Orthopedisch robotondersteund femurhalssysteem bij de behandeling van femurhalsfracturen
Summary
Dit artikel introduceert een methode van robot-geassisteerde orthopedische chirurgie voor schroefplaatsing tijdens de behandeling van femurhalsfractuur met behulp van het femurhalssysteem, wat zorgt voor een nauwkeurigere schroefplaatsing, verbeterde chirurgische efficiëntie en minder complicaties.
Abstract
Cannulated schroeffixatie is de belangrijkste therapie voor femurhalsfracturen, vooral bij jonge patiënten. De traditionele chirurgische procedure maakt gebruik van C-arm fluoroscopie om de schroef uit de vrije hand te plaatsen en vereist verschillende geleidingsdraadaanpassingen, waardoor de operatietijd en blootstelling aan straling toenemen. Herhaaldelijk boren kan ook schade aan de bloedtoevoer en botkwaliteit van de femurhals veroorzaken, wat kan worden gevolgd door complicaties zoals het losraken van de schroef, nonunion en necrose van de heupkop. Om de fixatie nauwkeuriger te maken en de incidentie van complicaties te verminderen, paste ons team robotondersteunde orthopedische chirurgie toe voor het plaatsen van schroeven met behulp van het femurhalssysteem om de traditionele procedure te wijzigen. Dit protocol introduceert hoe de röntgeninformatie van een patiënt in het systeem kan worden geïmporteerd, hoe schroefpadplanning in software moet worden uitgevoerd en hoe de robotarm helpt bij het plaatsen van de schroef. Met behulp van deze methode kunnen de chirurgen de schroef de eerste keer met succes plaatsen, de nauwkeurigheid van de procedure verbeteren en blootstelling aan straling voorkomen. Het hele protocol omvat de diagnose van femurhalsfractuur; het verzamelen van intraoperatieve röntgenbeelden; schroefpadplanning in de software; nauwkeurige plaatsing van de schroef onder de hulp van de robotarm door de chirurg; en verificatie van de plaatsing van het implantaat.
Introduction
Femurhalsfracturen zijn een van de meest voorkomende fracturen in de kliniek en zijn goed voor ongeveer 3,6% van de menselijke fracturen en 54,0% van de heupfracturen1. Voor jonge patiënten met femurhalsfracturen wordt een chirurgische behandeling uitgevoerd om het risico op nonunion en femurkopnecrose (FHN) te verminderen door anatomische reductie en rigide interne fixatie en om hun functie zoveel mogelijk op het preoperatieve niveau te herstellen2. De meest gebruikte chirurgische behandeling is fixatie door drie cannulated compressieschroeven (CCS). Met de toename van de behoeften van patiënten, vooral bij jonge patiënten, wordt geleidelijk het femurhalssysteem (FNS) gebruikt, dat de voordelen van hoekstabiliteit, minimale invasiviteit en betere biomechanische stabiliteit combineert dan CCS voor instabiele femurhalsfracturen3.
Traditioneel werden de schroeven uit de vrije hand geplaatst door chirurgen onder fluoroscopische intraoperatieve begeleiding. De methode uit de vrije hand heeft veel tekortkomingen, zoals het onvermogen om het pad intraoperatief te plannen, moeite met het regelen van de richting van de geleidingsdraad tijdens het boren, schade aan het bot en de bloedtoevoer als gevolg van herhaald boren en penetratie van de schroef door de cortex als gevolg van onjuiste positionering. Deze factoren kunnen direct of indirect postoperatieve complicaties veroorzaken, zoals fractuur nonunion, FHN en intern fixatiefalen, die de functionele prognose4 beïnvloeden. De methode uit de vrije hand is ook in verband gebracht met verhoogde stralingsschade bij patiënten en chirurgen door frequente fluoroscopieën5. Daarom zijn het bepalen van het optimale schroefingangspunt en de nauwkeurige schroefplaatsing tijdens de pre-operatieve planning de sleutel tot het succes van de operatie. In de afgelopen jaren is robot-geassisteerde minimaal invasieve interne fixatie met toenemende frequentie gebruikt in orthopedische chirurgie6, en het wordt algemeen geaccepteerd door orthopedisch chirurgen vanwege de hoge precisie en het vermogen om de operatietijd en stralingsletsel te verminderen. We pasten het robot-geassisteerde orthopedische chirurgiesysteem toe om te helpen bij FNS-fixatie voor de behandeling van femurhalsfracturen, wat resulteerde in een nauwkeuriger en efficiënter schroefplaatsingsproces, een hoger slagingspercentage van de schroefplaatsing en een beter functioneel herstel.
Protocol
Representative Results
Discussion
FNS is een methode voor het fixeren van femurhalsfracturen, die de voordelen heeft van hoekstabiliteit van de glijdende heupschroeven en minimale invasiviteit van de plaatsing van de meerdere gecannuleerde schroeven. Deze methode is minder gevoelig voor schroefsnijden en irritatie van de omliggende zachte weefsels. In de studie van Tang et al.9, vergeleken met de CCS-groep, hadden patiënten in de FNS-groep lagere percentages van geen of milde femurhalskortheid, kortere genezingstijden en hogere H…
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dit werk werd ondersteund door het Youth Cultivation Project van Xi’an Health Commission (Programma nr. 2023qn17) en het Key Research and Development Program van de provincie Shaanxi (programma nr. 2023-YBSF-099).
