大腿骨頸部骨折の治療における整形外科ロボット支援大腿骨頸部システム
Summary
本稿では、大腿骨頸部骨折治療時に、より正確なスクリュー配置、手術効率の向上、合併症の軽減を可能にするロボット支援整形外科手術の方法を紹介します。
Abstract
カニューレスクリュー固定は、特に若い患者における大腿骨頸部骨折の主な治療法です。従来の外科手術では、Cアーム透視法を使用してスクリューをフリーハンドで配置し、いくつかのガイドワイヤーの調整が必要になるため、手術時間と放射線被曝が増加します。繰り返し穴あけは、大腿骨頸部の血液供給と骨の質に損傷を与える可能性があり、その後、スクリューの緩み、非癒合、大腿骨頭壊死などの合併症が続く可能性があります。固定をより正確にし、合併症の発生率を減らすために、私たちのチームは、大腿骨頸部システムを使用したネジの配置にロボット支援整形外科手術を適用し、従来の手順を変更しました。このプロトコルでは、患者のX線情報をシステムにインポートする方法、ソフトウェアでスクリューパスプランニングを実行する方法、およびロボットアームがスクリューの配置を支援する方法を紹介します。この方法を使用すると、外科医は最初にスクリューを正常に配置でき、手順の精度が向上し、放射線被曝を回避できます。プロトコル全体には、大腿骨頸部骨折の診断が含まれています。術中X線画像の収集ソフトウェアでのスクリューパス計画。外科医によるロボットアームの支援下でのスクリューの正確な配置。インプラント埋入の検証。
Introduction
大腿骨頸部骨折は、クリニックで最も一般的な骨折の1つであり、人間の骨折の約3.6%、股関節骨折の54.0%を占めています1。若年大腿骨頸部骨折患者に対しては,解剖学的縮小と堅固な内部固定により非癒合・大腿骨頭壊死(FHN)のリスクを低減し,可能な限り術前レベルまで機能を回復する外科的治療を行う2.最も一般的に使用される外科的治療は、3つのカニューレ圧縮スクリュー(CCS)による固定です。特に若い患者における患者の要求の増加に伴い、不安定な大腿骨頸部骨折に対するCCSよりも角度安定性、低侵襲性、および優れた生体力学的安定性の利点を兼ね備えた大腿骨頸部システム(FNS)が徐々に使用されています3。
伝統的に、ネジは透視術中の指導の下で外科医によってフリーハンドで配置されました。フリーハンド法は、術中に経路を計画できない、穴あけ中のガイドワイヤーの方向を制御するのが難しい、繰り返しの穴あけによる骨と血液供給の損傷、不適切な位置決めによる皮質を通るスクリューの貫通など、多くの欠点があります。これらの要因は、骨折非癒合、FHN、内部固定不全などの術後合併症を直接的または間接的に引き起こす可能性があり、機能的予後に影響を与えます4。フリーハンド法は、頻繁な透視法による患者や外科医の放射線障害の増加にも関連しています5。したがって、術前計画中に最適なスクリューエントリーポイントと正確なスクリュー配置を決定することは、手術の成功の鍵となります。近年、ロボット支援による低侵襲体内固定術が整形外科手術でますます頻繁に使用されており6、その高精度と手術時間や放射線障害を低減できることから、整形外科医に広く受け入れられています。大腿骨頸部骨折の治療にFNS固定を支援するためにロボット支援整形外科手術システムを適用し、より正確で効率的なスクリュー配置プロセス、スクリュー配置の成功率、およびより良い機能回復をもたらしました。
Protocol
Representative Results
Discussion
FNSは大腿骨頸部骨折を固定する方法であり、スライド式股関節スクリューの角度安定性と複数のカニューレスクリューの配置の侵襲性が最小限であるという利点があります。この方法は、ねじ切りや周囲の軟部組織の刺激を受けにくいです。Tangらの研究9では、CCS群と比較して、FNS群の患者は、大腿骨頸部短感なしまたは軽度の割合が低く、治癒時間が短く、ハリスコアが?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この作業は、西安衛生健康委員会の青少年育成プロジェクト(プログラム番号2023qn17)および陝西省の主要研究開発プログラム(プログラム番号2023-YBSF-099)によってサポートされました。
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 |
References
- 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. 의학. 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).
