संवर्धित वास्तविकता नेविगेशन निर्देशित कोर Decompression ऊरु सिर के Osteonecrosis के लिए
Summary
संवर्धित वास्तविकता प्रौद्योगिकी को इस सर्जिकल प्रक्रिया के वास्तविक समय के विज़ुअलाइज़ेशन को महसूस करने के लिए ऊरु सिर के ओस्टियोनेक्रोसिस के लिए कोर डिकंप्रेशन पर लागू किया गया था। यह विधि प्रभावी रूप से कोर decompression की सुरक्षा और परिशुद्धता में सुधार कर सकते हैं।
Abstract
ऊरु सिर (ONFH) का ऑस्टियोनेक्रोसिस युवा और मध्यम आयु वर्ग के रोगियों में एक आम संयुक्त रोग है, जो गंभीरता से उनके जीवन और काम पर बोझ डालता है। प्रारंभिक चरण के ओएनएफएच के लिए, कोर डिकंप्रेशन सर्जरी एक शास्त्रीय और प्रभावी हिप संरक्षण चिकित्सा है। Kirschner तार के साथ कोर decompression की पारंपरिक प्रक्रियाओं में, अभी भी कई समस्याएं हैं जैसे कि एक्स-रे एक्सपोजर, बार-बार पंचर सत्यापन, और सामान्य हड्डी के ऊतकों को नुकसान। पंचर प्रक्रिया का अंधापन और वास्तविक समय विज़ुअलाइज़ेशन प्रदान करने में असमर्थता इन समस्याओं के लिए महत्वपूर्ण कारण हैं।
इस प्रक्रिया को अनुकूलित करने के लिए, हमारी टीम ने संवर्धित वास्तविकता (एआर) प्रौद्योगिकी के आधार पर एक इंट्राऑपरेटिव नेविगेशन सिस्टम विकसित किया। यह सर्जिकल प्रणाली सहजता से सर्जिकल क्षेत्रों की शारीरिक रचना को प्रदर्शित कर सकती है और वास्तविक समय में इंट्राऑपरेटिव वीडियो के लिए प्रीऑपरेटिव छवियों और आभासी सुइयों को प्रस्तुत कर सकती है। नेविगेशन प्रणाली की मार्गदर्शिका के साथ, सर्जन लक्षित घाव क्षेत्र में किर्शनर तारों को सटीक रूप से सम्मिलित कर सकते हैं और संपार्श्विक क्षति को कम कर सकते हैं। हमने इस प्रणाली के साथ कोर डीकंप्रेशन सर्जरी के 10 मामलों का आयोजन किया। पारंपरिक प्रक्रियाओं की तुलना में पोजिशनिंग और फ्लोरोस्कोपी की दक्षता में बहुत सुधार हुआ है, और पंचर की सटीकता की भी गारंटी है।
Introduction
ऊरु सिर (ONFH) का ऑस्टियोनेक्रोसिसयुवा वयस्कों में होने वाली एक आम अक्षम बीमारी है। नैदानिक रूप से, उपचार रणनीति (चित्रा 1) तय करने के लिए एक्स-रे, सीटी और एमआरआई के आधार पर ओएनएफएच के मंचन को निर्धारित करना आवश्यक है। प्रारंभिक चरण के ओएनएफएच के लिए, हिप संरक्षण चिकित्सा को आमतौर पर अपनाया जाता है2। कोर अपघटन (सीडी) सर्जरी ONFH के लिए सबसे अधिक बार इस्तेमाल किए जाने वाले हिप संरक्षण विधियों में से एक है। प्रारंभिक चरण के ओएनएफएच के इलाज में हड्डी ग्राफ्टिंग के साथ या बिना कोर अपघटन के कुछ उपचारात्मक प्रभावों की सूचना दी गई है, जो लंबे समय तक 3,4,5 के लिए बाद के कुल हिप आर्थ्रोप्लास्टी (टीएचए) से बच सकते हैं या देरी कर सकते हैं। हालांकि, हड्डी ग्राफ्टिंग के साथ या बिना सीडी की सफलता दर पिछले अध्ययनों के बीच अलग-अलग रिपोर्ट की गई थी, 64% से 95% 6,7,8,9 तक। सर्जिकल तकनीक, विशेष रूप से ड्रिलिंग स्थिति की सटीकता, हिप संरक्षण10 की सफलता के लिए महत्वपूर्ण है। पंचर और पोजिशनिंग प्रक्रिया के अंधापन के कारण, सीडी की पारंपरिक तकनीकों में कई समस्याएं हैं, जैसे कि अधिक फ्लोरोस्कोपी समय, किर्शनर तार का उपयोग करके बार-बार पंचर, और सामान्य हड्डी ऊतक11,12 की चोट।
