Počítačem podporovaná ortopedická chirurgie - Computer-assisted orthopedic surgery
| Počítačem podporovaná ortopedická chirurgie | |
|---|---|
 Radiografické zobrazování je kombinováno s počítačovou technologií za účelem snížení distální zlomeniny stehenní kosti zarovnáním červené a zelené čáry.
| |
| Ostatní jména | CAOS |
| Specialita | ortopedický |
Počítačem podporovaná ortopedická chirurgie nebo počítačem asistovaná ortopedická chirurgie (někdy zkráceně CAOS ) je disciplína, kde se počítačová technologie aplikuje před, uvnitř a/nebo po operaci ke zlepšení výsledku ortopedických chirurgických výkonů. Ačkoli záznamy ukazují, že je implementován od 90. let 20. století, CAOS je stále aktivní výzkumnou disciplínou, která sdružuje ortopedické praktiky s tradičně technickými obory, jako je strojírenství , počítačová věda a robotika .
Cíle a cílené výsledky
Hlavní myšlenkou CAOS je, že operativní výsledky budou zlepšeny využitím počítačové technologie. Na příkladu kloubní náhrady je úkolem chirurga integrovat nové kloubní komponenty do stávající anatomie pacienta; Technologie CAOS umožňují chirurgovi:
- Plánujte umístění komponentů předem, včetně určení příslušných velikostí komponent;
- Změřte intraoperační umístění komponent v reálném čase a ujistěte se, že je plán dodržen;
- Změřte pooperační výsledek
Procedurální přístupy
CAOS se zásadně neodchyluje od tradičních chirurgických postupů, protože zamýšleným cílem je zlepšit celkový operační výsledek operace. Při procedurách založených na obrazu pacient stále podstupuje podobné předoperační projekce (konzultace, skenování atd.). CAOS však umožňuje chirurgovi také vytvořit „pacientský přípravek“, což je 3-D tištěný model požadované struktury skeletu, který pomáhá chirurgovi ve fázi předoperačního plánování. V závislosti na systému a předvolbách navigace existuje celá řada postupů CAOS. CAOS je zpočátku rozdělen do dvou kategorií : aktivní systém , ve kterém může být celý postup dokončen robotem s malou nebo žádnou potřebnou pomocí chirurga; a pasivní systém , ve kterém robot nebo počítačový program pomáhá chirurgovi při dokončení postupu. Bez ohledu na pasivní nebo aktivní systém vyžaduje CAOS režim navigace, aby přesně prováděl postupy. K provedení operace se používají tři způsoby navigace .
- CT- based : využívá CT zobrazování ke konstrukci 3-D* modelu anatomie pacienta k vedení chirurga buď: postupným procházením postupu; nebo poskytnutí zpětné vazby operace v reálném čase chirurgovi. Obě metody umožňují chirurgovi snadnější vizualizaci anatomických orientačních bodů, čímž se zvyšuje jak přesnost, tak přesnost protetických implantátů .
- Fluoroskopie -na základě : umožňuje chirurgovi pořídit více fluoroskopických snímků (pod různými úhly) chirurgického místa, které poskytuje orientační body pro umístění nástroje a protetiky. Fluoroskopické zobrazování může být 2-D nebo 3-D*a je statické-vzhledem k povaze použití statických snímků pořízených během postupu neposkytuje chirurgovi zpětnou vazbu podobnou videu, ale výrazně snižuje expozici záření trpěliví.
- Imageless : zahrnuje počítač konstruující digitalizovaný anatomický model oblasti zájmu referencí na výsledky ortopedických testů pacienta, jako jsou úhly rotace kloubů, úhly flexe / extenze atd. Přestože počítač vytváří digitální obraz, existují žádné procesy pořizování snímků v předoperačním a intraoperačním stádiu, čímž se eliminuje expozice záření a zkracuje doba provozu.
*3D obrazy se vytvářejí, když počítač interaguje s částmi těla pomocí infračervených světel a detektorů brány.
S CAOS může chirurg přesněji určit anatomické orientační body, které mohou být v malém řezu špatně vidět. Vybraný navigační systém pak provede chirurga různými kostními řezy a nakonec k implantaci .
Nedostatky
Přestože CAOS má výhody jak v přesnosti, tak v přesnosti daného postupu, stále není v ortopedické komunitě z různých důvodů široce přijímán. Jedním z takových důvodů jsou zvýšené zdravotní náklady pacienta. Bez ohledu na preferenci navigace má začlenění výpočetní techniky za následek zvýšené výdaje za nemocnici, které jsou poté účtovány pacientovi. Protože je CAOS stále oblastí aktivního výzkumu, je nepravděpodobné, že by pojistné plány pokryly náklady na postupy. Některé studie naznačují, že CAOS může být pro nemocnici nákladově efektivní za podmínky, že se u geriatrických pacientů provádí velký objem zákroků . Kromě nákladů má každá z navigačních metod nedostatek: navigační systémy založené na CT zvyšují radiační zátěž pacienta; navigace založená na fluoroskopii prodlužuje dobu trvání procedury v důsledku toho, že chirurg pozastaví pořizování snímků pro vhodnou šablonu; a bezmyšlenková navigace do značné míry spoléhá na dovednosti chirurga při zadávání přesných hodnot odvozených z ortopedických testů.
Aktuální stav vývoje
Existují důkazy, že implantáty a postupy prováděné pomocí počítačem podporované ortopedické chirurgie mají podstatně vyšší úrovně přesnosti a přesnosti. Není však přesvědčivé, že technologie CAOS vedou k významnému dlouhodobému zlepšení operačního výsledku, studie naznačují, že CAOS může snížit revizi ceny. Navíc kvůli funkční adaptabilitě kosti mohou být chyby v umístění komponent v dlouhodobém horizontu nedůležité. Vzhledem k relativně krátkému časovému období, během kterého se CAOS vyvinul, nebyly dlouhodobé následné studie dosud možné. Zatímco chirurg (nebo dokonce studenti medicíny v laboratorních studiích) mohou dosáhnout lepších výsledků, pokud jde o plánované vs. dosažené umístění komponent, není jasné, zda byl plán sestaven optimálně.
V současné době se počítačová asistovaná ortopedická chirurgie většinou používá v chirurgii kolenního implantátu kvůli přesnosti, kterou chirurg získá při řezání stehenní a tibiální kosti. Používá se také k navigaci umístění acetabulárních komponent, kde je zásadní správný sklon misky . Ačkoli mnoho ortopedických chirurgů CAOS stále není široce přijímáno, ukazuje se, že je to neuvěřitelně užitečný nástroj pro usnadnění školení nových chirurgů díky vytváření obrázků, které pomáhají vizualizovat anatomické orientační body pro postupy. Probíhá další vývoj, aby se snížily jak náklady, tak radiační zátěž a současně se poskytlo přesné vedení chirurgovi pomocí ultrazvukového zobrazování. Tato navigační metoda je stále v současné době testována a není snadno dostupná pro klinické použití.
