Summary
Uma artroplastia de quadril de revisão complexa foi realizada usando um implante personalizado e tecnologia de realidade mista. De acordo com o conhecimento dos autores, este é o primeiro relato de tal procedimento descrito na literatura.
Abstract
A tecnologia de impressão 3D e visualização de estruturas anatômicas está crescendo rapidamente em vários campos da medicina. Um implante feito sob medida e realidade mista foram usados para realizar artroplastia de quadril de revisão complexa em janeiro de 2019. O uso da realidade mista permitiu uma visualização muito boa das estruturas e resultou na fixação precisa do implante. De acordo com o conhecimento dos autores, este é o primeiro relato de caso descrito do uso combinado dessas duas inovações. O diagnóstico que precedeu a qualificação para o procedimento foi o afrouxamento do componente acetabular do quadril esquerdo. Fone de ouvido de realidade mista e hologramas preparados pelos engenheiros foram utilizados durante a cirurgia. A operação foi bem sucedida, seguida por verticalização precoce e reabilitação do paciente. A equipe vê oportunidades para o desenvolvimento de tecnologia em artroplastia articular, trauma e oncologia ortopédica.
Introduction
A tecnologia de impressão tridimensional (3D) e visualização de estruturas complexas está crescendo rapidamente em vários campos da medicina. Entre elas estão a cirurgia cardiovascular, a otorrinolaringologia, a cirurgia maxilofacial e, sobretudo, a cirurgia ortopédica 1,2,3,4,5. Atualmente, essa tecnologia é utilizada em cirurgia ortopédica não apenas na implementação direta de elementos impressos em 3D, mas também no treinamento cirúrgico, planejamento pré-operatório ou navegação intraoperatória 6,7,8.
A artroplastia total do quadril (ATQ) e a artroplastia total do joelho (ATJ) são um dos procedimentos cirúrgicos ortopédicos mais realizados em todo o mundo. Devido à melhora significativa da qualidade de vida do paciente, a ATQ havia sido descrita em publicação anterior como a "cirurgia do século"9. Na Polônia, 49.937 THA e 30.615 TKA foram realizados em 201910. À medida que a expectativa de vida aumenta, há uma tendência ascendente no número projetado de cirurgias de artroplastia de quadril e joelho. Grandes esforços foram feitos para melhorar o design do implante, a técnica cirúrgica e os cuidados pós-operatórios. Esses avanços levaram a uma melhor chance de restaurar a função do paciente e reduzir o risco de complicações11,12,13,14.
No entanto, o grande desafio enfrentado atualmente pelos cirurgiões ortopédicos em todo o mundo é trabalhar com pacientes não padronizados, cujos defeitos anatômicos na articulação do quadril tornam muito difícil ou mesmo impossível a implementação de um implante pronto para uso15. A perda óssea pode ser decorrente de trauma significativo, osteoartrite degenerativa progressiva com protrusão acetabular, displasia do desenvolvimento da anca, câncer ósseo primário ou metástase 16,17,18,19,20. O problema da seleção de implantes diz respeito especificamente a pacientes que estão em risco de múltiplas revisões, às vezes também exigindo tratamento não convencional. Nesses casos, uma solução muito promissora é um implante impresso em 3D feito com aditivo criado para um paciente específico e defeito ósseo, permitindo um ajuste anatômico muito preciso20.
No campo da artroplastia, o implante preciso e sua fixação sustentável são cruciais. O progresso na visualização 3D pré e intraoperatória resultou em excelentes soluções como realidade aumentada e mista21,22,23,24. O uso intraoperatório de hologramas de tomografia computadorizada (TC) óssea e implante pode permitir melhor colocação de próteses do que as imagens radiográficas convencionais. Essa tecnologia emergente pode aumentar as chances de efetividade da terapia e reduzir o risco de complicações neurovasculares21,25.
