Un nuovo sistema di marcatura porta ad impianti migliori / New marker system leads to better implants

 Un nuovo sistema di marcatura porta ad impianti migliori / New marker system leads to better implants

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

L'intervento di protesi d'anca è un processo complesso ed impegnativo. Attualmente, per garantire che i pazienti ricevano l'impianto corretto per design e dimensioni, i chirurghi ortopedici eseguono un processo di modellazione digitale che utilizza un singolo marcatore radiologico per calibrare una radiografia.

L'impiego di questi marcatori monodimensionali, tuttavia, può essere invasivo e scomodo. Peggio ancora, i risultati ottenuti possono essere molto variabili. Questo perché un singolo marcatore, che spesso è costituito da una sfera montata su un braccio flessibile, deve essere posizionato con precisione sul piano coronale delle anche e richiede quindi competenze specifiche e tempo per essere applicato correttamente.

Ora, un semplice strumento chiamato KingMark, sviluppato dal chirurgo ortopedico Richard King della Warwick University e dell'University Hospitals Coventry and Warwickshire (UHCW), in collaborazione con il Prof. Damian Griffin della Warwick Medical School dell'università, sta portando un nuovo livello di precisione e semplicità d'uso alla procedura di creazione di modelli.

Il sistema KingMark è costituito da due marcatori radiografici separati anziché uno. Il primo è un marcatore posteriore costituito da una sottile piastra rettangolare con più barre marcatrici metalliche radiopache disposte in serie lungo il centro, mentre il secondo marcatore anteriore è costituito da quattro sfere di acciaio radiopache contenute in una fascetta flessibile.

Prima della procedura radiografica, la tavoletta rettangolare viene posizionata sotto il bacino del paziente, dopodiché la fascia contenente le quattro sfere anteriori viene posizionata sulla linea mediana, sopra la regione sovrapubica del paziente. Viene quindi eseguita la radiografia.

Per calcolare l'ingrandimento radiologico delle anche, sulla radiografia vengono innanzitutto identificate la sfera marcatrice anteriore e l'asta marcatrice posteriore che si trovano più vicine a una linea immaginaria che collega i centri delle anche.

Vengono quindi misurate le dimensioni del marcatore anteriore e posteriore. Questi dati possono essere utilizzati, con le dimensioni note di entrambi i marcatori, per calcolare l'ingrandimento delle anche sulla radiografia, con una precisione quattro volte maggiore rispetto al metodo a marcatore singolo.

"Questo ci consente di ridimensionare regolarmente ogni radiografia pelvica che eseguiamo, senza difficoltà né per il radiologo né per la paziente. Significa anche che ogni volta che viene eseguita una radiografia, le informazioni precise sul ridimensionamento vengono fornite sulla radiografia", ha affermato King.

Damian Griffin, professore di traumatologia e chirurgia ortopedica presso la Warwick Medical School, ha aggiunto: "KingMark ha eliminato l'incertezza relativa alla scalatura delle radiografie digitali per la protesi d'anca. I nostri tecnici lo trovano facile da usare e posso essere certo che le misurazioni che eseguo sulle radiografie in scala siano corrette".

Per lanciare il nuovo sistema sul mercato, Warwick Ventures, che si occupa della proprietà intellettuale dell'università, si è rivolta a Voyant Health, azienda israeliana specializzata in software per la creazione di template digitali. L'azienda ha immediatamente intuito il potenziale del prodotto e ha accettato di produrre e distribuire l'hardware KingMark.

Il prodotto è stato inoltre integrato con il software TraumaCad dell'azienda, in grado di rilevare automaticamente la presenza dei marcatori KingMark all'interno di una radiografia, calcolare la percentuale di ingrandimento e quindi dimensionare correttamente l'immagine radiografica.

L'invenzione potrebbe anche avere potenzialità per interventi sulla colonna vertebrale ed impianti per traumi, nonché per altre operazioni di sostituzione delle articolazioni.

I fatti chiave da trarre da questo articolo

» KingMark utilizza un marcatore radiografico posteriore ed uno anteriore
» Offre una precisione quattro volte maggiore rispetto al metodo a marcatore singolo
» KingMark ha eliminato l'incertezza della scalatura radiografica digitale
» Potrebbe anche trovare impiego in altri interventi chirurgici con problemi di ingrandimento

ENGLISH

Hip-replacement surgery is a complex and exacting process. Currently, in order to ensure that patients receive the correct design and size of implant, orthopaedic surgeons perform a digital templating process that uses a single radiological scale marker to calibrate a radiograph.

The deployment of these single-scale markers, however, can be invasive and uncomfortable. Worse, the results obtained from them can be highly variable. That’s because a single marker – which often comprises a sphere mounted on a flexible arm – must be precisely positioned in the coronal plane of the hips and hence requires special expertise and time to apply correctly.

Now, a simple piece of equipment called KingMark, developed by Warwick University and University Hospitals Coventry and Warwickshire (UHCW) orthopaedic surgeon Richard King, in collaboration with Prof Damian Griffin at the university’s Warwick Medical School, is bringing a new level of accuracy and ease of use to the templating procedure.

The KingMark system consists of two separate radiographic markers instead of one. The first is a posterior marker consisting of a thin rectangular board with multiple radio-opaque metal marker rods arranged in series down its centre, while the second anterior marker comprises four radio-opaque steel balls contained within a flexible strap.

Prior to the radiography procedure, the rectangular board is placed underneath the patient’s pelvis, after which the strap containing the four anterior balls is placed in the midline over the patient’s suprapubic region. The radiograph is then taken.

To calculate the radiological magnification of the hips, the anterior marker ball and the posterior marker rod that lie most closely to an imaginary line connecting the hip centres are first identified on the radiograph.

The dimensions of the anterior and the posterior marker are then measured. This data can be used with the known size of both markers to calculate the magnification of the hips on the X-ray – with four times greater accuracy than the single-marker method.

’This enables us to routinely scale every pelvic X-ray that we perform with no difficulties for the radiographer or the patient. It also means that every time an X-ray is taken, the precise scaling information is provided on the radiograph,’ said King.

Damian Griffin, professor of trauma and orthopaedic surgery at Warwick Medical School, added: ’KingMark has removed the uncertainty about scaling digital radiographs for hip replacement. Our radiographers find it easy to use and I can be confident that the measurements I make on scaled radiographs are correct.’

To bring the new system to market, Warwick Ventures, which deals with the university’s intellectual property, approached Israel-based digital templating software specialist Voyant Health. The company immediately saw the potential for the product and agreed to manufacture and distribute the KingMark hardware.

The product has also been integrated with the company’s TraumaCad software, which can automatically detect the presence of the KingMark markers within an X-ray, calculate the magnification percentage and then size the X-ray image correctly.

The invention may also have potential for spinal work and trauma implants, as well as other joint-replacement operations.

The key facts to take away from this article

» KingMark utilises a posterior and an anterior radiographic marker
» It offers an accuracy four times greater than the single-marker method
» KingMark has removed the uncertainty of digital radiograph scaling
» It could also find use in other surgeries with magnification issues

Da:

https://www.theengineer.co.uk/content/in-depth/new-marker-system-leads-to-better-implants