Система корекції багатоосьових деформацій «MAXFRAME»
«MAXFrame» - це перша і єдина технологія в портфоліо продуктів AO/DPS, яка передбачає безпосереднє використання апаратної складової для введення до програмного забезпечення даних, потрібних для планування та обчислення плану лікування.
Опублікований: 18.04.2022Система корекції багатоосьових деформацій «MAXFRAME»
Теодор Ф. Слонго (Theodor F. Slongo), Дж. Спенс Рейд (J. Spence Reid)
Джерело: MAXFRAME Multi-Axial Deformity Correction System
Система «MAXFrame» як вона є
Однією з унікальних рис технології корекції багатоосьових деформацій «MAXFrame» (Рис. 1) є те, що спеціально для неї було розроблено програмне забезпечення, а також новий підхід до планування та навчання. «MAXFrame» - це перша і єдина технологія в портфоліо продуктів AO/DPS, яка передбачає безпосереднє використання апаратної складової для введення до програмного забезпечення даних, потрібних для планування та обчислення плану лікування. Більш того, програмне забезпечення технології «MAXFrame» - це перше, що використовується для планування, оскільки здатне перетворювати рентгенівські зображення, які ґрунтуються на ідентифікованих структурних компонентах, на трьохвимірну реконструкцію в режимі реального часу. Система «MAXFrame» також може бути корисна як інструмент для тимчасової репозиції у випадках термінової корекції та фіксації пластиною або стержнем. У такому разі репозицію можна перевірити, скориставшись С-дугою або, для точного планування та позиціонування, 3D програмними забезпеченням «MAXFrame» спільно з конфігуруванням рамки у перспективі.
Основні складові шестиопорної рамки «MAXFrame» - це кільця з опорними пластинами та підкоси. Кільця з опорними пластинами фіксуються до відламків кістки за допомогою спиць або напівшпильок, як у системі «DO Ring Fixator system». Ці компоненти доступні у кількох розмірах та можуть утворювати різноманітні конфігурації, завдяки яким можна забезпечити фіксацію і діапазон рухів, необхідні для корекції. Хірург, на власний розсуд, керує апаратною частиною «MAXFrame» для забезпечення оптимальної корекції та комфорту пацієнта впродовж лікування.
Рис.1. Апаратна частина «MAXFrame» - це шестиопорна кільцева система фіксації. Хоча шестиопорна система – це не новина, апаратне забезпечення «MAXFrame» має кілька нових властивостей, корисних як для хірургів, так і для пацієнтів.
Шість розкосів та два кільця, об’єднані у спеціальну структуру, формують шестиопорну рамку. Регулюючи довжину розкосів, можна встановлювати кільця в обчислене програмою положення відносно одне одного. Оскільки розрахунки взаємного розташування кілець в основному базуються на восьмирівневій системі тригонометричних рівнянь, просторове програмне забезпечення «MAXFrame» забезпечує контрольовану зміну довжини та руху підкосів згідно плану лікування, а також визначає необхідні для безпеки пацієнта обмеження. Стандартний метод організації робочого процесу (вимірювання та введення даних вручну) з програмним забезпеченням «MAXFrame 3-D» забезпечує отримання усіх параметрів, необхідних для обчислення плану лікування та будь-якої просторової корекції, спираючись на надійну інформацію. На додачу до стандартного методу, що широко використовується у шестиопорних системах, програмне забезпечення «MAXFrame 3-D» має на озброєнні метод співставлення рамки в перспективі (PFM) та метод гострої навмисної деформації (AID). Робочий процес PFM стисло описано далі. Робочий процес AID – це прямий метод, що зазвичай застосовується, якщо параметри підкосів, необхідні для простого переведення з деформованого до скорегованого стану, відомі та обчислені.
Параметри/значення мовою хірургів
Програмне забезпечення «MAXFrame 3-D» не містить спеціальної технічної лексики. Параметри деформації визначаються не відповідно до обраного первинного кільця, як в інших шестиопорних системах, а так, як ці деформації називаються клінічно. Параметри вводу – це речення, а не абстрактні цифри, що дозволяє уникати непорозумінь або неправильної інтерпретації при визначенні конкретних показників.