Este relato de caso diz respeito a um paciente submetido à cirurgia de revisão do quadril devido à soltura asséptica. Para lidar com a perda óssea significativa causada por múltiplas falhas do implante, o implante acetabular impresso em 3D feito sob medida foi usado. Durante o procedimento, utilizou-se a realidade mista para visualizar a posição do implante para evitar danos às estruturas neurovasculares de risco. Aplicação implementada para headset de realidade mista permite dar comandos de voz e gesto, possibilitando sua utilização em condições estéreis durante o procedimento cirúrgico.
Uma mulher de 57 anos foi admitida no serviço com diagnóstico preliminar: soltura do componente acetabular do quadril esquerdo. A história de doença do paciente era extensa. Ao longo de sua vida, ela passou por inúmeros procedimentos cirúrgicos da articulação do quadril. O primeiro tratamento foi o resurfacing do quadril devido à osteoartrite causada por displasia de quadril (1977-15 anos), o segundo foi uma artroplastia total do quadril devido ao afrouxamento do implante (1983-21 anos) e outras duas cirurgias de revisão (1998, 2000-37 e 39 anos). Além disso, a paciente sofria de hemiplegia espástica do lado esquerdo causada por paralisia cerebral na infância, e foi operada repetidamente devido à deformidade do pé torto congênito esquerdo. Ela também estava sobrecarregada com osteoartrite da coluna toracolombar, síndrome do túnel do carpo e hipertensão arterial bem controlada. O diagnóstico final que precedeu a qualificação para o próximo procedimento foi a dor e o aumento da limitação da função causada pelo afrouxamento do componente acetabular do quadril esquerdo. O paciente era altamente motivado, fisicamente ativo e lidando com a incapacidade.
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Protocol
O protocolo segue as diretrizes do Comitê de Ética em Pesquisa com Seres Humanos da Universidade Médica de Varsóvia. O paciente deu consentimento informado para o procedimento e reconheceu o fato de que ele será registrado. O paciente concordou com isso antes do procedimento.
NOTA: O critério básico para a inclusão do paciente no projeto cirúrgico foi a necessidade de intervenção devido à disfunção anatômica, o que impossibilitou o uso de um implante padrão. A realidade mista visou um melhor posicionamento da prótese, aumentando as chances de sucesso da cirurgia.
1. Preparação
- Prepare um implante acetabular personalizado e planeje o procedimento cirúrgico antes da hospitalização do paciente.
NOTA: Neste estudo de caso, pessoas especializadas na arte do diagnóstico médico por imagem prepararam o implante acetabular feito sob medida.- Antes da admissão planejada no hospital, realize um raio-x na unidade de diagnóstico por imagem.
- Realizar uma radiografia pélvica em projeção anteroposterior.
- Avalie a condição atual da pelve do paciente com base no raio-X.
- Compare a imagem obtida com as imagens de raios-X anteriores.
- Faça uma tomografia computadorizada pélvica e adquira arquivos DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine) de acordo com o protocolo.
- Coloque o paciente na plataforma móvel de tomografia computadorizada.
- Clique no botão de espessura e selecione 512 x 512 px de espessura para as digitalizações.
- Clique no parâmetro que determina a espessura da camada de 1 mm.
- Inicie o procedimento clicando e aguarde o resultado do teste.
- Peça a um engenheiro que projete uma proposta de implante que possa ser enviada digitalmente como um esquema técnico ou um protótipo de modelo impresso em 3D (Figura 1).
- Visualize o resultado da tomografia computadorizada no visualizador DICOM.
- Determinar as necessidades para a implementação do implante, tendo em conta as condições anatômicas atuais do paciente, a biomecânica e a função da articulação.
- Consulte o engenheiro para obter sugestões sobre implantes, incluindo fixação.
- Aprove o projeto e aguarde o envio.
NOTA: A forma final do implante envolve a combinação de dados 3D da tomografia computadorizada de um paciente com a entrada de um engenheiro de projeto e um cirurgião.
