Fixation of the thoracolumbar spine with augmented reality-supported rod bending in multilevel pedicle screw instrumentation: First results of a prospective pilot study
Diese prospektive Pilotstudie zeigt, dass die durch das ADVISE-System unterstützte, Augmented-Reality-gestützte Stabkonturierung eine machbare und sichere Technik für die mehrstufige thorakolumbale Pedikelschraubeninstrumentierung darstellt, die zu signifikanten klinischen Verbesserungen führt und die Notwendigkeit gewaltsamer Stabreduktionsmanöver ohne beobachtete implantatbedingte Komplikationen eliminiert.
Originalarbeit lizenziert unter CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Dies ist eine KI-generierte Erklärung des untenstehenden Papers. Sie wurde nicht von den Autoren verfasst oder gebilligt. Für technische Genauigkeit konsultieren Sie das Originalpaper. Vollständigen Haftungsausschluss lesen
Das große Ganze: Ein wackeliges Regal reparieren
Stellen Sie sich Ihre Wirbelsäule wie ein hohes, schweres Bücherregal vor. Wenn die Regalböden (die Wirbel) durch Alter oder Abnutzung schwach oder wackelig werden, müssen Ärzte sie festschrauben, um sie wieder stabil zu machen. Dies geschieht, indem Metallschrauben in das „Holz“ der Wirbelsäule getrieben und mit einer langen Metallstange verbunden werden – so als würde man eine Metallstange durch die Löcher des Bücherregals führen, um es zu sichern.
Lange Zeit war der schwierigste Teil dieser Arbeit das Biegen dieser Metallstange. Die Stange muss perfekt in jede einzelne Schraube passen. Wenn die Stange im Vergleich zu der Stelle, an der die Schrauben sitzen, auch nur minimal zu gerade oder zu stark gebogen ist, muss der Arzt viel rohe Gewalt anwenden, um die Stange hineinzupressen.
Das Problem: Denken Sie daran, einen geraden Stock in ein gebogenes Loch zu pressen. Wenn Sie zu fest drücken, könnten Sie das Holz um das Loch herum reißen lassen oder die Schraube selbst lockern. In der Wirbelsäulenchirurgie erzeugt dieses „erzwungene Einpassen“ Spannungen, die dazu führen können, dass sich die Schrauben später lockern oder herausziehen, was zu Schmerzen und weiteren Operationen führt.
Das neue Werkzeug: Ein „magischer“ Bauplan
Diese Studie testete eine neue Technologie namens Augmented Reality (AR), um Ärzten dabei zu helfen, die Stange beim ersten Mal perfekt zu biegen.
Stellen Sie sich vor, Sie versuchen, einen maßgeschneiderten Bilderrahmen zu bauen. Anstatt die Form zu erraten, halten Sie ein Tablet hoch, das den Bilderrahmen sieht und eine perfekte, leuchtende Umrisslinie zeichnet, die genau zeigt, wie der Rahmen geschnitten werden muss. Genau das tat das ADVISE-System für die Chirurgen.
- Der Scan: Nachdem die Schrauben bereits im Rücken der Patienten platziert waren, scannte der Chirurg den Bereich mit einem Tablet (das in eine sterile Plastikhülle gehüllt war).
- Der Bauplan: Die Kamera des Tablets sah die Schrauben und berechnete mithilfe von 3D-Technologie die exakte Krümmung, die die Metallstange benötigt, damit sie ohne Kraftaufwand hineingleitet.
- Die Passform: Das Tablet zeigte dem Chirurgen ein digitales „Geisterbild“ der Stange auf dem Bildschirm. Der Chirurg bog dann die echte Metallstange passend zu dieser digitalen Form.
Was sie in der Studie gemacht haben
Die Forscher am Bayreuther Medizinischen Zentrum in Deutschland testeten dies an 20 Patienten, die Operationen an mehreren Ebenen ihrer unteren Wirbelsäule (Lenden-Brust-Wirbelsäule) benötigten. Dabei handelte es sich hauptsächlich um ältere Erwachsene (Durchschnittsalter 72) mit degenerativen Problemen der Wirbelsäule.
- Das Ziel: Zu sehen, ob diese Methode mit dem „magischen Bauplan“ sicher und einfach anzuwenden ist und ob sie den Patienten hilft, sich besser zu fühlen.
- Der Prozess: Sie nutzten das AR-System, um die Biegung der Stange bei jedem einzelnen Patienten zu steuern.
Die Ergebnisse: Eine perfekte Passform
Die Studie ergab, dass die neue Methode sehr gut funktionierte:
- Kein Kampf: In jedem einzelnen Fall glitt die Stange reibungslos in die Schrauben. Die Chirurgen mussten keine „erzwungenen Reduktionsmanöver“ (kein Jammern oder Hebeln) anwenden. Es war, als würde man einen Schlüssel in ein Schloss stecken, das perfekt passt, anstatt einen Schlüssel zu erzwingen, der die falsche Form hat.
- Keine Brüche: Während der Operation und in den drei Monaten danach gab es null lockere Schrauben, null gebrochene Stangen und null herausgezogene Schrauben. Das ist eine große Sache, da diese Komplikationen in der traditionellen Chirurgie recht häufig vorkommen, insbesondere bei älteren Patienten mit schwächeren Knochen.
- Weniger Schmerz: Die Schmerzwerte der Patienten sanken signifikant. Vor der Operation bewerteten sie ihren Schmerz mit einer 8 von 10. Drei Monate später lag er bei einer 4 von 10. Auch ihre Beweglichkeit und Funktionsfähigkeit (gemessen an einem Behinderungsindex) verbesserte sich erheblich.
- Geschwindigkeit: Die Technologie hat die Abläufe nicht verlangsamt. Es dauerte nur etwa 3 bis 5 Minuten, um die Schrauben zu scannen und die Stangen-Vorlage zu erstellen.
Das Fazit
Die Studie kommt zu dem Schluss, dass die Verwendung dieses Augmented-Reality-Systems sicher und machbar ist. Es fungt wie ein GPS für die Metallstange und stellt sicher, dass sie perfekt in die Schrauben passt, ohne dass Kraft angewendet werden muss.
Was die Studie nicht behauptet hat:
- Sie hat nicht behauptet, dass dies ein Heilmittel für alle Wirbelsäulenprobleme ist.
- Sie hat nicht behauptet, dass es besser als herkömmliche Methoden ist (da sie es noch nicht direkt mit einer Gruppe von Patienten verglichen haben, die kein Robotersystem genutzt haben).
- Sie wusste nicht, ob die Schrauben nach 5 oder 10 Jahren noch fest sitzen würden, da sie die Patienten nur drei Monate lang nachbeobachtet haben.
Kurz gesagt: Diese Pilotstudie hat gezeigt, dass die Gabe eines „digitalen Bauplans“ an die Chirurgen, um die Metallstangen zu biegen, ihnen half, das Erzwingen der Hardware zu vermeiden, was zu einer reibungslosen Operation ohne unmittelbare Hardware-Fehler und glücklichen Patienten führte. Es ist ein vielversprechendes neues Werkzeug, das weitere Tests über einen längeren Zeitraum benötigt, um zu sehen, ob es die Wirbelsäule über Jahre hinweg stabil hält.
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