Просторова 3-D анімація – зіставлення з реальністю
Однією з визначальних рис програмного забезпечення «MAXFrame 3-D» є просторова анімація рамки та відламків кістки для усіх сценаріїв плану лікування. Ця анімація – дуже корисний інструмент, що використовується для перевірки параметрів та візуального контролю структури під будь-яким кутом. Якщо просторова анімація відрізняється від того, що візуально видно на рамці, необхідно перевірити вхідні дані та виправити помилки (Рис. 2).
Рис.2. Розробка з застосуванням просторової анімації.
Зіставлення рамки в перспективі (PFM) – новий інструмент планування, що базується на просторовій реконструкції
Просторова реконструкція клінічної картини широко застосовується у навігації. Однією з передумов 3-D реконструкції, що спирається на два рентгенівських знімки, є зіставлення характеристик контрольних точок або маркерів відомого тіла. Досконало відоме тіло системи «MAXFrame» – це сама конструкція рамки. Як нам вже відомо, геометрія системи «MAXFrame» ідеально визначена через специфічне розташування кілець та підкосів. Робочий процес зіставлення рамки в перспективі спирається на цю визначену геометрію рамки, щоб створити просторову реконструкцію клінічної ситуації конкретного випадку. Підкоси, видимі на рентгенівських знімках, зіставляються через їхні з’єднання та/або вісі, і 3-D реконструкція обчислюється на підставі цих зіставлень на обох зображеннях. Такі знімки не обов’язково мають бути зробленими під прямим кутом чи ідеально вздовж осей. Єдиною вимогою є те, щоб усі підкоси, бажано разом зі з’єднаннями, було видно на обох рентгенівських знімках (Рис. 3).
Найпершою перевагою цього методу є те, що артефакти на рентгенівському зображенні більше не становлять проблеми для отримання правдивих та точних даних. Рентгенівських знімок, за визначенням, є лише проєкцією справжньої структури, як тінь від олівця та аркуші паперу. Оскільки розмір тіні залежить від відстані між об’єктом та джерелом світла, усі структури на рентгенівському знімку збільшуються, тому виміри ніколи не будуть точними. Крім того, якщо структура є похилою, на відміну від паралельної площини рентгенівського знімку, розмір об’єкту скорочується у напрямку під прямим кутом до осі в обох площинах. Просторова реконструкція дозволяє розв’язати усі описані проблеми рентгенівських знімків, даючи змогу визначити усі точки та вісі у просторі. Після проведення процедури PFM з прийнятною точністю, усі контрольні точки, вісь кістки та усі структури, які нас цікавлять, можна легко ідентифікувати, позначивши їх на обох рентгенівських знімках. Усі відстані та кути між потрібними структурами обчислюються безпосередньо на основі відміток, завдяки чому немає необхідності вимірювати ці значення традиційним методом.
Рис. 3. Планування за допомогою просторових реконструкцій.
Клінічні випадки
Клінічний випадок: незрощення великогомілкової кістки
Наводиться з дозволу Дж. Спенс Рейд (J Spence Reid), Герші, США
Чоловік 54 років зазнав двостороннього перелому великогомілкових кісток 20 років тому. Обидва переломи лікували накладанням гіпсової пов’язки. Наразі пацієнт страждає від болю в медіальній частині правого колінного суглоба. Знімки показали, що в обох ногах наявні значні незрощення, а біль правого коліна спричиняла відсутність механічної осі (Рис. 4). Лікування пацієнта системою «MAXFrame» було успішним (Рис. 5-7).
Рис. 4. Передопераційний знімок – незрощення та деформація.
Рис. 5. Стан після встановлення системи «MAXFrame» - пряма та бічна проєкції.
Рис.6. Післяопераційні знімки для співставлення рамки в перспективі – пряма та бічна проєкції.
Рис. 7. Остаточна корекція після перепланування та латерального зміщення стандартним методом.
«Схвалено технічною комісією АО» та «Схвалено фондом AO Foundation»
Бренди та маркування «approved by AO Technical Commission» (Схвалено технічною комісією АО) та «approved by AO Foundation» (Схвалено фондом AO Foundation), зокрема "AO" та логотип AO є інтелектуальною власністю фонду «AO Foundation» та зареєстровані як торгові марки, відповідно. Застосування цих символів та маркування регулюється ліцензійною угодою між фондом «AO Foundation» та виробниками інноваційних виробів, зобов’язаних використовувати їх на позначення рішень, схвалених «AO Technical Commission» або «AO Foundation». Будь-яке самовільне або неналежне використання цих торгових марок може переслідуватись за законом.