Datorstödd ortopedisk kirurgi
| Datorassisterad ortopedisk kirurgi | |
|---|---|
 Röntgenbildbehandling kombineras med datorteknik för att minska en distal lårbensfraktur genom att rikta in de röda och gröna linjerna.
| |
| Andra namn | CAOS |
| Specialitet | ortopedisk |
Datorassisterad ortopedisk kirurgi eller datorstödd ortopedisk kirurgi (ibland förkortat CAOS ) är en disciplin där datorteknik tillämpas pre-, intra- och/eller postoperativt för att förbättra resultatet av ortopediska kirurgiska ingrepp. Även om register visar att det har implementerats sedan 1990-talet, är CAOS fortfarande en aktiv forskningsdisciplin som sammanför ortopedutövare med traditionellt tekniska discipliner, såsom ingenjörsvetenskap , datavetenskap och robotik .
Mål och riktade resultat
Huvudtanken bakom CAOS är att operativa resultat ska förbättras genom användning av datorteknik. Med exemplet ledprotes är kirurgens uppgift att integrera de nya ledkomponenterna i patientens befintliga anatomi; CAOS-teknologier tillåter kirurgen att:
- Planera komponentplaceringen i förväg, inklusive bestämning av lämpliga komponentstorlekar;
- Mät den intraoperativa placeringen av komponenterna i realtid, se till att planen följs;
- Mät det postoperativa resultatet
Procedurmässiga tillvägagångssätt
CAOS avviker inte väsentligt från traditionella kirurgiska ingrepp, eftersom det avsedda målet är att förbättra det övergripande operativa resultatet av operationen. Vid bildbaserade ingrepp genomgår patienten fortfarande liknande preoperativa screeningar (konsultationer, skanningar etc.). Men CAOS tillåter kirurgen att också skapa en "patientjigg", som är en 3-D-utskriven modell av skelettstrukturen av intresse som hjälper kirurgen i det preoperativa planeringsstadiet. Det finns en mängd olika CAOS-procedurer beroende på systemet och navigeringspreferenserna. CAOS delas initialt in i två kategorier : ett aktivt system , där hela proceduren kan genomföras av en robot med liten eller ingen hjälp från kirurgen; och ett passivt system , i vilket en robot eller datoriserat program hjälper kirurgen att slutföra proceduren. Oavsett ett passivt eller aktivt system kräver CAOS ett navigeringsläge för att korrekt utföra procedurer. Det finns tre navigeringsmetoder som används för att utföra operationen.
- CT -baserad : använder CT-avbildning för att konstruera en 3D*-modell av patientens anatomi för att vägleda kirurgen antingen: genom en steg-för-steg genomgång av proceduren; eller ge realtidsfeedback om operationen till kirurgen. Båda metoderna gör det möjligt för kirurgen att lättare visualisera anatomiska landmärken, vilket ökar både precisionen och noggrannheten hos protesimplantat .
- Fluoroskopi -Baserad : låter kirurgen ta flera fluoroskopiska bilder (vid olika vinklar) av operationsstället, vilket ger landmärken för instrument- och protesplacering. Fluoroskopisk avbildning kan vara antingen 2-D eller 3-D* och är statisk - den ger inte videoliknande återkoppling till kirurgen på grund av dess karaktär att använda stillbilder tagna under proceduren, men den minskar avsevärt strålningsexponeringen för patient.
- Bildlös : innebär att datorn konstruerar en digitaliserad anatomisk modell av intresseområdet genom att referera till resultaten av patientens ortopediska tester, såsom ledrotationsvinklar, flexions-/ extensionsvinklar , etc. Även om en digital bild konstrueras av datorn finns det inga bildtagningsprocesser i både det preoperativa och intraoperativa stadiet, vilket eliminerar strålningsexponering och minskar operationstiden.
*3D-bilderna skapas när datorn interagerar med kroppsdelar via infraröda ljus och grinddetektorer.
Med CAOS kan kirurgen mer exakt lokalisera anatomiska landmärken som kan vara svåra att se i ett litet snitt. Ett valt navigationssystem guidar sedan kirurgen genom olika benskärningar och slutligen till implantation .
Brister
Även om CAOS har fördelar när det gäller både noggrannheten och precisionen av den aktuella proceduren, är den fortfarande inte allmänt accepterad inom ortopeden av olika skäl. Ett sådant skäl är de ökade medicinska kostnaderna för patienten. Oavsett navigeringspreferens leder införandet av datorteknik till ökade sjukhusutgifter, som sedan faktureras patienten. Eftersom CAOS fortfarande är ett område för aktiv forskning, försäkringsplaner täcker kostnaderna för procedurerna. Vissa studier tyder på att CAOS kan vara kostnadseffektivt för sjukhuset under den omständigheten att en stor mängd ingrepp utförs på geriatriska patienter. Förutom kostnader har var och en av navigeringsmetoderna en brist: CT-baserade navigationssystem ökar strålningsexponeringen för patienten; fluoroskopi-baserad navigering ökar varaktigheten av proceduren på grund av att kirurgen pausar för att ta bilder för en lämplig mall; och bildlös navigering är starkt beroende av kirurgens skicklighet att mata in korrekta värden härledda från ortopediska tester.
Aktuell utvecklingsstatus
Det finns bevis för att implantat och procedurer som genomförs med datorstödd ortopedisk kirurgi har betydligt högre nivåer av noggrannhet och precision. Det är dock inte avgörande att CAOS-teknologier resulterar i en betydande långsiktig förbättring av operationsresultatet, studier tyder på att CAOS kan sänka revisionen priser. Vidare, på grund av benets funktionella anpassningsförmåga, kan fel i komponentplacering bli oviktiga på lång sikt. På grund av den relativt korta tidsperiod som CAOS har utvecklats har långtidsuppföljningsstudier ännu inte varit möjliga. Även om kirurgen (eller till och med läkarstudenter i laboratoriestudier) kan uppnå bättre resultat vad gäller planerad kontra uppnådd placering av komponenter, är det inte klart om planen har konstruerats optimalt.
För närvarande används datorstödd ortopedisk kirurgi mest vid knäimplantatkirurgi på grund av den precision som kirurgen får med lårbens- och tibialbensskärningar . Den används också för att navigera efter av acetabulära komponenter där korrekt lutningsvinkel är avgörande. Även om CAOS fortfarande inte är allmänt accepterat av många ortopediska kirurger, har det visat sig vara ett otroligt användbart verktyg för att underlätta utbildningen av nya kirurger på grund av skapandet av bilder för att visualisera anatomiska landmärken för procedurer. Fler utvecklingar görs för att minska både kostnader och strålningsexponering samtidigt som den ger korrekt vägledning till kirurgen via ultraljudsavbildning . Denna navigeringsmetod testas fortfarande och är inte lätt tillgänglig för klinisk användning.