Устройство для установки ротации бедренного компонента и сгибательного промежутка при первичном и ревизионном эндопротезировании коленного сустава

Полезная модель относится к медицине, в частности к травматологии и ортопедии, и может быть использована при первичном и ревизионном эндопротезировании коленного сустава.
Уровень техники.
Тотальное эндопротезирование является самой успешной операцией при лечении грубых дегенеративных изменений коленного сустава различного генеза. Тем не менее, по литературным данным до 30% пациентов не удовлетворены результатами данной операции [1]. Одним из залогов успеха является правильная пространственная ориентация компонентов эндопротеза во всех трех плоскостях, в частности правильное ротационное положение бедренного и большеберцовых компонентов, а также правильное восстановление сгибательного и разгибательного промежутков [2]. Особые трудности возникают при ревизионном эндопротезировании коленного сустава, в условиях дефицита анатомических ориентиров. Ошибки приводят к нарушению функционирования разгибательного аппарата коленного сустава, ограничению движений и болевому синдрому [3].
Для ротационного позиционирования бедренного компонента эндопротеза существуют различные анатомические ориентиры: линия Whiteside, линия, проходящая через наружный и внутренний надмыщелки бедренной кости, линия, проходящая через задние отделы мыщелков бедренной кости [4].
Кроме того, важен уровень резекции задних отделов мыщелков бедренной кости, так как это влияет на состояние сгибательной щели коленного сустава и правильное функционирование эндопротеза. Инструменты различных фирм производителей имплантов используют для этого в качестве ориентиров задние отделы мыщелков бедренной кости. Однако в различных случаях может быть гипертрофия или гипотрофия медиального или латерального мыщелка бедренной кости, что приведет к некорректному расположению инструмента и неправильному уровню резекции [5].
Известны следующие способы восстановления сгибательной щели при эндопротезировании коленного сустава:
переднее ориентирование, когда при измерении размера бедренного компонента и расположении резекционного блока уровень передней резекции бедра остается неизменным, меняется уровень задней резекции. Недостатком данного способа является вариабельность задней резекции, что может изменить размер сгибательного промежутка, а привести к неточностям при ротационном ориентировании бедренного компонента в связи с дефектами задних отделов мыщелков бедренной кости [6];
заднее ориентирование, когда при измерении размера бедренного компонента и расположении резекционного блока остается неизменным уровень задней резекции, а передняя резекция вариабельна. Данный способ позволяет выполнить резекцию задних отделов мыщелков бедренной кости, соответствующую размерам задних отделов бедренного компонента эндопротеза. Недостатком данного способа является то, что при вариабельной передней резекции возможно повреждение передней кортикальной пластинки диафиза бедренной кости. Кроме того при дефектах мыщелков бедренной кости могут быть ошибки в ротационном позиционоировании бедренного компонента эндопротеза [6].
Большую точность для восстановления уровня суставной щели при ревизионном эндопротезировании коленного сустава может дать применение компьютерной навигации [7]. Однако применение навигации требует интраоперационного определения большого количества анатомических ориентиров, которых, как уже говорилось выше, может и не быть в условиях значительного дефицита кости. Применение как навигационных, так и роботических систем при ревизионном эндопротезировании сильно ограничено.
Предлагаемое устройство решает техническую проблему, состоящую в расширении арсенала технических средств для установки ротации бедренного компонента и уровня сгибательной щели при первичном и ревизионном эндопротезировании коленного сустава.
Раскрытие сущности полезной модели
Технический результат полезной модели состоит в реализации ее назначения.
Технический результат достигается за счет того, что устройство для установки ротации бедренного компонента и сгибательного промежутка при первичном и ревизионном эндопротезировании коленного сустава состоит из прямоугольной формы корпуса, в центральной части верхней поверхности которого выполнен направляющий элемент, а на задней поверхности корпуса по краям длинной стороны прикреплены винтовым соединением к корпусу две цапки, установленные с возможностью выдвижения, при этом в направляющем элементе установлена с возможностью перемещения Т-образная планка, в передней части которой расположена сквозная прорезь для резекции, а на другой части планки нанесена миллиметровая шкала, кроме того, в направляющем элементе выполнены отверстия для фиксации пинами.
Следует отметить, что предоперационное планирование помимо обследования пораженного сустава включает компьютерную томограмму коленного сустава с контралатеральной стороны. На компьютерной томограмме проводится линия через наиболее выступающие части задних отделов мыщелков бедренной кости, к которой опускаются перпендикуляры от наружного и внутреннего надмыщелков бедренной кости. Длина перпендикуляров измеряется в миллиметрах. От наибольшего перпендикуляра вычитается толщина задних отделов бедренного компонента эндопротеза. Эта разница и будет отображать необходимый уровень задней резекции по отношению к надмыщелкам бедренной кости.
