Traumatology and Orthopedics of RussiaTraumatology and Orthopedics of RussiaТравматология и ортопедия России2311-29052542-0933Vreden National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics1779010.17816/2311-2905-17790EXPERIENCE EXCHANGEОБМЕН ОПЫТОМExperience exchangeResearch ArticleAugmented reality in the treatment of intra-articular distal tibial fracturesЛечение внутрисуставных переломов дистального отдела большеберцовой кости с применением технологии дополненной реальностиhttps://orcid.org/0000-0001-8903-58999790-5403SitnikAlexandre A.СитникАлександр Александрович
Belarus

Cand. Sci. (Med.), Associate Professor

канд. мед. наук, доцент

alexandre_sitnik@yahoo.comhttps://orcid.org/0000-0001-9550-99668919-3250ArlouPavel A.ОрловПавел Анатольевич
Belarus
arlou.pavel@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0003-0519-42223863-4196BeletskyAlexander V.БелецкийАлексей Владиславович
Belarus

Dr. Sci. (Med.), Professor, Full Member of the NASB

д-р мед. наук, профессор, академик НАН Беларуси

beletsky.alexander@yahoo.comhttps://orcid.org/0009-0000-1018-50191002-7923GerasimenkoMikhail A.ГерасименкоМихаил Александрович
Belarus

Dr. Sci. (Med.), Professor, Corresponding Member of the NASB

д-р мед. наук, профессор, чл.-корр. НАН Беларуси

gerasimenko@tut.byRepublican Scientific and Practical Center of Traumatology and OrthopedicsГУ «Республиканский научно-практический центр травматологии и ортопедии»Factory of innovations and solutions LLCООО «Фабрика инноваций и решений»National Academy of Sciences of BelarusНациональная Академия наук Беларуси24022026240320263211351451511202522012026Copyright ©; 2026, Eco-VectorCopyright ©; 2026, Эко-ВекторCopyright ©; 2026, Eco-Vector2026Eco-VectorЭко-ВекторEco-Vectorhttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0https://journal.rniito.org/jour/article/view/17790

Background. Augmented reality (AR) technology represents a fundamentally new visualization method in which computer-generated information (fracture imaging) is projected onto real-world objects (the patient’s limb). The potential use of AR methods may significantly improve the accuracy of surgical approach placement, the quality of reduction, and the overall safety of surgical interventions.

The aim of the study — to present our experience of using augmented reality in clinical practice in the treatment of intra-articular distal tibial fractures.

Methods. In this retrospective cohort study, we analyzed the use of AR technology with the MS HoloLens smart glasses and the Voka Trauma Surgery Assistant software. The technology was applied in the treatment of 20 patients (21 injured limbs) with intra-articular distal tibial fractures (types 43B and 43C according to the AO/OTA classification). We assessed the time required to use the system during preoperative planning and intraoperatively, the accuracy of surgical approach relative to the target fracture line, the quality of fracture reduction, the incidence of postoperative complications, and long-term treatment outcomes with a follow-up period of at least one year after surgery.

Results. The time required for data upload to the MS HoloLens headset and preoperative planning using the device comprised Me = 50.0 minutes [Q1 — 45.0; Q3 — 60.0], depending on model size and fracture complexity. The duration of the intraoperative use of the MS HoloLens ranged from 3 to 10 minutes (5.6±1.9). The accuracy of targeting the fracture line was rated as excellent or good in 86% of cases and satisfactory in 14%. The achieved quality of fracture reduction was assessed as good in 18 (86%) cases and satisfactory in three (14%) cases. There were no cases of deep infection; superficial infection was observed in 2 cases. Impaired bone union was identified in three cases: one case of delayed union and two cases of non-union requiring bone grafting and re-operation. Revision surgical procedures were required in four (19%) patients.

Conclusion. The clinical and radiological outcomes obtained in our study are generally consistent with the data reported in the literature regarding complication rates and functional treatment results, which allows us to draw a preliminary conclusion about the safety of augmented reality. Further direct comparative studies are required to determine the clinical efficacy of this technology.

Актуальность. Технология дополненной реальности является качественно новым методом визуализации, при котором генерируемая компьютером информация (изображение перелома) проецируется на реальные объекты внешней среды (конечность пациента). Потенциально применение методов дополненной реальности может привести к существенному повышению точности расположения хирургических доступов, качества репозиции переломов и общей безопасности хирургических вмешательств.

Цель исследования — представить опыт применения технологии дополненной реальности в клинической практике на примере лечения внутрисуставных переломов дистального отдела большеберцовой кости.

Материал и методы. В данном ретроспективном когортном исследовании изучен опыт применения технологии дополненной реальности с использованием очков дополненной реальности MS HoloLens и программного обеспечения Voka Trauma Surgery Assistant. Технология применена при лечении 20 пациентов (21 травмированная конечность) с внутрисуставными переломами дистального отдела большеберцовой кости (43В и 43С по классификации АО/ОТА). Оценивали временные параметры работы с системой при планировании хирургического вмешательства и непосредственно в операционной, точность расположения хирургического доступа относительно искомой линии перелома, качество репозиции перелома, частоту развития осложнений хирургического лечения и отдаленные результаты лечения в сроки не менее года после операции.

