LEXI Co., Ltd.
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術前計画におけるZedHipの有用性


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－THA術前計画－

フィルム

メリット
  • 簡便
  • 余分なコストがいらない
デメリット
  • 拡大率が不正確
  • 3Dに比べ精度が低い (Carter LW. J Arthro. 1995)

2Dデジタル

メリット
  • 簡便
デメリット
  • 拡大率が不正確、システムが高価、従来法に比べ同等の精度 (Gamble P et al. J Arthro. 2010)

ナビゲーション

メリット
  • 高精度
デメリット
  • 手術時間の延長、機器がかさばる、システムが高額 (Stiehl JB. Comput Aided Surg. 2007)

3Dテンプレート

メリット
  • 高精度 (Viceconti M et al. Med Inform Internet. 2002
    間中ら. Hip Joint. 2006
    Sariali E et al. JBJS-B. 2009)

－目的－

THA術前計画におけるZedHipの有用性について検討すること。

―対象―

期間

2011年7月～2012年8月 THA施行 32例34股 (男性4例 女性28例)

手術時年齢

72歳(50～89)

使用機種

原疾患

－検討項目－

－結果－

症例1

症例2

－考察－

設置精度について

2D 3D
従来法
両股正面Xp		 Digital Template Navigation Digital Template
(ZedHip)
設置精度 △ △ ◎ ○(注1)
被爆 ○ ○ ○ ○
操作・簡便性 ○ ○ △ ○(注2)
コスト ◎ △ × ○

注1: 2Dよりは高精度で、Naviともほぼ同等の精度
注2: 術前シミュレーションに15分程度

ZedHipの利点

※ZedHipの最重要ポイントは、術前計画をいかに正確に術野に再現できるかにある！

－結論－

医療法人社団 松下会 白庭病院
関節センター

〒630-0136 奈良県生駒市白庭台6丁目10番1号

http://www.allpines.jp/index.html

ZedHip

概要

股関節全置換術・骨切り術の術前計画を支援するモジュールです。CT画像から骨盤・大腿骨の3Dモデルを構築し、インプラントサイズやカップ設置角度をシミュレーションできます。

ZedHipはCT画像を用いた人工股関節置換術用の3次元術前計画ソフトウェアです。
ユーザーは、15分程度でステムとカップのサイズ選定をはじめ、3次元的な設置位置検討などの術前計画を行うことが可能です。

独自のROM(range of motion)シミュレーション機能を用いることで、ステム・カップ・大腿骨・骨盤の衝突を視覚的にシミュレーションして確認することができます。

特徴

データベース機能

ZedHipはデータベース機能を備えております。術前計画に用いる患者様のCTデータを読み込んで一括管理することが可能です。

DICOMデータに対応しており、患者名・患者ID・性別・年齢・生年月日などの情報もデータベース上に表示して簡単にデータ管理を行うことが可能です。

Axial・Sagittal・Coronalビューを表示させて画像を確認することが可能なため、簡易ビューアーとしてもご利用いただけます。

人工股関節の設置

CTデータをベースにMPR画像(multi-planar reconstruction)を作成して、3次元的にステムとカップのテンプレーティングを簡単に行う事が可能です。

パラメータの算出

ROMシミュレーション

術前計画で設置したステムとカップを整復状態にして可動域のシミュレーションを行うことが可能です。

ROMシミュレーションではステム、カップ、大腿骨、骨盤の衝突を3次元的に確認することが可能です。
接触した箇所には赤マークが表示されます。

3次元術前計画ソフトZedHipを用いたTHA術前計画


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概要

PCテクノロジーの発達により人工股関節置換術(THA)における支援ツールとしてナビゲーションシステムが知られるようになってきた。

システムを使いこなすようになれば非常に高精度の手術を行えることが分かってきたが、一方で非常に高価であり使いこなすのにラーニングカーブを要することやその煩雑さのため術前計画のみを使用している施設も散見される。
従来のX線画像を使った2Dでの術前計画のように簡便でかつ、3次元での術前計画を行うことにより安全なTHAを施行できる可能性をZedHipを用いて検討したので紹介する。

方法

対象

2008年10月から2009年09月でZedHipによる3次元術前計画併用THA 10関節

術前CT撮影

腸骨稜から脛骨近位端まで2mmスライス

アプローチ

supine modified MIS-Watson Jones approach(人工関節2008)

使用機種

BiCONTACT Hip System(AESCULAP/B.BRAUN)

手術

用手的にインプラントを設置

術後評価

術前と同様に術後1ヶ月以内にCTを撮影

検討項目

3D術前計画

(1)-Ⅰ: 大腿骨側の参照点をデジタイズし大腿骨座標系を設定

(1)-Ⅱ: 臼蓋側の参照点をデジタイズしanterior pelvic plane(APP)を設定

(2) 3D Modelを自動で作成し骨盤と大腿骨を切り離し、必要に応じて編集を加える

(3)-Ⅰ: 臼蓋カップの設置

矢状断面での傾斜を加味した機能的骨盤基準面(FPP:functional pelvic plane)に対して骨性被覆・大腿側も加味した脚長を考慮しカップを設置

(3)-Ⅱ: ステムの設置

前捻角を後顆接線に対して任意に設定し、髄腔との適合性・オフセット・脚長を考慮しながらステムを設置

(4) 可動域シミュレーションにて確認

予定引下げ距離・術後全体像をイメージ・インプラント・骨性インピンジメントの確認をし終了術前計画に要する時間: 約20分

結果

インプラントサイズ

全例予定サイズを使用

手術時間

平均89(60～115)分

設置精度

52歳　女性　両側変形性股関節症

手術時間 83分
インプラント
  • cup 48mm
  • stem#15
設置精度
  • 外方開角5.7度
  • 前方開角7.0度
  • ステム前捻角6.4度

考察

(1) インプラント

インプラントサイズは全例術前計画どおりのサイズであった。

術前計画の段階でストレートステムは前捻角によりサイズが変わる可能性が推察される。
また、挿入部位には個人差がありスターターを挿入する際の参考となる。
術中計画と異なるときは内外反・前捻角等を再検討し実際の術中対処の参考としている。

[stem12 / 前捻角0度]　　　　　　 　　　　[stem14 / 前捻角20度]

(2) 手術時間

術前計画を目視するのみ

特殊な術中支援は不要=通常のマニュアル手術とほぼ同様

現在術中支援簡易デバイスを開発中

(3) X線フィルムによる術前計画との違い

Ⅰ: 座標系を立てる
  • Internal controlができる
  • X線撮影手技による誤差を防げる
  • カップ前開き角の正確な評価
  • 基準面に対するカップ設置角度表示
  • 臥位における骨盤前方傾斜の正確な補正
  • 骨盤と大腿骨の相対関係の確立
Ⅱ: 可動域シミュレーション機能
  • implant vs impant
  • bone vs bone
  • bone vs implant
  • impingement
Ⅲ: 奥行きを考慮した立体計画・骨移植例などの例に有効
  • 術前イメージがつかみやすい

どの術式を選択するか?

(1) 両側骨移植併用

(2) 両側高位設置

(3) 片側骨移植併用

まとめ

新潟大学大学院医歯学総合研究科

機能再建医学講座 整形外科分野

〒951-8510 新潟県新潟市中央区旭町一番町757

http://www.med.niigata-u.ac.jp/ort/