- Имплантация сустава

A 21043
International
Orthopaedics
Том 27 Приложение 1
2003
Доклады
Международное собрание экспертов системы Bicontact
Сан-Диего, 28 августа 2002 г.
Приглашенный редактор: Зигфрид Веллер, Тюбинген, Германия
SICOT
Официальный журнал Международного общества хирургической ортопедии и травматологии
International Orthopaedics (SICOT) (2003) 27 (Suppl.1):S1
DOI 10.1007/s00264-003-0432-2
РЕДАКЦИОННАЯ СТАТЬЯ
Зигфрид Веллер (Siegfried Weller)
Редакционная статья
© Springer-Verlag 2003
Обмен опытом в рамках текущего доклада чрезвычайно
важен для прогресса в области основных и клинических
исследований.
За последние 15 лет симпозиумы специалистов,
работающих с системами модульных имплантатов
тазобедренного сустава BiCONTACT, обучающие курсы
для хирургов и операционного персонала и т.д.
проводились с регулярными интервалами. Кроме помощи
в ознакомлении с основными принципами системы
имплантации, они предоставили возможность проведения
оживленных дискуссий для обмена опытом и ценной
информацией. С момента своего создания, имплантат и
метод его установки, а также, безусловно, вся
философия
модульной
системы
имплантатов
тазобедренного сустава BiCONTACT (имплантация с
бесцементной
и
цементной
фиксацией
при
проксимальной передаче нагрузки и т.д.) относительно
показаний и хирургического метода оставались
неизменными
Такое
постоянство
позволило
исследователям получить все возрастающий опыт с
определенным, постоянным набором параметров, и
использовать такие данные в качестве основы для
проспективных исследований.
Сейчас, после более, чем пятнадцати лет опыта работы
с данной системой для тазобедренных суставов, мы
должны
произвести
критический
анализ
предварительных
результатов
и
осуществить
осторожный
анализ
критериев
оригинальной
конструкции
и
терапевтической
эффективности
имплантата. Несмотря на то, что последние результаты
внушают оптимизм, нам следует всегда избегать
поверхностной самоуверенности. За последние годы было
получено много отрицательных результатов при сложных
ситуациях,
сопровождающихся
использованием
тазобедренных имплантатов с посадкой на цемент. В
результате много хирургов на сегодняшний день отдают
все большее и большее предпочтение бесцементной
имплантации, особенно для молодых пациентов с большей
вероятной продолжительностью жизни. Проблема,
лежащая в основе «биологической фиксации», а именно
достижение долгосрочной связи между инертным
имплантатом и живой тканью, все еще остается
нерешенной. Тем не менее, хирурги должны
продолжать
оценивать
S. Weller (✉ )
Engelfriedshalde 47, 72076 Тюбинген, Германия
e-mail: siwetue@aol.com
Tel.: +49-7071-62634, Fax: +49-7071-67747
относительные
преимущества бесцементных имплантатов и
имплантатов с посадкой на цемент для каждого
пациента, учитывая возраст пациента, его
вероятную продолжительность жизни и способность
осуществлять нагрузку на кость (остеопороз и т.д.).
Окончательное решение может быть сделано в ходе
операции в пользу современной системы
имплантатов тазобедренного сустава, предлагающей
хирургу необходимую подвижность.
Система имплантатов тазобедренного сустава
BiCONTACT была разработана для соответствия
таким
специфическим
индивидуальным,
биологическим и техническим условиям. К тому же,
экономичность является важным фактором в
сегодняшнем мире, где растет осведомленность о
структуре затрат в сфере здравоохранения. Будучи
совокупной системой, которая может быть
приспособлена к различным требованиям, семейство
имплантатов BiCONTACT также предлагает
существенное экономическое преимущество, в
частности, в отношении проблем, связанных с
костной пластикой.
Пятнадцатилетнее
использование
системы
BiCONTACT представляет собой подходящий и
важный момент для других необходимых
усовершенствований, которые позволили бы узнать,
что было уже достигнуто. В течение последних
нескольких десятилетий было передано, внедрено и
реализовано в клинической медицине большое
число конструктивных идей и разработок в области
замены сустава. Во многих отношениях они
привели к видимым и фундаментальным
усовершенствованиям,
касающимся
основной
конструкции, материала и типа протеза.
Несмотря на весь прогресс и положительные
отзывы многих людей по всему миру о замене
сустава в целом, мы продолжаем критически
наблюдать, оценивать и обновлять наши результаты,
основанные на правильных и подлинных
результатах исследований, особенно в отношении
длительного выживания пациентов с имплантатами.
На
международном
собрании
экспертов,
ознаменовавшем 15-летний опыт работы с системой
эндопротезов тазобедренных суставов BiCONTACT,
был представлен вклад исследователей и хирургов со
всего мира — заключения и отчеты о накопленном
опыте, наряду с презентацией сложных случаев, что
и опубликовано в настоящем издании.
International Orthopaedics (SICOT) (2003) 27 (Suppl.1):S2–S6
DOI 10.1007/s00264-003-0433-1
ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ
Зигфрид Веллер (Siegfried Weller)
15-лений опыт работы с системой эндопротезов тазобедренного
сустава BiCONTACT - прошлое, настоящее и будущее. Что достигнуто?
© Springer-Verlag 2003
Реферат. Кроме очевидно улучшенной структуры
материала (прочность, узел трения, уменьшение
абразивного
изнашивания),
система
эндопротезов
BiCONTACT обладает характеристиками, направленными
на обеспечение равномерного, оптимального лечения при
экономически выгодных условиях для максимально
широкого круга пациентов. Более того, эта система
обеспечивает локальную устойчивость и снятие боли в
кратчайшие сроки, сохранение конечности, или — что
еще лучше — реконструкцию кости при помощи
биологически ориентированных методов имплантации и
достижение благодаря адекватному покрытию средне- и
долгосрочных
результатов,
приемлемых
для
остеоинтеграции. Концепция эндопротеза тазобедренного
сустава, его конструкция и метод имплантации, не
нуждающийся в модификациях с момента своего первого
опробования в клинической практике 15 лет назад, могут
быть справедливо оценены в отношении любых
вышеупомянутых особенностей —, биологических,
инструментальных и экономических .
Введение
После
15
лет
использования,
документальное
подтверждение
правильности
наших
суждений
относительно конструкции и функционирования (да и
всей философии в целом!) может быть сделано на основе
самокритичной оценки опыта нашего собственного
проспективного
исследования,
демонстрирующего
результаты, полученные за 15 лет, а также результатов
недавно
опубликованного
многоцентрового
исследования, не считая многочисленных отчетов о
накопленном опыте работы по всему миру. За последние
40 лет было передано, внедрено и реализовано в
клинической практике много конструктивных идей и их
дальнейших разработок. Это во многих отношениях
привело к очевидным и фундаментальным улучшениям в
основной конструкции (тип протеза), материалах и
клинических результатах. Метод цементной фиксации
компонентов протеза, представленный Charnley (1959–
1960), с принципом низкого трения в сочетании с
фиксацией имплантата тазобедренного сустава на
(✉ )
S. Weller
Engelfriedshalde 47, 72076 Тюбинген, Германия
e-mail: siwetue@aol.com
Тел: +49-7071-62634, Факс: +49-7071-67747
цементе, имел оказал фундаментальное воздействие и
обеспечил все возрастающее применение в клинической
медицине. Введение за прошедшие два десятилетия
метода, так называемых, бесцементных, «биологических»
имплантатов возвестило о начале новой эры в
эндопротезировании тазобедренного сустава. С момента
развития
и
внедрения
системы
эндопротезов
тазобедренного сустава BiCONTACT в 1987 г., нами не
предпринималось каких-либо попыток добавить другую
версию к многочисленным инновациям наиболее
разнообразных типов протезов, присутствующих на
рынке. Наше стремление заключалось в адекватном
реагировании на спрос относительно общей конструкции
замены тазобедренного сустава. Такие конструкции за
последние несколько лет существенно изменялись и
продолжают изменяться . Это происходит под влиянием
изменившихся первоначальных условий, обусловленных
такими изменениями в демографической структуре, как
старение популяции, увеличение группы молодых
пациентов («омолаживание»), и, в некоторых случаях,
долгосрочных результатов с множеством осложнений,
среди которых можно выделить увеличивающееся число
случаев асептического расшатывания, требующих
проведения хирургических вмешательств. Огладываясь
назад, мы выделили два временных периода - 1970–1985 и
1986–2002, и сделали заключение, что «мы извлекли
опыт из прошлого и применили его соответствующим
образом» (Рис. 1 и 2)!
В соответствии с большим количеством дискуссий,
как личных, так и содержащихся в литературе, маятник
мнения относительно преимуществ и недостатков
бесцементных и цементных хирургических методик
постановки
тазобедренного
и
прочих
видов
эндопротезов все еще продолжает клониться в сторону
техники с основой на цементировании, в частности, в
Англо-американских странах. В Германии, большинстве
стран Центральной Европы, Азии и многих других
регионах мира
1970-1985
1986-2002
Мы извлекли уроки из прошлого опыта и
применили их соответствующим образом!
Рис. 1 Два временных периода, показывающих «извлечение
уроков из опыта» и последующую реакцию
S3
– Техника имплантации с сохранением кости – «метод
биологической имплантации»
– Высокая первичная устойчивость (ротация)
– Улучшение сочленение сустава с пониженным износом
(керамика, металл, полиэтилен и т.д.)
– Экономически выгодное решение (затраты на
здравоохранение)
– Совокупное улучшение отдаленных результатов.
Дополнительно к этому и как будущая перспектива для
нашей цели, для улучшения результатов долговечности
имплантатов были приняты следующие факторы:
Рис. 2 Первый период (1986): увеличение числа процедур
оперативного вмешательства в связи с асептическим
расшатыванием имплантата тазобедренного сустава, а также
изменения в демографической структуре, касающиеся
пациентов пожилого и более молодого возрастов, которым
было
проведено
тотальное
эндопротезирование
тазобедренного сустава.
/Надписи на рисунке/: Revision hip – эндопротезирование
тазобедренного сустава; male – мужчины; female – женщины;
Germany – Германия; mio – млн.
ситуация отличается. На сегодняшний день, много
проблемных случаев, при которых трудные ситуации
врзникают после эндопротезирования тазобедренного
сустава с использованием цемента, говорят в пользу
«бесцементной» имплантации, особенно для молодых
пациентов с большой вероятной продолжительностью
жизни,и
последующими
одним
или
двумя
хирургическими вмешательствами. В принципе, основная
проблема, связанная с долговечностью эндопротеза,
особенно касающаяся длительной связи между живой
тканью и неорганическим (неживым) материалом, еще
окончательно не решена. Поэтому, за нами останется
индивидуальный,
и,
насколько
это
возможно,
интраоперационный выбор между бесцементным и
цементным методом имплантации, в каждом конкретном
случае, особенно принимая во внимание возраст,
ожидаемую продолжительность жизни пациента, а также
качество костного вещества и его способность
выдерживать нагрузку (остеопороз).
В ходе обсуждений и оценивания концепции и
философии с клинической точки зрения с учетом спроса на
систему эндопротезовна основе ранее полученного опыта
и социально-экономических ограничений, 15 лет назад мы
опредлили список первоочередных задач, которые нужно
достичь и выполнить:
– Усовершенствование прямой, бесцементной фиксации
эндопротеза
в
костном
веществе
(аспект
взаимодействия поверхностей)
– Усовершенствование состава цемента, процесса
химического отвердевания и методов цементирования
– Выполнение хирургического вмешательства (навигация
для правильного размещения имплантата и т.д.).
Мы выяснили, что оценка имплантата и соответствующего
метода хирургического вмешательства и фиксации и дальше
будут представлять серьезную проблему, поскольку
асептическое расшатывание, не является обычным явлением
и не проявляется клинически вплоть до окончания
среднесрочного периода имплантации (около 5–7, даже 10
лет). Основываясь на всеобъемлющем и подробном
дополнительном исследовании максимального числа
случаев, в настоящее время предполагается, и это может
быть подтверждено литературными источниками, что
система эндопротезов позволяет качественно установить
эндопротез как минимум на 15 лет.
Обязательными предпосылками, которые следует
учитывать
являются
стабильность
(первичная
устойчивость)
и
биология
(перфузия
кости):
возможности оптимизации устойчивости эндопротезов
после бесцементной имплантации включают
– структуру поверхности (покрытие и т.п.)
– дизайн тугой посадки (взаимодействие поверхностей)
– Дополнительные параметры фиксации.
Это
объясняет
тот
факт,
почему
протезы,
имплантированные без цемента, гораздо в большей
степени подвержены модификациям и изменениям в
структуре для усиления проводимости и связывания
имплантата с костью (остеоинтеграции). С учетом
устойчивости имплантатов в кости по сравнению с
протезами с фиксацией на цементе, они просто призваны
снова и снова доказывать свои преимущества.
Список первоочередных задач
–
–
–
–
–
Медицинский
опыт
и
факты
(результаты
многоцентровых исследований)
Медико-технический прогресс (принятие решений,
биологические аспекты и т.д.)
Демографические изменения (возрастной состав)
Ожидания и потребности пациентов (общество)
Социально-экономические аспекты (затраты).
Клинические и хирургические требования
–
Универсальность применения (цементированные,
бесцементные, замена и т.д.)
– Простые и удобные в использовании инструменты для
всех хирургических методов
– Оптимальная конструкция имплантата с
проксимальным перераспределением нагрузки
Характеристики имплантатов
Аудитория данной «юбилейной встречи» состояла
преимущественно из специалистов с высоким уровнем
знаний в области замены суставов, в частности системой
BiCONTACT. Несмотря на это, в качестве напоминания
приведем несколько важных аспектов, оказавших
огромное
влияние
и
поддержку
преимуществ,
результатов
и
успешности
системы
BiCONTACT (Рис. 3):
1. Протезы BiCONTACT входят в группу так называемых
«прямых» протезов. Плоская, квадратная форма, ребра для
латеральной
фиксации
и
дорсальное
крыло,
S4
Error!
Рис. 3 Стандартные имплантаты BiCONTACT. Модульная
конструкция для бесцементной и цементной замены
тазобедренного сустава
препятствующее ротации и использующее большую
площадь вертлужной впадины, обеспечивает имплантату
высокую степень первичной устойчивости относительно
проксимальной передачи нагрузки. Внешним признаком
устойчивости при вращении, в частности, является
отсутствие изнурительной, иногда невыносимой, боли в
бедре. Являясь модульной системой с различными
размерами, включая различные формы, которые
учитывают даже изменения при дисплазии и
индивидуальные особенности строения, и возможность
выбора «цементной или бесцементной фиксации»
компонентов протеза в ходе вмешательства, система
эндопротезов тазобедренного сустава BiCONTACT
соответствует всем требованиям универсальности. В
данном контексте не следует забывать и о том, что: (a)
внешняя конструкция имплантата BiCONTACT для
различных типов имплантации остается неизменной с
момента своего внедрения; (b) для поддержания
бесцементной фиксации, применение микропористого,
биологически-совместимого покрытия из чистого титана
(Plasmapore) ограничено только проксимальным концом.
Таким образом, у хирурга имеется возможность
адаптации типа фиксации к местным и индивидуальным
условиям вплоть до момента завершения имплантации.
