डीरोटेशनल समीपस्थ फेमोरल ओस्टियोटॉमी में त्रि-आयामी प्रीऑपरेटिव वर्चुअल प्लानिंग
Summary
यह काम मुफ्त ओपन-सोर्स सॉफ्टवेयर के साथ 3 डी तकनीक का उपयोग करके एक विस्तृत सर्जिकल प्लानिंग प्रोटोकॉल प्रस्तुत करता है। इस प्रोटोकॉल का उपयोग ऊरु एंटीवर्शन को सही ढंग से निर्धारित करने और पूर्ववर्ती घुटने के दर्द के उपचार के लिए डिरोटेशनल समीपस्थ फेमोरल ओस्टियोटॉमी का अनुकरण करने के लिए किया जा सकता है।
Abstract
पूर्ववर्ती घुटने का दर्द (एकेपी) किशोरों और वयस्कों के बीच एक आम विकृति है। बढ़ी हुई ऊरु एंटिवर्जन (एफएवी) में एकेपी सहित कई नैदानिक अभिव्यक्तियां हैं। इस बात के प्रमाण बढ़ रहे हैं कि बढ़े हुए एफएवी एकेपी की उत्पत्ति में एक प्रमुख भूमिका निभाते हैं। इसके अलावा, यह वही सबूत बताता है कि इन रोगियों के लिए डिरोटेशनल फेमोरल ओस्टियोटॉमी फायदेमंद है, क्योंकि अच्छे नैदानिक परिणाम बताए गए हैं। हालांकि, ऑर्थोपेडिक सर्जनों के बीच इस प्रकार की सर्जरी का व्यापक रूप से उपयोग नहीं किया जाता है।
ऑर्थोपेडिक सर्जनों को घूर्णी ऑस्टियोटॉमी के क्षेत्र में आकर्षित करने में पहला कदम उन्हें एक पद्धति देना है जो प्रीऑपरेटिव सर्जिकल प्लानिंग को सरल बनाता है और कंप्यूटर पर सर्जिकल हस्तक्षेप के परिणामों के पूर्वावलोकन की अनुमति देता है। इसके लिए, हमारा कार्य समूह 3 डी तकनीक का उपयोग करता है। सर्जिकल प्लानिंग के लिए इस्तेमाल किया जाने वाला इमेजिंग डेटासेट मरीज के सीटी स्कैन पर आधारित होता है। यह 3 डी विधि ओपन एक्सेस (ओए) है, जिसका अर्थ है कि यह किसी भी ऑर्थोपेडिक सर्जन के लिए बिना किसी आर्थिक लागत के सुलभ है। इसके अलावा, यह न केवल ऊरु मरोड़ की मात्रा का ठहराव करने की अनुमति देता है, बल्कि आभासी शल्य चिकित्सा योजना बनाने के लिए भी अनुमति देता है। दिलचस्प बात यह है कि इस 3 डी तकनीक से पता चलता है कि इंटरट्रोचैन्टेरिक घूर्णी ऊरु ऑस्टियोटॉमी का परिमाण विकृति के सुधार के साथ 1: 1 संबंध प्रस्तुत नहीं करता है। इसके अतिरिक्त, यह तकनीक ऑस्टियोटॉमी के समायोजन की अनुमति देती है ताकि ऑस्टियोटॉमी के परिमाण और विकृति के सुधार के बीच संबंध 1: 1 हो। यह पेपर इस 3 डी प्रोटोकॉल को रेखांकित करता है।
Introduction
पूर्वकाल घुटने का दर्द (एकेपी) किशोरों और युवा वयस्कों के बीच एक आम नैदानिक मुद्दा है। इस बात के प्रमाण बढ़ रहे हैं कि बढ़ी हुई ऊरु प्रतिछुटाव (एफएवी) एकेपी 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11 की उत्पत्ति में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है . इसके अलावा, इसी सबूत से पता चलता है कि इन रोगियों के लिए एक डिरोटेशनल फेमोरल ओस्टियोटॉमी फायदेमंद है, क्योंकि अच्छे नैदानिक परिणाम 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11 बताए गए हैं . हालांकि, इस प्रकार की सर्जरी का व्यापक रूप से आर्थोपेडिक