Chirurgia ortopedyczna wspomagana komputerowo
| Chirurgia ortopedyczna wspomagana komputerowo | |
|---|---|
 Obrazowanie radiograficzne jest łączone z technologią komputerową w celu zmniejszenia dystalnego złamania kości udowej poprzez wyrównanie czerwonych i zielonych linii.
| |
| Inne nazwy | CAOS |
| Specjalność | ortopedyczny |
Chirurgia ortopedyczna wspomagana komputerowo lub chirurgia ortopedyczna wspomagana komputerowo (czasami w skrócie CAOS ) to dyscyplina, w której technologia komputerowa jest stosowana przed, w trakcie i/lub po operacji w celu poprawy wyników ortopedycznych zabiegów chirurgicznych. Chociaż dane wskazują, że jest wdrażany od lat 90. XX wieku, CAOS jest nadal aktywną dyscypliną badawczą, która łączy lekarzy ortopedów z tradycyjnymi dyscyplinami technicznymi, takimi jak inżynieria , informatyka i robotyka .
Cele i ukierunkowane wyniki
Główną ideą CAOS jest to, że wyniki operacyjne zostaną ulepszone dzięki zastosowaniu technologii komputerowej. Na przykładzie wymiany stawu , zadaniem chirurga jest zintegrowanie nowych elementów stawu z istniejącą anatomią pacjenta; Technologie CAOS umożliwiają chirurgowi:
- Zaplanuj rozmieszczenie komponentów z wyprzedzeniem, w tym określenie odpowiednich rozmiarów komponentów;
- Zmierz śródoperacyjne rozmieszczenie komponentów w czasie rzeczywistym, upewniając się, że plan jest przestrzegany;
- Zmierz wynik pooperacyjny
Podejścia proceduralne
CAOS nie odbiega zasadniczo od tradycyjnych procedur chirurgicznych, ponieważ zamierzonym celem jest poprawa ogólnego wyniku operacyjnego operacji. W procedurach obrazowych pacjent nadal przechodzi podobne badania przedoperacyjne (konsultacje, skany itp.). Jednak CAOS pozwala chirurgowi również stworzyć „przyrząd pacjenta”, który jest drukowanym w 3D modelem interesującej struktury szkieletu, który pomaga chirurgowi na etapie planowania przedoperacyjnego. Istnieje wiele procedur CAOS w zależności od systemu i preferencji nawigacji. CAOS jest początkowo podzielony na dwie kategorie : system aktywny , w którym cała procedura może być wykonana przez robota z niewielką lub żadną pomocą chirurga; oraz system pasywny , w którym robot lub program komputerowy pomaga chirurgowi w ukończeniu procedury. Niezależnie od systemu pasywnego lub aktywnego, CAOS wymaga trybu nawigacji, aby dokładnie przeprowadzić procedury. Istnieją trzy metody nawigacji wykorzystywane do przeprowadzenia operacji.
- Oparty na tomografii komputerowej : wykorzystuje obrazowanie tomografii komputerowej do skonstruowania trójwymiarowego* modelu anatomii pacjenta, aby poprowadzić chirurga: krok po kroku przez całą procedurę; lub dostarczanie chirurgowi informacji zwrotnych na temat operacji w czasie rzeczywistym. Obie metody umożliwiają chirurgowi łatwiejszą wizualizację anatomicznych punktów orientacyjnych, zwiększając w ten sposób zarówno precyzję, jak i dokładność implantów protetycznych .
- Oparta na fluoroskopii : umożliwia chirurgowi wykonanie wielu zdjęć fluoroskopowych (pod różnymi kątami) miejsca operacji, co zapewnia punkty orientacyjne dla umieszczenia instrumentu i protezy. Obrazowanie fluoroskopowe może być 2-D lub 3-D* i jest statyczne — nie zapewnia chirurgowi informacji zwrotnych podobnych do wideo ze względu na jego charakter wykorzystujący nieruchome obrazy wykonane podczas zabiegu, ale znacznie zmniejsza narażenie na promieniowanie pacjent.
