استخدام الواقع المختلط في مراجعة تقويم مفاصل الورك حسب الطلب: تقرير الحالة الأولى
Summary
تم إجراء عملية تقويم مفصل الورك المراجعة المعقدة باستخدام غرسة مصنوعة خصيصا وتقنية الواقع المختلط. ووفقا لعلم أصحاب البلاغ، فإن هذا هو التقرير الأول عن هذا الإجراء الموصوف في الأدبيات.
Abstract
تكنولوجيا الطباعة 3D وتصور الهياكل التشريحية تنمو بسرعة في مختلف مجالات الطب. تم استخدام غرسة مصنوعة خصيصا والواقع المختلط لإجراء مراجعة معقدة لمفصل الورك في يناير 2019. سمح استخدام الواقع المختلط بتصور جيد جدا للهياكل وأدى إلى تثبيت دقيق للزرع. وفقا لعلم المؤلفين ، هذا هو أول تقرير حالة موصوف للاستخدام المشترك لهذين الابتكارين. كان التشخيص الذي سبق التأهيل للإجراء هو تخفيف المكون الحقي للورك الأيسر. تم استخدام سماعة الواقع المختلط والصور المجسمة التي أعدها المهندسون أثناء الجراحة. كانت العملية ناجحة ، وأعقبها العمودي المبكر وإعادة تأهيل المرضى. يرى الفريق فرصا لتطوير التكنولوجيا في تقويم المفاصل والصدمات وأورام العظام.
Introduction
تنمو تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد (3D) وتصور الهياكل المعقدة بسرعة في مختلف مجالات الطب. وتشمل هذه جراحة القلب والأوعية الدموية ، وطب الأنف والأذن والحنجرة ، وجراحة الوجه والفكين ، وقبل كل شيء ، جراحة العظام1،2،3،4،5. حاليا ، يتم استخدام هذه التكنولوجيا في جراحة العظام ليس فقط في التنفيذ المباشر للعناصر المطبوعة 3D ، ولكن أيضا في التدريب الجراحي ، والتخطيط قبل الجراحة ، أو الملاحة أثناء العملية6،7،8.
يعد رأب مفاصل الورك الكلي (THA) ورأب مفاصل الركبة الكلي (TKA) أحد أكثر العمليات الجراحية العظمية التي يتم إجراؤها بشكل متكرر في جميع أنحاء العالم. نظرا للتحسن الكبير في نوعية حياة المريض ، تم وصف THA في منشور سابق باسم “جراحة القرن”9. في بولندا ، تم إجراء 49.937 THA و 30.615 TKA في 201910. مع زيادة متوسط العمر المتوقع ، هناك اتجاه تصاعدي في العدد المتوقع لجراحات تقويم مفاصل الورك والركبة. تم بذل جهود كبيرة لتحسين تصميم الزرع والتقنية الجراحية والرعاية بعد الجراحة. أدت هذه التطورات إلى فرصة أفضل لاستعادة وظيفة المريض وتقليل مخاطر حدوث مضاعفات11،12،13،14.
ومع ذلك ، فإن التحدي الكبير الذي يواجهه جراحو العظام حاليا في جميع أنحاء العالم هو العمل مع المرضى غير القياسيين الذين تجعل عيوبهم التشريحية في مفصل الورك من الصعب جدا أو حتى من المستحيل تنفيذ غرسة جاهزة15. قد يكون فقدان العظام بسبب صدمة كبيرة ، أو هشاشة العظام التنكسية التقدمية مع نتوء الحقي ، أو خلل التنسج التنموي في الورك ، أو سرطان العظام الأولي ، أو ورم خبيث16،17،18،19،20. تتعلق مشكلة اختيار الزرع على وجه التحديد بالمرضى المعرضين لخطر المراجعات المتعددة ، وأحيانا يحتاجون أيضا إلى علاج غير تقليدي. في مثل هذه الحالات ، يكون الحل الواعد للغاية هو غرسة مطبوعة ثلاثية الأبعاد مصنوعة من مادة مضافة تم إنشاؤها لمريض معين وعيب في العظام ، مما يسمح بملاءمة تشريحية دقيقة للغاية20.