- Imprima o implante 3D feito sob medida a partir do pó de liga de titânio (TiAl6V4) usando a tecnologia de feixe de elétrons26,27. Dentro de uma câmara contendo pequenas quantidades de pó de TiAl6V4, cada vez que o feixe de elétrons é disparado, há fusão seletiva e acúmulo de material (revestimento a plasma).
- Verifique se o implante foi esterilizado. A esterilização dos ensaios de implante e do implante final foi garantida pelo fabricante.
2. Exames pré-cirúrgicos
- Realizar um padrão de exames laboratoriais de atendimento e consultas especializadas.
- Excluir pacientes com potencial infecção da articulação periprotética (sem características radiológicas, proteína c-reativa normal (<10 mg/L) e velocidade de hemossedimentação de 1-10 mm/h para mulheres, 3-15 mm/h para homens).
- Verifique os sinais clínicos da infecção, como febre (sistêmica), dor, inchaço, vermelhidão (local) e função articular reduzida28.
- Exclua pacientes com sinais de inflamação local durante os exames clínicos (vermelhidão, aumento de temperatura, dor, inchaço e perda de função indicam inflamação local). O paciente deu consentimento informado completo para a operação.
3. Modelo de realidade mista
NOTA: O processo é realizado para alcançar a visualização adequada do implante e da pelve, que será usada no intraoperatório.
- Processe o arquivo DICOM de TC pélvico em uma representação holográfica usando um aplicativo dedicado.
- Carregue a imagem CT no fone de ouvido de realidade mista a partir de arquivos CT DICOM adquiridos.
- Abra o visualizador DICOM holográfico.
- Selecione a pasta que contém os arquivos CT DICOM.
- Verifique o IP que é exibido quando o fone de ouvido é ligado e insira-o em um local designado no Visualizador DICOM holográfico.
- Clique no botão Conectar para poder ver a visualização no fone de ouvido de realidade mista.
- Segmente as estruturas do tecido ósseo da pelve. Isso é realizado manualmente usando a opção Tesoura . Quando a opção está ativada, o usuário clica no botão esquerdo do mouse e move o mouse para remover as estruturas selecionadas com essa ferramenta.
- Termine a seleção com outro clique no botão esquerdo do mouse, o que cria um pop-up para o usuário confirmar que deseja cortar as estruturas selecionadas.
NOTA: O usuário pode escolher áreas a serem recortadas da visualização em visualizações 3D e 2D. É possível remover as estruturas de dentro ou de fora da seleção. Isso é repetido até que apenas as partes necessárias da imagem da TC estejam visíveis.
- Termine a seleção com outro clique no botão esquerdo do mouse, o que cria um pop-up para o usuário confirmar que deseja cortar as estruturas selecionadas.
- Escolha uma função de transferência predefinida (parâmetros de visualização de cores) dedicada a procedimentos ortopédicos da lista de funções disponíveis, clicando em seu nome: Endoprótese Óssea CT. Se necessário, ajuste a visualização alterando a janela e o nível usando o botão direito do mouse conectado ao movimento do mouse na janela de visualização 3D.
- Conecte-se ao fone de ouvido para ver a visualização preparada no espaço holográfico 3D. Ajuste a imagem usando comandos de voz: Girar, Ampliar, Cortar Inteligente e Gestos com a Mão.
- Use o comando Cortar Inteligente para usar e ajustar um plano de corte perpendicular à linha de visão do usuário. Quanto mais perto o usuário move a cabeça para o holograma, mais fundo o plano vai.
- Execute esses movimentos para ver as partes internas da visualização porque as estruturas que estão localizadas anteriormente ao plano não são visualizadas.
NOTA: Essa visão é importante para avaliar as relações geométricas entre estruturas (pelve, fêmur e implante) (Figura 2 e Figura 3).
- Carregue a imagem CT no fone de ouvido de realidade mista a partir de arquivos CT DICOM adquiridos.