По стандартным методикам при первичном или ревизионном эндопротезировании коленного сустава выполняется дистальная резекция мыщелков бедренной кости. На полученный ровный опил укладывается разработанное устройство состоящее из прямоугольной формы корпуса в центральной части верхней поверхности которого выполнен направляющий элемент, а на задней поверхности корпуса по краям длинной стороны прикреплены винтовым соединением к корпусу цапки, установленные с возможностью выдвижения, при этом в направляющем элементе установлена с возможностью перемещения Т -образная планка, в передней части которой расположена сквозная прорезь для резекции, а на другой части планки нанесена миллиметровая шкала. Кроме того, в направляющем элементе выполнены отверстия для фиксации его пинами к бедренной кости. Отодвигая сквозную прорезь, выполненную в Т-образной планке на заранее определенное расстояние, устанавливают необходимый уровень резекции задних отделов мыщелков бедренной кости, строго параллельно надмыщелковой линии.
В качестве ориентира устройство использует надмыщелки бедренной кости с оперируемой стороны. Необходимый уровень сгибательной щели определяется по здоровой контралатеральной стороне. Если поражение коленных суставов двустороннее, устройство позволяет точно задать ротационное положение бедренного компонента, а уровень сгибательной щели выставляется соответственно геометрии планируемого бедренного компонента эндопротеза. Также для ориентирования может быть использован хорошо функционирующий эндопротез коленного сустава с контрлателральной стороны.
Краткое описание чертежей.
Полезная модель поясняется чертежом, где
на фиг. 1 - техника восстановления сгибательного промежутка коленного сустава и ротации бедренного компонента с помощью устройства (мыщелки бедренной кости после дистальной резекции, вид снизу). Обозначения следующие: 1 - наружный мыщелок бедренной кости, 2 - устройство для установки ротации бедренного компонента и сгибательного промежутка, 3 - внутренний мыщелок бедренной кости, 4 - сквозная прорезь для резекции;
на фиг. 2 представлено устройство для установки ротации бедренного компонента и сгибательного промежутка при первичном и ревизионном эндопротезировании коленного сустава, вид спереди;
на фиг. 3 - устройство вид сверху. Устройство состоит из 5 корпуса прямоугольной формы с направляющим элементом 6, 7 - выдвижных цапок, 8 - винтовых зажимов, 9 - Т-образной планки со сквозной прорезью 4, 10 - миллиметровой шкалой, 11 - отверстиями для фиксации пинами. Т-образная планка 9 установлена с возможностью перемещения в направляющем элементе 6 корпуса 5, что повышает точность ориентации прорези 4 и, соответственно, качество резекции.
Осуществление полезной модели
Предлагаемая полезная модель направлена на точное восстановление уровня и ротации сгибательной щели при первичном и ревизионном эндопротезировании коленного сустава.
В условиях операционной осуществляют хирургический доступ к коленному суставу. По стандартной методике выполняют дистальную резекцию бедренной кости. На полученный ровный опил укладывается разработанное устройство прямоугольной формы с двумя выдвижными цапками, который фиксируют с помощью четырех винтовых зажимов на надмыщелках бедренной кости. Предусмотрена дополнительная фиксация пинами. С помощью выдвижной Т-образной планки на заранее рассчитанный уровень выставляют прорезь для осцилляторной пилы и выполняют резекцию задних отделов мыщелков бедренной кости строго параллельно надмыщелковой линии. В случае, если есть дефект и уровень резекции располагается кзади от сохранившейся кости, рассчитывают необходимый объем пластического материала для его заполнения (костный трансплантант или металлический аугмент).
С помощью стандартных инструментов выполняют оставшиеся резекции бедренной кости
По стандартной методике выполняют резекцию большеберцовой кости. Устанавливают примерочные компоненты эндопротеза. После примерочного вправления и оценки функции коленного сустава, на костном цементе устанавливают компоненты эндопротеза коленного сустава. Рану послойно ушивают наглухо с оставлением дренажа.
Предлагаемое устройство прошло клинические испытания на кафедре травматологии, ортопедии и хирургии катастроф Института клинической медицины им. Н.В. Склифосовского при выполнении эндопротезирования коленного сустава 25 пациентам. Во всех случаях достигнуто восстановление необходимого уровня сгибательной щели коленного сустава, что подтверждено данными компьютерной томографии.