في مجال تقويم المفاصل ، تعتبر الغرسة الدقيقة وتثبيتها المستدامة أمرا بالغ الأهمية. أدى التقدم في التصور ثلاثي الأبعاد قبل الجراحة وأثناء العملية إلى حلول ممتازة مثل الواقع المعزز والمختلط21،22،23،24. قد يسمح الاستخدام أثناء العملية للصور المجسمة للتصوير المقطعي المحوسب للعظام والزرع (CT) بوضع الطرف الاصطناعي بشكل أفضل من صور التصوير الشعاعي التقليدية. هذه التكنولوجيا الناشئة قد تزيد من فرص فعالية العلاج وتقلل من خطر حدوث مضاعفات الأوعية الدموية العصبية21,25.
يتعلق تقرير الحالة هذا بمريض خضع لجراحة مراجعة الورك بسبب ارتخاء العقيم. لمعالجة فقدان العظام الكبير الناجم عن فشل الزرع المتعدد ، تم استخدام غرسة الحقي المطبوعة 3D حسب الطلب. أثناء الإجراء ، استخدمنا الواقع المختلط لتصور موضع الزرع لتجنب إتلاف الهياكل الوعائية العصبية المعرضة للخطر. يسمح التطبيق المطبق على سماعة الواقع المختلط بإعطاء أوامر صوتية وإيماءة ، مما يجعل من الممكن استخدامه في ظروف معقمة أثناء العملية الجراحية.
تم إدخال امرأة تبلغ من العمر 57 عاما إلى القسم بتشخيص أولي: تخفيف المكون الحقي للورك الأيسر. كان تاريخ مرض المريض واسع النطاق. طوال حياتها ، خضعت للعديد من العمليات الجراحية لمفصل الورك. كان العلاج الأول هو إعادة تسطيح الورك بسبب هشاشة العظام الناجم عن خلل التنسج الوركي (1977-15 سنة) ، والثاني كان رأب مفصل الورك الكلي بسبب تخفيف الزرع (1983-21 سنة) ، وجراحتان أخريان للمراجعة (1998 ، 2000-37 و 39 سنة). علاوة على ذلك ، كانت المريضة تعاني من شلل نصفي تشنجي في الجانب الأيسر ناتج عن شلل دماغي في مرحلة الطفولة ، وتم إجراء عملية جراحية لها بشكل متكرر بسبب تشوه حنف القدم الأيسر. كانت مثقلة أيضا بالتهاب المفاصل في العمود الفقري الصدري القطني ، ومتلازمة النفق الرسغي ، وارتفاع ضغط الدم الشرياني الذي يتم التحكم فيه جيدا. كان التشخيص النهائي الذي يسبق التأهيل للإجراء التالي هو الألم وزيادة الحد من الوظيفة الناجم عن ارتخاء المكون الحقي للورك الأيسر. كان المريض متحمسا للغاية ونشطا بدنيا ويتأقلم مع الإعاقة.
Protocol
Representative Results
Discussion
قد يتطلب رأب مفاصل الورك الأولي والمراجعة التخصيص لضمان فعالية العلاج. ومع ذلك ، فإن استخدام الغرسات المخصصة يتطلب إعدادا أطول للجراحة مقارنة بالإجراءات القياسية. الغرسات المطبوعة 3D حسب الطلب هي الحل الذي يعطي فرصة لاستعادة الوظيفة في المرضى غير النموذجيين الذين تسبب مرضهم في تدمير كبير…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
لا ينطبق.
وقد أجريت الدراسة كجزء من تعاون غير تجاري.
Materials
| 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 |
References
- Smoczok, M., Starszak, K., Starszak, W. 3D printing as a significant achievement for application in posttraumatic surgeries: A literature review. Current Medical Imaging. 17 (7), 814-819 (2021).
- Farooqi, K. M., et al. 3D printing and heart failure: The present and the future. JACC: Heart Failure. 7 (2), 132-142 (2019).
