Name: the use of mixed reality in custom-made revision hip arthroplasty: a first case report
Uploaded: 2022-08-04T12:45:00
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Non applicabile.
Lo studio è stato condotto nell'ambito di una cooperazione non commerciale.

Il protocollo segue le linee guida del Comitato etico per la ricerca umana dell'Università di medicina di Varsavia. Il paziente ha dato il consenso informato alla procedura e ha riconosciuto il fatto che sarà registrata. Il paziente ha accettato prima della procedura.
NOTA: Il criterio base per includere il paziente nel progetto chirurgico era la necessità di intervenire a causa della disfunzione anatomica, che rendeva impossibile l'utilizzo di un impianto standard. La realtà mista mirava ...

L'artroplastica primaria e di revisione dell'anca può richiedere la personalizzazione per garantire l'efficacia del trattamento. Tuttavia, l'uso di impianti personalizzati richiede una preparazione più lunga per la chirurgia rispetto alle procedure standard. Gli impianti stampati in 3D su misura sono la soluzione che dà la possibilità di ripristinare la funzione in pazienti non tipici la cui malattia ha causato una significativa distruzione ossea29. Le protesi standard sono insufficienti a cau...

La tecnologia della stampa tridimensionale (3D) e della visualizzazione di strutture complesse è in rapida crescita in vari campi della medicina. Questi includono chirurgia cardiovascolare, otorinolaringoiatria, chirurgia maxillo-facciale e, soprattutto, chirurgia ortopedica 1,2,3,4,5. Attualmente, questa tecnologia viene utilizzata in chirurgia ortopedica non solo nell'implementazione diretta di elementi stampati in 3D, ma anche nella formazione chirurgica, nella pianificazione preoperatoria o nella navigazione intraoperatoria 6,7,8.
L'artroplastica totale dell'anca (THA) e l'artroplastica totale del ginocchio (TKA) sono una delle procedure chirurgiche ortopediche più frequentemente eseguite in tutto il mondo. A causa del significativo miglioramento della qualità della vita del paziente, la THA era stata descritta in una precedente pubblicazione come la "chirurgia del secolo"9. In Polonia, 49.937 THA e 30.615 TKA sono stati eseguiti nel 201910. Con l'aumento dell'aspettativa di vita, c'è una tendenza al rialzo nel numero previsto di interventi di artroplastica dell'anca e del ginocchio. Sono stati fatti grandi sforzi per migliorare la progettazione degli impianti, la tecnica chirurgica e le cure postoperatorie. Questi progressi hanno portato a una migliore possibilità di ripristinare la funzione del paziente e ridurre il rischio di complicanze11,12,13,14.
Tuttavia, la grande sfida attualmente affrontata dai chirurghi ortopedici di tutto il mondo è lavorare con pazienti non standard i cui difetti anatomici nell'articolazione dell'anca rendono molto difficile o addirittura impossibile implementare un impianto standard15. La perdita ossea può essere dovuta a traumi significativi, artrosi degenerativa progressiva con protrusione acetabolare, displasia dello sviluppo dell'anca, cancro osseo primario o metastasi 16,17,18,19,20. Il problema della selezione degli impianti riguarda specificamente i pazienti che sono a rischio di revisioni multiple, a volte che richiedono anche un trattamento non convenzionale. In questi casi, una soluzione molto promettente è un impianto stampato in 3D realizzato in additivo creato per un paziente specifico e un difetto osseo, consentendo una misura anatomica molto precisa20.
Nel campo dell'artroplastica, l'impianto preciso e la sua fissazione sostenibile sono fondamentali. I progressi nella visualizzazione 3D preoperatoria e intraoperatoria hanno portato a soluzioni eccellenti come la realtà aumentata e mista21,22,23,24. L'uso intraoperatorio di ologrammi di tomografia computerizzata (TC) ossea e implantare può consentire un migliore posizionamento della protesi rispetto alle immagini radiografiche convenzionali. Questa tecnologia emergente può aumentare le possibilità di efficacia della terapia e ridurre il rischio di complicanze neurovascolari21,25.
Questo caso clinico riguarda un paziente sottoposto a intervento chirurgico di revisione dell'anca a causa di allentamento asettico. Per affrontare una significativa perdita ossea causata da fallimenti multipli dell'impianto, è stato utilizzato l'impianto acetabolare stampato in 3D su misura. Durante la procedura, abbiamo utilizzato la realtà mista per visualizzare la posizione dell'impianto per evitare di danneggiare le strutture neurovascolari a rischio. L'applicazione implementata per il visore di realtà mista consente di dare comandi vocali e gestuali, rendendo possibile l'utilizzo in condizioni sterili durante la procedura chirurgica.
Una donna di 57 anni è stata ricoverata in reparto con una diagnosi preliminare: allentamento della componente acetabolare dell'anca sinistra. La storia della malattia del paziente era ampia. Nel corso della sua vita, ha subito numerose procedure chirurgiche dell'articolazione dell'anca. Il primo trattamento è stato il resurfacing dell'anca a causa dell'artrosi causata dalla displasia dell'anca (1977-15 anni), il secondo è stato un'artroplastica totale dell'anca dovuta all'allentamento dell'impianto (1983-21 anni) e altri due interventi di revisione (1998, 2000-37 e 39 anni). Inoltre, la paziente soffriva di emiplegia spastica del lato sinistro causata da paralisi cerebrale infantile ed è stata ripetutamente operata a causa di una deformità del piede torto sinistro. Era anche gravata da artrosi della colonna vertebrale toracolombare, sindrome del tunnel carpale e ipertensione arteriosa ben controllata. La diagnosi finale che precedeva la qualifica per la procedura successiva era il dolore e la crescente limitazione della funzione causata dall'allentamento della componente acetabolare dell'anca sinistra. Il paziente era altamente motivato, fisicamente attivo e affrontava la disabilità.

