Tiskane izdaje
Z uvajanjem računalniško podprtih tehnologij razvijamo v Ortopedski bolnišnici Valdoltra nov pristop v kostni kirurgiji in jo s tem spreminjamo v bolj eksaktno in manj rokodelsko vedo.
Preventivno obvladovanje proizvodnih in storitvenih procesov je v industriji eden izmed najpomembnejših temeljev učinkovite sistemske organizacije. Medicina je z odstopanji in neželenimi rezultati zdravljenja daleč zadaj! Razlogi izhajajo iz ohlapnih procesov in vlog zdravstvenega osebja ter sistemsko neučinkovite preventive obvladovanja tveganj. Zapletenost medicinskih procesov daje, poleg pacientove specifičnosti, izgovor proti standardizaciji postopkov. V tej so enega izmed najradikalnejših korakov naredili anesteziologi v 90. letih prejšnjega stoletja, kar je pomembno povečalo varnost in kakovost njihovega dela ter zmanjšalo število zapletov. Podobni procesi se manj pogosto dogajajo na drugih področjih medicine.
Presenetljivo je, da danes lahko natančno vodimo delovanje zapletenih naprav v vesolju, kostna kirurgija pa je pogosto še prostoročna. Večina operativnih postopkov temelji na operaterjevem občutku. V najboljšem primeru nadzorujemo tridimenzionalno kostno anatomijo in posege v resničnem bolniku z dvodimenzionalnimi rentgenskimi posnetki med operativnim posegom. Pa še te zaradi porabe časa, rentgenskega obsevanja in povečanega tveganja za okužbe uporabljamo izjemoma. Ponovljivost postopkov je zaradi tega šibka.
Inovativni postopki
V Ortopedski bolnišnici Valdoltra (OBV) smo se ob uvajanju procesnega dela odločili povečevati natančnost in ponovljivost zahtevnih operacij na kosteh z uvajanjem sodobnih tehnologij v kirurške postopke. Uporaba elektronskih vodil spreminja utečeno paradigmo operativnega postopka v kirurgovi glavi, ker mora usklajevati vidno realnost z elektronsko resničnostjo. Pred leti smo se v OBV popolnoma usmerili v ozko specializirana področja ortopedije, kar je pomenilo veliko podobnih operativnih posegov na kirurga. S tem smo zmanjšali zaplete in povečali rutino dela kirurgov, ki se med posegi lahko posvečajo tehnološkim merilnim aparatom. Popoln nadzor rutine je prvi pogoj za varno uvajanje tehnoloških novosti. V sodelovanju s podjetjem Ekliptik smo razvili več inovativnih postopkov za izboljšanje orientacije znotraj operativnega polja in natančnosti izvedbe.
V interdisciplinarni zasedbi strokovnjakov za nove tehnologije in kirurgov ortopedov smo na principu elektromagnetne navigacije zasnovali računalniško voden postopek, pri katerem kirurg z uporabo senzorjev na kirurških orodjih in monitorja izvaja del operacije. Druga tehnologija temelji na tridimenzionalnem tiskanju, kjer z računalnikom izdelamo predoperativni načrt, po meri pacienta oblikujemo vodilo in ga natisnemo v biokompatibilni plastiki. Izbira med postopkoma temelji na specifičnih potrebah posameznega operativnega posega in tehnični izvedljivosti.
Univerzalni medenični okvir
Nameščanje medenične komponente umetnega kolka je bil prvi poseg, ki smo ga izvedli z računalniško vodeno navigacijo. Postopek vsaditve umetnega kolka je en najuspešnejših operativnih posegov vseh časov, saj milijonom ljudem omogoči prehod iz hude invalidnosti v razmeroma trajno in normalno stanje. A zapleti ostajajo. Slabo postavljena ponvična komponenta lahko povzroča hitrejšo obrabo vsadka in zgodnejšo potrebo po njegovi zamenjavi, bolečine zaradi zatikanja, zlom vsadka, predčasno omajanje in izpah sklepa. Študije so pokazale, da celo najuspešnejši kirurgi v približno 30 odstotkih primerov ponvice ne namestijo optimalno. V svetu sicer poznamo navigacijske sisteme za lažjo namestitev ponvičnih komponent, a so zaradi rentgenskih žarkov precej obremenjujoči. Naprave so zelo zapletene in drage (stanejo več sto tisoč evrov). Tak komercialni postopek za natančnejšo vstavitev umetnih kolen smo pred leti že poskušali uvesti v OBV, a se zaradi zapletenosti in dolgotrajnega nameščanja orodij, tako kot večinoma drugod po svetu, ni uveljavil.
Z novim postopkom pa smo se izognili pomanjkljivostim sedanjih navigacij. Ključno rešitev je pomenilo medoperativno zajemanje pacientove medenične ravnine. Sedanje navigacije uporabljajo točkovno zajemanje, pri katerem mora kirurg skozi sterilno pokrivalo skoraj na slepo zajeti tri znane anatomske točke, kar pa ni natančno in zanesljivo. Naša rešitev je zasnovana na razvoju univerzalnega medeničnega okvirja, čez katerega operater v enem koraku ponovljivo zajame vse tri točke. Na podlagi testnih meritev smo ugotovili, da je povprečna napaka sistema med realno in izmerjeno postavitvijo umetne ponvice manj kot dve stopinji. To je odličen rezultat, saj za uporabo prostoročne tehnike velja desetstopinjski odklon za sprejemljiv in dober. Dodatna prednost je kompatibilnost s svetovnimi proizvajalci kolčnih protez.
