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 aktuelt.
Studien ble gjennomført som en del av et ikke-kommersielt samarbeid.

Protokollen følger retningslinjer fra Human Research Ethics Committee ved Medical University of Warsaw. Pasienten ga informert samtykke til prosedyren og erkjente at den vil bli registrert. Pasienten samtykket til dette før inngrepet.
MERK: Det grunnleggende kriteriet for å inkludere pasienten i kirurgiprosjektet var nødvendigheten av å gripe inn på grunn av den anatomiske dysfunksjonen, noe som gjorde det umulig å bruke et standardimplantat. Blandet virkelighet var rettet mot bedre pla...

Primær og revisjon hip artroplastikk kan kreve personalisering for å sikre effektiviteten av behandlingen. Imidlertid krever bruk av tilpassede implantater lengre forberedelse for kirurgi sammenlignet med standardprosedyrer. Skreddersydde 3D-printede implantater er løsningen som gir en sjanse til å gjenopprette funksjonen hos ikke-typiske pasienter hvis sykdom har forårsaket betydelig bein ødeleggelse29. Standardproteser er utilstrekkelige på grunn av avansert degenerativ sykdom som utvikle...

Teknologien for tredimensjonal (3D) utskrift og visualisering av komplekse strukturer vokser raskt innen ulike fagområder. Disse inkluderer kardiovaskulær kirurgi, otorhinolaryngology, maxillofacial kirurgi, og fremfor alt ortopedisk kirurgi 1,2,3,4,5. For tiden brukes denne teknologien i ortopedisk kirurgi, ikke bare i direkte implementering av 3D-printede elementer, men også i kirurgisk trening, preoperativ planlegging eller intraoperativ navigasjon 6,7,8.
Total hofteproteseplastikk (THA) og total kneproteseplastikk (TKA) er en av de hyppigst utførte ortopediske kirurgiske prosedyrene over hele verden. På grunn av den betydelige forbedringen i pasientens livskvalitet, hadde THA blitt beskrevet i en tidligere publikasjon som "århundrets kirurgi"9. I Polen ble det utført 49.937 THA og 30.615 TKA i 201910. Etter hvert som forventet levealder øker, er det en oppadgående trend i det forventede antallet hofte- og kneproteseoperasjoner. Det er gjort store anstrengelser for å forbedre implantatdesign, kirurgisk teknikk og postoperativ behandling. Disse fremskrittene førte til en bedre sjanse til å gjenopprette pasientens funksjon og redusere risikoen for komplikasjoner11,12,13,14.
Den store utfordringen som ortopediske kirurger over hele verden står overfor, arbeider imidlertid med ikke-standardiserte pasienter hvis anatomiske defekter i hofteleddet gjør det svært vanskelig eller umulig å implementere et hylleimplantat15. Bentap kan skyldes betydelig traumer, progressiv degenerativ slitasjegikt med et acetabulært fremspring, utviklingsmessig hoftedysplasi, primær beinkreft eller metastase 16,17,18,19,20. Problemet med implantatvalg gjelder spesielt pasienter som er i fare for flere revisjoner, noen ganger også krever ukonvensjonell behandling. I slike tilfeller er en svært lovende løsning et additivt laget 3D-trykt implantat laget for en bestemt pasient og beindefekt, noe som gir en veldig presis anatomisk passform20.
Innen artroplastikk er presis implantat og bærekraftig fiksering avgjørende. Fremgang i preoperativ og intraoperativ 3D-visualisering har resultert i gode løsninger som utvidet og blandet virkelighet21,22,23,24. Intraoperativ bruk av ben- og implantat computertomografi (CT) hologrammer kan tillate bedre proteseplassering enn konvensjonelle radiografibilder. Denne nye teknologien kan øke sjansene for behandlingseffektivitet og redusere risikoen for nevrovaskulære komplikasjoner21,25.
Denne kasuistikken gjelder en pasient som er utsatt for hofterevisjonskirurgi på grunn av aseptisk løsning. For å håndtere betydelig bentap forårsaket av flere implantatfeil, ble det skreddersydde 3D-printede acetabulære implantatet brukt. Under prosedyren brukte vi blandet virkelighet for å visualisere implantatposisjonen for å unngå å skade de risikofylte nevrovaskulære strukturene. Applikasjon implementert til blandet virkelighetshodesett gjør det mulig å gi stemme- og gestkommandoer, noe som gjør det mulig å bruke det under sterile forhold under den kirurgiske prosedyren.
En 57 år gammel kvinne ble innlagt på avdelingen med en foreløpig diagnose: løsning av venstre hoftes acetabulære komponent. Anamnesen var omfattende. Gjennom hele livet gjennomgikk hun mange kirurgiske prosedyrer i hofteleddet. Den første behandlingen var hofteprotese på grunn av slitasjegikt forårsaket av hofteleddsdysplasi (1977-15 år), den andre var en total hofteprotese på grunn av implantatløsning (1983-21 år), og to andre revisjonsoperasjoner (1998, 2000-37 og 39 år). Videre hadde pasienten spastisk venstresidig hemiplegi forårsaket av cerebral parese i barndommen, og hun ble gjentatte ganger operert på grunn av venstre klubbefotdeformitet. Hun var også belastet med slitasjegikt i thoracolumbar ryggrad, karpaltunnelsyndrom og godt kontrollert arteriell hypertensjon. Den endelige diagnosen før kvalifiseringen for neste prosedyre var smerte og økende funksjonsbegrensning forårsaket av løsning av venstre hoftes acetabulære komponent. Pasienten var svært motivert, fysisk aktiv og funksjonsnedsettende.