Методика сохранения кости и биологической
имплантации соответствует основным требованиям
нашей философии. Это, не в последнюю очередь, было
результатом обучения на основании ранее полученного
опыта многочисленных хирургических операций,
довольно часто связанных со значительными дефектами
кости (остеолизом) и потерей костной массы. Таким
образом, чтобы уделить внимание данному факту, мы
говорим: «В течение каждой первичной операции, а
также после каждого вмешательства, следует думать о
последующем вмешательстве!». Данный руководящий
принцип подчеркивает также важность профилактических
мер во всех выполняемых нами процедурах по замене
сустава. Передача нагрузки возникает исключительно в
межвертельном участке, в то время как дистальная «тугая
посадка» тела протеза не предназначена для первичной
имплантации (Рис. 4).
2. При использовании так называемой системы
«остеопрофиллеров»,
не
требуется
выполнять
распиливание или сверление кости. Это означает, что
живая кость не будет приноситься в жертву, ни в
метафизарной части бедренной кости, ни в ее
вертлужной части.
Рис. 4 Остеопрофилирующая система BiCONTACT: без
распиливания, сверления или удаления кости. Компрессия
структур губчатого вещества кости (A-Os-teoprofiler) и срез
проксимальной формы BiCONTACT (B-Osteoprofiler) для
проксимальной передачи нагрузки
/Надписи на рисунке/: A-Os- teoprofiler – остеопрофиллер A; BOsteoprofiler – остеопрофиллер B; antirotation fin – ребро,
препятствующее ротации; lateral flange – боковой гребень.
Рис. 5 Система тазобедренных суставов BiCONTACT,
включающая компоненты тела, чашки и головки для
проведения
первичной,
диспластической,
конкретно
анатомической или хирургической процедур
Напротив, существующие губчатые структуры
кости подвергаются сжатию (уплотнению) для
обеспечения оптимальной передачи нагрузки
(введение нагрузки).
3. Принцип метода имплантации с сохранением
кости подобным образом направлен на вертлужную
часть. Метод фиксации чашки с плазменным
напылением во впадине с расширяемой фиксацией
на уровне отверстия впадины в кортикальной кости
в совокупности с тугой посадкой также позволяют
следовать принципу сохранения кости и ее
структуры. Данная техника предусматривает
избежание преждевременной протрузии впадины.
Таким образом, система BiCONTACT представляет
собой семейство имплантатов с основной типовой
конструкцией (Рис. 5).
S5
Рис. 6 Случай 1: остеотомия,
выполненная в 1978 г., спустя 20
лет после полного
эндопротезирования
тазобедренного сустава. Случай 2:
посттравматическая
реконструкция сустава в 1983 г. и
ситуация спустя 13 лет
/Надписи на рисунке/: time - время
Заключение
Обобщением вышесказанного является
поговорка Джудит: «Опыт – это обучение на
неудачах». Это выражение можно применить и для
эндопротезирования тазобедренного сустава, при
котором ценный опыт был извлечен именно из всех
видов неуспешных попыток за прошедшие 40 лет.
Как уже указывалось ранее, для достижения
качественной методики проведения процедуры,
необходимы результаты как минимум за 10-15 лет
для однородной группы пациентов. И опять-таки,
для
каждого
пациента
нам
необходимо
индивидуальное решение! Оно подразумевает
постоянный и точный последующий мониторинг
максимально возможной выборки пациентов в
контексте
проспективного
исследования
одинакового
метода
имплантации
(цементного/бесцементного).
И, наконец, мы должны осознать и признать, что
«продолжительная
устойчивость
эндопротеза
остается все еще нерешенной проблемой». Для
предоперационной оценки и принятия решения, нам
следует «остановиться и подумать», а затем строго
следовать алгоритму замены тазобедренного
сустава, включающего контрольный перечень
следующих аспектов:
– Структура имплантата
– Материал имплантата
– Предоперационное планирование
–
Техника имплантации (бесцементная или с
использованием цемента)
– Послеоперационное лечение
– Послеоперационное наблюдение и оформление
документации (проспективное исследование –
однородная группа и количество пациентов)
– Отдаленные результаты.
Учитывая наличие нерешенных и открытых
вопросов в плане замены сустава, следует
принимать во внимание все возможности его
сохранения, которые должны учитываться при
принятии решений, особенно касательно нашей
группы пациентов с длительной вероятной
продолжительностью жизни в аспекте временной и
не отнимающей долгое время процедуры
(остеотомия, посттравматическая реконструкция
сустава и т.д.). Показание для замены сустава
должно быть ограничено теми ситуациями, когда
лечение, направленное на сохранение сустава,
является безрезультатным. Целью заключается в
экономии
времени
для
пациента
(Рис. 6).
Список литературы
1. Aebi M, Richer L, Ganz R (1989) Langzeitergebnisse der
primären hüfttotalendoprothese mit azetabulumabstützring.
Orthopädie 18 504–510
2. Blömer W, DFink U (1997) Biomechanische Aspekte
zementfreier Revisionsendoprothesen des Hüftgelenks – eine
biomechanische Analyse der Verankerungssituation im Falle
von Primär- und Revisionsschäften. In: Schneider E, (ed) Special issue of „Der Unfallchirurg“ 261:20–41
3. Bretschneider C, Volkmann R, Ilchmann T, Weise K (1997)
Klinische und röntgenologische Ergebnisse nach zementfreier
Hüfttotalendoprothesen-Implantation über 10 Jahre. Hefte zu
„Der Unfallchirurg“, Springer, Berlin Heidelberg New York
347–347
4. Brooker AF, Bowerman JW, Robinson RA et al (1973)Ectopic
ossifications following total hip replacement, incidence and a
method of classification. J Bone Joint Surg Am 55:1629
5. Delaunay CP, Kapandji AI (1996) Primary total hip arthroplasty with the Karl Zweymüller first-generation cementless prosthesis. J. Arthroplasty 11:643
6. Eingartner C, Volkmann R, Ilchmann T, et al (1998) A modular system for cemented and uncemented implantation of femoral stem prostheses. In: Szabo Z, Lewis JE, Fantini GA et al
(eds) Surgical technology international. Universal Medical
Press, San Francisco
S6
7. Eingartner C, Volkmann R, Ilchmann T, Weise K, Weller S
(1998) A modular system for cemented and uncemented
implantation of femoral stem prostheses. In: Szabo, Z,
Lewis JE, Fantini GA et al (eds) Surgical technology international VII. Aufl, Universal Medical Press, San Francisco,
353–360
8. Eingartner C, Volkmann R, Winter E, Maurer F, Sauer G,
Weller S, Weise K (2000) Results of an uncemented straight
femoral shaft prosthesis after 9 years of follow-up. J Arthroplasty 15(4):440–447
9. Engh CA, Bobyn JD, Glassmann AH (1987) Porous-coated
hip replacement: the factors governing bone ingrowth, stress
shielding and clinical results. J Bone Joint Surg [Br] 69:45
10. Engh CA, Massin P, Suthers KE (1990) Roentgenographic assessment of the biologic fixation of porous-surfaced femoral
components. Clin Orthop 257:107
11. Gusso MI, Piso L, Caddeo B, et al (1996) Three-year results
with the cementless Bicontact total hip arthroplasty femoral
component. Hip Int 6:63
12. Holz U, Wirtz D, Thielemann FW (1994) Revisions-Arthroplastik der Hüftgelenkspfanne. OP Journal 10:261–266
13. Ilchmann T, Volkmann R, Bretschneider R, Weise K (1997)
Klinische und radiologische Langzeitbeobachtung einer neuentwickelten modularen Geradschaftsprothese aus Titan und
zementierter Implantation. Hefte zu „Der Unfallchirurg“,
Springer, Berlin Heidelberg New York 370–371
14. Malchau H, Wang YX, Kärrholm J, Herberts P (1997) Scandinavian multicenter porous anatomic total hip arthroplasty
study. Clinical and radiographic results with 7–10 year followup evaluation. J. Arthroplasty 12:133–148
15. McLaughlin JR, Lee KR (1997) Total hip arthroplasty with an
uncemented femoral component. J Bone Joint Surg [Br] 79:900
16. Morscher E (1989) Endoprosthetic Surgery in 1988. Annales
Chirurgiae et Gynaecologiae 78:242–253
17. Müller ME (1992) Lessons of 30 years ot total hip arthroplasty. Clin Orth 274:12–21
18. Müller ME, Sledge C, Poss R, Schatzker J, Engel C, Paterson
D (1990) Report of the SICOT Presidential Commission on
documentation and evaluation. Int Orthop 14:221
19. Robinson RA, Deysine GR, Green TM (1996) Uncemented total hip arthroplasty using the CLS stem: A titanium alloy implant with a corundum blast finish. J Arthroplasty 11:286
20. Schneider, R (1982) Die Totalprothese der Hüfte; ein biomechanisches Konzept und seine Konsequenzen. Aktuelle Probleme in Chirurgie und Orthopädie, vol 24, Huber, Bern Stuttgart Vienna
21. Volkmann R (1993) Das BiCONTACT-Endoprothesensystem
– mittelfristige Ergebnisse nach 5jähriger Anwendung. Aktuelle Traumatologie, Sonderheft 1:23 Jahrgang
22. Volkmann R, Eingartner C, Winter E et al (1998) Mid term results in 500 titanium alloy straight femoral shaft prostheses –
cemented and cementless technique. Eur J Orthop Surg Traumatol 8:133
23. Weller S, Volkmann R (1994) The BiContact-Hip-System.
Thieme, Stuttgart
24. Weller S, Rupf G, Ungethüm M, Stallforth H (1988) Das
BiCONTACT Hüftendoprothesensystem. Med Orth Tech 108:
22–227
25. Weller S, Braun A, Gekeler J, Volkmann R, Weise K (1998)
The Bicontact hip implant system. Thieme, Stuttgart
International Orthopaedics (SICOT) (2003) 27 (Suppl.1):S7–S10
DOI 10.1007/s00264-003-0434-0
ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ
Арним Браун (Arnim Braun) · Ян Папп (Jan Papp) · Андреас Рейтер (Andreas Reiter)
Процесс ремоделирования перипротезной кости – признаки
реакции жизнеспособной кости
© Springer-Verlag 2003
Реферат Ремоделирование кости при бесцементной
замене тела тазобедренного сустава заключается в
ремоделировании поверхностей и перипротезной кости.
Обсуждаются
результаты
рентгенологического,
гистологического анализов, а также исследования
минеральной плотности костной ткани. Описаны
атрофические, гипертрофические и нормотрофические
реакции кости. Измерения плотности костной ткани
показали ее снижение на 20% в течение первых 6 месяцев
в проксимальном отделе бедренной кости. Измерения,
проводившиеся в течение последующих 4 лет, не
показатели дальнейшей потери минеральной плотности
костной ткани.
Введение
Пятнадцатилетний опыт работы с имплантатами
тазобедренного
сустава
BiCONTACT
требует
проведения анализа перипротезной реакции кости. Факт
реакции
кости
на
изменение
в
собственной
функциональной нагрузке имеет место и при замене
эндопротеза. В соответствии с Законом Вольфа (Wolff) [7],
снижение нагрузки на кость приводит к уменьшению
костной массы, а увеличение нагрузки на кость ведет к
повышению костной массы. Такая адаптация кости к
физическим потребностям в весовой нагрузке известна
под названием «ремоделирование перипротезной кости».
Вторичная устойчивость и долговременность службы
имплантата BiCONTACT определяется качеством самого
протеза-имплантата и перипротезной кости.
Имплантат BiCONTACT разработан для осуществления
проксимальной фиксации и передачи нагрузки кости. За
счет
конструкции
имплантата
и
наличия
на
проксимальном участке покрытия Plasmapore, вторичная
устойчивость
имплантата
достигается
путем
проксимальной фиксации и врастанию внутрь губчатого
вещества кости.
Ремоделирование взаимодействующих поверхностей кости
Ремоделирование поверхности взаимодействия представляет
собой взаимодействие между имплантатом и костной массой.
Площадь контакта между имплантатом и костью должна быть
максимально возможной , а проксимальная посадка как можно
более тугой. Этого можно достичь при использовании
соответствующих конструкций имплантата (плоской и
клиновидной), материала имплантата (титан) и микропористой
структурой поверхности с покрытием Plasmapore. Покрытие
является важным фактором, влияющим на первичную
устойчивую фиксацию имплантата. Пористость и диаметр пор
влияет на разрастание и врастание – основные характеристики
вторичной устойчивости.
С другой стороны, хорошо сохранившаяся кость, будучи
живым материалом, служит для имплантата биологически
стабилизирующим
субстратом.
Качество
кости,
ее
способность выдерживать нагрузки, анатомические условия
проксимального участка бедренной кости (узкий или
широкий), а также изменения в качественных показателях
кости, вызванные возрастным развитием остеопороза, — все
это влияет на взаимодействие поверхностей между собой.
Линии реакции взаимодействия поверхностей между собой
исследовались в ходе многоцентрового исследования
BiCONTACT
,
проводившегося
на
основе
246
рентгенологических исследований в среднем за 8-летний
период [2] (Рис. 2). В зонах Груэна (Gruen) 1 и 7 практически
не наблюдается линий реакции (0,8%). Однако в дистальной
части имплантата, а именно в зонах Груэна 3, 4 и 5, при
рентгенологическом исследовании определяется до 33% линий
реакции. Такие результаты рентгенологических исследований
объясняют проксимальное форсированное введение на
поверхность взаимодействия имплантата с костью наряду с
устойчивым ростом проксимального участка кости.
Материалы, методы и результаты
Ремоделирование кости происходит в кортикальногубчатом слое и перипротезной кости. Следовательно,
необходимо учитывать взаимодействие поверхностей
ремоделирования и перипротезное ремоделирование
(Рис. 1).
A. Braun (✉ ) · J. Papp · A. Reiter
Vulpius Klinik GmbH, Бад Раппенуа, Германия
e-mail: prof.braun@vulpiusklinik.de
Тел.: +49-7264-60140, Факс: +49-7264-60267
Рис. 1 Взаимодействие поверхностей и ремоделирование
перипротезной кости вокруг бесцементного имплантата
тазобедренного сустава
/Надписи на рисунке/: interface remodelling – ремоделирование
взаимодействующих поверхностей; peroprosthetic remodelling –
ремоделирование перипротезной кости
S8
Рис. 2 Ремоделирование взаимодействующих поверхностей с
проксимальными
рентгенпроницаемыми
линиями
и
дистальными линиями реакции вокруг бесцементных
имплантатов BiCONTACT при среднем периоде наблюдений
около 8 лет (согласно Asmuth et al.).
/Надписи на рисунке/: reactive lines – линии реакции
Рис. 4 Внутреннее ремоделирование кости с уплотнением
кости/точечными швами на дистальном участке в области имплантата,
с покрытием Plasmapore
/Надписи на рисунке/: "spot welds" – «точечные швы»
Ремоделирование перипротезной кости
Рис. 3 Исследование взаимодействующих поверхностей
спустя 3 месяца после периода восстановления бесцементного
имплантата BiCONTACT
Микроподвижность в дистальном участке имплантата,
возникающая в результате отношения устойчивого имплантата
и взаимодействия витального кортикального слоя кости
приводит к возникновению линий реакции, которые, тем не
менее, не являются признаками расшатывания имплантата.
Такие линии реакции в сочетании с данными условиями
взаимодействия поверхностей на проксимальном участке
являются характерными для процессов ремоделирования
кости, связанными с имплантатами BiCONTACT. При
проведении анализа извлечения имплантата, была возможность
демонстрации впечатляющего врастания костной ткани вокруг
протеза в течение 3 месяцев после имплантации.
