Способ позиционирования вертлужного компонента эндопротеза тазобедренного сустава
METHOD FOR POSITIONING THE ACETABULAR COMPONENT OF THE HIP JOINT ENDOPROSTHESIS

Изобретение относится к медицине, а именно к оперативной ортопедии и может быть использовано для позиционирования вертлужного компонента эндопротеза при операциях эндопротезирования тазобедренного сустава.
Известны следующие способы позиционирования вертлужного компонента эндопротеза тазобедренного сустава.
Способ интраоперационного позиционирования вертлужного компонента при эндопротезировании тазобедренного сустава, патент РФ на изобретение №2367371. Способ заключается в том, что во время операции при установке вертлужного компонента фиксатор вертлужного компонента ориентируют перпендикулярно паховой складке, или хирург корректирует положение вертлужного компонента относительно паховой складки. Поскольку во время операции паховая складка закрыта стерильным бельем, при ее определении методом пальпации возможна погрешность.
Способ позиционирования вертлужного компонента эндопротеза, описанный Beverland D. [The transverse acetabular ligament: optimizing version / D. Beverland // Orthopedics. - 2010. - N. 33. - P. 631] заключается в том, что чашку ориентируют параллельно поперечной связке вертлужной впадины. Данный способ является недостаточно точным, имеются тендерные различия в положении поперечной связки, и в ряде случаев, при выраженном артрозе тазобедренного сустава связка может быть закрыта остеофитами.
Известны способы позиционирования чашки, такие, как способ свободной руки, использование специальных насадок на ручку фиксатора для установки вертлужного компонента с заданными углами [Barrack R, Krempec J, Clohisy J, et al. Accuracy of acetabular component position in hip arthroplasty. J Bone Joint Surg Am. 2013; 95(19): 17601768]. Данные способы также являются недостаточно точными, при этом параметры положения направителя для установки чашки, например, угол антеверсии и инклинации определяются хирургом исходя из субъективных представлений о величинах этих параметров.
Известны способы, описанные в патенте РФ на изобретение №2699732, патенте US 9480580 В2, статье Daisuke Inoue, Tamon Kabata, Hiroaki Kimura, Hiroyuki Tsuchiya A prospective clinical trial to assess the accuracy of an MRI-based patient-specific acetabular instrument guide in total hip arthroplasty // European Journal of Orthopaedic Surgery & Traumatology (2019) 29:65-71 https://doi.org/10.1007/s0059001822797, в которых на основании данных компьютерной томографии изготавливают индивидуальные шаблоны-отпечатки периацетабулярной области, содержащие каналы для спиц. Во время операции шаблон-отпечаток устанавливают на неизмененную тазовую кость, проводят через каналы спицы, после чего убирают шаблон-отпечаток. На спицы устанавливают специальный переходник, соединенный с фрезой, исключающий ее альтернативное положение. Далее производят обработку вертлужной впадины и установку вертлужного компонента эндопротеза.
Недостатками этих способов являются необходимость изготовления индивидуальных шаблонов-отпечатков периацетабулярной области, выполнения компьютерной томографии, что увеличивает лучевую нагрузку на пациента. Еще одним недостатком данных способов является необходимость скелетирования неизмененных участков тазовой кости для установки на них шаблонов отпечатков, что увеличивает травматичность операции.
Наиболее близким к заявляемому является способ, описанный в Improving Cup Positioning Using a Mechanical Navigation Instrument / Simon D. Steppacher MD, Jens H. Kowal PhD, Stephen Barry Murphy MD // Clin Orthop Relat Res. - 2011. - p. 423-428, заключающийся в том, что на определенные точки тазовой кости устанавливают стержни, соединенные с основанием, с расположенным на нем указателем. Направитель для установки вертлужного компонента эндопротеза ориентируют параллельно указателю.
Недостатком данного способа является необходимость установки элементов устройства непосредственно на определенные точки тазовой кости, что соответственно, требует отдельных хирургических доступов к ним с повреждением мягких тканей, нервных структур и кровеносных сосудов.
