surgical plan solution for deformity correction
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Surgical Plan Solution for Deformity Correction. Seoul National University Movement Research Lab. Seoul National University Bundang Hospital. 2013. 4. 27 Jiwon Jeong. Introduction (1/2). Deformity correction 수술 관련 최적의 수술 계획 search FVDO 와 FDO 수술 방식을 기준으로 하고 - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Surgical Plan Solution for De-formity Correction
Seoul National University Movement Research Lab.Seoul National University Bundang Hospital
2013. 4. 27Jiwon Jeong
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Introduction (1/2) Deformity correction 수술 관련 최적의 수술 계획
search FVDO 와 FDO 수술 방식을 기준으로 하고
여러 번 시행될 수 있음을 전제 (FVDO 1 회 , FDO n 회 ) Femoral neck shaft angle, femoral torsion 정상 범위
교정 외
Mechanical axis 의 교정도 함께 고려
제한 조건 : 수술 횟수 최소화 , 수술 지점 간의 최소 거리 , 수술 가능 지점
Movement Research Lab. SNU
𝜃1𝜃2
𝜃3
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Introduction (2/2)
Movement Research Lab. SNU
FNSA, FT, mechanical axis 의 조건을 만족시킬 수 있는
각도 Femur 상의 복수 개의 지점에서 회전 변환 발생하고
이에 따라 femur distal 부분의 위치가 변경됨
Femur distal 부분이 Target 위치로 갈 수 있는 각도들을 구함
𝜃1𝜃2
𝜃3
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Design (1/4) Femur head center () 를 root 로 ,
수술이 시행되는 지점을 joint 로 보고 IK 수행
Femur distal center () 가 목표 지점으로 갈 수
있도록 하는 각도 ()
Goal
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Design (2/4) Points & Axes
Movement Research Lab. SNU
Orientations & Matrices𝑇 h𝑐=(𝑅h𝑐
3 𝑥 3 𝑃h𝑐3𝑥 1
0⃗ 1 )𝑅h𝑐3𝑥 3=𝐼 ,𝑃h𝑐
❑ =(0 ,0 ,0 )
𝑇 𝑠𝑐=(𝑅𝑠𝑐3𝑥 3 𝑃 𝑠𝑐
3𝑥 1
0⃗ 1 )𝑅𝑠𝑐3 𝑥 3: 𝐴𝑋 𝑠∧𝐼 ,𝑃𝑠𝑐
𝑇 𝑑𝑐=(𝑅𝑑𝑐3𝑥 3 𝑃 𝑑𝑐
3 𝑥 1
0⃗ 1 )𝑅𝑑𝑐3 𝑥 3: 𝐴𝑋 𝑐∧𝐼 ,𝑃 𝑑𝑐
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Design (3/4) FVDO case
Movement Research Lab. SNU
𝑇 h𝑐=(𝑅h𝑐3 𝑥 3 𝑃h𝑐
3𝑥 1
0⃗ 1 )𝑇 𝑠𝑐=(𝑅𝑠𝑐3𝑥 3 𝑃 𝑠𝑐
3𝑥 1
0⃗ 1 )𝑇 𝑑𝑐=(𝑅𝑑𝑐3𝑥 3 𝑃 𝑑𝑐
3 𝑥 1
0⃗ 1 )(𝑃 𝑑𝑐
❑
1 )=𝑇 2 ∙𝑇1 ∙(𝑃h𝑐❑
1 )
FVDO transform matrix (S) Wedge angle , rotation angle , pivot point
𝑆=(𝑅𝑠𝑐3𝑥 3𝑻 (𝑃 𝑠𝑝 )𝑹 (𝜃 1)𝑻 (− 𝑃𝑠𝑝 ) 𝑹(𝜃2) 𝑃𝑠𝑐
3𝑥 1
0⃗ 1 ) Simulation 후 femur distal center (
(�̂� 𝑑𝑐❑
1 )=𝑇 2 ∙𝑆 ∙𝑇1 ∙(𝑃h𝑐❑
1 )
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Iterative method ( )
Design (4/4)
Equations
Movement Research Lab. SNU
𝑃𝑔𝑜𝑎𝑙𝑥 =0 ,𝑃𝑔𝑜𝑎𝑙
𝑧 =0 h𝑤 𝑒𝑟𝑒 𝑃h𝑐=(0 ,0 ,0)
𝜕 𝑓𝜕𝜃=( 𝜕 𝑓𝜕 𝜃1 , 𝜕 𝑓𝜕 𝜃2 )
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Future work Implementation
Output : FVDO 위치 / 각도 (wedge, 회전 ), FDO 횟수 및 각각의 위치 / 각도
실제 수술 상의 제한 조건 검토 및 적용 수술 지점 간의 최소 거리 ( 금속판 ) 수술 가능 지점
적용 범위 확장 Lower limb alignment 전체 (tibial torsion 등 ) Fracture
Movement Research Lab. SNU