Гистологический анализ взаимодействующих поверхностей
подтверждает, что, в соответствии с конструкцией имплантата
BiCONTACT, непосредственный контакт между имплантатом,
покрытым Plasmapore, и губчатым веществом кости возникает
посередине проксимального участка и, в качестве поддержки, в
области латеральных крыльев и крыльев, препятствующих
вращению. В срединном проксимальном участке контакт
между имплантатом и костью составляет около одной пятой
всей срединной поверхности протеза. В данном участке
контакта кость растет внутрь и нарастает на покрытие
Plasmapore. Толщина трабекулы составляет приблизительно
0,3 мм. На латеральном крыле площадь контакта с костью
меньше, и трабекулы ориентированы перпендикулярно к
поверхности протеза. В заднебоковых крыльях наблюдается
изолированный контакт с костью (Рис. 3). В дистальной части
покрытия Plasmapore была отмечена очень прочная медиальная
костная структура, характеризующаяся постепенным переходом
из губчатой кости в кортикальную. В дистальной части
имплантата, лишенной покрытия, контакт имплантат-кость
отсутствует. Следовательно, нагрузка кости передается
преимущественно посредством взаимодействия поверхностей
на уровне медиального или верхнемедиального участков
протеза.
Ремоделирование перипротезной кости представляет собой
взаимодействие между нагрузкой, приходящейся на границу
раздела и перипротезной костной массой. Это видеть при
последующих рентгенологических исследованиях или с
помощью измерений плотности кости с помощью
двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии (DEXA).
На процесс ремоделирования кости главным образом влияет
конструкция имплантата и анатомических условий. Нагрузка на
проксимальный участок кости прилагаться в области метафиза,
диафиза, или метафиза и диафиза. При таких условиях нагрузки
реакция кости может быть выражена в виде нормотрофии,
атрофии и гипертрофии. В результате форсированного введения
наблюдается ремоделирование перипротезной кости на
поверхности
взаимодействия
имплантата
и
самой
перипротезной кости в виде внутреннего (1) и наружного (2)
ремоделирования кости. .
Рентгенографическими
признаками
внутреннего
ремоделирования кости и остеоинтеграции бесцементного
имплантата служит наличие внутри кости уплотнения – так
называемых «точечных швов». Такая существенная особенность
интеграции кости в бесцементные имплантаты была описана и
опубликована Engh et al. [3] (Рис. 4).
Данный участок уплотнения кости был обнаружен у
имплантатов BiCONTACT в дистальной метафизарной части
покрытия у перешейка бедренной кости, где эндостальная
поверхность кортикального слоя и имплантата находятся в
тесном контакте. Однако такой рентгенологический признак не
может быть четко определен во всех случаях успешной костной
интеграции. Для серии 50 имплантатов BiCONTACT
рентгенологически различимая эндостальная зона уплотнения
кости (в дистальной части поверхности с покрытием
Plasmapore) наблюдалась спустя 1 год после имплантации
только в 30,6% случаев [5, 6]. В случае возникновения
уплотнения кости, если передача нагрузки происходит в
дистальной
части
метафизарной
области,
при
рентгенологическом
обследовании
может
наблюдаться
внутреннее ремоделирование остеофита, его округление и
незначительная атрофия. Это происходит в виде обычной
реакции кости на распределение нагрузки и не является
признаком расшатывания имплантата.
Наружное ремоделирование кости часто наблюдается на
участке узкого проксимального диафиза бедренной кости в
результате дисплазии тазобедренного сустава и связанного с
этим состояния кости. Высокая нагрузка на дистальный отдел
наряду с узким каналом бедренной кости приводит к усилению
реакции периферической кортикальной костной массы. Таким
образом местная кортикальная гипертрофия, или гиперостоз,
является
результатом
постоянной
весовой
нагрузки,
обусловденной
плотным
контактом
имплантат-кость,
возникающим, возникающим главным образом в дистальной
части непокрытого участка имплантата BiCONTACT (Рис. 5).
В отличие от гипертрофии и атрофии кости,
нормотрофическую кость и изменения ее минеральной
плотности трудно определить с помощью обычного
рентгенологического исследования. Количественный метод
измерения плотности перипротезной кости позволяет проводить
более подробный анализ взаимодействия имплантата с
окружающей костной тканью. Измерения плотности кости
методом DEXA позволяют осуществлять плантарный анализ
содержания
костных
минералов
(BMC)
(в граммах) в интересующей области (в см2) (Рис. 6).
S9
Рис.
5
Наружное
ремоделирование
кости.
Клинический случай с узкой
бедренной костью
Рис. 6 Измерение плотности
по методу DEXA
(двухэнергетическая
рентгеновская
абсорбциометрия)
проксимального участка
бедренной кости вокруг
имплантата тазобедренного
сустава BiCONTACT
Измерения плотности кости по методу DEXA
В 1995 г. последовательная группа, состоящая из 36
пациентов,
имеющих
односторонний
первичный
бесцементный имплантат BiCONTACT с метафизарной
фиксацией, исследовалась с помощью серии процедур
измерения плотности кости по методу DEXA. Через две
недели после хирургического вмешательства пациентам была
сделана рентгенография тазобедренного сустава на двух
уровнях совместно с измерением плотности кости. Более того,
измерение плотности кости было проведено на следующий
день, а также спустя 6 месяцев, 1 год и 4 года. Такие
измерения плотности кости проводились при помощи
костного денситометра DEXA XR. Расположение исследуемой
конечности контролировалось при помощи специально
изготовленной
скобы,
исключающей
ротацию
и
гарантирующей
ротационно-устойчивое
и
поворотное
положение ноги. Измерения проводились в зонах Груэна 1
(проксимальная латеральная треть имплантата) и 7
(проксимальная медиальная треть имплантата). Совокупный
участок «0» состоял из обеих зон.
В общем участке «0» было определено среднее сокращение
плотности кости на 19,97% в первые 6 месяцев, после чего это
значение незначительно увеличилось в течение следующих 6
месяцев.
Идентичные качественные результаты были
получены для зон 1 и 7. В зоне 1 снижение плотности кости за
первые 6 месяцев составило 19,33% по сравнению с 20,72% в
зоне 7.
В течение последующих 6 месяцев, плотность кости
увеличилась на 3,46% в зоне 1 и на 2,33% в зоне 7. В
течение периода до 4-х лет, плотность кости увеличилась на
5,3% в зоне 1 и на 2,97% в зоне 7. Снижение плотности
перипротезной кости в проксимальной трети имплантата
BiCONTACT за первые 6 месяцев в ходе плантарного анализа
было существенным (p<0,01). Однако дальнейшие измерения
на 1ый и 4ый года показали, что данное изменение является
стабильным (p>0,05), и дальнейшей потери костной массы не
происходит (нормотрофическая минеральная плотность
костной ткани) (Рис. 7).
Факт влияния неподвижности имплантатов на масштаб
ремоделирования кости был продемонстрирован Engh et al. [4]
и Ang et al. [1]. Защита тела протеза от нагрузки при большом
диаметре имплантата оказалась значительно большей и
относилась к повышению устойчивости таких протезов.
Среднее перипротезное снижение минеральной плотности
костной ткани в проксимальном участке бедренной кости при
использовании имплантата BiCONTACT размером более 15
составило по прошествии 4 лет 31,81%. По сравнению с
размером имплантатов меньше 15, такое снижение составило
только 11,74% по прошествии 4 лет. Это подтверждает
описанные выше наблюдения, в соответствии с которыми
размер имплантата и его устойчивость также оказывает
влияние на ремоделирование кости.
S10
Список литературы
Рис. 7 Изменение минеральной плотности метафизарного
участка кости через 6 месяцев, 1 год и 4 года после операции
/Надписи на рисунке/: [g/cm2] - [г/см2]; 2 weeks – 2 недели; 6
months – 6 месяцев; 1 year – 1 год; 4 years – 4 года, Region Участок
Заключение
Судьба имплантата тазобедренного сустава
непосредственно зависит от взаимодействия
имплантат-кость. Основываясь на 15-летнем опыте
работы с протезами тазобедренного сустава
BiCONTACT, система обеспечивает все критерии
для «самой современной» тотальной замены
тазобедренного
сустава.
Результаты
гистологических
и
рентгенологических
исследований показывают, что наибольшая
костная интеграция протезов наблюдается в
дистальной половине части имплантата, покрытой
Plasmapore. Снижение плотности перипротезной
кости в проксимальной трети протеза было
существенным в первые 6 месяцев. Однако
последующие измерения в течение периода менее
4 лет показали отсутствие дальнейшей потери
костной массы.
1. Ang KC, Das De S, Goh JC, Low SL, Bose K (1997) Periprosthetic bone remodelling after cementless total hip replacement.
A prospective comparison of two different implant designs.
J Bone Joint Surg [Br] 79(4):675–679
2. Asmuth T, Bachmann J, Eingartner C, Feldmann C, aus der
Fünten K, Holz F, Hübenthal L, Papp J, Quack G, Sauer G
(1998) Results with the cementless Bicontact stem, multicenter
study of 553 cases. In: Weller S, Braun A, Gekeler J, Volkmann
R, Weise K (eds) The Bicontact hip implant system. Thieme,
Germany, pp 74–85
3. Engh CA, Massin P, Suthers KE (1990) Roentgenographic assessment of the biologic fixation of porous-surfaced femoral
components. Clin Orthop 257:107–128
4. Engh CA, McGovern TF, Bobyn JD, Harris WH (1992) A
quantitative evaluation of periprosthetic bone-remodeling after
cementless total hip arthroplasty. J Bone Joint Surg [Am]
74(7):1009–1020
5. Gellrich JC (1998) Osteodensitometrische und radiologische
Beurteilung zum Einheilungsverhalten zementfreier Hüftendoprothesen (Bicontact) Dissertationsarbeit Heidelberg
6. Gellrich JC, Braun A, Gross U (1998) Periprosthetic bone reaction: a histological and bone densitometry evaluation of the cementless Bicontact stem. In: Weller S, Braun A, Gekeler J,
Volkmann R, Weise K (eds) The Bicontact hip implant system.
Thieme, Germany, pp 195–205
7. Wolff J (1998) The law of bone remodelling. Translation of the
original German edition by Maquet P and Furlong R (eds)
Springer Editorial Germany 1986. Thieme, Germany, pp 74–85
International Orthopaedics (SICOT) (2003) 27 (Suppl.1):S11–S15
DOI 10.1007/s00264-003-0435-z
ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ
К. Айнгартенр (C. Eingartner) · Т. Хайгеле (T. Heigele) · Дж. Дитер (J. Dieter) · Е. Уинтер (E. Winter)
К. Вайс (K. Weise)
Долговременные результаты при использовании систем
BiCONTACT – аспекты для исследования и обучения
Публикация в Интернете: 27 февраля 2003 г.
© Springer-Verlag 2003
Реферат Имплантат для бедренной кости BiCONTACT для
бесцементной фиксации используется без какой-либо
технической модификации вот уже 15 лет. В настоящем
исследовании мы произведем оценку отдаленных результатов.
В ходе проспективного исследования производился мониторинг
последовательной группы пациентов. Был выполнен анализ
выживаемости, клинические результаты были оценены по
шкале Гарриса (Harris). В исследовании принимало участие 236
пациента с общим числом операций по тотальной замене
тазобедренного сустава 250; средний возраст на момент
имплантации составлял 58,2 года. Показания для тотальной
замены тазобедренного сустава включали остеоартрит (62,4%),
дисплазию (16,8%), травму (8,4%) и некроз головки бедренной
кости (16,8%). Среднее время последовательного наблюдения
составило 8,9 лет (диапазон 7,4–10,7 лет). В ходе исследования
умерло 27 пациентов,
местонахождение двух пациентов
неизвестно. Семи пациентам замена была произведена повторно
по причине инфекции (2 случая), повторного вывиха (1 случай),
неправильно подобранных по размеру компонентов, что
привело к быстрому расшатыванию (2 случая), и асептическому
расшатыванию неправильно установленного имплантата в
варусном положении (1 случай); в ходе осмотра вертлужной
впадины, один рентгенологически определяемый имплантат
был заменен. По прошествии 11 лет, общий показатель
выживаемости составил 97,1% (границы доверительного
интервала: 98,7% верхняя и 93,6% нижняя). При
рентгенографическом исследовании в дистальных зонах
диафиза бедренной кости были обнаружены крошечные зоны
реакции (<2 мм), однако в проксимальной зоне фиксации какихлибо просветлений на рентгенограмме обнаружено не было.
Анализ миграции с помощью метода измерения миграции
чашки тотального эндопротеза тазобедренного сустава с
помощью стандартных рентгенограмм/анализа компонентов
бедренной кости (EBRA/FCA) показал очень незначительный
показатель миграции, равный 31,0%, при этом по прошествии
120 месяцев общий показатель миграции находился между 0,5 и
1 мм; спустя 120 месяцев, 8,5% пациентов имели абсолютную
величину полной усадки, превышающую 2 мм (в одном случае
даже более 3 мм). Средняя усадка составляла 0,2 мм спустя 3 и
6 месяцев, 0,3 мм после 12 месяцев, и достигла 0,5 мм после 10
лет. Первоначальное небольшое значение усадки может
определяться
в
45,1% случаев,
а
15,5%
случаев
характеризовались поздним началом усадки. Непрерывное
опускание наблюдалось в 12,7% случаях, в то время как в 26,8%
случаев фиксировалось неравномерная миграция.
C. Eingartner (✉) ・T. Heigele ・J. Dieter ・E. Winter ・K. Weise
BG Trauma Center, University of Tubingen,
Schnarrenbergstr. 95, 72076 Тюбинген, Германия
e-mail: christoph.eingartner@uni-tuebingen.de
Тел.: +49-7071-6060, Факс: +49-7071-6061186
Клинические результаты были немного ухудшены
показателем
расшатывания
чашки
сустава,
превышающим среднее значение (нарезная чашка без
покрытия). Среднее значение для тазобедренного
сустава по шкале Гарриса составило 84,3 очка.
Примечательно, что остеолиз бедренной кости не
определялся, даже в случаях с серьезным вертлужным
остеолизом, что свидетельствовало об уплотнении
имплантата
путем
плотной
остеоинтеграции
проксимальной части имплантата с покрытием.
Введение
После
непрерывного
использования
системы
BiCONTACT в течение более 15 лет (в ходе которых
проведения какой-либо серьезной модификации
имплантата не требовалось), результаты самой первой
серии операций сейчпс можно отнести к «отдаленным
результатам», а также можно произвести их сравнение
с опубликованными в литературе данными других
долгосрочных исследований. .
Опыт Тубингена (Tubingen)
Долговременность службы имплантата
В серию проспективных исследований было включено
236 самых первых пациентов с общим числом
операций по
тотальной замене тазобедренного
сустава 250; обследование проводилось ежегодно по
графику. Клиническая оценка включала походку,
диапазон движений, разницу длины ног, состояние
мягких тканей, а также расчет балла по шкале
Гарриса. Мы провели анализ длительности службы
имплантатов, на основании чего была составлена
кривая выживаемости, где за конечный результат
была принята замена имплантата.
В ходе периода наблюдения, 27 (11%) пациентов
умерло, местонахождение двоих неизвестно. У всех
умерших пациентов, на момент смерти протез
находился на месте. Данные исследования получены
для 221 тазобедренных суставов. Доля пациентов,
оставшихся под наблюдением, составила 88,4% от
общего числа наблюдаемых, а 99,1% пациентов на
момент оценки результатов исследования оставались
живы. Среднее значение периода наблюдения
составило 8,9 лет (диапазон 7,4 – 10,7 лет) (Рис. 1).