Задача изобретения - снижение травматичности оперативного вмешательства, сокращение длительности его выполнения.
Для решения поставленной задачи в способе позиционирования вертлужного компонента эндопротеза тазобедренного сустава, заключающемся в том, что в тазовую кость вводят спицу для ориентирования направителя с вертлужным компонентом эндопротеза, дополнительно перед операцией таз пациента фиксируют упорами в положении на боку таким образом, чтобы биспинальная линия была перпендикулярна плоскости операционного стола, во время операции после установки пробного бедренного компонента эндопротеза, осуществляют вправление бедра в вертлужную впадину. Ниже расположенную конечность укладывают в положение по следующим координатам: отведение 0°, ротация 0° и разгибание 180° в тазобедренном суставе. На конус пробного бедренного компонента эндопротеза надевают устройство, состоящее из двух блоков, каждый из которых содержит по два параллельных сквозных отверстия, соединенных между собой при помощи шпильки, проходящей через одно из сквозных отверстий каждого блока, с возможностью вращения блоков вокруг шпильки. При этом устройство фиксируют на конусе пробного бедренного компонента эндопротеза за счет вставления его в отверстие первого блока, соответствующее конусу. Затем в сквозное отверстие второго блока вставляют спицу, осуществляют поворот второго блока вокруг шпильки относительно первого блока таким образом, чтобы спица находилась в области верхнего края вертлужной впадины. После этого осуществляют вкручивание спицы в верхний край вертлужной впадины. Устройство снимают с конуса бедренного компонента эндопротеза и со спицы, вывихивают бедро, после обработки вертлужной впадины в нее устанавливают направитель с фиксированным на нем вертлужным компонентом эндопротеза, позиционируя его таким образом, чтобы во фронтальной плоскости ось направителя была параллельна оси спицы.
Изобретение поясняется рисунками: на фиг. 1 приведена схема расположения костей, образующих тазобедренный сустав и устройство для реализации способа, на фиг. 2 - схема осей костей и компонентов эндопротеза, на фиг. 3 - расположение компонентов устройства на пластиковых моделях костей (вид сверху), на фиг. 4 - расположение компонентов устройства на пластиковых моделях костей (вид сбоку), на фиг. 5 - конструкция устройства для реализации способа.
На фигуре 1 приняты следующие обозначения:
1 - тазовая кость;
2 - спица;
3 - шпилька;
4 - первый блок;
5 - второй блок;
6 - конус пробного бедренного компонента эндопротеза;
7 - бедренный компонент эндопротеза;
8 - бедренная кость;
ВС - ось шейки пробного бедренного компонента эндопротеза.
На фигуре 2 приняты следующие обозначения:
1 - тазовая кость;
7 - бедренный компонент эндопротеза;
9 - вертлужный компонент эндопротеза;
O - биспинальная линия;
L - продольная ось тела;
Н - ось бедренной кости.
На фигуре 3 приняты следующие обозначения:
1 - тазовая кость;
2 - спица;
3 - шпилька;
4 - первый блок;
5 - второй блок;
6 - конус пробного бедренного компонента эндопротеза;
8 - бедренная кость.
На фигуре 4 приняты следующие обозначения:
1 - тазовая кость;
2 - спица;
3 - шпилька;
4 - первый блок;
5 - второй блок;
6 - конус пробного бедренного компонента эндопротеза;
8 - бедренная кость.
На фигуре 5 приняты следующие обозначения:
2 - спица;
3 - шпилька;
4 - первый блок;
5 - второй блок;
10 - сквозное отверстие второго блока для установки на конус.
При изучении других известных способов в данной области медицины характерная для предлагаемого варианта выполнения позиционирования вертлужного компонента эндопротеза тазобедренного сустава совокупность признаков не была выявлена.
Предлагаемый способ позиционирования вертлужного компонента эндопротеза тазобедренного сустава заключается в следующем.