4. Cirurgia
- Realizar o procedimento cirúrgico de revisão da artroplastia do quadril devido ao soltura asséptica do componente acetabular com o uso de implante acetabular sob medida e dispositivo de realidade mista14,16,29. Use um bisturi, uma faca eletrocirúrgica com um coagulador, uma ferramenta Luer e cortadores para a operação.
- Dê 1,5 g de ceftriaxona por via intravenosa 30 minutos antes da incisão na pele, e duas doses subsequentes devem ser administradas no dia da cirurgia para prevenir a infecção. Iniciar a tromboprofilaxia no dia anterior à cirurgia com heparina de baixo peso molecular (HBPM). Continue a dose única diária de 40 mg de enoxaparina por 30 dias após o procedimento.
- Coloque e prenda o paciente sob anestesia geral, deitado na mesa de operação.
- Solte as aderências do tecido conjuntivo usando o acesso Hardinge à articulação do quadril e remova o implante acetabular solto.
- Execute a operação da mesma forma que outros procedimentos de revisão da articulação do quadril, mas use um acesso mais amplo.
- Remova todos os tecidos moles da superfície do acetábulo para que a forma seja exatamente a mesma do modelo fornecido. O modelo de implante deve aderir perfeitamente à superfície do osso acetabular.
- Fixe o novo implante não cimentado usando parafusos especialmente projetados que estabilizam o implante.
- Realizar um bloqueio do nervo femoral após a cirurgia.
- Visualização holográfica intraoperatória de imagens processadas
- Carregue a visualização da tomografia computadorizada DICOM preparada no planejamento pré-procedimento para a aplicação de realidade mista.
- Conecte o fone de ouvido de realidade mista ao aplicativo de realidade mista para ver a visualização preparada no espaço holográfico 3D.
- Utilizar a visualização holográfica intraoperatória das imagens processadas para obter uma preparação adequada e precisa da superfície óssea pélvica, bem como para a remoção do excesso de tecido conjuntivo que se desenvolveu como resposta ao afrouxamento do componente acetabular.
- Certifique-se de que o operador olhe para a visualização holográfica como uma imagem de referência.
- Use um bisturi, uma faca eletrocirúrgica com um coagulador, uma ferramenta luer e cortadores para a operação. A visualização do modelo 3D da pelve deve minimizar o risco de danos às estruturas neurovasculares e erros na colocação do implante.
- Certifique-se de que o monitor montado na cabeça está ligado à estação de trabalho através de uma rede Wi-Fi. O processamento das imagens e a renderização são realizados na estação de trabalho e os resultados são exibidos no fone de ouvido como hologramas. Use gestos e comandos de voz. Se necessário, obtenha ajuda de um engenheiro com visualização de POV.
5. Cuidados pós-operatórios
- Fazer com que o paciente seja submetido a um protocolo padrão de reabilitação e recuperação, incluindo reabilitação e mobilização no primeiro dia após a cirurgia30,31,32.
NOTA: A reabilitação foi implementada por uma equipe dedicada e experiente na artroplastia de quadril e joelho. - Implementar tromboprofilaxia farmacológica. A tromboprofilaxia foi iniciada no dia anterior à cirurgia com heparina de baixo peso molecular (HBPM). A dose única diária de 40 mg de enoxaparina foi mantida por 30 dias após o procedimento.