S12
Рис. 1 Из всех 250 пациентов, включенных в исследование, местонахождение
двоих было неизвестно; 22 пациента умерло в течение периода наблюдения.
Показатели всех остальных пациентов могли быть проанализированы.
Рис. 2 Кривая выживаемости показывает очень
В 72 случаях был проведен дополнительный анализ EBRA/FCA.
низкое число замен (при любых случаях, включая
/Надписи на рисунке/: clin.f/u – клиническое исследование;
инфекцию) и малые границы доверительного интервала, что
deceased – умерло; not reached – местонахождение неизвестно;
отражает мощность исследования
revised – проведена замена; clin.&radiol.f/u – клиническое и
/Надписи на рисунке/: years – годы
рентгенологическое исследование; clin.&radiol. f/u & EBRA –
клиническое и рентгенологическое исследование, метод
измерения миграции чашки тотального эндопротеза
тазобедренного сустава с помощью стандартных рентгенограмм
Таблица 1 Анализ таблицы смертности. Таблица смертности (n=250). Высокие значения для пациентов, с которыми утерян контакт для наблюдения в
года 8–11, отображают количество пациентов, проживших с имплантатом тазобедренного сустава не более 8-11 лет
Год после
операции
Кол-во пациентов
в начале
исследования
Замена*
Умерло
1
250
2
5
2
243
0
0
3
243
0
4
238
5
Кол-во пациентов, с
которыми утерян
контакт для
наблюдения
0
Кол-во пациентов,
находящихся в
зоне риска
Ежегодная
Ежегодная доля
частота неудач
успешных
(%)
попыток (%)
99,2
Показатель
выживаемости (%)
246,5
0,8
0
243,0
0,0
100,0
99,2
99,2
3
0
241,5
0,0
100,0
99,2
1
1
0
239,0
0,4
99,6
98,8
235
0
3
0
236,5
0,0
100,0
98,8
6
232
0
4
3
231,5
0,0
100,0
98,8
7
224
3
4
1
224,0
1,3
98,7
97,5
8
215
1
5
9 **
212,5
0,5
99,5
97,1
9
201
0
1
112 **
147,5
0,0
100,0
97,1
10
94
0
0
66 **
61
0,0
100,0
97,1
11
28
0
0
27 **
14
0,0
100,0
97,1
* Асептические (n= 5) и септические (n=2) замены
** Пациенты с периодом наблюдения менее 8-11 лет
Клинические данные
У 214 (96,8%) пациентов замена протеза тазобедренного сустава
не проводилась. У 7 пациентов была проведена замена. Двум
пациентам (0,9%) была выполнена септическая замена в
результате развития глубокой инфекции (у одного пациента —
в первый год после операции, у другого — спустя 7 лет после
первоначального хирургического вмешательства). У одного
пациента замена имплантата была проведена 1 месяц спустя
после имплантации по причине повторного вывиха; на момент
замены диафиз бедренной кости был тщательно зафиксирован. У
двух пациентов размер первоначального имплантата был меньше
требуемого, что привело к быстрой усадке; имплантат был
заменен спустя 1 год и 2 года соответственно после
хирургического вмешательства. Одному пациенту замена была
произведена спустя 6 лет после имплантации по причине
асептического расшатывания имплантата, который был
изначально был неправильно установлен в состоянии варусного
отклонения. Одному пациенту была проведена замена
расшатанного вертлужного компонента в другой больнице, с
одновременным осмотром диафиза, однако никаких признаков
расшатывания
при
рентгенологическом
исследовании
обнаружено не было.
Средний показатель по шкале Гарриса на момент исследования
составил 84,3 баллов. 27% пациентов сообщили об отсутствии
какой-либо боли, у 58% пациентов отмечалась незначительная
боль, у 9% пациентов — слабая боль, у 1% пациентов —
умеренная боль, и 4% пациентов имели сильную боль. Всем
девяти пациентам, имевших 10 баллов по шкале боли Гарриса
(из
возможных
44
баллов),
было
провелдено
рентгенологическое исследование; у двоих пациентов было
выявлено расшатывание вертлужного компонента, и еще двоим
недавно была выполнена замена вертлужного компонента. У
шести пациентов отмечалась сильная боль в спине. Ни у одного
из пациентов не было нестерпимая боль (показатель по шкале
боли Гарриса – 0 баллов).
У 38% пациентов не было обнаружено какой-либо разницы в
длине ног, и у 20% пациентов такая разница составила менее 1
см. У 38% пациентов разница в длине ног составила 1–2 см, у
3% пациентов — 2–3 см, и у 1% пациентов — 3 см или более.
Субъективно,
72%
пациентов
были
полностью
удовлетворены послеоперационными результатами на момент
оценки результатов исследования, 25% пациентов были
удовлетворены, но имели некоторые сомнения, и 3% пациентов
были совсем не удовлетворены результатами.
Оценка выживаемости
Анализ таблицы смертности (Таблица 1) показывает низкое
значение годового уровня неудач и расчет общего показателя
выживаемости, равного 97,1% по прошествии 11 лет.
Показатель для «пациентов, с которыми утерян контакт для
наблюдения» высокий для годов 8-11 после операции. Тем не
менее, данные цифры отображают количество пациентов,
проживших с имплантатом тазобедренного сустава не более 811 лет. Кривая выживаемости для имплантатов (Рисунок 2)
показывает, что выживаемость (срок службы) компонентов
для бедренной кости по прошествии 11 лет составляет 97,1%,
S13
Рис. 3 Непрерывное наблюдение
при случае с тотальной заменой
тазобедренного сустава,
проведенной в 1987 г.
Ежегодные рентгенограммы,
показывают неизменность
расположения диафиза,
хорошее качество костной массы
без защиты от нагрузки, и
отсутствие каких-либо
рентгенологических признаков
расшатывания
при границах доверительного интервала
98,7% (верхняя) и 93,6% (нижняя).
Рентгенологический анализ
Анализ рентгенограмм можно было
провести только для 138 тазобедренных суставов.
Ни в одном из имплантатов рентгенологических
признаков расшатывания обнаружено не было
(Рисунок 3). Расположение диафиза бедренной кости
на момент исследования было нейтральным в 92,7%,
случаев; в 5,8% случаев неправильным было
варусное положение, и в 1,5% случаев наблюдалось
вальгусное положение.
Рентгенопрозрачные линии были обнаружены в
дистальных зонах Груэна, однако в межвертельном
участке фиксации их обнаружено не было. Ни у
одного из пациентов не было выявлено
рентгенопрозрачной линии линии, превышающей 2
мм.
Каждая
рентгенопрозрачная
линия
обнаруживалась в сочетании с крошечной (менее 2
мм) линией склеротической кости. Во всех случаях
остеолиз отсутствовал. У большей части пациентов
(79,4%) была обнаружена незначительная ротация
отростков. В дистальных зонах (III–V, X–XII) в
12,7% случаев была зафиксирована гипертрофия
кости. В 15,1% присутствовали рентгенологические
признаки незначительной защиты от нагрузки
(второй и третьей степени согласно Engh [5]) наряду
с гипертрофией кости в проксимальной части
бедренной кости. Значительной защиты от нагрузки
(четвертой степени) с атрофией проксимального
участка бедренной кости ни в одном из случаев
определить не удалось. В данных случаях
рентгенопрозрачные линии или прочие признаки
расшатывания отсутствовали, такие пациенты
хорошо себя чувствовали, не испытывая боли.
Расшатывание чашки и остеолиз бедренной кости
Для первой серии имплантатов BiCONTACT в 165 из 250
случаев использовалось вертлужная впадина без покрытия
,,с резьбовой нарезкой. Все эти чашки подверглись
дальнейшему исследованию. На рентгенограммах,
расшатывание было определено в виде миграции,
превышающей 5 мм, или изменения угла наклона более
чем на 15°; все замененные чашки также были отнесены
к числу расшатавшихся.
Принимая
замену
или
рентгенографически
определенное расшатывание за конечную точку,
рассчитанное значение выживаемости по прошествии 14
лет составило 31,2% (95%, доверительный интервал: 21,3–
43,1%). В большинстве случаев была обнаружена тяжелая
степень разрастающегося остеолиза вертлужной впадины.
Примечательно, что в одном случае поверхность
взаимодействия имплантата не была повреждена. В
данных случаях остеолиза бедренной кости обнаружено
не было (Рис. 4).
Оценка усадки с помощью метода EBRA (измерения
миграции чашки тотального эндопротеза
тазобедренного сустава с помощью стандартных
рентгенограмм)
Ранняя миграция и непрерывная усадка, которые в
противном случае не могли быть обнаружены,
подразумевали повышенный риск позднего асептического
расшатывания различных компонентов бедренной кости
[7]. Простые измерения при помощи рентгеновских
снимков имеют большую погрешность измерения,
варьирующую от 3,9 до 12,3 мм, в зависимости от выбора
ориентиров [8]. В Университете г. Инсбрука, Австрия
был разработан новейший метод анализа миграции
вертлужных компонентов - EBRA (однократный анализ
рентгенограммы) [6]. Для проверки на сопоставимость
путем применения алгоритма, основывающегося на
системе
касательных
к
выступающим
рентгенологическим структурам, использовалась серия
рентгенограмм таза.
S14
Рис. 5 Средняя усадка, оцененная по методу измерения
миграции чашки тотального эндопротеза тазобедренного
сустава с помощью стандартных рентгенограмм/анализа
компонентов бедренной кости (EBRA/FCA) (n=72). Следует
отметить низкий показатель общей усадки (0,5 мм) по
прошествии 10 лет
Рис. 4 Расшатывание резьбовой чашки с тяжелой степенью
вертлужного остеолиза (пунктирные линии). На поверхности
имплантата остеолиз отсутствует, что свидетельствует о тугом
сочленении проксимального участка диафиза и полного
примыкания взаимодействующей поверхности
Миграция
имплантата
рассчитывалась
по
подгруппам сравниваемых рентгенограмм, общая
миграция рассчитывалась как среднее значение
миграции в подгруппах. Совсем недавно был
разработан и одобрен анализ компонентов
бедренной кости (EBRA/FCA), основанный на
принципах метода EBRA [1, 2]. Рассчитанная
точность составила около 1,5 мм.
Из всей нашей когорты, составлявшей 250
пациентов, были включены все случаи без замены и
с наличием полной серии рентгенограмм (n=93). Для
22 тазобедренных суставов (23,7%) не удалось
провести достоверных измерений с помощью
метода EBRA/FCA, в большинстве случаев причиной
этому служило гетеротопическая оссификация,
искажающее
определение
воспроизводимого
анатомического ориентира на верхушке большого
вертела. У шестьдесяти имплантатов (84,5%) по
прошествии 10 лет осадка была ниже 1,5 мм . У пяти
имплантатов (7,0%) отмечалась общая миграция 1,5
– 2 мм. У шести имплантатов (8,5%) общая осадка
составила более 2 мм. В 45,1% случаев была
выявлена первоначальная миграция в первый год
после операции без дальнейшей миграции. В 12,7%
было выявлено позднее начало миграции; в 12,7%
случаев усадка была непрерывной. В 26,8% случаев
были отмечены неравномерные смещения вперед,
назад и в краниальном направлении до 2 мм.
Средняя усадка для всех имплантатов по прошествии
3 месяцев составила 0,2 мм, и отсутствовала по
прошествии 6 месяцев. Спустя 12 месяцев средняя
усадка составила 0,3 мм, и в дальнейшем по
прошествии 2 (0,4 мм), 5 (0,5 мм) и 10 (0,5 мм) лет
значительной динамики не наблюдалось (Рис. 5). Ни
в одном случае не было клинических признаков
асептического расшатывания.
У трех из 250 имплантатов с асептическим
расшатыванием измерение миграции по методу
EBRA не проводилось из-за отсутствия полной серии
рентгенограмм. Однако общая миграция может быть определена
методом визуального анализа.
Для имплантатов, которые были заменены по причине
асептического расшатывания, общая миграция в течение 5 лет
составила 5 мм. В данных случаях могла быть обнаружена
первичная неправильная имплантация (неправильное варусное
расположение (>10°) двоих имплантатов и значительно меньший
размер одного имплантата по сравнению с необходимым).
Неправильное расположение, миграция и ухудшение
первоначального расположения диафиза были очевидны даже
без использования сложных процедур оценки.
Об с у ж д е н и е
В настоящий момент, после 15 лет опыта работы с имплантатами
BiCONTACT,
отдаленные
результаты
являются
обнадеживающими. Выгодный низкий показатель асептического
расшатывания
обнаружен
при
проведении
данного
проспективного исследования, включающего 250 пациентов.
Контакт для дальнейшего исследования был утерян только с
двумя пациентами, что привело к достоверному расчету общего
показателя выживаемости. В статистических терминах он
может быть выражен в узком 95%-ном доверительном
интервале и низком «коэффициенте утраченной связи»
(согласно Murray). Учитывая три случая септической замены и
один случай, при котором замена имплантата была проведена по
хирургическим соображениям при замене чашки, общий
показатель замены был все еще ниже 2,9%. Это может быть
сопоставимо с другими успешно поставленными имплантатами,
включая традиционные имплантаты с посадкой на цемент из
Великобритании, для которых заявлен очень низкий показатель
замены и которые все еще рассматриваются несколькими
авторами в виде золотого стандарта [3].
Рентгенологический анализ взаимодействующей поверхности
четко показывает остеоинтеграцию имплантата с его
проксимальной частью, покрытой микропористым чистым
титаном. Мы также показали, что такая структура поверхности
обеспечивает превосходную первичную стабильность [9]. В своей
дистальной части имплантат немного теряет фиксацию, что
приводит к появлению крошечных линий реакции в дистальных
зонах Груэна (обнаружено в 40% случаев). Для большинства
пациентов защита от нагрузок практически отсутствовала,
отмечались только незначительные ее признаки (степень II
согласно Engh) в 15,1% случаев. Наши данные достаточно четко
показывают, что первичная концепция проксимальной передачи
нагрузки работает после периода наблюдений, длящегося более
10 лет. Важный объем костной массы проксимального участка
бедренной кости может быть сохранен; значительной потери
костной массы обнаружено не было.
В наших первых сериях мы использовали чашку без покрытия
с резьбовым соединением. Анализы срока службы такой
специфической
чашки
показали
высокую степень асептического расшатывания, ведущего к замене
в одной трети случаев.
S15
Другая треть случаев характеризовалась четкими
признаками расшатывания чашки. Из-за такой впадины
были, клинические результаты, включая шкалу для
тазобедренных
суставов
Гарриса,
были
дискредитированы..
В
более
поздних
отчетах
использовались другие чашки с резьбовым соединением,
и мы перестали применять такие чашки без покрытия, с
резьбовым соединением [10]. В настоящий момент
бесцементный имплантат BiCONTACT устанавливается с
туго садящейся чашкой, покрытой Plasmapore (Plasmacup).
С научной точки зрения, расшатывание чашки,
сопровождающееся
вертлужным
остеолизом,
предоставляет собой интересный аспект, связанный с
ножкой эндопротеза. Проксимальная остеоинтеграция
имплантата, по всей видимости, обеспечивает прочное
связывание кости с микропористым титаном, поэтому
взаимодействующие поверхности «загерметизированы»
от остеолиза, вызываемого частицами, образующимися в
результате износа полиэтилена. Таким образом,
остеолизис вертлужной впадины ограничен.