Результаты. Длительность загрузки данных в гарнитуру MS HoloLens и предоперационного планирования с ее применением составляла Me = 50,0 мин. [Q1 — 45,0; Q3 — 60,0] в зависимости от величины модели и сложности перелома. Длительность работы с MS HoloLens непосредственно в операционной занимала от 3 до 10 мин. (5,6±1,9). Точность выхода на искомую щель перелома оценена как отличная или хорошая в 86%, удовлетворительная — в 14% случаев. Достигнутое качество репозиции перелома оценили как хорошее в 18 случаях (86%) и удовлетворительное в трех (14%). Случаев глубокой инфекции не было, поверхностная отмечена в двух случаях. Нарушения консолидации выявлены в трех случаях: один случай замедленной консолидации и два несращения, потребовавших применения костной пластики и реостеосинтеза. Повторные хирургические вмешательства потребовались у 4 пациентов (19%).

Заключение. Полученные клинико-рентгенологические результаты в целом соответствуют данным литературы по уровню осложнений и функциональным результатам лечения, что позволяет сделать предварительный вывод о безопасности применения технологии дополненной реальности. Для определения клинической эффективности ее применения необходимы дальнейшие сравнительные исследования.

augmented realitydistal tibiaintra-articular fracturesurgical treatmentдополненная реальностьдистальный отдел большеберцовой костивнутрисуставной переломхирургическое лечениеСитник А.А., Орлов П.А., Белецкий А.В., Герасименко М.А. Применение методов дополненной реальности в травматологии. Новости медико-биологических наук. 2023;23(1):70-76. Sitnik A., Arlou P., Beletski A., Gerasimenko M. Augmented reality in trauma surgery. News of biomedical sciences. 2023;23(1):70-76. (In Russian).Lex J.R., Koucheki R., Toor J., Backstein D.J. Clinical applications of augmented reality in orthopaedic surgery: a comprehensive narrative review. Int Orthop. 2023;47(2):375-391. doi: 10.1007/s00264-022-05507-w.Furman A.A., Hsu W.K. Augmented Reality (AR) in Orthopedics: Current Applications and Future Directio ns. Curr Rev Musculoskelet Med. 2021;14(6):397-405. doi: 10.1007/s12178-021-09728-1.Jud L., Fotouhi J., Andronic O., Aichmair A., Osgood G., Navab N. et al. Applicability of augmented reality in orthopedic surgery – A systematic review. BMC Musculoskelet Disord. 2020;21(1):103. doi: 10.1186/s12891-020-3110-2.Chytas D., Malahias M.A., Nikolaou V.S. Augmented Reality in Orthopedics: Current State and Future Directions. Front Surg. 2019;6:38. doi: 10.3389/fsurg.2019.00038.Krettek C., Bachmann S. Pilon fractures. Part 1: Diagnostics, treatment strategies and approaches. Chirurg. 2015;86(1):87-104. (In German). doi: 10.1007/s00104-014-2895-7.Sitnik A., Beletsky A., Schelkun S. Intra-articular fractures of the distal tibia: Current concepts of management. EFORT Open Rev. 2017;2(8):352-361. doi: 10.1302/2058-5241.2.150047.Teeny S.M., Wiss D.A. Open reduction and internal fixation of tibial plafond fractures. Variables contributing to poor results and complications. Clin Orthop Relat Res. 1993;(292):108-117.Dillin L., Slabaugh P. Delayed wound healing, infection, and nonunion following open reduction and internal fixation of tibial plafond fractures. J Trauma. 1986;26(12):1116-1119. doi: 10.1097/00005373-198612000-00011.Ovadia D.N., Beals R.K. Fractures of the tibial plafond. J Bone Joint Surg Am. 1986;68(4):543-551.Sirkin M., Sanders R., DiPasquale T., Herscovici D. Jr. A staged protocol for soft tissue management in the treatment of complex pilon fractures. J Orthop Trauma. 1999;13(2):78-84. doi: 10.1097/00005131-199902000-00002.McCann P.A., Jackson M., Mitchell S.T., Atkins R.M. Complications of definitive open reduction and internal fixation of pilon fractures of the distal tibia. Int Orthop. 2011;35(3):413-418. doi: 10.1007/s00264-010-1005-9.White T.O., Guy P., Cooke C.J., Kennedy S.A., Droll K.P., Blachut P.A. et al. The results of early primary open reduction and internal fixation for treatment of OTA 43.C-type tibial pilon fractures: a cohort study. J Orthop Trauma. 