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Representative Results
Pré-processamento de imagem
Máscaras binárias do osso pélvico, fêmur e endoprótese foram segmentadas semi-automaticamente a partir de imagens de TC DICOM por tecnólogos radiológicos experientes usando algoritmos de limiar e crescimento de região com software disponível33. Os mapas de etiquetas preparados também foram corrigidos manualmente por um radiologista. Mapas de rótulos foram usados para melhorar a visualização, adicionando-os à tomografia computadorizada na etapa seguinte. Essa abordagem possibilitou a fusão da renderização volumétrica, que permite visualizar a estrutura óssea e os tecidos circundantes nas tomografias computadorizadas, com as partes segmentadas indicando tecidos importantes. Os resultados da segmentação foram concluídos na pilha original, que evitou construir apenas um modelo gráfico 3D de estruturas, mas possibilitou manter informações sobre todos os valores das Unidades Hounsfield (HU). Resultou em uma visualização interativa que permitiu exibir tecidos, implantar e realizar segmentações ósseas simultaneamente ou uma de cada vez, dependendo da situação cirúrgica (Figura 1 e Figura 4) visualizações do implante fixo. O conjunto de dados de TC processado foi visualizado como hologramas usando software dedicado.
Planejamento pré-procedimento e hospitalização
Com base em dados e visualizações de tomografia computadorizada, foi elaborado um plano de operação. O plano incluiu valores importantes: centro de rotação do quadril, inclinação acetabular, anteversão e direção, método e zonas de montagem do implante. A posição do implante foi determinada por pontos ósseos e anatômicos, enquanto a configuração apropriada foi adicionalmente confirmada após a configuração da cabeça do ensaio da prótese e verificação clínica da estabilidade do implante durante o procedimento. A TC pós-operatória foi realizada a fim de confirmar a posição correta do implante. A posição dos parafusos foi planejada com base na TC pelo engenheiro e cirurgião, o que permitiu evitar o contato dos parafusos com as estruturas vascular-nervosas e seus danos (Figura 5). O defeito acetabular foi classificado como 3B Paproskyclassificação 34. O tipo 3B é a destruição mais severa de todas as estruturas acetabulares, incluindo paredes e colunas34. O escore clínico do HHS antes da cirurgia foi de 44 (Tabela 1).
As atividades para preparar o paciente para o procedimento incluíram consulta de medicina interna e exames laboratoriais padrão. Exames essenciais também foram necessários: ECG e radiografia: radiografia de tórax, radiografia pélvica. A imagem de controle também foi obtida após a cirurgia. O paciente recebeu tromboprofilaxia padrão (Clexano 40 mg, 1 x 1 s.c.) e antibioticoprofilaxia (Tarsime 3 x 1,5 g i.v.) durante a internação. A terapia individualizada da dor foi incluída. Todos os outros medicamentos foram tomados de acordo com as recomendações padrão do paciente.
Em janeiro de 2019, foi realizada uma revisão de artroplastia do quadril esquerdo, que incluiu a substituição de um componente acetabular solto pelo implante sob medida: componente acetabular com triflange, inserção de polietileno, constrição, parafusos de fixação-10 peças, cabeça modular restrita Co-Cr-Mo (36 mm) e pescoço de 9 mm.
A operação durou 4 h e foi executada sem complicações. A verticalização com a ajuda de um andador ocorreu no segundo dia após o procedimento. A paciente recebeu alta no 14º dia em bom estado geral (longo tempo de reabilitação devido à paralisia do pé após paralisia cerebral). As visitas de controlo tiveram lugar após as datas fixadas. As TCs de controle radiológico e as radiografias foram realizadas antes da cirurgia (Figura 3, Figura 6 e Figura 7), após a cirurgia (Figura 2 e Figura 8) e após 2 anos (Figura 9). A colocação do implante foi realizada de acordo com os pressupostos do projeto. O deslocamento, a amplitude de movimento e o comprimento dos membros foram restaurados. A função e a qualidade de vida do paciente foram relativamente boas na visita subsequente e melhoraram significativamente desde o diagnóstico inicial. Antes da operação, o paciente mudou-se para uma cadeira de rodas por causa da dor - a avaliação subjetiva do paciente na escala de intensidade da dor analógica visual de 10 pontos foi 8 (EAV 8). Após a cirurgia, durante a reabilitação, parou de usar duas muletas ortopédicas. Atualmente, o paciente caminha com uma muleta devido à paralisia do nervo peroneal após cirurgia prévia em outro hospital. De acordo com o conhecimento dos autores, foi o primeiro procedimento desse tipo na Polônia e um dos primeiros no mundo. Foi uma equipe de pesquisa de estudantes de medicina que propôs a ideia de usar tecnologia moderna no Departamento de Ortopedia e Traumatologia do Sistema Musculoesquelético.