В последние годы была проведена оценка миграции
бедренной кости с помощью метода EBRA/FCA. Было
показано, что незначительная усадка, которую нельзя было
определить при использовании другого метода,
коррелирует
с
увеличивающимися
показателями
асептического расшатывания различных компонентов
бедренной кости. Для имплантатов BiCONTACT
определяется только очень малая степень усадки,
находящаяся значительно ниже порога связи с
асептическим расшатыванием. Приблизительно для 50%
ножек протеза в течение первого года может быть
определен только очень малый показатель усадки, без
какой-либо миграции в последующие годы. Данные
предполагают,
что
незначительная
миграция
представляет собой определенный вид первичной
резорбции кости по пограничной линии в пределах
поверхности
взаимодействия
протеза
и
кости,
что приводит к устойчивой остеоинтеграции в
последующий период. Такая концепция соответствует
технике постановки имплантата BiCONTACT: не
удаляется губчатое вещество кости, и отсутствует
принудительный максимальный контакт (как это
постулируется в других концепциях тугой посадки для
фиксации) между поверхностью протеза и внутренним
корковым слоем, при котором хирург жертвует корковым
веществом. В дальнейшем может происходить
ремоделирование кости с врастанием ее внутрь, при кот
очень небольшой показатель усадки может давать
заметный эффект. Возникновение большого числа
точечных швов в зонах Груэна 2 и 6 при последующих
рентгеновских исследованиях данного имплантата [4]
можно
расценить,
как
непосредственный
рентгенологический признак остеоинтеграции (согласно
Engh et al. [5]), что и далее поддерживает данную теорию.
Заключение
Данные
клинических
и
рентгенографическихрентгенологических исследований
в срчетании с измерениями миграции показывают
большую степень первоначальной устойчивости,
что
соответствует
крайне
благоприятным
отдаленным результатам. С помощью данного
имплантата может быть достигнута проксимальная
передача
нагрузки
и
проксимальная
остеоинтеграция.
Необходимо
проведение
дальнейших
исследований для подтверждения долгосрочных
результатов по прошествии более 15 лет. Вполне
вероятно, что тщательный анализ поверхности
расшатавшихся чашек с вертлужным остеолизом
докажет факт, что проксимальное покрытие из
микропористого титана способно герметизировать
поверхность взаимодействия и защищать ее от
остеолитического
действия
частиц
износа
полиэтилена.
Список литературы
1. Biedermann R, Krismer M, Stöckl B, Mayrhofer P, Ornstein E,
Franzen H (1999) Accuracy of EBRA-FCA in the measurement of migration of femoral components of total hip replacement. Einzel-Bild-Röntgen-Analyse-femoral component analysis. J Bone Joint Surg [Br] 81:266–272
2. Biedermann R, Stöckl B, Krismer M, Mayrhofer P, Ornstein E,
Franzen H (2001) Evaluation of accuracy and precision of
bone markers for the measurement of migration of hip prostheses. A comparison of conventional measurements. J Bone
Joint Surg [Br] 83:767–771
3. Callaghan JJ, Albright JC, Goetz DD, Olejniczak JP, Johnston
RC (2000) Charnley total hip arthroplasty with cement. Minimum twenty-five-year follow-up. J Bone Joint Surg [Am]
82:487–497
4. Eingartner C, Volkmann R, Winter E, Maurer F, Sauer G,
Weller S, Weise K. (2000) Results of an uncemented straight
femoral shaft prosthesis after 9 years of follow-up. J Arthroplasty 15:440–447
5. Engh CA, Massin P, Suthers KE (1990) Roentgenographic assessment of the biologic fixation of porous-surfaced femoral
components. Clin Orthop 257:107–128
6. Krismer M, Bauer R, Tschupik J, Mayrhofer P. (1995) EBRA:
a method to measure migration of acetabular components. J
Biomech 28:1225–1236
7. Krismer M, Biedermann R, Stöckl B, Fischer M, Bauer R,
Haid C (1999) The prediction of failure of the stem in THR by
measurement of early migration using EBRA-FCA. EinzelBild-Roentgen-Analyse-femoral component analysis. J Bone
Joint Surg [Br] 81:273–280
8. Malchau H, Karrholm J, Wang YX, Herberts P (1995) Accuracy of migration analysis in hip arthroplasty. Digitized and conventional radiography, compared to radiostereometry in 51 patients. Acta Orthop Scand 66:418–424
9. Markel DC, Hora N, Grimm M (2002) Press-fit stability of uncemented hemispheric acetabular components: a comparison
of three porous coating systems. Int Orthop 26:72–75
10. Yahiro MA, Gantenberg JB, Nelson R, Lu HTC, Mishra NK
(1995) Comparison of the results of cemented, porous ingrowth and threaded acetabular cup fixation. J Arthroplasty
10:339–350
International Orthopaedics (SICOT) (2003) 27 (Suppl.1):S16–S19
DOI 10.1007/s00264-003-0436-y
ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ
Д. Марк Уилкинсон (J. Mark Wilkinson) · Эндрю Гордон (Andrew Gordon) · Ян Стокли (Ian Stockley)
Опыт работы с чашками Plasmacup – ранняя стабильность, износ,
ремоделирование и результаты
© Springer-Verlag 2003
Реферат В то время как прогресс в области метода цементной
фиксации привел к улучшению выживаемости при
использовании имплантатов бедренной кости с установкой на
цемент, используемых при тотальном эндопротезировании
тазобедренного сустава, выход из строя чашек в результате
асептического расшатывания остается основной клинической
проблемой. Эти наблюдения привели к отступлению от
конструкций чашки с посадкой на цемент, особенно у молодых
пациентов, и ориентации на бесцементные имплантаты. Чашка
Plasmacup является чашкой полукруглой конфигурации, с
титановым покрытием, тугой и бесцементной посадкой и с
покрытым полиэтиленом вертлужным компонентом. В данной
статье мы приводим обзор информации о такой модели,
касающейся ранней миграции, износа, ремоделирования кости и
среднесрочной выживаемости (срока службы). Для 18 чашек,
имплантированных пациентам 2 года назад при среднем
возрасте пациента на момент операции, равном 58 лет, среднее
значение общей векторной миграции чашки составило 0,5 мм,
при этом ориентация чашки оставалась неизменной (метод
EBRA). Среднее значение линейной скорости износа полиэтилена
за этот период составило 0,21 мм/год. По прошествии 6 месяцев,
средняя потеря костной массы для 27 чашек составила -5%
(измерено
методом
двухэнергетической
рентгеновской
абсорбциометрии (DXA)), а схема ремоделирования кости таза
соответствовала принципу нагрузки на губу конструкции
чашки. При клиническом исследовании результатов для 128
чашек, установленных у 104 пациентов со средним возрастом на
момент операции 51 год, и дальнейшим наблюдением в
течение 59 месяцев, мы обнаружили, что 82% пациентов имеют
хороший или очень хороший показатель по шкале Merle
D’Aubigne, при показателе срока службы чашки 98% (метод
Каплана-Мейера).
Четыре
чашки
имели
небольшие
рентгенологические участки очагового остеолиза, и три чашки
были заменены (две по причине повторного вывиха и одна по
причине глубокого сепсиса; ни одну из чашек не заменили изза асептического расшатывания). Средняя линейная скорость
изнашивания для данной серии составила 0,14 мм/год. В
заключение, следует сказать, что чашка Plasmacup обладает
удовлетворительной
ранней
стабильностью,
скоростью
изнашивания подобной такой скорости бесцементных чашек, а
также адекватные среднесрочную клиническую функцию и
сроки службы.
J. M. Wilkinson (✉ ) · A. Gordon · I. Stockley
Отдел артропластики нижних конечностей, Отделение
ортопедии, Северный общий госпиталь, Шеффилд,
Великобритания
e-mail: wilkomark@aol.com
Тел.: +44-114-2714955, Факс: +44-114-2618775
Введение
В 2000 г. по всему миру было выполнено около 1 183 000
операций по тотальному эндопротезированию тазобедренного
сустава, при этом ежегодный рост числа операций составляет 2%
[1]. Результат таких операций в плане облегчения симптомов,
изменения качества жизни, а также стоимости процедуры
сделал их наиболее клинически и экономически выгодными
хирургическими вмешательствами в современной медицине [2].
Несмотря на такой успех, около 1% операций по установке
имплантатов оказываются неудачными и требуют ежегодной
замене последних [3], а в 0,5–1% случаев дальнейшие
клинические и рентгенологические исследования оказываются
невозможны [4]. Данные Национального Реестра Швеции по
эндопротезированию тазобедренного сустава, т.е. национального
реестра
по
результатам
операций
тотального
эндопротезирования тазобедренного сустава, свидетельствуют о
том, что основной причиной потери имплантата является
асептическое
расшатывание
[3].
В
результате
увеличивающегося
числа
проведения
тотального
эндопротезирования населению, показатель процедур замены
также неуклонно увеличиваетсяся и составляет 10–20% от всех
выполненных процедур по эндопротезированию [5]. Повторное
выполнение тотального эндопротезирования тазобедренного
сустава связано с большими затратами и высокой смертностью, а
также недостаточными функциональными результатами и
сроками службы имплантатов по сравнению с первичным
хирургическим вмешательством [3, 6].
В
то
время
как
усовершенствование
методов
цементирования привело к повышению срока службы
компонентов бедренной кости с посадкой на цемент [5, 7],
подобных улучшений срока службы вертлужных имплантатов с
посадкой на цемент не было достигнуто [8, 9]. За последние
годы стал доступен широкий ряд бесцементных вертлужных
чашек, многие из которых характеризуются хорошим ранним
или среднесрочным сроком службы [10]. Бесцементные чашки
также имеют преимущество относительно цементных чашек в
плане того, что при этом может использоваться целый ряд
рабочих поверхностей, и при износе прокладки ее можно
заменить или же изменить ориентацию рабочей поверхности
без разрушения поверхности взаимодействия имплантата с
костью.
Материалы, методы и результаты
Чашка Plasmacup (B. Braun Ltd., Sheffield, Великобритания)
представляет
собой
бесцементный,
вертлужный имплантат с плотной посадкой, состоящий из
полукруглой оболочки из титана с плазмовым напылением и,
при первом вскрытии, из полиэтиленовой прокладки. Целью
настоящего обзора является описание информации,
полученной нами, относительно ранней миграции,
S17
Рис. 2 Средняя (±95% доверительный интервал) линейная
скорость изнашивания чашки Plasmacup, измеренная спустя 2
года методом EBRA (n=18 чашек). Линейно-регрессионный
анализ средней скорости изнашивания =0,21 мм/год
/Надписи на рисунке/: lotal linear wear (mm) – общий линейный
износ (мм); Wear = 0.21 mm/year (+0.01) – Износ = 0,21 мм/год
(+0,01);
time
(weeks)
–
время
(недели).
Рис. 1 Миграция чашки Plasmacup по прошествии 2 лет, измерение
методом EBRA (n=18 чашек). Круг представляет собой порог 2 мм для
увеличивающегося риска позднего расшатывания
/Надписи на рисунке/: cranial (mm) – краниальный (мм); lateral (mm) –
латеральный (мм); caudal – каудальный; medial – медиальный.
износа, а также ремоделирования перипротезной кости, включая
результаты среднесрочных клинических и рентгенологических
исследований данного имплантата.
Миграция и износ
Несколько проспективных исследований показали, что ранняя
миграция имплантата является эффективным прогностическим
фактором позднего асептического расшатывания [11, 12, 13]. Ряд
исследователей обнаружили, что миграции имплантата на расстояние
более 1 мм в год за первые 2 года после операции связаны с
повышенным риском расшатывания [14, 15, 16]. Для точного
измерения миграции существует ряд методов [17, 18, 19]. В ходе
недавнего исследования 29 чашек Plasmacups [20], мы выявили, что
точность метода EBRA для измерения миграции чашки (выраженная в
виде 95%-ного доверительного интервала и основанная на повторных
исследованиях после репозиции в один и тот же день) составила ±0,86
мм, и ±0,84° и 1,72° для угла наклона и смещения кпереди,
соответственно. Точность измерения линейного износа составила
±0,32 мм.
В более позднем исследовании методом EBRA 18 чашек у 16
пациентов (средний возраст 58 лет) в течение 2 лет после операции ,
среднее значение общей векторной миграции имплантата составило
0,75 мм (СО 0,52) [21]. Основным направлением миграции имплантата
было краниальное. В течение 2 лет миграции чашек за пределы
порогового значения 2 мм не отмечалось (Рис. 1). Средние значения
углов наклона и смещения кпереди оставались неизменными в
течение данного периода и составляли 46° и 11° соответственно.
Схема и величина миграции чашки в данном исследовании были
подобны таковым, наблюдаемым Krismer et al. для успешно
установленных имплантатов в перспективном исследовании анализа
главных компонентов и RM чашек [14] Среднее значение линейной
скорости изнашивания полиэтилена за данный период составило 0,21
мм/год (Рис. 2). Такая скорость изнашивания была выше, чем
указанная в отчетах другой долгосрочной серии измерений
бесцементных чашек [22]. Тем не менее, скорости изнашивания за
первые 2 года искусственным образом превышены деформацией и
усадкой полиэтиленовой прокладки, что может быть выражено в
различных наблюдаемых скоростях износа [23].
Ремоделирование перипротезной кости
После проведения тотального эндопротезирования тазобедренного
сустава, в деформационной среде локального участка кости
происходят изменения. Факт того, что в ответ на приложенную
поперечно нагрузку костная масса разрастается и поддерживается,
известен под названием закона Вулфа (Woolf).
Рис. 3 Изменения (%) в минеральной плотности (МП) костей
таза, измеренные методом двухэнергетической рентгеновской
абсорбциометрии (DXA) спустя 6 месяцев после установки
чашки Plasmacup (n=27 чашек)
Diegel et al. [24] в исследовании с использованием датчика
деформации на трупных бедренных костях человека показали, что
тотальное эндопротезирование тазобедренного сустава при сжатии
снижает эффект нагрузки силой 1 000 Н на проксимально-медиальный
участок кортикального слоя бедренной кости приблизительно с 1 000
микродеформаций (0,1% деформаций) до 150 микродеформаций
(0,015% деформаций). Модели анализа методом конечных элементов
передачи нагрузки между бесцементными вертлужными чашками с
плотной посадкой и тазом показали, что передача нагрузки на таз
возникает преимущественно в области губы имплантата с
уменьшением нагрузки в области колпака [25].
Двухэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия (DXA)
является точным методом измерения минеральной плотности костной
ткани. Данный метод применялся для изучения ремоделирования
перипротезной кости вокруг имплантатов, используемых для пластики
сустава [26, 27]. В прошлых исследованиях нами производилась
оценка точности метода DXA для измерения изменений минеральной
плотности костей таза вокруг чашки Plasmacup [28]. В данном
исследовании 29 пациентов были подвергнуты повторным
исследованиям при помощи денситометра Hologic QDR 4500A
(Hologic Inc., Бедфорд, шт. Массачусетс, США) в один и тот же день
после репозиции. Точность измерений минеральной плотности костей
таза (выраженная в виде коэффициента вариаций) в четырех областях
вокруг имплантата, представлявших интерес, находилась между 2,5 и
4,8% [28]. В последующем исследовании эффективности
паминдроната при предотвращении потери перипротезной кости для
50 пациентов, наблюдаемых в течение 6 месяцев после проведения
тотального эндопротезирования тазобедренного сустава, мы
обнаружили, что ремоделирование кости таза в группе, принимавшей
плацебо (n=27 чашек у 24 пациентов со средним возрастом 59 лет),
шло по схеме, согласующейся с принципом нагрузки на губу
имплантата [29]. Среднее значение общей потери перипротезной
кости за данный период составило -5% и было максимальным в
области колпака имплантата и минимальным в верхней и нижней губе
(Рис. 3).
