Система коррекции многоосевых деформаций «MAXFRAME»

«MAXFrame» – это первая и единственная технология в портфолио продуктов AO/DPS, которая предусматривает непосредственное использование аппаратной составляющей для ввода в программное обеспечение данных, необходимых для планирования и вычисления алгоритма лечения.

Опубликован: 22.04.2022

Теодор Ф. Слонго (Theodor F. Slongo), Дж. Спенс Рейд (J. Spence Reid)

Источник: MAXFRAME Multi-Axial Deformity Correction System

Система «MAXFrame» как она есть

Одной из уникальных особенностей технологии коррекции многоосевых деформаций «MAXFrame» (Рис. 1) является то, что специально для нее было разработано программное обеспечение, а также новый подход к планированию и обучению. «MAXFrame» – это первая и единственная технология в портфолио продуктов AO/DPS, которая предусматривает непосредственное использование аппаратной составляющей для ввода в программное обеспечение данных, необходимых для планирования и вычисления алгоритма лечения. Более того, программное обеспечение технологии «MAXFrame» – это первое, что используется для планирования, поскольку способно преобразовывать рентгеновские изображения, основанные на идентифицированных структурных компонентах, в трехмерную реконструкцию в режиме реального времени. Система «MAXFrame» также может быть полезна как инструмент временной репозиции в случаях срочной коррекции и фиксации пластиной или стержнем. В таком случае репозицию можно проверить, используя С-дугу или, для точного планирования и позиционирования, 3D программное обеспечение «MAXFrame» совместно с конфигурированием рамки в перспективе.

Основные составляющие шестиопорной рамки «MAXFrame» – это кольца с опорными пластинами и подкосами. Кольца с опорными пластинами фиксируются к отломкам кости с помощью спиц или полушпилек, как в системе «DO Ring Fixator system». Эти компоненты доступны в нескольких размерах и могут создавать различные конфигурации, благодаря которым можно обеспечить фиксацию и диапазон движений, необходимые для коррекции. Хирург, по своему усмотрению, управляет аппаратной частью «MAXFrame» для обеспечения оптимальной коррекции и комфорта пациента на протяжении лечения.

Рис.1. Аппаратная часть «MAXFrame» – это шестиопорная кольцевая система фиксации. Хотя шестиопорная система – это не новость, аппаратное обеспечение MAXFrame имеет несколько новых свойств, полезных как для хирургов, так и для пациентов.

Шесть раскосов и два кольца, объединенных в специальную структуру, формируют шестиопорную рамку. Регулируя длину раскосов, можно устанавливать кольца в вычисленное программой положение относительно друг друга. Поскольку расчеты взаимного расположения колец в основном базируются на восьмиуровневой системе тригонометрических уравнений, пространственное программное обеспечение «MAXFrame» обеспечивает контролируемое изменение длины и движения подкосов согласно плану лечения, а также определяет необходимые для безопасности пациента ограничения. Стандартный метод организации рабочего процесса (измерение и ввод данных вручную) с программным обеспечением «MAXFrame 3-D» обеспечивает получение всех параметров, необходимых для вычисления плана лечения и пространственной коррекции, опираясь на надежную информацию. В дополнение к стандартному методу, широко используемому в шестиопорных системах, программное обеспечение «MAXFrame 3-D» имеет на вооружении метод сопоставления рамки в перспективе (PFM) и метод острой умышленной деформации (AID). Рабочий процесс PFM кратко описан дальше. Рабочий процесс AID – это прямой метод, обычно применяемый, если параметры подкосов, необходимые для простого перевода из деформированного в скорректированное состояние, известны и вычислены.

Параметры/значение на языке хирургов

Программное обеспечение MAXFrame 3-D не содержит специальной технической лексики. Параметры деформации определяются не в соответствии с выбранным первичным кольцом, как в других шестиопорных системах, а так, как эти деформации называются клинически. Параметры ввода – это предложения, а не абстрактные цифры, что позволяет избежать недоразумений или неправильной интерпретации при определении конкретных показателей.

Пространственная 3-D анимация – сопоставление с реальностью

Одной из особенностей программного обеспечения «MAXFrame 3-D» является пространственная анимация рамки и отломков кости для всех сценариев плана лечения. Эта анимация является очень полезным инструментом, который используется для проверки параметров и визуального контроля структуры под любым углом. Если пространственная анимация отличается от того, что видно на рамке, необходимо проверить входящие данные и исправить ошибки (Рис. 2).