Перед операцией таз пациента фиксируют упорами в положении на боку таким образом, чтобы биспинальная линия (линия между двумя передними верхними подвздошными остями, ось О) была перпендикулярна плоскости операционного стола (фиг. 2). Во время операции после установки пробного бедренного компонента эндопротеза (7) осуществляют вправление бедра (8) в вертлужную впадину, нижнюю конечность укладывают в положение: отведения 0°, ротации 0° и разгибания 180° в тазобедренном суставе. На конус (6) пробного бедренного компонента эндопротеза (7) надевают устройство, состоящее из блоков (4) и (5), каждый из которых содержит по два параллельных сквозных отверстия, соединенных между собой при помощи шпильки (3), проходящей через одно из сквозных отверстий каждого блока. Устройство фиксируют на конусе (6) пробного бедренного компонента эндопротеза (7) за счет вставления его в сквозное отверстие второго блока для установки на конус 10, соответствующее конусу 6. Затем в сквозное отверстие первого блока (4) вставляют спицу (2), осуществляют поворот первого блока (4) вокруг шпильки относительно второго блока (5) таким образом, чтобы спица (2) находилась в области верхнего края вертлужной впадины. После этого осуществляют вкручивание спицы (2) в верхний край вертлужной впадины. Далее устройство снимают с конуса (6) бедренного компонента эндопротеза (7) и со спицы (2). Вывихивают бедро (8), затем после обработки вертлужной впадины в нее устанавливают направитель с фиксированным на нем вертлужным компонентом эндопротеза (9), позиционируя его таким образом, чтобы во фронтальной плоскости ось направителя была параллельна оси спицы (2).
Операцию выполняют в положении пациента на боку, фиксацию выполняют таким образом, чтобы продольная ось тела L была параллельная длинной стороне операционного стола (отведение 0°, ротация 0° и разгибание 180° в тазобедренном суставе), оперируемую конечность укладывают таким образом, чтобы ось бедренной кости Н была параллельна продольной оси тела L (фиг. 2). Угол CBF между шейкой и ножкой эндопротеза 7 в большинстве случаев, составляет 135°, соответственно, угол ABC равен 45°. В подобных треугольниках ABC и DCE углы ABC и CDE равны между собой. Угол CDE является углом инклинации вертлужного компонента эндопротеза. Таким образом, ось шейки пробного бедренного компонента эндопротеза ВС, является со стороной угла инклинации CDE. В связи с этим, введение спицы в верхний край вертлужной впадины параллельно оси ВС с помощью устройства позволяет во время операции по положению спицы оценить угол инклинации во фронтальной плоскости пациента.
Угол антеверсии, в горизонтальной плоскости пациента, может быть установлен в соответствии с положением спицы (2), если ось направителя будет параллельна оси спицы (2) в горизонтальной плоскости.
Угол антеверсии может быть увеличен или уменьшен хирургом во время операции в зависимости от хирургического доступа и предоперационного планирования. Угол антеверсии может быть установлен во время операции визуально, методом «свободной руки», или может быть измерен при помощи транспортира относительно спицы (2).
Устройство (фиг. 5), поясняющее сущность заявляемого способа позиционирования вертлужного компонента эндопротеза тазобедренного сустава, состоит из первого блока (4) с двумя параллельными сквозными отверстиями, одно из которых предназначено для введения в него спицы (2), второе - для введения шпильки (3). Также, в состав устройства входит второй блок (5) с двумя параллельными сквозными отверстиями, одно из которых предназначено для введения шпильки (3), сквозное отверстие второго блока для установки на конус (10) соответствует форме конуса пробного компонента эндопротеза. Два блока (4) и (5) соединены посредством шпильки (3), блоки фиксируются при помощи гаек, при этом сохраняется возможность поворота блоков (4) и (5) относительно друг друга вокруг оси шпильки (3).
Элементы, используемые в устройстве, осуществляющем предлагаемый способ, могут быть реализованы следующим образом.