В отдельном исследовании 17 пациентов (средний возраст 52 года)
спустя 1 год после тотального эндопротезирования тазобедренного
сустава, наблюдалось подобное изменение потери минеральной
плотности кости по схеме нагрузки на губу [28].
S18
Рис. 4 Пред- и послеоперационная шкала оценок Merle D’Aubigne.
*Данные предоперационной клинической оценки для 16 тазобедренных
суставов отсутствовали (12,5%). Рисунок воспроизведен с разрешения Hip
International [30]
/Надписи на рисунке/: number of patients – число пациентов; Preoperative score versus score at review, Wilcoxon P<0.001 –
Предоперационный показатель по сравнению с показателем при анализе,
критерий Уилкоксона P<0,001; Poor – Плохой; Fair – Приемлемый;
Medium – Средний; Good – Хороший; Very good – Очень хороший; Merle
D’Aubigne score* – Шкала Merle D’Aubigne*; Pre-operative score –
Предоперационный показатель; Score at review – показатель при анализе.
В данном исследовании изменения минеральной плотности костной ткани
в течение 13 месяцев составили +2,5% для зоны 1, -2,7% для зоны 2, -4,7%
для зоны 3, и +3,8% для зоны 4. В то время как существует множество
отчетов об изменении минеральной плотности бедренной перипротезной
кости после проведения тотального эндопротезирования, доступно
небольшое количество информации касательно изменений минеральной
плотности перипротезной кости таза. Не смотря на это, изменения
минеральной плотности костной ткани, обнаруженные нами в данном
исследовании, были незначительными по сравнению с наблюдаемыми
изменениями минеральной плотности кости, появляющимися вокруг
ножки бесцементного имплантата, что обычно случается в 15-20% случаев
по прошествии 6 месяцев [26].
Результаты клинических и рентгенологических исследований
В клиническом исследовании среднесрочного результата данной
конструкции имплантата мы рассматривали результаты 147 первичных
смешанных процедур тотального эндопротезирования тазобедренного
сустава с использованием чашек Plasmacup у 123 идущих подряд пациентов
в течение периода с 1992 г. по 1997 г. [30]. Клиническую и
рентгенологическую оценку прошли сто двадцать восемь чашек (87%) у
104 пациентов (средний возраст на момент операции 51 год; 46 мужчин);
средний период проведения исследования 59 месяцев (СО 19). Основным
показанием для проведения операции служил преимущественно
остеоартрит (58%), хотя 42% пациентов были подвержены операции по
причине вторичного артрита, наиболее общими показаниями которого
служила развившаяся дисплазия (16%) и посттравматический остеоартрит
(12%). Среднее значение предоперационного показателя Merle D’Aubigne
составило 9 баллов [интерквартильный размах (ИКР) 8–11]. При анализе
среднее значение показателя составило 17 (ИКР 16–18, критерий
Уилкоксона p<0,001), при этом 82% чашек были охарактеризованы как
хорошие или очень хорошие (Рис. 4).
При анализе, средний показатель тазобедренного сустава по шкале
Гарриса составил 85 (ИКР 80–88) [31]. Такие результаты показаний по
шкале Гарриса для тазобедренных суставов были схожи с результатами,
полученными Soderman et al. при исследовании клинических результатов
спустя 5 лет после тотального эндопротезирования тазобедренного сустава
(описаны в Национальном Реестре Швеции по эндопротезированию
тазобедренного сустава, [32]), а также Clohisy и Harris для чашки HarrisGalante по прошествии 10 лет [33].
Линейная изношенность чашки Plasmacup измерялась с помощью метода
EBRA согласно ранее описанному протоколу [20]. Используя данный
метод, среднее значение годичной скорости изнашивания полиэтилена
(выраженное в виде линейной глубины проникновения головки) составило
0,14 мм/год (95% доверительный интервал ±0,05). Такая скорость износа
подобна
значению,
отмеченному
Maloney
et
al. для чашки Harris-Galante с фиксацией винтами (1 081 имплантатов,
средний период наблюдения 81 месяц, средняя скорость изнашивания 0,11
мм/год) [22], а также в недавнем исследовании полукруглой тугой посадки
анатомической и пористой замены, проведенном Udomkiat et al. (110
чашек, средний период наблюдения 120 месяцев, средняя скорость
изнашивания 0,16 мм/год) [34].
Четыре чашки (3%) сопровождались участками рентгенопрозрачности. В
двух случаях рентгенопрозрачность была линейной, менее 1 мм в
диаметре и была ограничена единым перипротезным участком. Два других
просветления
представляли
собой
небольшие
расширяющиеся
патологические очаги,, расположенные на месте отверстия для винта. Ни
для одной из чашек не было обнаружено значимого визуального
рентгенологического доказательства миграции или неудачной установки.
Рис. 5 Срок службы чашки (±95%-ный доверительный интервал),
измеренный по методу Каплана-Мейера. Сплошная линия показывает
соотношение стабильно стоящих чашек с использованием известных
результатов по имплантатам; пунктирная линия показывает наихудший срок
службы чашек с предположительным расшатыванием всех имплантатов,
предназначенных для дальнейшего исследования. Рисунок воспроизведен с
разрешения Hip International [30]
/Надписи на рисунке/: surviving cups (%) – количество стабильно стоящих
чашек; time (months) – время (месяцы); actual survival – фактический срок
службы чашек; worst case survival – наихудший срок службы чашек.
Для
пяти
пациентов
(4%)
требовался
послеоперационный
хирургическийого дренаж раневых гематом, причем у четырех пациентов
наблюдалось смещение и глубокий венозный тромбоз (3%). В двух случаях
смещения, после повторного вывиха по причине неправильного размещения
требовалась замена чашки; одна чашка была заменена в результате развития
глубокой инфекции в первые 6 месяцев после операции. Замен по причине
асептического расшатывания не проводилось. Общая степень ранних и
поздних осложнений составила 15%, и средний срок службы чашки при 59
месяцах составил 98% (метод Каплана-Мейера, 95%-й доверительный
интервал ±4%) (Рис. 5). Общая степень осложнения была подобна таковой
при недавнем анализе результатов тотального эндопротезирования
тазобедренного сустава Charnley, выполненного в нашем районе медикосанитарного обслуживания[4]. Показатель асептического расшатывания для
конструкции чашки Plasmacup также был подобен измеренному Havelin et
al. для полукруглых чаш с пористым покрытием (0,1% асептического
расшатывания по прошествии 5 лет) [10].
Заключение
В нашем исследовании чашек Plasmacup мы обнаружили, что ранняя миграция
возникает преимущественно в краниальном направлении, однако ни для одного
имплантата за первые 2 года миграция не составили более 2 мм. Имплантаты
также продемонстрировали свою хорошую устойчивость при ротации.
Линейная скорость изнашивания составила 0,21 мм/год за первые 2 года, и 0,14
мм/год в последующий период. Схема ремоделирования перипротезной кости
таза соответствовала прогнозированной анализом методов конечных элементов
для данного типа конструкции имплантата. Среднесрочные результаты
клинического и рентгенологического исследования выявили, что у 82%
пациентов
был
хороший
показатель
по
шкале
Merle
D’Aubigne, при четырех имплантатах отмечалась рентгенопрозрачность, не
было проведено ни одной замены по причине асептического расшатывания,
при этом общий срок службы имплантата по прошествии 5 лет составил 98%.
В заключение следует сказать, что чашка Plasmacup обладает
благоприятными характеристиками миграции, а скорость ее изнашивания
схожа с другими моделями бесцементных чашек, и ремоделирование
соответствует нагрузке на губу. Для молодых пациентов, имеющих высокую
вероятность возникновения вторичного артрита, клинический среднесрочный
результат и срок службы имплантатов удовлетворительный.
Список литературы
1. Anonymous (2001) THA procedures in 48 countries for year
2000: ORBIT database. www.datamonitor.com (personal communication)
2. Laupacis A, Bourne R, Rorabeck C, Feeny D, Wong C,
Tugwell P, Leslie K, Bullas R (1993) The effect of elective total hip replacement on health-related quality of life. J Bone
Joint Surg [Am] 75:1619–1626
S19
3. Malchau H, Herberts P, Ahnfelt L (1993) Prognosis of total
hip replacement in Sweden. Follow-up of 92,675 operations
performed 1978–1990. Acta Orthop Scand 64:497–506
4. Fender D, Harper WM, Gregg P (1999) Outcome of Charnley
total hip replacement across a single health region in England.
The results at five years from a regional hip register. J Bone
Joint Surg [Br] 81:577–581
5. Herberts P, Malchau H (1997) How outcome studies have
changed total hip arthroplasty practices in Sweden. Clin Orthop 344:44–60
6. Espehaug B, Havelin LI, Engesaeter LB, Langeland N, Vollset
SE (1998) Patient satisfaction and function after primary and
revision total hip replacement. Clin Orthop 351:135–148
7. Barrack RL, Mulroy RDJ, Harris WH (1992) Improved cementing techniques and femoral component loosening in
young patients with hip arthroplasty. A 12-year radiographic
review. J Bone Joint Surg [Br] 74:385–389
8. Mulroy WF, Estok DM, Harris WH (1995) Total hip arthroplasty with use of so-called second-generation cementing techniques. A fifteen-year-average follow-up study. J Bone Joint
Surg [Am] 77:1845–1852
9. Mulroy RD, Harris WH (1990) The effect of improved cementing techniques on component loosening in total hip replacement. An 11-year radiographic review. J Bone Joint Surg
[Br] 72:757–760
10. Havelin LI, Vollset SE, Engesaeter, LB (1995) Revision for
aseptic loosening of uncemented cups in 4,352 primary total
hip prostheses. A report from the Norwegian Arthroplasty
Register. Acta Orthop Scand 66:494–500
11. Freeman MA, Plante-Bordeneuve P (1994) Early migration
and late aseptic failure of proximal femoral prostheses. J Bone
Joint Surg [Br] 76:432–438
12. Walker PS, Mai SF, Cobb AG, Bentley G, Hua J (1995) Prediction of clinical outcome of THR from migration measurements on standard radiographs. A study of cemented Charnley
and Stanmore femoral stems. J Bone Joint Surg [Br] 77:705–
714
13. Krismer M, Stockl B, Fischer M, Bauer R, Mayrhofer P, Ogon
M (1996) Early migration predicts late aseptic failure of hip
sockets. J Bone Joint Surg [Br] 78:422–426
14. Krismer M, Fischer M, Mayrhofer P, Stockl F, Bittner C,
Trojer C, Stockl B (1994) A prospective study of the migration of two acetabular components. PCA versus RM cups. Int
Orthop 18:23–28
15. Krismer, M., Beidermann, R., Stockl, B., Fischer, M., Bauer,
R., and Haid, C. 1999. The prediction of failure of the stem in
THR by measurement of early migration using EBRA-FCA.
J Bone Joint Surg 81-B:273–280.
16. Karrholm J, Borssen B, Lowenhielm G, Snorrason F (1994)
Does early micromotion of femoral stem prostheses matter?
4–7 year stereoradiographic follow-up of 84 cemented prostheses. J Bone Joint Surg [Br] 76:912–917
17. Selvik G (1989) Roentgen stereophotogrammetry. A method
for the study of the kinematics of the skeletal system. Acta
Orthop Scand Supplementum 232:1–51
18. Krismer M, Bauer R, Tschupik J, Mayrhofer P (1995) EBRA:
a method to measure migration of acetabular components.
J Biomech 28:1225–1236
19. Biedermann R, Krismer M, Stockl B, Mayrhofer P, Ornstein E,
Franzen H (1999) Accuracy of EBRA-FCA in the measure-
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
31.
32.
33.
34.
ment of migration of femoral components of total hip replacement. J Bone Joint Surg [Br] 81:266–272
Wilkinson JM, Hamer AJ, Elson RA, Stockley I, Eastell R
(2003) Precision of EBRA-digital for monitoring implant migration after total hip arthroplasty. J Arthroplasty 17:910–925
Wilkinson JM, Stockley I, Hamer AJ, Eastell R (2002) Effect
of pamidronate on periprosthetic bone turnover and implant
stability after total hip arthroplasty. J Bone Miner Res 17:
1328
Maloney WJ, Galante JO, Anderson M, Goldberg V, Harris
WH, Jacobs J, Kraay M, Lachiewicz P, Rubash HE, Schutzer
S, Woolson ST (1999) Fixation, polyethylene wear, and pelvic
osteolysis in primary total hip replacement. Clin Orthop 369:
157–164
Sychterz CJ, Engh CA Jr, Yang A, Engh CA (1999) Analysis
of temporal wear patterns of porous-coated acetabular components: distinguishing between true wear and so-called bedding-in. J Bone Joint Surg [Am] 81:821–830
Diegel PD, Daniels AU, Dunn, HK (1998) Initial effect of collarless stem stiffness on femoral bone strain. J Arthroplasty
4:173–178
Levenston ME, Beaupre GS, Schurman DJ, Carter DR (1993)
Computer simulations of stress-related bone remodelling
around noncemented acetabular components. J Arthroplasty
8:595–605
Kroger H, Venesmaa P, Jurvelin J, MiettinenH, Soumalainen
O, Alhava E (1998) Bone density at the proximal femur after
total hip arthroplasty. Clin Orthop 352:66–74
Venesmaa PK, Kroger HPJ, Miettinen HJA, Jurvelin JS,
Soumalainen OT, Alhava EM (2001) Monitoring periprosthetic BMD after uncemented total hip arthroplasty with dual-energy X-ray absorptiometry – A 3-year follow-up study. J Bone
Miner Res 16:1056–1061
Wilkinson JM, Peel NFA, Elson RA, Stockley I, Eastell R
(2001) Measuring bone mineral density of the pelvis and proximal femur after total hip arthroplasty. J Bone Joint Surg [Br]
83:283–288
Wilkinson JM, Stockley I, Peel NFA, Hamer AJ, Elson RA,
Barrington NA, Eastell R (2001) Effect of pamidronate in preventing local bone loss after total hip arthroplasty: A randomized, double-blind, controlled trial. J Bone Miner Res 16:556–
564
Gordon A, Wilkinson JM, Stockley I (2002) Midterm outcome
of the Plasmacup in total hip arthroplasty. Hip International
12:119–125
Harris WH (1969) Traumatic arthritis of the hip after dislocation and acetabular fractures: Treatment by mold arthroplasty.
An end-result study using a new method of result evaluation.
J Bone Joint Surg [Am] 51:737–755
Soderman P, Malchau H, Herberts P, Zugner R, Regner H,
Garellick G (2001) Outcome after total hip arthroplasty: Part
II. Disease-specific follow-up and the Swedish National Total
Hip Arthroplasty Register. Acta Orthop Scand 72:113–119
Clohisy JC, Harris WH (1999) The Harris-Galante porouscoated acetabular component with screw fixation. An average
ten-year follow-up study. J Bone Joint Surg [Am] 8166–73
Udomkiat P, Dorr LD, Wan Z (2002) Cementless hemispheric
porous-coated sockets implanted with press-fit technique without screws: average ten-year follow-up. J Bone Joint Surg
[Am] 84:1195–1200
International Orthopaedics (SICOT) (2003) 27 (Suppl.1):S20–S23
DOI 10.1007/s00264-003-0437-x
ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ
Ёучиру Домэ (Youichirou Dohmae)
Чашка Plasmacup – специальная конструкция. Аспекты дисплазии
вертлужной впадины
© Springer-Verlag 2003
Реферат В Японии основной причиной остеоартритов
тазобедренного сустава являются диспластические деформации.