Рис.2. Разработка и применение пространственной анимации.

Рис.2. Разработка и применение пространственной анимации.

Сопоставление рамки в перспективе (PFM) – новый инструмент планирования, базирующийся на пространственной реконструкции.

Пространственная реконструкция клинической картины обширно применяется в навигации. Одной из предпосылок 3D реконструкции, опирающейся на два рентгеновских снимка, является сопоставление характеристик контрольных точек или маркеров известного тела. Совершенно известное тело системы «MAXFrame» – это сама конструкция рамки. Как нам уже известно, геометрия системы MAXFrame идеально определена из-за специфического расположения колец и подкосов. Рабочий процесс сопоставления рамки в перспективе опирается на определенную геометрию рамки, чтобы создать пространственную реконструкцию клинической ситуации конкретного случая. Подкосы, видимые на рентгеновских снимках, сопоставляются через их соединения и/или оси, и 3D реконструкция вычисляется на основании этих сопоставлений на обоих изображениях. Такие снимки не обязательно должны быть сделаны под прямым углом или идеально вдоль осей. Единственным требованием является то, чтобы все подкосы, желательно вместе с соединениями, были видны на обоих рентгеновских снимках (Рис. 3).

Первым преимуществом этого метода является то, что артефакты на рентгеновском изображении больше не представляют проблемы для получения достоверных и точных данных. Рентгеновские снимки, по определению, являются лишь проекцией настоящей структуры, как тень от карандаша и листа бумаги. Поскольку размер тени зависит от расстояния между объектом и источником света, все структуры на рентгеновском снимке увеличиваются, поэтому измерения никогда не будут точными. Кроме того, если структура наклонна, в отличие от параллельной плоскости рентгеновского снимка, размер объекта сокращается в направлении под прямым углом к оси в обеих плоскостях. Пространственная реконструкция позволяет решить все описанные проблемы рентгеновских снимков, позволяя определить все точки и оси в пространстве. После проведения процедуры PFM с приемлемой точностью, все контрольные точки, ось кости и все интересующие нас структуры можно легко идентифицировать, обозначив их на обоих рентгеновских снимках. Все расстояния и углы между нужными структурами рассчитываются непосредственно на основе отметок, благодаря чему нет необходимости измерять эти значения традиционным методом.

Рис. 3. Планування за допомогою просторових реконструкцій.

Рис. 3. Планирование при помощи пространственной реконструкции.

Клинические случаи

Клинический случай: несращение большеберцовой кости

Приводится с разрешения Дж. Спенс Рейд (J Spence Reid), Герши, США

Мужчина 54 лет получил двусторонний перелом большеберцовых костей 20 лет назад. Оба перелома лечили наложением гипсовой повязки. В настоящее время пациент страдает от боли в медиальной части правого коленного сустава. Снимки показали, что в обеих ногах имеются значительные несращения, а боль правого колена вызывала отсутствие механической оси (Рис. 4). Лечение пациента системой "MAXFrame" было успешным (Рис. 5-7).

Рис. 4. Передопераційний знімок – незрощення та деформація.

Рис. 4. Предоперационный снимок – несращение и деформация.

Рис. 5. Стан після встановлення системи «MAXFrame» - пряма та бічна проєкції.

Рис. 5. Состояние после установки системы «MAXFrame» – прямая и боковая проекции.

Рис.6. Післяопераційні знімки для співставлення рамки в перспективі – пряма та бічна проєкції.

Рис.6. Послеоперационные снимки для сопоставления рамки в перспективе – прямая и боковая проекции.

Рис. 7. Остаточна корекція після перепланування та латерального зміщення стандартним методом.

Рис. 7. Окончательная коррекция после перепланировки и латерального смещения стандартным способом.

"Одобрено технической комиссией АО" и "Одобрено фондом AO Foundation"

Бренды и маркировка «approved by AO Technical Commission» (Одобрено технической комиссией АО) и «approved by AO Foundation» (Одобрено фондом AO Foundation), в частности «AO» и логотип AO являются интеллектуальной собственностью фонда AO Foundation и зарегистрированы как торговые марки, в соответствии. Применение этих символов и маркировки регулируется лицензионным соглашением между фондом AO Foundation и производителями инновационных изделий, обязанных использовать их для обозначения решений, одобренных AO Technical Commission или AO Foundation. Любое самовольное или ненадлежащее использование этих торговых марок может преследоваться по закону.