- Canzi, P., et al. New frontiers and emerging applications of 3D printing in ENT surgery: A systematic review of the literature. Acta Otorhinolaryngologica Italica. 38 (4), 286-303 (2019).
- Lin, A. Y., Yarholar, L. M. Plastic surgery innovation with 3D printing for craniomaxillofacial operations. Missouri State Medical Association Journal. 117 (2), 136-142 (2020).
- Murphy, S. V., De Coppi, P., Atala, A. Opportunities and challenges of translational 3D bioprinting. Nature Biomedical Engineering. 4 (4), 370-380 (2020).
- Pugliese, L., et al. The clinical use of 3D printing in surgery. Updates in Surgery. 70 (3), 381-388 (2018).
- Yan, L., Wang, P., Zhou, H. 3D printing navigation template used in total hip arthroplasty for developmental dysplasia of the hip. Indian Journal of Orthopaedics. 54 (6), 856-862 (2020).
- Kuroda, S., Kobayashi, T., Ohdan, H. 3D printing model of the intrahepatic vessels for navigation during anatomical resection of hepatocellular carcinoma. International Journal of Surgery Case Reports. 41, 219-222 (2017).
- Learmonth, I. D., Young, C., Rorabeck, C. The operation of the century: total hip replacement. Lancet. 370 (9597), 1508-1519 (2007).
- . Narodowy Fundusz Zdrowia (NFZ) – finansujemy zdrowie Polaków Available from: https://www.nfz.gov.pl/o-nfz/publikacje/ (2022)
- Ackerman, I. N., et al. The projected burden of primary total knee and hip replacement for osteoarthritis in Australia to the year 2030. Musculoskeletal Disorders. 20 (1), 90 (2019).
- Nemes, S., Gordon, M., Rogmark, C., Rolfson, O. Projections of total hip replacement in Sweden from 2013 to 2030. Acta Orthopaedica. 85 (3), 238-243 (2014).
- Sloan, M., Premkumar, A., Sheth, N. P. Projected volume of primary total joint arthroplasty in the U.S., 2014 to 2030. The Journal of Bone and Joint Surgery. 100 (17), 1455-1460 (2018).
- Schwartz, A. M., Farley, K. X., Guild, G. N., Bradbury, T. L. Projections and epidemiology of revision hip and knee arthroplasty in the United States to 2030. Journal of Arthroplasty. 35 (6), 79-85 (2020).
- von Lewinski, G. Individuell angepasster Beckenteilersatz in der Hüftgelenksrevision. Der Orhopäde. 49, 417-423 (2020).
- Angelini, A., et al. Three-dimension-printed custom-made prosthetic reconstructions: from revision surgery to oncologic reconstructions. International Orthopaedics. 43 (1), 123-132 (2019).
- Wang, J., et al. Three-dimensional-printed custom-made hemipelvic endoprosthesis for the revision of the aseptic loosening and fracture of modular hemipelvic endoprosthesis: a pilot study. BMC Surgery. 21 (1), 262 (2021).
- Pal, C. P., et al. Metastatic adenocarcinoma of proximal femur treated by custom made hip prosthesis. Journal of Orthopaedic Case Reports. 2 (1), 3-6 (2012).
- Kostakos, T. A., et al. Acetabular reconstruction in oncological surgery: A systematic review and meta-analysis of implant survivorship and patient outcomes. Surgical Oncology. 38, 101635 (2021).
- Jacquet, C., et al. Long-term results of custom-made femoral stems. Der Orhopäde. 49 (5), 408-416 (2020).
- Verhey, J. T., Haglin, J. M., Verhey, E. M., Hartigan, D. E. Virtual, augmented, and mixed reality ap- plications in orthopedic surgery. The International Journal of Medical Robotics and Computer Assisted Surgery. 16 (2), 2067 (2020).
- Ayoub, A., Pulijala, Y. The application of virtual reality and augmented reality in oral & maxillofacial surgery. BMC Oral Health. 19 (1), 238 (2019).
- Chytas, D., Nikolaou, V. S. Mixed reality for visualization of orthopedic surgical anatomy. World Journal of Orthopedics. 12 (10), 727-731 (2021).
