Cirurgia ortopédica assistida por computador - Computer-assisted orthopedic surgery
| Cirurgia ortopédica assistida por computador | |
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 A imagem radiográfica é combinada com tecnologia de computador para reduzir uma fratura femoral distal alinhando as linhas vermelha e verde.
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| Outros nomes | CAOS |
| Especialidade | ortopédico |
Cirurgia ortopédica assistida por computador ou cirurgia ortopédica assistida por computador (às vezes abreviada como CAOS ) é uma disciplina onde a tecnologia de computador é aplicada pré, intra e / ou pós-operatória para melhorar o resultado de procedimentos cirúrgicos ortopédicos . Embora os registros mostrem que foi implementado desde a década de 1990, o CAOS ainda é uma disciplina de pesquisa ativa que reúne ortopedistas com disciplinas tradicionalmente técnicas, como engenharia , ciência da computação e robótica .
Metas e resultados almejados
A ideia principal por trás do CAOS é que os resultados operacionais serão melhorados com o uso da tecnologia de computador. Tomando o exemplo da substituição da articulação , a tarefa do cirurgião é integrar os novos componentes da articulação na anatomia existente do paciente; As tecnologias CAOS permitem ao cirurgião:
- Planeje a colocação do componente com antecedência, incluindo a determinação dos tamanhos apropriados dos componentes;
- Medir o posicionamento intra-operatório dos componentes em tempo real, certificando-se de que o plano seja cumprido;
- Meça o resultado pós-operatório
Abordagens Processuais
O CAOS não se desvia substancialmente dos procedimentos cirúrgicos tradicionais, porque o objetivo pretendido é melhorar o resultado operatório geral da cirurgia. Em procedimentos baseados em imagens, o paciente ainda passa por exames pré-operatórios semelhantes (consultas, exames, etc.). No entanto, o CAOS permite que o cirurgião também crie um "gabarito do paciente", que é um modelo impresso em 3-D da estrutura esquelética de interesse que auxilia o cirurgião no estágio de planejamento pré-operatório. Existem vários procedimentos CAOS, dependendo do sistema e das preferências de navegação. O CAOS é inicialmente dividido em duas categorias : um sistema ativo , no qual todo o procedimento pode ser realizado por um robô com pouca ou nenhuma ajuda necessária do cirurgião; e um sistema passivo , no qual um robô ou programa computadorizado auxilia o cirurgião na realização do procedimento. Independentemente de ser um sistema passivo ou ativo, o CAOS requer um modo de navegação para realizar os procedimentos com precisão. Existem três métodos de navegação utilizados para realizar a cirurgia.
- CT -Based : utiliza a tomografia computadorizada para construir um 3-D * modelo da anatomia do paciente para orientar o cirurgião ou: por meio de um pé passo-a-passo através do processo; ou fornecer feedback em tempo real da operação para o cirurgião. Ambos os métodos permitem que o cirurgião visualize mais facilmente os marcos anatômicos, aumentando assim a precisão e exatidão dos implantes protéticos .
- Fluoroscopia -Based : permite que o cirurgião para tirar várias imagens de fluoroscopia (em ângulos diferentes) do sítio cirúrgico, que fornece marcos para instrumento e colocação de prótese. A imagem fluoroscópica pode ser 2-D ou 3-D * e é estática - não fornece feedback semelhante ao de vídeo para o cirurgião devido à sua natureza de usar imagens estáticas tiradas durante o procedimento, mas reduz significativamente a exposição à radiação para o paciente.
- Sem imagem : envolve o computador construindo um modelo anatômico digitalizado da área de interesse, referenciando os resultados dos testes ortopédicos do paciente, como ângulos de rotação articular, ângulos de flexão / extensão , etc. Embora uma imagem digital seja construída pelo computador, existem nenhum processo de tomada de imagem em ambos os estágios pré-operatórios e intra-operatórios, eliminando assim a exposição à radiação e reduzindo o tempo de operação.
* As imagens 3-D são criadas quando o computador interage com partes do corpo por meio de luzes infravermelhas e detectores de portão.
Com o CAOS, o cirurgião pode localizar com mais precisão os marcos anatômicos que podem ser difíceis de ver em uma pequena incisão. Um sistema de navegação escolhido orienta o cirurgião através de diferentes cortes ósseos e, finalmente, até a implantação .
Deficiências
Embora o CAOS tenha vantagens tanto na exatidão quanto na precisão do procedimento em questão, ele ainda não é amplamente aceito na comunidade ortopédica por vários motivos. Um desses motivos é o aumento dos custos médicos para o paciente. Independentemente da preferência de navegação, a inclusão da informática resulta em aumento dos gastos hospitalares, que passam a ser cobrados do paciente. Como o CAOS ainda é uma área de pesquisa ativa, os planos de seguro também dificilmente cobrirão o custo dos procedimentos. Alguns estudos sugerem que o CAOS pode ser custo-efetivo para o hospital, na circunstância de um grande volume de procedimentos ser realizado em pacientes geriátricos . Além dos custos, cada um dos métodos de navegação tem uma deficiência: os sistemas de navegação baseados em TC aumentam a exposição à radiação para o paciente; a navegação baseada em fluoroscopia aumenta a duração do procedimento devido à pausa do cirurgião para tirar imagens para um gabarito apropriado; e a navegação sem imagens depende muito da habilidade do cirurgião para inserir valores precisos derivados de testes ortopédicos.
Status de desenvolvimento atual
Há evidências de que implantes e procedimentos realizados com cirurgia ortopédica assistida por computador têm níveis significativamente mais altos de exatidão e precisão. No entanto, não é conclusivo que as tecnologias CAOS resultam em uma melhora significativa a longo prazo no resultado operatório, os estudos sugerem que CAOS pode reduzir a revisão cotações. Além disso, por causa da adaptabilidade funcional do osso , erros na colocação de componentes podem se tornar sem importância a longo prazo. Devido ao período de tempo relativamente curto durante o qual o CAOS se desenvolveu, estudos de acompanhamento de longo prazo ainda não foram possíveis. Embora o cirurgião (ou mesmo estudantes de medicina em estudos de laboratório) possa obter melhores resultados em termos de posicionamento planejado versus alcançado de componentes, não está claro se o plano foi elaborado de maneira ideal.
Atualmente, a cirurgia ortopédica assistida por computador é usada principalmente na cirurgia de implante de joelho devido à precisão que o cirurgião obtém com os cortes ósseos femorais e tibiais . Também é usado para orientar a colocação dos componentes acetabulares onde a inclinação correta do copo é crucial. Embora o CAOS ainda não seja amplamente aceito por muitos cirurgiões ortopédicos, ele se mostra uma ferramenta incrivelmente útil para facilitar o treinamento de novos cirurgiões devido à criação de imagens que auxiliam na visualização de marcos anatômicos para procedimentos. Mais desenvolvimentos estão sendo feitos para reduzir os custos e a exposição à radiação, ao mesmo tempo em que fornece orientação precisa ao cirurgião por meio de imagens de ultrassom . Este método de navegação ainda está sendo testado e não está prontamente disponível para uso clínico.