Публікації
Головна >>> Публікації
Автоматичний аналіз деформацій та планування остеотомії в корональній площині
26 жовтня 2022
переклад та адаптація українською ексклюзивно для АО Травма Україна
Рис.1: Стержень DRIM у зборі
Програмне забезпечення для остеотомії «mediCAD AO Osteotomy» від АО було розроблене цільовою групою АО з планування корекції деформацій у співпраці з компанією «mediCAD® Hectec GmbH». Робота цього першого повністю автоматизованого двовимірного інструменту для планування базується на рентгенограмах нижніх кінцівок у коронарній площині. За допомогою штучного інтелекту програмне забезпечення автоматично визначає значущі орієнтири, потрібні для обчислення усіх параметрів співвідношення, необхідних для аналізу деформації та рекомендує, якій саме остеотомії – лише великогомілковій, лише стегновій чи на обох рівнях, слід надати перевагу для виправлення даної конкретної деформації. Більш того, програма автоматично пропонує шарнірну точку та лінії зрізів і моделює корекцію до цільового положення за промовчанням.
Клінічні завдання
Впродовж останніх 20 років увага до процедур зі збереження колінного суглоба знову зростає. Вроджені та посттравматичні деформації можуть призводити до перенавантаження його окремих ділянок або навіть до остеоартриту. Остеотомії в області колінного суглоба допомагають скорегувати співвідношення компонентів, змістити навантаження з уражених остеоартритом ділянок на здорові та зберегти суглоб, що є альтернативою частковому або тотального ендопротезуванню.
Фізіологічне співвідношення компонентів суглоба є передумовою для успіху операцій на хрящовій тканині та менісках. Нещодавні дослідження рекомендують виконувати остеотомію при процедурах на зв’язках, оскільки це знижує ризик повторної операції.
Після травмування деформації можуть завадити належному загоєнню кістки через біомеханічні зміни. Остеотомія може відновити правильне співвідношення компонентів суглоба, відновити фізіологічну біомеханіку, і цим сприяти загоєнню кістки.
Остаточне регулювання кінцівки є ключовим фактором для прогнозу позитивного результату. Для досягнення досконалого положення кінцівки істотними є кілька етапів. Значним внеском в успішну остеотомію колінного суглоба є глибоке розуміння аналізу деформації та планування операції. Це різні етапи. Аналіз деформації дає хірургу змогу визначити місце розташування деформації та обрати правильне місце та тип остеотомії. Після цього виконується точне планування.
Традиційний аналіз деформацій та планування, які передбачають креслення вручну, вимагають багато часу, особливо якщо потрібна більше ніж одна остеотомія, наприклад, для дворівневих операцій. Відтоді, як цифрові рентгенограми стали всесвітнім стандартом, цифровий аналіз деформацій та планування є об’єктом значного інтересу. Наразі доступно декілька програм для цифрового планування. Для будь-якого програмного рішення абсолютно необхідний зручний та зрозумілий інтерфейс.
Розробка проєкту
Програмне забезпечення для остеотомії «mediCAD AO Osteotomy» від АО було розроблене цільовою групою АО з планування корекції деформацій у співпраці з компанією «mediCAD® Hectec GmbH». Робота цього першого повністю автоматизованого двовимірного інструменту для планування базується на рентгенограмах нижніх кінцівок у коронарній площині. За допомогою штучного інтелекту програмне забезпечення автоматично визначає значущі орієнтири, потрібні для обчислення усіх параметрів співвідношення, необхідних для аналізу деформації та рекомендує, якій саме остеотомії – лише великогомілковій, лише стегновій чи на обох рівнях, слід надати перевагу для виправлення даної конкретної деформації. Більш того, програма автоматично пропонує шарнірну точку та лінії зрізів і моделює корекцію до цільового положення за промовчанням. В процесі роботи користувач може приймати усі рекомендації без змін або редагувати їх у будь-який час, або навіть перейти в режим ручного планування хірургічної процедури. Програма також підтримує шаблони фіксаторів – гвинтів та пластин – від різних виробників, підтримує декілька форматів рентгенівських знімків. Результат можна експортувати з програми щоб спланувати усю процедуру разом з проміжними етапами та взяти результат з собою в операційну.
Доступ до програмних рішень mediCAD software
Наразі, щоб бути доступним для хірургів, програмне забезпечення повинно бути встановлене у користувача або на сервері клініки. Наприкінці 2022 року очікується вихід web-версії.