<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

La tecnologia della stampa 3D e della visualizzazione di strutture anatomiche è in rapida crescita in vari campi della medicina. Un impianto su misura e una realtà mista sono stati utilizzati per eseguire un'artroplastica dell'anca di revisione complessa nel gennaio 2019. L'uso della realtà mista ha permesso un'ottima visualizzazione delle strutture e ha portato a una precisa fissazione dell'impianto. Secondo le conoscenze degli autori, questo è il primo caso clinico descritto dell'uso combinato di queste due innovazioni. La diagnosi che precedeva la qualifica per la procedura era l'allentamento della componente acetabolare dell'anca sinistra. Durante l'intervento sono stati utilizzati visori per realtà mista e ologrammi preparati dagli ingegneri. L'operazione ha avuto successo ed è stata seguita da una verticalizzazione precoce e dalla riabilitazione del paziente. Il team vede opportunità per lo sviluppo tecnologico nell'artroplastica articolare, nei traumi e nell'oncologia ortopedica.

Pre-elaborazione delle immagini Le maschere binarie dell'osso pelvico, del femore e dell'endoprotesi sono state segmentate semi-automaticamente dalle immagini CT DICOM da esperti tecnologi radiologici utilizzando algoritmi di soglia e crescita regionale con software disponibile33. Anche le mappe delle etichette preparate sono state corrette manualmente da un radiologo. Le mappe delle etichette sono state utilizzate per migliorare la visualizzazione aggiungendole alla scansione ...

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

Una complessa artroplastica dell'anca di revisione è stata eseguita utilizzando un impianto personalizzato e una tecnologia di realtà mista. Secondo le conoscenze degli autori, questo è il primo rapporto di tale procedura descritta in letteratura.

L'uso della realtà mista nell'artroplastica dell'anca di revisione su misura: un primo caso clinico