- Gao, Y., et al. Application of mixed reality technology in visualization of medical operations. Chinese Medical Sciences Journal. 34 (2), 103-109 (2019).
- Zhang, J., et al. Trends in the use of augmented reality, virtual reality, and mixed reality in surgical research: A global bibliometric and visualized analysis. Indian Journal of Surgery. , 1-18 (2022).
- Elsayed, H., et al. Direct ink writing of porous titanium (Ti6Al4V) lattice structures. Materials Science and Engineering C: Materials for Biological Applications. 103, 109794 (2019).
- Tamayo, J. A., et al. Additive manufacturing of Ti6Al4V alloy via electron beam melting for the development of implants for the biomedical industry. Heliyon. 7 (5), 06892 (2021).
- Izakovicova, P., Borens, O., Trampuz, A. Periprosthetic joint infection: current concepts and outlook. EFORT Open Reviews. 4 (7), 482-494 (2019).
- Chiarlone, F., et al. Acetabular custom-made implants for severe acetabular bone defect in revision total hip arthroplasty: a systematic review of the literature. Archives of Orthopaedic and Trauma Surgery. 140 (3), 415-424 (2020).
- Šťastný, E., Trč, T., Philippou, T. Rehabilitation after total knee and hip arthroplasty. The Journal of Czech Physicians. 155 (8), 427-432 (2016).
- Chua, M. J., et al. Early mobilisation after total hip or knee arthroplasty: A multicentre prospective observational study. Public Library of Science One. 12 (6), 0179820 (2017).
- Wu, J., Mao, L., Wu, J. Efficacy of exercise for improving functional outcomes for patients undergoing total hip arthroplasty: A meta-analysis. Medicine (Baltimore). 98 (10), 14591 (2019).
- Telleria, J. J., Gee, A. O. Classifications in brief: Paprosky classification of acetabular bone loss. Orthopaedics and Related Research. 471 (11), 3725-3730 (2013).
- Tepper, O. M., et al. Mixed reality with HoloLens: Where virtual reality meets augmented reality in the operating room. Plastic and Reconstructive Surgery. 140 (5), 1066-1070 (2017).
- Joda, T., Gallucci, G. O., Wismeijer, D., Zitzmann, N. U. Augmented and virtual reality in dental medicine: A systematic review. Computers in Biology and Medicine. 108, 93-100 (2019).
- Goo, H. W., Park, S. J., Yoo, S. J. Advanced medical use of three-dimensional imaging in Congenital heart disease: Augmented reality, mixed reality, virtual reality, and three-dimensional printing. Korean Journal of Radiology. 21 (2), 133-145 (2020).
- Kasprzak, J. D., Pawlowski, J., Peruga, J. Z., Kaminski, J., Lipiec, P. First-in-man experience with real- time holographic mixed reality display of three-dimensional echocardiography during structural intervention: balloon mitral commissurotomy. European Heart Journal. 41 (6), 801 (2020).
- Li, G., et al. The clinical application value of mixed- reality-assisted surgical navigation for laparoscopic nephrectomy. Cancer Medicine. 9 (15), 5480-5489 (2020).
- Kang, S. L., et al. Mixed-reality view of cardiac specimens: a new approach to understanding complex intracardiac congenital lesions. Pediatric Radiology. 50 (11), 1610-1616 (2020).
- Wierzbicki, R., et al. 3D mixed-reality visualization of medical imaging data as a supporting tool for innovative, minimally invasive surgery for gastrointestinal tumors and systemic treatment as a new path in personalized treatment of advanced cancer diseases. Journal of Cancer Research and Clinical Oncology. 148 (1), 237-243 (2022).
- Lei, P. F., et al. Mixed reality combined with three – dimensional printing technology in total hip arthroplasty: An updated review with a preliminary case presentation. Orthopaedic Surgery. 11 (5), 914-920 (2019).
- Iacono, V., et al. The use of augmented reality for limb and component alignment in total knee arthroplasty: systematic review of the literature and clinical pilot study. Journal of Experimental Orthopedics. 8, 52 (2021).