Materials
| C-arm X-ray | Siemens | CFDA Certified No:20163542280 | Type: ARCADIS Orbic 3D |
| Femoral neck system | DePuy, Synthes, Zuchwil, Switzerland | CFDA Certified No: 20193130357 | Blot:length (75mm-130mm,5mm interval), diameter (10mm); Anti-rotation screw:length (75mm-130mm,5mm interval,match the lenth of the blot), diameter (6.5mm); Locking screw:length(25mm-60mm,5mm interval),diameter(5mm) |
| Robot-assisted orthopedic surgery system | Tianzhihang, Beijing,China | CFDA Certified No:20163542280 | 3rd generation |
| Traction Bed | Nanjing Mindray biomedical electronics Co.ltd. | Jiangsu Food and Drug Administration Certified No:20162150342 | Type:HyBase 6100s |
Referencias
- Thorngren, K. G., Hommel, A., Norrman, P. O., Thorngren, J., Wingstrand, H. Epidemiology of femoral neck fractures. Injury. 33, 1-7 (2002).
- Lowe, J. A., Crist, B. D., Bhandari, M., Ferguson, T. A. Optimal treatment of femoral neck fractures according to patient’s physiologic age: An evidence-based review. The Orthopedic Clinics of North America. 41 (2), 157-166 (2010).
- Stoffel, K., et al. Biomechanical evaluation of the femoral neck system in unstable Pauwels III femoral neck fractures: A comparison with the dynamic hip screw and cannulated screws. Journal of Orthopaedic Trauma. 31 (3), 131-137 (2016).
- Mei, J., et al. Finite element analysis of the effect of cannulated screw placement and drilling frequency on femoral neck fracture fixation. Injury. 45 (12), 2045-2050 (2014).
- Zheng, Y., Yang, J., Zhang, F., Lu, J., Qian, Y. Robot-assisted vs freehand cannulated screw placement in femoral neck fractures surgery: A systematic review and meta-analysis. Medicina. 100 (20), 25926 (2021).
- Karthik, K., Colegate-Stone, T., Dasgupta, P., Tavakkolizadeh, A., Sinha, J. Robotic surgery in trauma and orthopaedics: A systematic review. The Bone and Joint Journal. 97-B (3), 292-299 (2015).
- Garden, R. S. Low-angle fixation in fractures of the femoral neck. The Bone and Joint Journal. 43 (4), 647-663 (1961).
- Harris, W. H. Traumatic arthritis of the hip after dislocation and acetabular fractures: Treatment by mold arthroplasty. An end-result study using a new method of result evaluation. Journal of Bone and Joint Surgery. American Volume. 51 (4), 737-755 (1968).
- Tang, Y., et al. Femoral neck system versus inverted cannulated cancellous screw for the treatment of femoral neck fractures in adults: A preliminary comparative study. Journal of Orthopaedic Surgery and Research. 16, 504 (2021).
- Da Many, D. S., Parker, M. J., Chojnowski, A. Complications after intracapsular hip fractures in young adults. A meta-analysis of 18 published studies involving 564 fractures. Injury. 36 (1), 131-141 (2005).
- Hamelinck, H. K. M., et al. Safety of computer-assisted surgery for cannulated hip screws. Clinical Orthopaedics and Related Research. 455, 241-245 (2007).
- Wang, X., Lan, H., Li, K. Treatment of femoral neck fractures with cannulated screw invasive internal fixation assisted by orthopaedic surgery robot positioning system. Orthopaedic Surgery. 11 (5), 864-872 (2019).
- Duan, S. J., et al. Robot-assisted percutaneous cannulated screw fixation of femoral neck fractures: Preliminary clinical results. Orthopaedic Surgery. 11 (1), 34-41 (2019).
- Zwingmann, J., Hauschild, O., Bode, G., Südkamp, N. S., Schmal, H. Malposition and revision rates of different imaging modalities for percutaneous iliosacral screw fixation following pelvic fractures: A systematic review and meta-analysis. Archives of Orthopaedic & Trauma Surgery. 133 (9), 1257-1265 (2013).
- Zwingmann, J., Konrad, G., Kotter, E., Südkamp, N. P., Oberst, M. Computer-navigated iliosacral screw insertion reduces malposition rate and radiation exposure. Clinical Orthopaedics and Related Research. 467 (7), 1833-1838 (2009).
- Stockton, D. J., et al. Failure patterns of femoral neck fracture fixation in young patients. Orthopedics. 42 (4), 376-380 (2019).
- Wu, X. -. B., Wang, J. -. Q., Sun, X., Han, W. Guidance for the treatment of femoral neck fracture with precise minimally invasive internal fixation based on the orthopaedic surgery robot positioning system. Orthopaedic Surgery. 11 (3), 335-340 (2019).