सर्जनों के बीच दैनिक नैदानिक अभ्यास में उपयोग नहीं किया जाता है, विशेष रूप से किशोरों और पूर्वकाल घुटने के दर्द वाले युवा सक्रिय रोगियों के मामलों में, क्योंकि कई विवादास्पद पहलू अनिश्चितता उत्पन्न करतेहैं। उदाहरण के लिए, यह देखा गया है कि कभी-कभी ओस्टियोटॉमी के बाद प्राप्त सुधार वह नहीं होता है जो पहले नियोजित किया गया था। यही है, ओस्टियोटॉमी करते समय नियोजित रोटेशन की मात्रा और एफएवी की सही मात्रा के बीच हमेशा 1: 1 अनुपात नहीं होता है। इस खोज का आज तक अध्ययन नहीं किया गया है। इसलिए, यह वर्तमान पेपर का विषय है। ओस्टियोटॉमी के साथ किए गए रोटेशन के परिमाण और एफएवी के सुधार के परिमाण के बीच विसंगति की व्याख्या करने के लिए, यह अनुमान लगाया गया था कि ऑस्टियोटॉमी के रोटेशन की धुरी और फीमर के रोटेशन की धुरी मेल नहीं खा सकती है।
संबोधित की जाने वाली मुख्य समस्याओं में से एक घूर्णन के ऊरु अक्ष और ओस्टियोटॉमी के घूर्णन की धुरी का सटीक रूप से पता लगाना है। पहला ऊरु अक्ष रोगी के निदान के समय सीटी स्कैन पर मापा जाने वाला ऊरु अक्ष है, जबकि दूसरा ऊरु अक्ष ओस्टियोटॉमी करने के बाद मापा जाने वाला ऊरु अक्ष है। पिछले दशक में, शल्यचिकित्सा तकनीकों को सरल और अनुकूलित करने के लिए, विशेष रूप से आर्थोपेडिक सर्जरी और ट्रॉमाटोलॉजी में 3 डी तकनीक प्रीऑपरेटिव प्लानिंग में तेजी से महत्वपूर्ण हो गई है। 3 डी प्रौद्योगिकी के विकास ने सीटी जैसे 3 डी इमेजिंग परीक्षणों के आधार पर शारीरिक बायोमॉडल के निर्माण का समर्थन किया है, जिसमें अनुकूलित कृत्रिम प्रत्यारोपणको 17,18,19 अनुकूलित किया जा सकता है और अस्थिशोथेसिस प्लेटों को फ्रैक्चर20,21,22 के मामले में ढाला जा सकता है . इसके अतिरिक्त, फीमर14 के एकतरफा मरोड़ परिवर्तनों में विकृति की उत्पत्ति का विश्लेषण करने के लिए पिछले अध्ययनों में 3 डी योजना का उपयोग पहले से ही किया गया है। वर्तमान में, कई सॉफ्टवेयर प्रोग्राम हैं जो बाजार पर अधिकांश कंप्यूटरों और 3 डी प्रिंटर के लिए पूरी तरह से स्वतंत्र और अनुकूलनीय हैं, जिससे यह तकनीक दुनिया के अधिकांश सर्जनों के लिए आसानी से सुलभ हो जाती है। यह 3 डी योजना फीमर के घूर्णन की प्रारंभिक धुरी और इंटरट्रोचैन्टेरिक ऑस्टियोटॉमी किए जाने के बाद फीमर के घूर्णन की धुरी की सटीक गणना की अनुमति देती है। इस अध्ययन का मुख्य उद्देश्य यह प्रदर्शित करना है कि ऊरु इंटरट्रोचैंटेरिक ओस्टियोटॉमी के रोटेशन की धुरी और फीमर के रोटेशन की धुरी मेल नहीं खाती है। यह 3 डी तकनीक अक्षों के बीच इस विसंगति की कल्पना करना और ऑस्टियोटॉमी के समायोजन के माध्यम से इसे सही करना संभव बनाती है। अंतिम लक्ष्य इस प्रकार की सर्जरी में आर्थोपेडिक सर्जनों से अधिक रुचि को प्रोत्साहित करना है।