As estruturas anatômicas que requerem intervenção cirúrgica devem ser visíveis para a fixação adequada do implante, conforme planejado. No caso de pacientes não padronizados com defeitos ósseos significativos e deformação, a visualização e o ajuste adequados de uma prótese sob medida são de fundamental importância para o processo de tratamento. A fixação adequada do implante reduz o risco de complicações pós-operatórias, como afrouxamento ou instabilidade. A tecnologia de realidade mista permite, sem risco e de forma não invasiva, visualizar com precisão a pelve, ossos e tecidos moles, aumentando as chances de uma boa colocação de implantes e até possivelmente encurtando o tempo de cirurgia no futuro. A capacidade de manipular a imagem, por exemplo, ampliando os fragmentos selecionados das estruturas anatômicas complexas, permite excluir as imperfeições do olho do cirurgião (Figura 10 e Figura 11). Em resumo, foi realizada uma artroplastia de revisão complexa precisa e totalmente personalizada. Os autores veem oportunidades para o desenvolvimento da realidade mista em ortopedia, não apenas em artroplastia e traumatologia, mas também em oncologia ortopédica, onde muitas vezes é necessário realizar ressecções muito extensas com um alto nível de precisão. A visualização apropriada de áreas anatômicas de difícil acesso com estruturas neurovasculares circundantes pode tornar a cirurgia mais fácil para o cirurgião e mais segura para o paciente.
Figura 1: Visualização do implante fixo. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 2: Radiografia um dia após a cirurgia. A letra 'L' representa o lado esquerdo do corpo no raio-X. Neste caso, uma foto do quadril esquerdo. Por favor, clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 3: Raio-X antes da cirurgia. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 4: Visualização do implante fixo. A visualização é preparada no processo de planejamento pré-operatório. Mostra o potencial de fixação do implante. A cor azul na visualização é a borda do implante. Por favor, clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 5: Projeto 3D para inserção de parafusos de fixação de implantes. As cores são usadas por engenheiros para uma visualização melhor e mais precisa. Isso facilita a distinção de parafusos com diferentes parâmetros de comprimento e seção transversal. A sequência de montagem também pode ser levada em conta. As cores são ilustrativas e são utilizadas no processo de planejamento pré-operatório. No processo de planejamento da montagem do implante, é importante excluir danos intraoperatórios aos vasos sanguíneos e nervos. Por favor, clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 6: A reconstrução por TC-3D antes da cirurgia mostra as articulações do quadril e parte do fêmur. Degeneração visível e destruição de estruturas ósseas, assimetria pélvica. Por favor, clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 7: Reconstrução CT-3D antes da cirurgia. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 8: Raio-X 6 semanas após a cirurgia. O implante foi encaixado corretamente, não se soltou. Endoprótese visível do quadril esquerdo com elementos fixadores. Raio-X em combinação com o exame clínico do paciente confirma o sucesso da operação. Por favor, clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 9: Raio-X 2 anos após a cirurgia. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 10: Ponto de vista do usuário de realidade mista - pélvis da frente. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 11: Ponto de vista do usuário de realidade mista - pélvis do lado. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 12: Ponto de vista do usuário de realidade mista - a foto tirada durante a cirurgia - o holograma mostra uma parte da pélvis. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 13: A foto tirada durante a cirurgia - operador principal, Prof. Łęgosz usa tecnologia de realidade mista. Por favor, clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
| PONTUAÇÃO HSS | |||
| ANTES DA CIRURGIA | 6 SEMANAS APÓS A CIRURGIA | 6 MESES APÓS A CIRURGIA | 12 MESES APÓS A CIRURGIA |
| 44 | 74,5 | 80 | 82 |
Tabela 1: Tabela HHS Score - apresentando os resultados do paciente de acordo com o escore de Harris Hip antes do procedimento, 6 semanas após o procedimento, 6 meses após o procedimento, 12 meses após o procedimento.