Приводится описание техники имплантации бесцементной
чашки с тугой посадкой и фиксацией несколькими винтами, а
также трансплантата кости вертлужной впадины для
реконструкции фактического центра вертлужной впадины.
Кроме того, для данных пациентов проведена оптимизация
специальных аспектов конструкции имплантата BiCONTACT-N.
В период между январем 1997 г. и декабрем 1999 г., 29
пациентам (33 тазобедренных суставов) было выполнено
тотальное
эндопротезирование
тазобедренного
сустава
имплантатом BiCONTACT-N/Plasmacup-M. Среди пациентов
было 28 женщин и один мужчина. Средний возраст на время
эндопротезирования составлял 64 (диапазон 51–76 лет) года.
Средний период исследований составлял 41 месяц (диапазон 25–
59 месяцев). Согласно классификации Кроува (Crowe), 18
тазобедренных суставов были классифицированы как тип 1
(менее чем 50% подвывихов головки бедренной кости со стороны
вертлужной впадины), девять – как тип 2 (50–75%
подвывихов), пять – как тип 3 (75–100% подвывихов), и один –
как тип 4 (полное смещение). В период исследования
расшатывания вертлужного имплантата или коллапса
трансплантата вертлужной кости не наблюдалось. При
рентгенологическом исследовании 80% имплантатов бедренной
кости имели точечные швы в зоне перехода участка с
покрытием в участок без покрытия, а также 96% линий склероза
на участке с покрытием. На поверхности без покрытия
рентгенпрозрачные линии наблюдались в 12% случаев, а
кортикальная гипертрофия – в 24% случаев. Защита от нагрузок
обнаружена не была. Осадка имплантата измерялась при
среднем значении 0,32 мм (интервал 0–1.6). Жалоб пациентов
относительно болей в бедре, а также интраоперационных
осложнений зафиксировано не было. Послеоперационные
осложнения включали два передних вывиха в результате
неправильного расположения имплантата и чрезмерный
люмбарный гипноз. При помощи флебографии было выявлено
три случая глубокого тромбоза вен, излеченных методом
варфариновой терапии. Ограниченный опыт показывает, что
конструкция имплантата BiCONTACT-N в сочетании с
имплантатом Plasmacup с множеством отверстий подходит для
лечения диспластических деформаций тазобедренного сустава у
пациентов из Японии. Однако необходимо проведение
длительного последующего наблюдения.
Y. Dohmae (✉ )
Shibata Hospital, 4-5-48 Ohte-machi,
957 0052 Shibata City, Ниигата, Япония
e-mail: dohmae@h7.dion.ne.jp
Тел.: +81-25-4223121, Факс: +81-25-4263874
Введение
В 1978 г. Ito [1] сообщил, что 90,2% случаев остеоартрита
тазобедренного сустава у пациентов Японии было вызвано
дисплазией (Рис. 1). Бедренная кость диспластического
тазобедренного
сустава
всегда
представляет
собой
анатомические нарушения, такие как вальгусное положение
шейки бедренной кости, узкий медуллярный канал, избыточное
смещение кпереди и маленькая головка бедренной кости. Со
стороны
вертлужной
впадины
также
присутствуют
анатомические
нарушения.
Вертлужная
впадина
с
диспластическими нарушениями обычно узкая и неглубокая, и
псевдоацетабулюм сопровождается подвывихом головки
бедренной кости (Рис. 2).
В более тяжелых случаях мы наблюдали, что недостаточность
латерального покрытия имплантата коррелирует с повышенным
риском асептического расшатывания. В случае с полным
смещением, нагрузка относительно латеральной части крыла
подвздошной
кости
создает
псевдоацетабулюм,
соответствующий участку кости таза (Рис. 3). Было предложено
несколько
решений:
использование
раковины
для
реконструкции или трансплантата кости с вертлужным
компонентом чашки с несколькими отверстиями для фиксации
винтами (Рис. 4).
Рис. 1 Причина остеоартрита тазобедренного сустава у населения
Японии (по данным Ito [1])
/Надписи на рисунке/: Cause of OA HIP – Причина остеоартрита
тазобедренного сустава; Infection – Инфекция; Perthes – Болезнь
Пертеса; AVN – Аваскулярный некроз кости; Dysplaisa – Дисплазия.
S21
Таблица 1 Клинический обзор (январь, 1997 г. – декабрь 1999. г.)
Размер чашки Plasmacup-M
Кол-во пациентов
40–44 мм
0
46 мм
48 мм
50 мм
52 мм
54 мм
56 мм
58–62 мм
Всего
1
10
11
10
0
1
0
33
Материалы и методы
Рис. 2 Типическая узкая и неглубокая вертлужная впадина с
диспластическими нарушениями
Рис. 3 Расположение псевдоацетабулюма, сформировавшегося над
небольшой истинной вертлужной впадиной
/Надписи на рисунке/: preoperative X-ray film – предоперационный
рентгеновский снимок; Ilium – подвздошная кость; secondary acetabular
floor – вторичное дно вертлужной впадины; double floor – двойное дно;
primary acetbular fossa – - первичное дно вертлужной впадины;
obturator foramen – запирательное отверстие
В период с января 1997 г. по декабрь 1999 г. было выполнено тотальное
эндопротезирование 33 тазобедренных суставов у 29 пациентов при
помощи системы тотального эндопротезирования BiCONTACTN/Plasmacup-M для диспластических тазобедренных суставов (Таблица
1). Среди пациентов было 28 женщин и один мужчина, и средний возраст
на момент операции составил 64 года (диапазон 51–76 лет). Средний
период наблюдения составлял 41 месяц (диапазон 25–59 месяцев).
С целью классифкации тазобедренного сустава в соответствии с
критерием Crowe et al. [2], был проведен анализ предоперационных
рентгенограмм. Тип 1 свидетельствует о менее чем 50% подвывихе
головки бедренной кости со стороны вертлужной впадины; тип 2
показывает, что подвывих составляет 50–74%; тип 3 – подвывих 75–
100%; и тип 4 – полное смещение. Восемнадцать тазобедренных суставов
были классифицированы как тип 1, девять – как тип 2, пять – как тип 3 и
один – как тип 4 (Рис. 5).
Вертлужный компонент следует имплантировать в истинную
вертлужную впадину, поскольку она имеет соответствующий запас кости
в передней и задней колоннах. В данном случае будет найден
правильный центр тазобедренного сустава, кроме того в данном
положении будет легко корректировать неравномерность длины
конечностей. Конечный размер компонента имплантата, подогнанный
под диаметр AP истинной вертлужной впадины, должен определяться во
время операции.
Тип чашки Plasmacup с несколькими отверстиями имеет восемь
отверстий для винтов, поэтому возможна фиксация такой чашки винтами
через любое из отверстий. Рекомендуется сначала фиксировать чашку
Plasmacup-M со стороны верхнего края вертлужной впадины, учитывая
костный трансплантат, взятый из резецированного участка головки
бедренной кости.
Уровень истинной вертлужной впадины может быть определен при
помощи запирательного отверстия в качестве опознавательной точки.
Удерживая фрезу перпендикулярно к оси тела, производится подготовка
вертлужной впадины путем ее расширения фрезой до тех пор, пока
развернутая поверхность не окажется на дне вертлужной впадины. После
фиксации лоскута на псевдоацетабулюме, выполняется временная
фиксация при помощи двух спиц Киршнера. Лоскут корректируется
фрезой. Чашка с несколькими отверстиями и костный трансплантат
фиксируются винтами.
Техника приготовления вертлужной впадины (Рис. 6):
1. Фреза должна быть перпендикулярна оси тела
2. Расширение должно производиться в пределах диаметра AP при
угле наклона 40–45° и смещению кпереди на 10°
3. Костный трансплантат фиксируется несколькими винтамификсаторами.
Как правило, трудно достигнуть достаточной тугой фиксации чашки в
диспластической вертлужной впадине. Следовательно, чашка с
несколькими отверстиями для фиксации винтами очень удобна для
достижения первичной устойчивости
Рис. 4 Расположение и крепление винтами трансплантата бедренной
кости на уровне верхнего дефекта псевдовертлужной впадины
Результаты
Такие интраоперационные осложнения, как возникновение трещин в
кортикальном слое, переломов бедренной кости или паралича
седалищного нерва, отсутствуют. В постоперационный период
наблюдались два смещения кпереди. Причина таких смещений
заключалась в одном случае в неправильном расположении вертлужной
чашки, во втором случае — в чрезмерном поясничном кифозе.
S22
Рис. 5 Классификация
смещения тазобедренного
сустава согласно Crowe
et al. [2]
/Надписи на рисунке/: Type –
Тип; 18 hips – 18
тазобедренных суставов; 9
hips – 9 тазобедренных
суставов; 5 hips – 5
тазобедренных суставов; 1
hip – 1 тазобедренный сустав
Рис. 6 Техника подготовки вертлужной
впадины
С помощью флебографии было выявлено три случая глубокого тромбоза
вен, контролируемых с использованием терапии варфарином. Во время
заключительного осмотра, ни один из пациентов не жаловался на боли в
бедре, согласно рентгенограммам, расшатывание вертлужного
компонента отсутствовало. Признаков коллапса Трансплантата
вертлужной кости не наблюдалось.
Бесцементный имплантат оценивался рентгенологически в проекции
AP и латеральной проекции. Для 80% имплантатов на границе
перехода между поверхностью протеза с покрытием и без были
обнаружены точечные швы. На поверхности с покрытием у 96%
имплантатов были обнаружены линии склероза. С другой стороны, на
поверхности без покрытия линии реакции были выявлены в 12% случаев,
а гипертрофия кортикального слоя в дистальной части имплантата — в
24% случаев. Никаких признаков защиты от нагрузки обнаружено не
было.
Для определения степени усадки имплантата, непосредственно после
проведения операции и в течение периода наблюдения на ренгенограмме
было проведено измерение расстояния от верхушки большого вертела
бедренной кости до установочной впадины имплантата. Эти данные
были рассчитаны с помощью увеличения рентгеновского излучения,
исходя из диаметра головки, равного 22,2 мм. Среднее проникновение
при последнем наблюдении составляло всего 0,32 мм (диапазон 0–1,3 мм).
Рис. 7 Описание случая 1
/Надписи на рисунке/: 51 years female – женщина, возраст 51 год; Post-op – После операции; 4.5 years – 4,5 года
S23
Рис. 8 Описание случая 2
/Надписи на рисунке/: 66 years male – мужчина, возраст 66 лет; Post-op – После операции; 4 years – 4 года
Эти данные являются доказательством превосходной первичной и
вторичной устойчивости имплантата BiCONTACT-N. Среднее увеличение
конечности составило 20,6 мм (диапазон 6–37 мм).
Описание случая
Случай 1 (Рис. 7)
Женщина, в возрасте 51 год с врожденной дисплазией правого
тазобедренного сустава, тип по Кроуву 3. В левом тазобедренном
суставе — прогрессирующий остеоартрит и тяжелые деформации
проксимального участка бедренной кости после проведения
остеотомии с увеличением вальгусной деформации. Рентгенография,
сделанная немедленно после операции, показала, что имплантат
BiCONTACT-N хорошо прикреплен к диспластической бедренной
кости. Чашка вертлужной впадины была размещена в анатомическом
центре тазобедренного сустава, при этом дефект псевдоацетабулюма
был сглажен трансплантатом, взятым из резецированного участка
головки бедренной кости. Рентгенограмма в проекции AP,
выполненная спустя 4 года и 5 месяцев после операции, показала
линию склероза вокруг поверхности протеза, имеющей покрытие, а
также гипертрофию кортикального слоя в дистальной части
имплантата, лишенной покрытия. Прямо под частью имплантата с
покрытием на рентгенограмме в боковой проекции был обнаружен
точечный шов и участок склероза вокруг наконечника имплантата.
Эти признаки свидетельствуют о проксимальной и дистальной
устойчивости имплантата.
Случай 2 (Рис. 8)
Мужчина, в возрасте 66 лет с прогрессирующим остеоартритом левого
тазобедренного сустава и подвывихом (тип Кроува 3). Предъявлял
жалобы на сильные боли, прихрамывал из-за различной длины ног.
Рентгенограмма, выполненная непосредственно после установки
имплантата BiCONTACT-N размером 15 мм, показала его точное
расположение в диспластической бедренной кости. Разница в длине
ног была откорректирована. На рентгенограмме, выполненной спустя
4 года после операции, имплантат был устойчив и не имел каких-либо
рентгенопрозрачных линий и признаков осадки имплантата. Не было
выявлено какой-либо рентгенопрозрачности или миграции чашки, и
при последнем осмотре, исходя из данных рентгенограммы, чашка
была устойчива. К тому же, костный трансплантат выполнял свою
функцию.
Примерами могут служить подготовка места размещения имплантатов,
выбор размеров имплантатов, а также расположение чашки протеза в
истинном дне вертлужной впадины.
Тотальный протез тазобедренного сустава BiCONTACT успешно
устанавливается в Европе вот уже на протяжении более 15 лет.
Основываясь на данных морфометрии вертлужной впадины и бедренной
кости, мы определили группу пациентов из Японии [3] и адаптировали
конструкцию имплантата в соответствии с внутрикостной геометрией и,
в частности, с анатомической особенностью строения данного сустава у
японских больных .
Клинические результаты, полученные в Японии при работе с
адаптированной системой протезов BiCONTACT-N и Plasmacup-M,
подтвердили правильность выбранной процедуры и перспективность
лечения, подобную той, которая была достигнута в странах Европы при
использовании данной системы тотального эндопротезирования
тазобедренного сустава. Однако в нашем исследовании также были
обнаружены
большие
расхождения
между
индивидуальными
параметрами, которыми не следует пренебрегать даже в случае, когда на
основании полученных результатов четко определен единый тип
имплантата и протеза чашки.
Заключение
Таким образом, был описан ограниченный клинический опыт работы с
имплантатами BiCONTACT-N и чашкой Plasmacup с несколькими
отверстиями применительно к 33 диспластическим тазобедренным
суставам японских пациентов. Данная система имеет подходящий для
диспластического тазобедренного сустава протез чашки и имплантата.
Имплантат BiCONTACT-N и чашка Plasmacup-M показали великолепные
результаты в период наблюдения продолжительностью 41 месяц.
Необходимо более длительное наблюдение.
Обсуждение
Список литературы
Прнято считать, что в отношении цементных имплантатов
основополагающим фактором получения долгосрочных результатов
тотального эндопротезирования тазобедренного сустава является
немедленная стабильная фиксация. Однако степень контакта костьимплантат, достигаемая в ходе операции, представляет собой не
столько наиболее фактор, сколько специфическое вовлечение структур
передачи нагрузки. Исходя из таких требований, можно получить
многочисленные факторы воздействия, которые учитывают как
конструкцию
имплантата,
так
и
хирургическую
операцию.