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

Questa tecnica prevede l'integrazione della tecnologia di realtà mista e dell'impianto su misura che consente di uscire dal modo preciso dell'endotipsite aumentando al meglio le possibilità di successo del trattamento. Il principale vantaggio del metodo utilizzato è la grande precisione nell'impianto della protesi endoscopica. Una corretta visualizzazione offre al chirurgo una migliore possibilità di successo chirurgico.L'integrazione della tecnologia della realtà mista e degli impianti su misura può rivelarsi utile nella traumatologia endoplastica della chirurgia oncologica dell'apparato muscolo-scheletrico, eccetera. Nelle aree in cui è importante la migliore visualizzazione possibile delle strutture operate Il metodo può essere migliorato e sviluppato nel campo delle attività operative e in vari campi dell'andrologia ortopedica dell'apparato muscolo-scheletrico. Con il supporto degli ingegneri l'uso della tecnologia non è impegnativo e può influenzare il successo della terapia.Vale la pena prendersi cura della squadra perché questo tipo di azione richiede la cooperazione di più persone. Per iniziare, eseguire una TAC pelvica e acquisire i file DICOM come descritto nel protocollo di testo. Per elaborare il file DICOM CT pelvico in una rappresentazione olografica, aprire il visualizzatore DICOM olografico.Quindi, selezionare la cartella contenente i file CT DICOM. Controllare l'IP visualizzato quando il visore per realtà mista è acceso e inserirlo nel visualizzatore DICOM olografico. Fare clic sul pulsante di connessione per visualizzare la visualizzazione nel visore per realtà mista.Per segmentare le strutture del tessuto osseo del bacino, abilitare manualmente l'opzione forbici. Fare clic con il pulsante sinistro del mouse e spostare il mouse per rimuovere le strutture selezionate con questo strumento. Terminare la selezione con un altro clic del pulsante sinistro del mouse.Verificare che le strutture selezionate siano ritagliate dalla selezione. Dall'elenco delle funzioni disponibili, scegliere la funzione di trasferimento predefinita CT endoprotesi ossea, che contiene parametri di visualizzazione del colore dedicati alle procedure ortopediche. Regolare la visualizzazione cambiando la finestra e il livello utilizzando il pulsante destro del mouse collegato al movimento del mouse nella finestra di visualizzazione 3D.Regola l'immagine usando comandi vocali come ruota, zoom, taglio intelligente e gesti delle mani. Utilizzate il comando intelligente taglio per regolare un piano di taglio perpendicolare alla linea di vista dell'utente. Osservate che il piano va più in profondità mentre l'utente avvicina la testa all'ologramma.Eseguire questi movimenti per visualizzare le parti interne della visualizzazione. In primo luogo, utilizzare l'accesso hardinge per rilasciare le aderenze del tessuto connettivo all'articolazione dell'anca e rimuovere l'impianto allentato. Quindi, utilizzare un accesso più ampio per eseguire l'operazione allo stesso modo di altre procedure di revisione dell'articolazione dell'anca.Rimuovere tutti i tessuti molli dalla superficie dell'acetabolo in modo che la forma corrisponda esattamente al modello fornito. Assicurarsi che il modello implantare aderisca perfettamente alla superficie dell'osso acetabolare. Fissare il nuovo impianto non cementato utilizzando viti appositamente progettate che stabilizzano l'impianto.Eseguire un blocco del nervo femorale dopo l'intervento chirurgico. Quindi, caricare la visualizzazione della scansione DICOM CT preparata nella sezione precedente nell'applicazione di realtà mista. Collegare il visore per la realtà mista all'applicazione di realtà mista per visualizzare la visualizzazione preparata nello spazio olografico 3D.Utilizzare la visualizzazione olografica intraoperatoria delle immagini elaborate per ottenere una preparazione adeguata e precisa della superficie ossea pelvica, nonché per rimuovere l'eccesso di tessuto connettivo che si è sviluppato come risposta all'allentamento della componente acetabolare. Assicurarsi che l'operatore consideri la visualizzazione olografica come immagine di riferimento. Utilizzare un bisturi, un coltello elettrochirurgico con un coagulatore, uno strumento di esca e taglierine per l'operazione.Per le cure postoperatorie, sottoporre il paziente a un protocollo standard di riabilitazione e recupero, compresa la riabilitazione e la mobilizzazione il primo giorno dopo l'intervento. Utilizzando questo protocollo, è stata generata una visualizzazione interattiva che ha mostrato i tessuti e la potenziale fissazione dell'impianto nel processo di pianificazione preoperatoria. Il colore blu nella visualizzazione mostrava il bordo dell'impianto.Sulla base del TC, la posizione delle viti è stata pianificata in modo tale da evitare il contatto delle viti con le strutture nervose vascolari e il loro danno. I colori sono stati utilizzati per distinguere bulloni con parametri diversi, come lunghezza e sezione trasversale. Prima dell'intervento, la ricostruzione TC 3D ha mostrato una visibile degenerazione e distruzione delle strutture ossee e dell'asimmetria pelvica.La radiografia condotta sei settimane dopo l'intervento ha mostrato che l'impianto è stato inserito correttamente, confermando il successo dell'intervento. La tecnologia della realtà mista ha permesso un modo sicuro e non invasivo per visualizzare con precisione il bacino, le ossa e i tessuti molli, aumentando le possibilità di un buon posizionamento dell'impianto. Manipolando l'immagine, ad esempio ingrandendo i frammenti selezionati delle complesse strutture anatomiche, si possono escludere le imperfezioni dell'occhio del chirurgo.La procedura di intonaco automatico viene eseguita in conformità con gli standard generalmente accettati. Ogni elemento di preparazione della chirurgia, compresa la cooperazione con gli ingegneri, la preparazione dell'impianto, la preparazione del paziente e le successive procedure chirurgiche passo dopo passo sono molto importanti. L'integrazione di realtà mista e impianti su misura può aprire un nuovo capitolo nell'andrologia ortopedica dell'apparato muscolo-scheletrico.Dove appropriato, la visualizzazione e la precisione della sostituzione dell'impianto sono molto importanti.

Research

JoVE Journal

Medicine

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