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Discussion
A artroplastia primária e de revisão do quadril pode exigir personalização para garantir a eficácia do tratamento. No entanto, o uso de implantes personalizados requer uma preparação mais longa para a cirurgia em comparação com os procedimentos padrão. Os implantes impressos em 3D sob medida são a solução que dá a chance de restaurar a função em pacientes atípicos cuja doença causou destruição óssea significativa29. As próteses padrão são insuficientes devido ao rápido desenvolvimento de doenças degenerativas avançadas, defeitos ósseos causados por tumores ósseos primários ou metástases, bem como lesões complicadas ou múltiplos procedimentos de revisão16. Implantes feitos sob medida são preparados para um paciente específico com individualização completa, considerando anomalias anatômicas e condição clínica atual. O processo de criação de um implante requer a cooperação de cirurgiões ortopédicos com engenheiros e é baseado em tomografia computadorizada ou ressonância magnética (MRI). A preparação do modelo de implante virtual é complicada. É realizado por engenheiros que determinam com precisão as forças que atuam entre o osso e o implante. O modelo 3D virtual preliminar é consultado com o cirurgião e, após sua aprovação, inicia-se a produção do implante sob medida. O implante correto é entregue juntamente com as instruções do arquivo PDF para a equipe operacional. É acompanhado por um modelo plástico preciso dos ossos pélvicos e implante para fins de treinamento e ajuste intraoperatório.
O planejamento pré-operatório é de grande importância, principalmente no contexto da artroplastia de revisão. Ao qualificar um paciente para o procedimento, é necessário levar em consideração sua condição clínica geral, a carga de comorbidades e a história atual da doença15. Depois que o líder da equipe toma a decisão, os resultados da tomografia computadorizada são enviados ao fabricante do implante e, em seguida, o procedimento de 6 semanas de duração começa, que inclui a produção de um modelo 3D e a versão final do implante.
A realidade mista é um híbrido de realidade real e virtual em que objetos físicos coexistem com hologramas digitais, sendo possível a interação entre eles em tempo real21. Atualmente é amplamente utilizado em vários campos, incluindo a medicina 35,36,37, e é mais frequentemente usado para visualizar dados médicos, como tomografias computadorizadas tridimensionais ou ressonância magnética38,39,40. Essa tecnologia possibilita planejar tratamentos com mais precisão, acessar rapidamente os dados do paciente em diagnósticos ou visualizar melhor o campo cirúrgico no intraoperatório41. A realidade mista também encontrou sua aplicação na educação em ciências básicas e clínicas em todas as etapas do treinamento, incluindo estudantes, residentes médicos e consultores.
Como no caso da preparação de implantes personalizados, o primeiro estágio de cooperação entre médicos e engenheiros são os dados de imagens médicas armazenados no padrão DICOM. Técnicas mais avançadas usadas em radiologia e, simultaneamente, o desenvolvimento de soluções tecnológicas também permitem a integração e usabilidade de dados de imagem dinâmica, por exemplo, ultrassom em tempo real. A próxima etapa é renderizar-processar os dados obtidos para fazer hologramas tridimensionais enviados para um dispositivo. O usuário pode ver a visualização como parte de seu entorno e pode interagir com ela facilmente. O fone de ouvido colocado na cabeça do operador ou dos membros da equipe operacional são equipados com sensores (câmeras, acelerômetro, magnetômetro, giroscópio), permitindo que os dados holográficos sejam vistos como parte do entorno (Figura 12). O operador pode controlar os hologramas com gestos manuais e comandos de voz, que ajustam a visualização às suas necessidades específicas. É possível alterar tamanho, estrutura, posição com condições estéreis mantidas. O HoloLens não afeta negativamente o conforto do trabalho e não limita o campo de visão durante o procedimento quando os hologramas não são exibidos. A equipe médica foi previamente preparada para a operação através da possibilidade de se familiarizar com os modelos precisos e detalhados de juntas e próteses de impressão 3D entregues em conjunto com o implante, bem como através de treinamento com uma equipe de engenheiros. O uso de óculos de realidade mista é muito intuitivo, e o uso eficiente de hologramas carregados é fácil de aprender. A realidade mista foi uma solução eficaz, tanto em termos de preparação para a operação quanto em termos de condução do procedimento.