3 डी पद्धति के साथ यह प्रोटोकॉल चार मौलिक चरणों में आयोजित किया जाता है। सबसे पहले, सीटी छवियों को डाउनलोड किया जाता है, और 3 डी बायोमॉडल सीटी स्कैन की डीआईसीओएम (डिजिटल इमेजिंग और संचार में चिकित्सा) फाइलों से बनाया जाता है। उच्च गुणवत्ता वाले सीटी स्कैन बेहतर बायोमॉडल के लिए अनुमति देते हैं लेकिन इसका मतलब है कि रोगी को अधिक आयनकारी विकिरण प्राप्त होता है। बायोमॉडल के साथ सर्जिकल प्लानिंग के लिए, पारंपरिक सीटी की गुणवत्ता पर्याप्त है। सीटी स्कैन की DICOM छवि में कई अलग-अलग फ़ाइलों के साथ एक फ़ोल्डर होता है, जिसमें प्रत्येक सीटी कट के लिए एक फ़ाइल बनाई जाती है। इनमें से प्रत्येक फ़ाइल में न केवल सीटी कट की ग्राफिकल जानकारी होती है, बल्कि मेटाडेटा (छवि से जुड़ा डेटा) भी होता है। छवि खोलने के लिए, श्रृंखला (सीटी) की सभी फ़ाइलों के साथ एक फ़ोल्डर होना आवश्यक है। बायोमॉडल फाइलों की समग्रता से निकाला जाता है।
दूसरा, 3 डी बायोमॉडल प्राप्त करने के लिए, 3 डी स्लाइसर कंप्यूटर प्रोग्राम डाउनलोड करना आवश्यक है, जो कई उपयोगिताओं के साथ एक ओपन-सोर्स प्रोग्राम है। इसके अलावा, यह अंतरराष्ट्रीय 3 डी प्रयोगशालाओं में सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला कंप्यूटर सॉफ्टवेयर है और इसके मुख्य पृष्ठ से पूरी तरह से मुफ्त और डाउनलोड करने योग्य होने का लाभ है। चूंकि यह सॉफ्टवेयर एक एक्स-रे छवि दर्शक है, इसलिए DICOM छवि को प्रोग्राम में आयात किया जाना चाहिए।
तीसरा, 3 डी स्लाइसर के साथ प्राप्त पहला बायोमॉडल निश्चित के साथ मेल नहीं खाएगा, क्योंकि सीटी टेबल या हड्डियों और नरम भागों जैसे क्षेत्र होंगे जो कोई रुचि नहीं रखते हैं। बायोमॉडल को 3 डी डिजाइन सॉफ्टवेयर, मेशमिक्सर के साथ लगभग स्वचालित रूप से “साफ” किया जाता है, जिसे सीधे इसकी आधिकारिक वेबसाइट से मुफ्त में डाउनलोड किया जा सकता है। अंत में, ऊरु एंटीवर्शन की गणना की जाती है, और ओस्टियोटॉमी को विंडोज स्टोर, 3 डी बिल्डर से एक और मुफ्त सॉफ्टवेयर का उपयोग करके अनुकरण किया जाता है।
Protocol
Representative Results
Discussion
इस अध्ययन की सबसे महत्वपूर्ण खोज यह है कि 3 डी तकनीक समीपस्थ बाहरी डिरोटेशनल फेमोरल ओस्टियोटॉमी की योजना बनाने की अनुमति देती है। यह तकनीक कंप्यूटर पर एक विशिष्ट रोगी पर की जाने वाली सर्जरी का अनुकरण क?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
लेखकों के पास कोई स्वीकृति नहीं है।
Materials
| 3D Builder | Microsoft Corporation, Washington, USA | open-source program; https://apps.microsoft.com/store/detail/3d-builder/9WZDNCRFJ3T6?hl=en-us&gl=us | |
| 3D Slicer | 3D Slicer Harvard Medical School, Massachusetts, USA | open-source program; https://download.slicer.org | |
| MeshMixer | Autodesk Inc | open-source program; https://meshmixer.com/download.html |
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