Клинический пример
Пациентка Н. Г.И., 66 лет. Клинический диагноз: правосторонний гонартроз III стадии. Имеются показания к тотальному эндопротезированию правого коленного сустава.
Перед операцией выполнена компьютерная томография левого коленного сустава, измерено расстояние от надмыщелков левой бедренной кости до линии, проведенной через наиболее выступающие точки задних отделов мыщелков бедренной кости. Расстояние от латерального надмыщелка - 24 мм, от медиального надмыщелка - 23 мм.
При планировании определен размер бедренного компонента - Zimmer Nex Gen LPS Right - F. Известно, что толщина задних отделов этого бедренного компонента равна 9 мм.
Таким образом, расстояние от надмыщелковой линии до уровня задней резекции мыщелков бедренной кости - 24-9=15 мм.
23 апреля 2021 года выполнено тотальное эндопротезирование правого коленного сустава. Срединный кожный разрез по передней поверхности области правого коленного сустава длиной 15 см. Выполнена медиальная артротомия, надколенник отведен кнаружи. По стандартной методике выполнена дистальная резекция мыщелков бедренной кости. На полученный ровный опил уложен корпус 5 предлагаемого авторами устройства прямоугольной формы с двумя выдвижными цапками 7, который фиксирован с помощью четырех винтовых зажимов 8 на надмыщелках бедренной кости. Выдвижная Т-образная планка 9 со сквозной прорезью 4 с помощью миллиметровой шкалы 10 выведена на 15 мм (согласно ранее проведенным расчетам по здоровому коленному суставу). Выполнена резекция задних отделов мыщелков бедренной кости строго параллельно надмыщелковой линии.
С помощью стандартных инструментов выполнены оставшиеся резекции бедренной кости
По стандартной методике выполнена резекцию большеберцовой кости. Установлены примерочные компоненты эндопротеза. После примерочного вправления и оценки функции коленного сустава, на костном цементе установлены компоненты эндопротеза коленного сустава. Рана послойно ушита наглухо с оставлением дренажа.
Интраоперационно: полное разгибание коленного сустава, пассивное сгибание до 135 градусов. Рана послойно ушита наглухо с оставлением дренажа.
После проведенной реабилитации спустя 7 дней после операции достигнуты аналогичные углы при активных движениях. Болевого синдрома нет, пациентка выписана под амбулаторное наблюдение.
Предлагаемое устройство позволяет точно сбалансировать сгибательный и разгибательный промежутки коленного сустава и обеспечить оптимальный ход надколенника при движениях в коленном суставе, что является залогом правильного функционирования эндопротеза.
Технический результат полезной модели, состоящий в реализации ее назначения, достигнут.
Список литературы
1. Canovas F, Dagneaux L. Quality of life after total knee arthroplasty. Orthop. Traumatol Surg Res. 2018 Feb; 104(1S):S41-S46.
2. Rivière C, Iranpour F, Auvinet E, Howell S, Vendittoli PA, Cobb J, Parratte S. Alignment options for total knee arthroplasty: A systematic review. Orthop Traumatol Surg Res. 2017 Nov; 103(7): 1047-1056.
3. Clavé A, Le Henaff G, Roger T, Maisongrosse P, Mabit C, Dubrana F. Joint line level in revision total knee replacement: assessment and functional results with an average of seven years follow-up. Int Orthop. 2016 Aug; 40(8): 1655-1662.
4. Jang ES, Connors-Ehlert R, LiArno S, Geller JA, Cooper HJ, Shah RP. Accuracy of Reference Axes for Femoral Component Rotation in Total Knee Arthroplasty: Computed Tomography-Based Study of 2,128 Femora. J Bone Joint Surg Am. 2019 Dec 4; 101(23):e125.
5. Robert A. Siston, Jay J. Patel, Stuart B. Goodman, Scott L. Delp, Nicholas J. Giori. The Variability of Femoral Rotational Alignment in Total Knee Arthroplasty. J Bone Joint Surg Am. October 2005; 87 (10): 2276.
6. Ryan S. Charette, Neil P. Sheth, Friedrich Boettner, Giles R. Scuderi, Christopher M. Melnic. Femoral Component Sizing During Total Knee Arthroplasty. JBJS REVIEWS 2018; 6(1):e4
7. Chatain F, Denjean S, Delalande JL, Chavane H, Bejui-Hugues J, Guyen O. Computer-navigated revision total knee arthroplasty for failed unicompartmental knee arthroplasty. Orthop Traumatol Surg Res. 2012 Oct; 98(6):720-7.