برنامه‌ريزي قبل از عمل به كمك رايانه و استفاده از گايد مخصوص در عمل استئوتومي اطراف زانو

Computer-Assisted Planning and Patient-Specific Instrument Guide for Osteotomies around the Knee

پيش‌زمينه: پرتونگاري دو بعدي، دقت كافي در بررسي انحرافات اندام تحتاني را ندارد و مي­تواند منجر به اشتباه در تفسير دفورميتي اندام گردد. هدف از اين مطالعه تبيين روشي براي تحليل سه بعدي دفورميتي اندام و شبيه‌سازي عمل جراحي اصلاحي در فضاي مجازي، و توليد گايد مخصوص جهت اصلاح مورد نظر بود. مواد و روشها: در اين مطالعه توصيفي، 10 اندام با دفورميتي­ در ناحيه زانو انتخاب شدند و پرتونگاري ايستاده و سي‌تي‌اسكن اندام تحتاني در اختيار گروه مهندسي قرار گرفت. سي‌تي‌اسكن بيمار با استفاده از تصاوير پرتونگاري ايستاده به مدل سه بعدي در حالت تحمل وزن تبديل شد. زوايا و شاخص­هاي مورد نياز، با نرم‌افزار اندازه‌گيري شد و پس از تعيين دفورميتي، اصلاح در محيط رايانه‌اي انجام شد كه مبناي طراحي گايد قرار گرفت. در نهايت گايد طراحي شده با روش پرينت سه بعدي ساخته و در اختيار جراح قرار گرفت. يافتهها: در 6 مورد دفورميتي در صفحه فرونتال، يك مورد صفحات فرونتال و ساژيتال، يك مورد در هر سه صفحه، و دو مورد در صفحات فرونتال و عرضي تشخيص داده شد. در همه موارد دفورميتي استخواني اصلاح گرديد. اگرچه بررسي دقيق در صفحه آگزيال نياز به سي‌تي‌اسكن بعد از عمل داشت، اما فقط از طريق باليني ارزيابي گرديد. نتيجهگيري: ترميم سه بعدي انحرافات محوري استخوان‌هاي اطراف زانو به كمك رايانه و توليد گايد مخصوص بيمار، علاوه بر حصول نتايج يكسان توسط جراحان متفاوت، نتيجه عمل استئوتومي را نيز به حداكثر مطلوب مي‌رساند.

Background: Conventional X-rays, due to 2D viewing, may not have accuracy in assessing lower limb deformities. The aim of this study was to analyze the deformities in 3D and simulated the corrective surgery in virtual space; and to built patient-specific guide to achieve the precise correction. Methods: In this descriptive study, 10 lower limbs with various deformities around the knee were studied. Weight bearing alignment x-rays and CT scans were processed digitally to produce 3D weight bearing models. The landmarks were determined and lower limb indices were calculated to determine the deformities in 3 dimensions Under surgeon's supervision, virtual correction of the deformity was performed, based on which, a patient-specific guide was designed and printed in 3D. The guide was then used in the surgery. Results: The deformity and deviation from standard angles was obsereved in frontal plane in 6 cases, frontal and sagittal planes in one, frontal and axial planes in two, and a three planar deformity in one cases. The results showed that this method is effective in achieving the precise correction of the deformity. In all the patients who underwent surgery, the correction was the same or very close to what had been planned in frontal and sagittal planes (±1). Clinical assessment was used for rotational correction in the absence of postoperative CT-scan. Conclusions: The computer-assisted pre-op planning and patient-specific guide usage can highly optimize the results of corrective osteotomies, especially in difficult deformities around the knee.