- Bezobrazowy : polega na konstruowaniu przez komputer cyfrowego modelu anatomicznego obszaru zainteresowania poprzez odniesienie do wyników badań ortopedycznych pacjenta, takich jak kąty rotacji stawu, kąty zgięcia / wyprostu itp. Chociaż komputer konstruuje obraz cyfrowy, istnieją brak procesów wykonywania zdjęć zarówno na etapie przedoperacyjnym, jak i śródoperacyjnym, eliminując w ten sposób ekspozycję na promieniowanie i skracając czas operacji.
*Obrazy 3D powstają, gdy komputer wchodzi w interakcję z częściami ciała za pomocą światła podczerwonego i detektorów bramek.
Dzięki CAOS chirurg może dokładniej wskazać anatomiczne punkty orientacyjne , które mogą być trudne do zauważenia w małym nacięciu. Wybrany nawigacyjny prowadzi następnie chirurga przez różne nacięcia kości i ostatecznie do implantacji .
niedociągnięcia
Chociaż CAOS ma zalety zarówno pod względem dokładności, jak i precyzji wykonywanej procedury, nadal nie jest powszechnie akceptowany w społeczności ortopedycznej z różnych powodów. Jednym z takich powodów są zwiększone koszty leczenia dla pacjenta. Niezależnie od preferencji nawigacji, włączenie technologii komputerowej skutkuje zwiększeniem wydatków szpitala, którymi następnie obciążany jest pacjent. Ponieważ CAOS jest nadal obszarem aktywnych badań, ubezpieczeniowe pokryły koszty procedur. Niektóre badania sugerują, że CAOS może być opłacalny dla szpitala w sytuacji, gdy duża liczba procedur jest przeprowadzana na pacjentach geriatrycznych . Oprócz kosztów, każda z metod nawigacji ma wady: systemy nawigacji oparte na tomografii komputerowej zwiększają ekspozycję pacjenta na promieniowanie; nawigacja oparta na fluoroskopii wydłuża czas zabiegu, ponieważ chirurg robi przerwy w celu wykonania zdjęć dla odpowiedniego szablonu; a bezobrazowa nawigacja w dużym stopniu zależy od umiejętności chirurga w zakresie wprowadzania dokładnych wartości pochodzących z testów ortopedycznych.
Obecny stan rozwoju
Istnieją dowody na to, że implanty i zabiegi przeprowadzane w chirurgii ortopedycznej wspomaganej komputerowo mają znacznie wyższy poziom dokładności i precyzji. stawki. Ponadto, ze względu na funkcjonalną zdolność adaptacji kości , błędy w rozmieszczeniu elementów mogą stać się nieistotne w dłuższej perspektywie. Ze względu na stosunkowo krótki okres, w którym rozwinął się CAOS, długoterminowe badania kontrolne nie były jeszcze możliwe. Podczas gdy chirurg (lub nawet studenci medycyny w badaniach laboratoryjnych) mogą osiągnąć lepsze wyniki pod względem planowanego i osiągniętego rozmieszczenia elementów, nie jest jasne, czy plan został skonstruowany optymalnie.
chirurgia ortopedyczna wspomagana komputerowo jest najczęściej stosowana w chirurgii implantów kolanowych ze względu na precyzję, jaką chirurg uzyskuje przy cięciu kości udowej i piszczelowej . Służy również do nawigacji po rozmieszczeniu elementów panewki , gdzie kluczowe jest prawidłowe nachylenie panewki. Chociaż CAOS nadal nie jest powszechnie akceptowany przez wielu chirurgów ortopedów, okazuje się, że jest niezwykle użytecznym narzędziem ułatwiającym szkolenie nowych chirurgów dzięki tworzeniu obrazów pomagających w wizualizacji anatomicznych punktów orientacyjnych podczas zabiegów. Wprowadzane są dalsze ulepszenia mające na celu zmniejszenie zarówno kosztów, jak i narażenia na promieniowanie, przy jednoczesnym zapewnieniu chirurgowi dokładnych wskazówek za pomocą ultrasonograficznego . Ta metoda nawigacji jest nadal testowana i nie jest łatwo dostępna do użytku klinicznego.