<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 for 3D-utskrift og visualisering av anatomiske strukturer vokser raskt innen ulike fagområder. Et skreddersydd implantat og blandet virkelighet ble brukt til å utføre kompleks revisjon av hofteproteser i januar 2019. Bruken av blandet virkelighet tillot en veldig god visualisering av strukturene og resulterte i presis implantatfiksering. Ifølge forfatternes kunnskap er dette den første beskrevne kasuistikken om den kombinerte bruken av disse to innovasjonene. Diagnosen forut for kvalifiseringen for prosedyren var løsningen av venstre hoftes acetabulære komponent. Mixed reality headset og hologrammer utarbeidet av ingeniører ble brukt under operasjonen. Operasjonen var vellykket, og den ble etterfulgt av tidlig vertikalisering og pasientrehabilitering. Teamet ser muligheter for teknologiutvikling innen leddproteseplastikk, traumer og ortopedisk onkologi.

Forbehandling av bilder Binære masker av bekkenbenet, lårbenet og endoprotesen ble halvautomatisk segmentert fra CT DICOM-bilder av erfarne radiologiske teknologer ved hjelp av terskel- og regionvekstalgoritmer med tilgjengelig programvare33. De utarbeidede etikettkartene ble også manuelt korrigert av en radiolog. Etikettkart ble brukt til å forbedre visualiseringen ved å legge dem til CT-skanningen i neste trinn. Denne tilnærmingen gjorde det mulig å slå sammen den vol...

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 revisjon hofteprotese ble utført ved hjelp av et skreddersydd implantat og blandet virkelighetsteknologi. Ifølge forfatternes kunnskap er dette den første rapporten om en slik prosedyre beskrevet i litteraturen.

Bruken av blandet virkelighet i skreddersydd revisjon Hip Arthroplasty: En første kasuistikk