2010;24(12):757-763. doi: 10.1097/BOT.0b013e3181d04bc0.Gustilo R.B., Mendoza R.M., Williams D.N. Problems in the management of type III (severe) open fractures: a new classification of type III open fractures. J Trauma. 1984;24(8):742-746. doi: 10.1097/00005373-198408000-00009.Tscherne H., Oestern H.J. A new classification of soft-tissue damage in open and closed fractures. Unfallheilkunde. 1982;85(3):111-115. (In German).Meinberg E.G., Agel J., Roberts C.S., Karam M.D., Kellam J.F. Fracture and dislocation classification compendium-2018. J Orthop Trauma. 2018;32 Suppl 1: S1-S170. doi: 10.1097/BOT.0000000000001063.Biz C., Angelini A., Zamperetti M., Marzotto F., Sperotto S.P., Carniel D. et al. Medium-Long-Term Radiographic and Clinical Outcomes after Surgical Treatment of Intra-Articular Tibial Pilon Fractures by Three Different Techniques. Biomed Res Int. 2018;2018:6054021. doi: 10.1155/2018/6054021.Фомичев В.А., Сорокин Е.П., Коновальчук Н.С., Пашкова Е.А., Середа А.П. Кросс-культурная адаптация и валидация русскоязычной версии шкалы Американской ассоциации хирургов стопы и голеностопного сустава AOFAS-AHS. Травматология и ортопедия России. 2023;29(4):78-86. doi: 10.17816/2311-2905-16494. Fomichev V.A., Sorokin E.P., Konovalchuk N.S., Pashkova E.A., Sereda A.P. Cross-Cultural Adaptation and Validation of the Russian-Language Version of the American Orthopaedic Foot and Ankle Society Ankle-Hindfoot Scale (AOFAS-AHS). Traumatology and Orthopedics of Russia. 2023;29(4):78-86. (In Russian). doi: 10.17816/2311-2905-16494.Binkley J.M., Stratford P.W., Lott S.A., Riddle D.L. The Lower Extremity Functional Scale (LEFS): scale development, measurement properties, and clinical application. North American Orthopaedic Rehabilitation Research Network. Phys Ther. 1999;79(4):371-383.Kann M.R., Ruiz-Cardozo M.A., Brehm S., Bui T., Joseph K., Barot K. et al. Utilization of Augmented Reality Head-Mounted Display for the Surgical Management of Thoracolumbar Spinal Trauma. Medicina (Kaunas). 2024;60(2):281. doi: 10.3390/medicina60020281.Nazzal E.M., Zsidai B., Hiemstra L.A., Lustig S., Samuelsson K., Musahl V. Applications of Extended Reality in Orthopaedic Surgery. J Bone Joint Surg Am. 2023;105(21):1721-1729. doi: 10.2106/JBJS.22.00805.Майоров Б.А., Беленький И.Г., Сергеев Г.Д., Гадоев К.К., Сергеева М.А. Сравнительный анализ результатов применения различных модификаций малоинвазивного остеосинтеза при переломах пилона. Травматология и ортопедия России. 2024;30(4):47-59. doi: 10.17816/2311-2905-17589. Maiorov B.A., Belen’kiy I.G., Sergeev G.D., Gadoev K.K., Sergeeva M.A. Different Modifications of Minimally Invasive Osteosynthesis in Pilon Fractures: Comparative Study Results. Traumatology and Orthopedics of Russia. 2024;30(4):47-59. (In Russian). doi: 10.17816/2311-2905-17589.Fida B., Cutolo F., di Franco G., Ferrari M., Ferrari V. Augmented reality in open surgery. Updates Surg. 2018;70(3):389-400. doi: 10.1007/s13304-018-0567-8.Ha J., Parekh P., Gamble D., Masters J., Jun P., Hester T. et al. Opportunities and challenges of using augmented reality and heads-up display in orthopaedic surgery: A narrative review. J Clin Orthop Trauma. 2021;18:209-215. doi: 10.1016/j.jcot.2021.04.031.Dixon B.J., Daly M.J., Chan H., Vescan A.D., Witterick I.J., Irish J.C. Surgeons blinded by enhanced navigation: the effect of augmented reality on attention. Surg Endosc. 2013;27(2):454-461. doi: 10.1007/s00464-012-2457-3.Bastías G.F., Sepúlveda S., Bruna S., Contreras M., Hube M., Cuchacovich N. et al. Comparison of complications and reoperations in AO/OTA 43.C3 pilon fractures treated with conventional ORIF versus minimally invasive hexapod ring fixation. Injury. 2023; 54 Suppl 6:110884. doi: 10.1016/j.injury.2023.110884.Duckworth A.D., Jefferies J.G., Clement N.D., White T.O. Type C tibial pilon fractures: short- and long-term outcome following operative intervention. Bone Joint J. 2016;98-B(8):1106-1111. doi: 10.1302/0301-620X.98B8.36400.Toro-Aguilera Á., Zuriarrain S.W., Masdeu M.G., Sayol R.R., Billi A.M., Carrera I. et al. Risk factors for infection in fixation of distal tibia fractures. Injury. 2021;52 Suppl 4:S104-S108. doi: 10.1016/j.injury.2021.02.085.