Подробиці планування
Для цифрового планування корекції деформацій у коронарній площині необхідно мати повну рентгенограму нижніх кінцівок з повним навантаженням в прямій проєкції. Для калібрування планування та вимірювання висоти клинів потрібна калібрувальна кулька або масштаб. Хірург зобов’язаний проконтролювати правильність фронтальної проєкції рентгенівського знімку, оскільки це є передумовою для точного вимірювання усіх кутів.
Програма автоматично визначає усі необхідні точки (Рис.1). На підставі їхнього положення (яке можна також налаштувати вручну), програма обчислює усі необхідні величини (осі, лінії та кути суглобів) та надає детальний звіт. Система кольорів за принципом світлофора виділяє нормальні, проміжні та патологічні величини.
Рис.1 Автоматична сегментація виявляє контрольні точки та визначає осі
Після аналізу деформації програма автоматично рекомендує хірургічну процедуру залежно від типу деформації (Рис.2), наприклад, медіальну з відкритим клином високу остеотомію великогомілкової кістки. Користувач може погодитись з запропонованою процедурою або обрати інші варіанти.
Рис.2 Аналіз деформації та рекомендована остеотомія
Після вибору процедури програма автоматично розміщує лінії зрізів та шарнірну точку для даного типу остеотомії відповідно до індивідуальних анатомічних особливостей пацієнта (Рис.3).
Рис.3 Запропоновані лінії зрізу та шарнірна точка
На наступному етапі програма візуалізує співвідношення компонентів після корекції деформації. Якщо після одинарної корекції наявні патологічні кути суглобів, вбудований алгоритм рекомендує остеотомію на двох рівнях та регулює таку подвійну остеотомію з огляду на велику кількість обмежень та нормальних значень, серед висота клину, механічний проксимальний медіальний великогомілковий кут (mMPTA), механічний латеральний дистальний великогомілковий кут (mLDFA), механічний великогомілково-стегновий кут (mTFA); (Рис.4).
Рис.4. Моделювання запропонованої корекції та її результату
Для членів «AO Trauma» діє знижка: 20% від звичайної ціни, зазначеної в офіційних цінниках країни, в якій перебуває та працює такий член «AO Trauma», на ліцензію на інструменти для аналізу деформацій та планування остеотомії, та 10% — на обслуговування (навчання у місці використання, встановлення та подібні послуги).
Фахівці mediCAD будуть раді надати Вам більш детальну інформацію про інструменти для планування остеотомій mediCAD.
Клінічні випадки
Випадок 1
З клінічної практики Штефана Шрьотера (Stefan Schröter)
Пацієнтка віком 33 років скаржилась на біль у латеральному відділі після звичайного робочого дня. Заняття спортом стали неможливими. Вільний діапазон рухів (ROM: 0/0/150°), зв’язки в сагітальній та корональній площині стабільні. Випіт відсутній. У пацієнтки наявна вальгусна деформація, для корекції якої застосували остеотомію дистального відділу стегнової кістки
Рис.5. Рентгенограма до операції (ліворуч) Рис. 6a-d: Робочий процес на основі передопераційної рентгенографії Рис.7: Рентгенограма після операції
Рис.8: Післяопераційний аналіз в програмному середовищі
Випадок 2
З клінічної практики Штефана Шрьотера (Stefan Schröter)
Пацієнт 52 років з посттравматичною деформацією через 2 роки після перелому великогомілкового плато AO/OTA 41C3.3e, PL, PM. Скарги на біль після звичайного робочого дня. Пацієнт багато палить. Заняття спортом або походи припинив. Зв’язки в корональній та сагітальній площинах неочікувано стабільні. Випіт відсутній. Біль локалізовано в медіальному відділі. Діапазон рухів обмежений до 0/0/130°. Для корекції деформації застосовували високу великогомілкову остеотомію.
Рис. 9: Передопераційна рентгенограма (ліворуч) Рис.10a-d: Робочий процес на основі передопераційної рентгенографії Рис.11. Рентгенограма після операції
Рис.12: Післяопераційний аналіз в програмному середовищі
Випадок 3
З клінічної практики Штефана Шрьотера (Stefan Schröter)
Пацієнт 52 років, працює фізично і досі спроможний працювати, однак йому вводили знеболювальні. На вихідних витримував лише короткі поїздки на велосипеді. Скарги на випіт. Повідомляв, що в такий вечір подальша діяльність була неможлива. Скарги на біль в медіальному відділі. Викривлення ніг помітне візуально. Зв’язки стабільні в сагітальній площині, проте наявна медіальна нестабільність в корональні площині через пошкодження хряща. Для корекції співвідношення ніг застосовано дворівневу остеотомію.
Залишайтеся на зв'язку !
Зв’яжіться з нами і станьте учасником AO Trauma Україна або підпишіться, щоб отримувати останні новини та оновлення