Najprej virtualni
Poseben primer računalniško vodenega operativnega posega je periacetabularna 3D-osteotomija medenice (PAO), ki spada med najzahtevnejše operativne posege na kolčnem sklepu. Operativni posegi se navadno izvajajo pri mlajši populaciji s prirojeno plitkejšimi kolčnimi ponvicami, ki pri običajnih aktivnostih povzročajo bolečine.
PAO s prostoročno tehniko je zelo zahteven poseg. Zato smo v OBV začeli razvijati kirurško tehniko s pacientu lastnimi šablonami in navigacijo. Po pregledu objav na temo PAO smo ugotovili, da je bila taka izvedba posega celo prvenec v svetovnem merilu. Najprej je pri pacientu treba opraviti CT-medenice s kolki, na podlagi katerega virtualno izvedemo PAO ter načrtujemo šablono. Ta se izdela s tehniko 3D-tiskanja iz polimerov. PAO ob uporabi šablon je zelo natančna tehnika, ki poveča varnost posega in zmanjša izpostavljenost pacienta rentgenskim žarkom.
3D-rekonstrukcija kosti
Drugi primer so računalniško vodene zahtevne večdimenzionalne osteotomije golenice. Pri kompleksni deformaciji kosti lahko s predoperativno CT-preiskavo pridobimo 3D-rekonstrukcijo kosti. Nato določimo mesto korekcije, nastavimo položaj in smer žaganja kosti ter opravimo simulacijo posega. Za pravilno smer žaganja izdelamo po meri narejena vodila (3D-print), ki se tesno prilegajo na kost in omogočijo natančno žaganje. Kost na računalniku postavimo v želeno pozicijo na podlagi predoperativnih meritev. V predel prežagane kosti vstavimo individualne vmesnike (3D-print), ki omogočajo ohranjanje želene korekcije. Osteotomijo učvrstimo s ploščo in vijaki.
Računalniško vodeni so še nekateri zahtevni posegi na hrbtenici. V OBV uvajamo v svetu razmeroma neznano tehniko uporabe personaliziranih vodil, ki kirurgu pomagajo pri uvajanju transpedikularnih vijakov v vretenca prsne hrbtenice pri operacijah zahtevnih deformacij. Pri skoliozah in kifozah, deformacijah po zlomih in predhodno operiranih vretencih prsne hrbtenice so meje anatomskih struktur tako spremenjene, da pri uvajanju vijaka lahko pride že pri nekaj milimetrskem odklonu od idealne smeri do nevrološko nepopravljive okvare (paraplegije in inkontinence), poškodbe življenjsko pomembnih velikih žil ali organov v prsni votlini. V svetu obstajajo tri metode nadzorovanega uvajanja transpedikularnih vijakov v vretenca deformirane prsne hrbtenice, in sicer: uvajanje pod kontrolo rentgenskega aparata, prostoročna tehnika in uvajanje vijakov pod nadzorom IR navigacijskih tehnologij. Prva tehnika je zamudna in podaljša čas operacije (povečana izguba krvi, večja možnost okužbe, podaljšan čas splošne narkoze), hkrati se pacient in osebje v operacijski dvorani obseva z ionizirajočim sevanjem. Druga tehnika je varna le v rokah zelo izkušenih kirurgov, ki so subspecializirani na zelo ozko področje, tretja tehnika pa zahteva nakup dragih aparatur in zahtevno predoperativno pripravo.
Idealna smer vijaka
V OBV smo s podjetjem Ekliptik razvili metodo računalniškega načrtovanja idealne smeri uvajanja transpedikularnega vijaka na podlagi tridimenzionalne rekonstrukcije CT-slik deformirane prsne hrbtenice. Kirurg na virtualnem modelu hrbtenice na podlagi vstopnega mesta in smeri v 3D-okolju določi idealen položaj vijaka, njegovo debelino in dolžino, nato pa se iz biopolimerov s 3D-tiskalnikom izdela šablono, ki se natančno prilega površini med operacijo prikazanim strukturam hrbtenice. Analiza predoperativnega načrtovanja in nato dejanskega položaja vijakov na pooperativnih CT-posnetkih pri 16 tako operiranih bolnikih izraža izredno natančnost metode, ki je varnejša in hitrejša od sedanjih.
V prihodnje načrtujemo še računalniško vodene operacije za izboljšanje gibljivosti sklepov, predvsem komolčnega in kolčnega. V svetu se veliko multinacionalk ukvarja z razvojem take tehnologije, veliko je tudi zanimanje za dosežke OBV. Znano nam je, da ni še nihče dosegel razvoja tako raznovrstnih aplikacij, kot smo jih v naši bolnišnici. A tudi naša tehnologija ne nadomešča človeškega znanja in inovativnosti, ampak zmanjšuje tveganja, preprečuje napake in izboljšuje natančnost izvedbe, v kateri je še vedno ključen operater.
Rihard Trebše, Darij Kreuh, Rene Mihalič, Bogdan Ambrožič, Janez Mohar, Dejan Ravnik, Marjana Hribernik, Lili Vouk Grbac, Ortopedska bolnišnica Valdoltra