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 teknikken innebærer integrering av blandet virkelighetsteknologi og skreddersydde implantater som gjør det mulig å avslutte den nøyaktige mentingen av endotipsitt best øke sjansen for vellykket behandling. Den største fordelen med metoden som brukes er den store presisjonen i implantasjonen av endoprotesen. Riktig visualisering gir kirurgen en bedre sjanse for vellykket kirurgi.Integrering av blandet virkelighetsteknologi og skreddersydde implantater kan vise seg å være nyttig i endoplastisk traumatologi av muskel-skjelettsystemets onkologiske kirurgi, etcetera. På områder der best mulig visualisering av de opererte strukturene er viktig Metoden kan forbedres og utvikles innen operasjonelle aktiviteter og ulike felt av ortopedi ogrologi i muskel-skjelettsystemet. Med støtte fra ingeniørene er bruken av teknologi ikke krevende, og det kan påvirke suksessen til terapien.Det er verdt å ta vare på teamet fordi denne typen handlinger krever samarbeid fra flere personer. For å begynne, ta en CT-skanning av bekkenet og skaff deg DICOM-filer som beskrevet i tekstprotokollen. For å behandle bekken CT DICOM-filen til en holografisk representasjon, åpne den holografiske DICOM-visningen.Velg deretter mappen som inneholder CT DICOM-filer. Kontroller IP-en som vises når mixed reality-headsettet er slått på, og skriv det inn i det holografiske DICOM-visningsprogrammet. Klikk på tilkoblingsknappen for å se visualiseringen i mixed reality-headsettet.For å segmentere bekkenbensvevstrukturene, aktiver saksalternativet manuelt. Klikk på venstre museknapp og flytt musen rundt for å fjerne strukturene som er valgt med dette verktøyet. Avslutt valget med et nytt klikk på venstre museknapp.Bekreft at de valgte strukturene er kuttet ut fra utvalget. Fra listen over tilgjengelige funksjoner velger du den forhåndsdefinerte overføringsfunksjonen CT bone endo protese, som inneholder fargevisualiseringsparametere dedikert til ortopediske prosedyrer. Juster visualiseringen ved å endre vinduet og nivået ved hjelp av høyre museknapp koblet til musebevegelse i 3D-visualiseringsvinduet.Juster bildet ved hjelp av talekommandoer som rotere, zoome, klippe smart og håndbevegelser. Bruk kommandoen cut smart til å justere et skjæreplan som er vinkelrett på brukerens synslinje. Vær oppmerksom på at flyet går dypere når brukeren beveger hodet nærmere hologrammet.Utfør disse bevegelsene for å se de indre delene av visualiseringen. Bruk først hardinge-tilgangen til å frigjøre bindevevsadhesjonene til hofteleddet og fjerne det løse implantatet. Bruk deretter en bredere tilgang til å utføre operasjonen på samme måte som andre revisjonsprosedyrer i hofteleddet.Fjern alt mykt vev fra overflaten av acetabulum slik at formen samsvarer nøyaktig med modellen som følger med. Sørg for at implantatmodellen fester seg perfekt til overflaten av acetabularbenet. Fest det nye, usementerte implantatet ved hjelp av spesialdesignede skruer som stabiliserer implantatet.Utfør en femoral nerveblokk etter operasjonen. Deretter laster du visualiseringen av DICOM CT-skanningen som er utarbeidet i forrige avsnitt til applikasjonen for blandet virkelighet. Koble mixed reality-headsettet til mixed reality-programmet for å se den forberedte visualiseringen i det holografiske 3D-rommet.Bruk intraoperativ holografisk visualisering av de behandlede bildene for å oppnå tilstrekkelig og presis bekkenbenoverflatebehandling, samt å fjerne overskudd av bindevev som utviklet seg som et svar på løsning av acetabulær komponent. Kontroller at operatøren ser på den holografiske visualiseringen som et referansebilde. Bruk en skalpell, en elektrokirurgisk kniv med en koagulator, et lokkeverktøy og kuttere for operasjonen.For postoperativ behandling, la pasienten gjennomgå en standard rehabiliterings- og gjenopprettingsprotokoll, inkludert rehabilitering og mobilisering den første dagen etter operasjonen. Ved hjelp av denne protokollen ble det generert en interaktiv visualisering som viste vev og potensiell fiksering av implantatet i den preoperative planleggingsprosessen. Den blå fargen i visualiseringen viste grensen til implantatet.På grunnlag av CT ble skruenes posisjon planlagt slik at den unngikk kontakt av skruene med vaskulære nervestrukturer og deres skade. Farger ble brukt til å skille bolter med forskjellige parametere, for eksempel lengde og tverrsnitt. Før operasjonen viste CT 3D-rekonstruksjon synlig degenerasjon og ødeleggelse av beinstrukturer og bekkenasymmetri.Røntgen utført seks uker etter operasjonen viste at implantatet var riktig tilpasset, noe som bekreftet operasjonens suksess. Den blandede virkelighetsteknologien tillot en trygg og ikke-invasiv måte å nøyaktig visualisere bekkenet, beinene og bløtvevet på, noe som økte sjansene for god implantatplassering. Ved å manipulere bildet, for eksempel ved å zoome inn de valgte fragmentene av de komplekse anatomiske strukturene, kan man utelukke ufullkommenhetene i kirurgens øye.Prosedyren for auto gips utføres i samsvar med allment aksepterte standarder. Hvert element i forberedelsen av kirurgi, inkludert samarbeid med ingeniører, implantatforberedelse, pasientforberedelse og påfølgende trinnvise kirurgiske prosedyrer er svært viktige. Integreringen av blandet virkelighet og skreddersydde implantater kan åpne et nytt kapittel i ortopedi og kosmoskeletalsystemet.Der det er hensiktsmessig visualisering og presisjon av implantatutskifting er svært viktig.

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 av oppløselige og uoppløselige PrP oligomerer i 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

Måling Frailty hos HIV-infiserte individer. Identifisering av svake pasienter er det første skrittet til forbedring og Reversering av 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 å vurdere alvorlighetsgraden av kolitt og kolorektal tumorer ved en godkjent 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 injeksjon av<em&gt; Escherichia coli</em&gt; I en rotte modell av 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

Romanen diagnostikk i revisjon kirurgi: implantat Sonication og Multiplex polymerasekjedereaksjons

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

Ultralyd-guidede Intracardiac injeksjon for menneskelige stamceller å øke Homing til tarmen for bruk i Murine modeller av eksperimentelle inflammatorisk tarm sykdommer

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

Nytt Arterialized Rat delvis leveren transplantasjon med en i vivo fartøyet orienterte 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 Therapy av Suprachoroidal celle Autograft i tørr aldersrelatert makuladegenerasjon: Foreløpig i 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 ...