De acordo com o conhecimento dos autores, este é o primeiro relato sobre o uso da tecnologia de realidade mista em cirurgia de revisão de quadril com o uso do implante acetabular impresso em 3D. Foi o primeiro uso intraoperatório do dispositivo no centro clínico dos autores (Figura 13). Publicações anteriores incluem artroplastia primária do quadril com o uso de tecnologia de realidade mista. Foi apresentado por Lei Peng-fei et al. em um paciente de 59 anos com fratura intertrocantérica42. Implantes feitos sob medida e realidade mista são uma solução cada vez mais popular usada em diferentes áreas da cirurgia. A combinação de ambos é uma inovação com resultados promissores. Atualmente, esses tipos de tratamentos são experimentais devido aos altos custos e à necessidade de preparo adequado, não havendo quantidade suficiente para criar estudos originais objetivos; no entanto, em um futuro próximo, isso será possível devido às bolsas de pesquisa e ao crescente interesse dos clínicos. No contexto das soluções existentes e comumente usadas durante procedimentos cirúrgicos, as projeções de raios-X ou TC exibidas em um monitor 2D padrão têm limitações porque não permitem visualizar estruturas anatômicas de uma perspectiva diferente. Não é possível ampliar e alterar a posição da estrutura no espaço. Na opinião dos autores, implantes sob medida e tecnologia de realidade mista são promissores para artroplastia de difícil revisão, bem como traumatologia e oncologia ortopédica. Segundo os autores, a realidade mista também é aplicável para pacientes qualificados para endopróteses padrão, incluindo endopróteses primárias que não necessitam de implantes sob medida. A navegação intraoperatória aumentada por realidade mista permite uma melhor e mais precisa colocação dos implantes. Estudos-piloto estão sendo realizados com resultados promissores43.
Cada etapa do planejamento do procedimento e preparação do paciente é muito importante e nenhuma delas pode ser subestimada. A qualidade da imagem médica e a cooperação adequada com os engenheiros, tanto no projeto do implante quanto na preparação do holograma, são importantes para o sucesso da cirurgia. O momento crítico durante o procedimento é a remoção dos componentes antigos do implante e a fixação do novo, personalizado, em local previamente preparado. Nesta fase, os hologramas são importantes para que o procedimento seja realizado com muita precisão.
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Disclosures
Maciej Stanuch, Adriana Złahoda-Huzior e Andrzej Skalski são funcionários da MedApp S.A. MedApp S.A. é a empresa que fabrica a solução CarnaLifeHolo.
Acknowledgments
Não aplicável.
O estudo foi realizado no âmbito de uma cooperação não comercial.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| CarnaLifeHolo v. 1.5.2 | MedApp S.A. | ||
| Custom-Made implant type Triflanged Acetabular Component | BIOMET | REF PM0001779 | |
| Head Constrained Modular Head + 9mm Neck for cone 12/14, Co-Cr-Mo, size 36mm | BIOMET | REF 14-107021 | |
| Polyethylene insert Freedom Ringloc-X Costrained Linear Ringloc-X 58mm for head 36mm / 10 * | BIOMET | REF 11-263658 |
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