met de vasculaire zenuwstructuren en hun schade werd vermeden. Kleuren werden gebruikt om bouten met verschillende parameters te onderscheiden, zoals lengte en doorsnede. Vóór de operatie toonde CT 3D-reconstructie zichtbare degeneratie en vernietiging van botstructuren en bekkenasymmetrie.Röntgenfoto's die zes weken na de operatie werden uitgevoerd, toonden aan dat het implantaat correct was aangebracht, wat het succes van de operatie bevestigde. De mixed reality-technologie maakte een veilige en niet-invasieve manier mogelijk om het bekken, de botten en de zachte weefsels nauwkeurig te visualiseren, waardoor de kans op een goede plaatsing van het implantaat werd vergroot. Door het beeld te manipuleren, bijvoorbeeld door in te zoomen op de geselecteerde fragmenten van de complexe anatomische structuren, kan men de onvolkomenheden van het oog van de chirurg uitsluiten.De procedure van autopleister wordt uitgevoerd in overeenstemming met algemeen aanvaarde normen. Elk element van de voorbereiding van de operatie, inclusief samenwerking met ingenieurs, implantaatvoorbereiding, voorbereiding van de patiënt en daaropvolgende stapsgewijze chirurgische procedures zijn erg belangrijk. De integratie van mixed reality en op maat gemaakte implantaten kan een nieuw hoofdstuk openen in de orthopedie andrologie van het bewegingsapparaat.Waar nodig zijn visualisatie en precisie van implantaatvervanging erg belangrijk.

Research

JoVE Journal

Medicine

Reverse Total Shoulder Arthroplasty

Totaal omgekeerde Schouder 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

In vivo Dual ondergrond 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

Isolatie van oplosbare en onoplosbare oligomeren in het PrP Normal Human Brain

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

Meten Frailty bij HIV-geïnfecteerde individuen. Identificatie van Frail patiënten is de eerste stap naar Verbetering en omkering van 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

Flexibele colonoscopie in Muizen aan de ernst van colitis en Colorectale Tumoren Evalueer behulp van een gevalideerde Endoscopische 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

Intrarenale injectie van<em&gt; Escherichia coli</em&gt; In een Rat Model van 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

Nieuwe diagnostiek in herziening artroplastiek: implantaat ultrasoonapparaat en Multiplex Polymerase-kettingreactie

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

Echografie-geleide Intracardiac injectie van menselijke mesenchymale stamcellen toe Homing aan de darm voor gebruik in lymfkliertest modellen van experimentele inflammatoire darmziekten

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

Opnieuw Arterialized Rat gedeeltelijke lever transplantatie met een in vivo vaartuig georiënteerde 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

Regeneratieve therapie door Suprachoroidal cel Autograft in droge leeftijdsgebonden maculaire degeneratie: voorontwerp In Vivo verslag

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