В качестве спицы (2) может быть использована типовая спица Киршнера.
Блоки (4) и (5) могут быть выполнены из ABC пластика и изготовлены с использованием технологий 3D печати. В зависимости от геометрических параметров конусов бедренных компонентов эндопротезов могут быть изготовлены несколько вариантов блоков (5) под каждый конкретный конус.
В качестве шпильки (3) может быть использована шпилька из медицинской стали, например, входящая в состав аппарата Илизарова. Перемещение и фиксация блоков на шпильке может осуществляться с использованием гаек.
Таким образом, реализация предложенного способа не вызывает сомнений, так как в устройстве для его осуществления используются типовые медицинские инструменты и материалы.
Устройство, реализующее предложенный способ, работает следующим образом.
Во время операции после установки пробного бедренного компонента эндопротеза (7), осуществляют вправление бедра (8) в вертлужную впадину, нижнюю конечность укладывают в положение: отведения 0°, ротации 0° и разгибания 180° в тазобедренном суставе. На конус (6) пробного бедренного компонента эндопротеза (7) надевают устройство, состоящее из двух блоков (4) и (5), каждый из которых содержит по два параллельных сквозных отверстия, соединенных между собой при помощи шпильки (3), проходящей через одно из сквозных отверстий каждого блока. Устройство фиксируется на конусе 6 пробного бедренного компонента эндопротеза (7) за счет вставления его в сквозное отверстие второго блока для установки на конус (10), соответствующее конусу (6). Затем в сквозное отверстие первого блока (4) вставляют спицу (2), осуществляют поворот первого блока (4) вокруг шпильки относительно второго блока (5) таким образом, чтобы спица (2) находилась в области верхнего края вертлужной впадины. После этого осуществляют вкручивание спицы (2) в верхний край вертлужной впадины. Далее устройство снимают с конуса (6) бедренного компонента эндопротеза (7) и со спицы (2), вывихивают бедро (8), затем после обработки вертлужной впадины в нее устанавливают направитель с фиксированным на нем вертлужным компонентом эндопротеза (9), позиционируя его таким образом, чтобы во фронтальной плоскости ось направителя была параллельна оси спицы (2).
Клинический пример использования заявляемого способа.
Пациент К., 67 лет. По поводу правостороннего коксартроза 3 ст. была выполнена операция тотального эндопротезирования тазобедренного сустава бесцементным эндопротезом. Во время операции после обработки вертлужной впадины на шейку пробного бедренного компонента эндопротеза был установлен первый блок устройства. Второй блок устройства повернули относительно первого таким образом, чтобы спица, введенная в сквозное отверстие второго блока, располагалась в области крыши вертлужной впадины. При помощи дрели спица была вкручена в тазовую кость. После этого, устройство было снято. Далее направитель с установленным на нем вертлужным компонентом эндопротеза позиционировали таким образом, чтобы его ось совпала с осью спицы во фронтальной плоскости. После этого была выполнена установка вертлужного компонента эндопротеза.
Продолжительность этапа позиционирования вертлужного компонента эндопротеза от момента установки первого блока устройства до момента начала забивания вертлужного компонента эндопротеза составила 45 секунд.
Поскольку спица вводится в область крыши вертлужной впадины, которая находится в зоне хирургического доступа, это позволяет уменьшить травматичность оперативного вмешательства, в отличие от способа прототипа, в котором для установки трех спиц (или стержней) требуется выполнение трех отдельных доступов, кроме основного доступа для установки эндопротеза. При этом ведение спицы в область крыши вертлужной впадины позволяет избежать повреждений каких-либо сосудисто-нервных пучков. Поскольку в заявляемом способе вводится только одна спица, в отличие от способа прототипа, в котором вводится 3 спицы, это способствует сокращению продолжительности операции.
Предлагаемый способ позиционирования вертлужного компонента эндопротеза тазобедренного сустава позволяет снизить травматичность оперативного вмешательства, сократить его продолжительности.