हाल के वर्षों में, संवर्धित वास्तविकता (एआर) -सहायता प्राप्त विधि को आर्थोपेडिक सर्जरी13 में पेश किया गया है। एआर तकनीक नेत्रहीन सर्जिकल क्षेत्र की शारीरिक रचना को दिखा सकती है, ऑपरेटिंग प्रक्रिया की योजना बनाने में सर्जनों का मार्गदर्शन कर सकती है, और परिणामस्वरूप ऑपरेशन की कठिनाई को कम कर सकती है। पेडिकल स्क्रू आरोपण और संयुक्त आर्थ्रोप्लास्टी सर्जरी में एआर तकनीक के अनुप्रयोगों को पहले14,15,16,17 की सूचना दी गई है। इस अध्ययन में, हम एआर तकनीक को सीडी प्रक्रिया में लागू करने और नैदानिक अभ्यास में इसकी सुरक्षा, सटीकता और व्यवहार्यता को सत्यापित करने का लक्ष्य रखते हैं।
सिस्टम हार्डवेयर घटक
एआर-आधारित नेविगेशन सर्जिकल सिस्टम के मुख्य घटकों में निम्नलिखित शामिल हैं: (1) एक गहराई कैमरा (चित्रा 2 ए) सीधे सर्जिकल क्षेत्र के ऊपर स्थापित; वीडियो इस से गोली मार दी है और पंजीकरण और इमेजिंग डेटा के साथ सहयोग के लिए कार्यस्थान पर वापस भेज दिया है. (2) एक पंचर डिवाइस (चित्रा 2 बी) और एक गैर-इनवेसिव बॉडी सरफेस मार्किंग फ्रेम (चित्रा 2 सी), दोनों निष्क्रिय अवरक्त परावर्तक के साथ। सर्जिकल क्षेत्र में सर्जिकल उपकरणों की सटीक ट्रैकिंग प्राप्त करने के लिए अवरक्त उपकरणों द्वारा अंकन गेंदों (चित्रा 3) की एक विशेष चिंतनशील कोटिंग पर कब्जा किया जा सकता है। (3) एक अवरक्त पोजिशनिंग डिवाइस (चित्रा 2 डी) सर्जिकल क्षेत्र में मार्करों को ट्रैक करने के लिए जिम्मेदार है, जो शरीर की सतह के अंकन फ्रेम और उच्च सटीकता के साथ पंचर डिवाइस से मेल खाता है (चित्रा 4)। (4) मेजबान प्रणाली (चित्रा 2ई) एक 64-बिट वर्कस्टेशन है, जो स्वतंत्र रूप से विकसित एआर-सहायता प्राप्त ऑर्थोपेडिक सर्जरी सिस्टम के साथ स्थापित है। कूल्हे के संयुक्त और ऊरु सिर पंचर आपरेशन के संवर्धित वास्तविकता प्रदर्शन इसकी सहायता से पूरा किया जा सकता है।
Protocol
Representative Results
Discussion
यद्यपि टीएचए हाल के वर्षों में तेजी से विकसित हुआ है और ओएनएफएच के लिए एक प्रभावी अंतिम विधि बन गया है, हिप संरक्षण चिकित्सा अभी भी प्रारंभिक चरण के ओएनएफएच18,19 के इलाज में एक महत्वप…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
इस काम को बीजिंग प्राकृतिक विज्ञान फाउंडेशन (7202183), चीन के राष्ट्रीय प्राकृतिक विज्ञान फाउंडेशन (81972107), और बीजिंग नगरपालिका विज्ञान और प्रौद्योगिकी आयोग (D171100003217001) द्वारा समर्थित किया गया था।
Materials
| AR-assisted Orthopedic Surgery System | Self development | None | An operating software that implements AR for orthopedic surgery |
| Depth camera | Stereolabs | ZED depth camera(ZED mini) | shoot video and sent back to the workstation. |
| Image processing software | Adobe Systems Incorporated | Adobe Photoshop CS6 | Image processing software |
| Infrared positioning device | Northern Digital Inc. | NDI Polaris Spectra optical tracking device | Tracking markers in the surgical area. |
| Puncture device | Stryker | Stryker System 7 Cordless driver and Sabo | Insert kirschner wire into the necrotic area. |
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