1. Ito T (1978) Japan Hip Joint Surgery. Kinpoudo, Japan, pp302
2. Crowe JF, Mani V, Ranawat CS (1979) Total hip replacement in
congenital dislocation and dysplasia of the hip. J.Bone Joint
Surg [Am] 61:15–23
3. Dohmae Y, Blömer W (1998) Anatomical basis for the Bicontact-N total hip system and first clinical experience: In: Weller
S, Braun A, Gekeler J, Volkmann R, Weise K (eds) The Bicontact hip implant system. Thieme, Germany, pp 51–64
International Orthopaedics (SICOT) (2003) 27 (Suppl.1):S24–S28
DOI 10.1007/s00264-003-0439-8
ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ
Рюдигер Вокманн (Rüdiger Vokmann) · Клаус Бретшнайдер (Claus Bretschneider)
Криштоф Айнгартнер (Christoph Eingartner) · Зигфрид Веллер (Siegfried Weller)
Костная пластика – бедренная кость:
метод устранения серьезных дефектов
© Springer-Verlag 2003
Реферат В настоящей статье представлены идея
и результаты повтороной установки эндопротезов с
длинной ножкой, созданных на основе универсальной
системы
имплантатов
тазобедренного
сустава
BiCONTACT.
После
удаления
расшатавшегося
тазобедренного имплантата трансфеморальным путем, зона
дефекта шунтируется протезом с длинной ножкой с
дистальным соединением для большей первичной
устойчивости. После заживления кости и ее реконструкции
благодаря механизму срастания перелома, болты
соединения удаляются, и имплантат снова обретает свою
устойчивость в проксимальной части бедренной кости. В
данном
участке
остеоинтеграция
поддерживается
микропористым покрытием Plasmapore.
Первые 109
процедур, где в 70% случаев присутствовали серьезные
дефекты бедренной кости были выполнены в среднем, за
5,25 (в среднем 9,7) лет. Показатель по шкале Гарриса
повысился с 45 до 75 баллов, а срок службы имплантата
составил 85,3%. Восстановление и реорганизация костной
массы в проксимальном участке может контролироваться
клиническими, рентгенологическими и гистологическими
исследованиями. Анализ повторных процедур выявил
недостаточность проведения оперативного вмешательства,
бедную структуру кости, слишком раннее удаление
соединяющих болтов, и слишком маленький размер
имплантата по причине неправильного использования
данного метода. Мы пришли к выводу, что биологическое
эндопротезирование длинными имплантатами BiCONTACT
при дистальном соединении является способом решения
проблем, связанных с ситуациями, сопровождающимися
большой потерей костной массы.
Введение
Эндопротезирование тазобедренного сустава широко
развивается по всему миру. В литературе описываются
случаи замены первичных имплантатов [1, 9,
R. Volkmann (✉ ) ・ C. Bretschneider
Department of Trauma and Orthopedic Surgery,
Kreiskrankenhaus, Seilerweg 29, 36251 Bad Hersfeld,
Германия
e-mail: dr.rvolkmann@t-online.de
Тел.: +49-6621-881571, Факс: +49-6621-881560
C. Eingartner
BG Trauma Center, University of Tuebingen,
Тюбинген, Германия
S. Weller
Engelfriedshalde 47, 72076 Тюбинген, Германия
12, 18]. Основной причиной является более долгая
ожидаемая продолжительность жизни и увеличение числа
процедур по общей замене тазобедренного сустава,
показанных молодым пациентам. Серьезные дефекты
кости,
особенно
после
повторного
проведения
эндопротезирования
сустава,
осложняют
данные
процедуры [3, 6, 15]. Следовательно, должны быть
разработаны хирургические методы, способные сохранить
или даже перестроить костное вещество. Целью является
восстановление и реконструкция таких дефектов, успех
зависит от хирургического метода, послеоперационного
ухода и реабилитации [14, 20, 22]. Основной проблемой в
лечении асептического расшатывания имплантата является
прогрессирующая потеря костной массы в среднепроксимальной зоне фиксации (Рис. 1).
До появления к эффективных бесцементных имплантатов
тазобедренного
сустава,
при
повторном
эндопротезировании единственным способом достижения
эффективной первичной стабилизации был костный
цемент, а также дополнительные стабилизирующие
средства, такие как костные пластины, однако этоо
достигалось ценой потери биологической структуры. .
Эпоха «механистического мышления» в 70-х и 80- годах
прошлого столетия зачастую приводила к катастрофам. В
хпде проведения повторного эндопротезирования,мы
узнали, что костный цемент, используемый в качестве
наполнителя, как и дополнительные пластинчатые
имплантатов
является
стабильным,
но
мертвым
материалом, усложняющим кровоток, . Применение таких
материалов ведет к дальнейшей деструкции природной
биологической среды для синтеза кости [16, 17, 23, 26].
Одновременно мы открыли преимущества современного
остеосинтеза совместно с закрытой и «биологической»
репозицией перелома, что привело к улучшению
результатов в виде меньшего замедления срастания или
несрастания.
Таким образом, это был всего лишь маленький шаг на пути
трансформации
этой
идеи
в
биологическую
«бесконтактную процедуру» по эндопротезированию
тазобедренного сустава. Трансфеморальный доступ
облегчает изъятие костного цемента и индуцирует
механизмы срастания переломов в проксимальном участке
бедренной кости (Рис. 2).
Другой нерешенной проблемой был вопрос оптимальной
передачи нагрузки на ослабленную и разрушенную
бедренную кость: проксимально или дистально? Наш опыт
[4, 7] в функциональной адаптации кости к нагрузке, а
также результаты использования стандартного имплантата
[25] подтверждают факт межвертельной, проксимальной
или метафизарной передачи нагрузки [19, 21, 24]. Однако
при отсутствии достаточногой костной массы в зоне
основной фиксации бедренной кости и расшатывания
имплантата,
S25
Рис. 1 Различные стадии
потери перипротезной кости
–
основная
проблема
эндопротезирования
Рис. 2 Стандартное
наблюдение
«биологического»
эндопротезирования при
оптимальном
ремоделировании массы
перипротезной кости после
удаления трансфеморального
имплантата
нам пришлось превратить первичное приложение силы к
дистальному участку во вторичную ситуацию, где
проксимальное приложение силы может стабилизировать имплантат. Мы
достигли этой цели путем временной фиксации дистальной части [3,
12, 13] и вторичного удаления соединительных болтов после
восстановления проксимального участка структур бедренной кости
(«принцип обратной фиксации»). В данной статье описываются первые
результаты по прошествии 10 лет работы с такой процедурой
биологической замены.
Материалы и методы
С начала 1992 г., мы осуществили более 400 операций по
эндопротезированию тазобедренного сустава с помощью
бесцементного имплантата BiCONTACT. Первые 109
пациентов были включены в проспективное исследование.
После удаления имплантата через трансфеморальный
доступ в положении на спине, дефект был шинирован
протезом BiCONTACT с длинной ножкой и дистальным
соединением (по выбору). Такой имлантат имеет
дистальную конструкцию, подобную штифту для
остеосинтеза,
и
проксимальную,
аналогичную
стандартному имплантату BiCONTACT (Рис. 3). Анализ
предоперационных дефектов кости был проведен в
соответствии с классификацией Каттагена (Katthagen) [2].
Наблюдения проводились в течение 4 и 12 недель, а также
ежегодно с использованием рентгенологических и
клинических методов согласно шкале Гарриса и
субъективным параметрам пациентов. Кривая срока
службы имплантата была рассчитана на основе метода
Каплана-Мейера [10]. Реконструкция и ремоделирование
кости было проанализировано в различных зонах по методу
Груэна.
Рис. 3 Имплантат BiCONTACT с дистальным соединением
и инструментом для соединения
S26
Рис. 4
Предоперационная классификация дефектов кости согласно
Katthagen [2]
Рис. 5 Результаты для имплантата BiCONTACT: кривая
выживаемости по методу Каплана-Мейера
/Надписи на рисунке/: years – года
Результаты
Показаниями для замены служило асептическое расшатывание
(69% случаев), усталостное отторжение и перелом трансплантата
(14% случаев), перипротезные переломы (11% случаев), и
инфекции (6% случаев). Средний возраст пациентов составлял
68 лет (минимальный – 34 года, максимальный – 85 лет); 56%
пациентов были мужчины. У большей части пациентов были
обнаружены
обширные
дефекты
бедренной
кости,
классифицируемые по шкале дефектов как 4 – 6 степень (Рис. 4).
Ни с одним из пациентов не была утеряна связь для дальнейшего
наблюдения; десять пациентов умерли в период исследования
без указанных проблем в тазобедренном суставе. Среднее время
госпитализации составляло 27 дней, а средний период
наблюдения – 5,25 лет (максимум – 9,7 лет). Клинические
результаты показали увеличение показателя по шкале Гарриса с
42 до 75 баллов. Для 14 тазобедренных суставов спустя
короткое время после операции требовалось проведение замены.
Рассчитанный показатель выживаемости (срока службы) по
методу Каплана-Мейера составил 85,3% (Рис. 5). При
субъективной классификации пациентов, 80% получили статус
улучшения, 10% — без изменений и 10% — с ухудшением
состояния по сравнению с предоперационными условиями.
Удовлетворенность пациентов в 67% случаев была полной, в 24%
случаев — частичной, и 9% пациентов не были удовлетворены
результатами.
Рис. 6 Ремоделирование бедренной кости в зонах Груэна I–VII
после операции эндопротезирования тазобедренного сустава
по сравнению с предоперационной ситуацией
/Надписи на рисунке/: better – лучше; no change – без
изменений; worse – хуже
Послеоперационные изменения реконструкции кости были
проанализированы по методу Груэна с помощью стандартных
рентгенограмм. В частности, важный для нас проксимальный
участок перипротезной кости имел хорошие показатели
ремоделирования и восстановления (Рис. 6). В отобранных
гистологических образцах, выполненных во время удаления
соединительных винтов, можно было четко увидеть
формирование новых костных структур вокруг имплантата.
Одним из наиболее важных результатов было то, что
дополнительное соединение имплантата может определенным
образом предотвратить высокую степень усадки. После
удаления болтов спустя 6-12 месяцев после операции, большая
часть протезов имела малую степень усадки с максимальным
значением 10 мм, в то время как у обычных имплантатов без
соединения наблюдалась первичная и вторичная усадки в
пределах 30 мм и более.
Обсуждение
В то время как для устранении проблем, вызванных
расшатыванием
вертлужного
компонента,
уже
давно
традиционно используются костные трансплантаты [19], метод
бесцементной замены имплантата начал использоваться только
во второй половине 1980-х годов [24], когда появились более
доступные методы бесцементной фиксации имплантатов при
первичном тотальном эндопротезировании тазобедренного
сустава [8].
Потеря костной массы в результате расшатывания
имплантата может вызвать необходимость использования
съемных имплантатов с длинной ножкой и первичной
фиксацией в области диафиза для шинирования дефекта кости
[3, 11, 12]. Непосредственным послеоперационным результатом
является имплантат, зафиксированный только в области диафиза
бедренной кости, который будет полностью погружен в
перипротезную кость до момента завершения регенерации
проксимального участка кости.
Проксимальная
передача
нагрузки
также
может
оптимизировать отдаленные результаты для имплантатов с
длинной ножкой, поскольку она сводит к минимуму эффекты
атрофии проксимальной кости и риск усталостного отторжения
и перелома трансплантата в случае единственной дистальной
фиксации. Доказанным методом достижения данной цели
«принципа обратной фиксации» является временное
соединение имплантата, с врастанием кости
S27
Рис. 7 Различные стадии
ремоделирования кости и принцип
«переключения передачи
нагрузки» с дистального отдела на
проксимальный
(пример, мужчина, 68 лет)
Рис. 8 a Полная потеря перипротезной
кости (степень 4 согласно Каттагену)
после 3-ей процедуры замены у 60летней пациентки, октябрь, 1994 г. b
Замена вертлужной впадины и
реконструкция с помощью
аллотрансплантата и опорного кольца,
препятствующего протрузии. Замена
имплантата BiCONTACT с
соединением и губчатым
аутотрансплантатом. Частичная весовая
нагрузка 20 кг массы тела до окончания
12-й недели после операции. c
Реконструкция перипротезной кости
была успешной, однако требовала
более 1 года времени (декабрь, 1995 г.).
Полная нагрузка на ногу без боли была
возможна с начала января, 1995 г.
Винты были оставлены на месте по
причине задержанного
ремоделирования. d Два месяца спустя
один болт разрушился вследствие
усталости. Проксимальный участок
перипротезной кости не позволял
производить нагрузку в этот период.
e В ходе наблюдения в течение 5 лет,
замененный имплантат был устойчив и
закреплен в реконструированном
проксимальном участке кости. В случае
с недостаточной проксимальной
передачей нагрузки, второй
скрепляющий винт также был сломан.
На том этапе можно было бы удалить
винты, однако пациентка была против,
поскольку не чувствовала никаких
симптомов.
внутрь в проксимальный участок протеза треугольной формы
(т.е., «переключение передачи нагрузки»). После полной
регенерации перипротезной кости, дистальные болты
удаляются. Имплантат оседает и сам вклинивает себя во вновьреконструированный проксимальный участок кости. Это
трансформирует первоначальную дистальную передачу
нагрузки обратно во вторичную проксимальную передачу
нагрузки, что наиболее желательно для долгосрочной
биомеханической устойчивости (Рис. 7 и 8).
Последующие наблюдения за имплантатами, требующими
замены, показывают, что нельзя с полной уверенностью
исключить возможность раннего расшатывания. Это зависит от
предрасположенности нового костного образования у каждого
отдельного пациента. Однако процедура замены будет проводиться
впоследствии, когда снова начнут проявляться первоначальные
дефекты. Наш метод приводит к формированию новой костиной
массы такого объема, при котором можно достичь устойчивой
фиксации имплантата. В данном отношении, описанный выше
метод «биологической замены» может иногда служить
промежуточным шагом, необходимым для регенерации
отсутствующего запаса костной массы.
Костная пластика при эндопротезировании тазобедренного
сустава представляет собой специальную хирургическую
процедуру,
проводимую
в
надлежащим
образом
оборудованных больницах со
S28
специально обученным хирургическим персоналом
[22, 26, 27]. Основная цель — достижение
функциональной нагрузки на ногу и улучшение
самочувствия пациента — может быть достигнута
при использовании множества различных методов.
Безболевая нагрузка на ногу является первичной
целью, поскольку она позволяет двигаться,
особенно,
пожилым
пациентам,
имеющим
множество расстройств функций организма.
Послеоперационные результаты должны проходить
частое измерение с целью сохранения конечности
такого пациента с множеством расстройств и
физических дефектов. Однако, анализ таких
субъективных критериев, как боль и удовлетворение
после проведения операции, а также анализ
клинических данных, включающих диапазон
движений и дистанцию безболевой ходьбы,
является критическим для определения успешности
лечения [4, 5]. Основной целью, за исключением
исключительно механистических соображений,
является сохранение и улучшение запаса костной
массы в проксимальном участке бедренной кости в
последующие годы.
Список литературы
1. Ash SA, Callaghan JJ, Johnston RC (1996) Revision total hip
arthroplasty with cement after cup arthroplasty. Long-term follow-up. J Bone Joint Surg [Am] 78:87–93
2. Bettin D, Katthagen B-D (1997) Die DGOT-Klassifikation
von Knochendefekten bei Hüft-Totalendoprothesen-Revisionsoperationen. Z Orthop 135:281–284
3. Bretschneider C, Volkmann R, Müller J, Weller S (1997) Die
„biologische Katastrophe“ mehrfacher Hüftprothesenwechsel.
Chirurgische Praxis 52:301–315
4. Britton AR, Murray DW, Bulstrode CJ, McPherson K,
Denham RA (1997) Pain levels after total hip replacement. J
Bone Joint Surg [Br] 79:93–98
5. Bryant MJ, Kernohan WG, Nixon JR, Mollan RAB (1993) A
statistical analysis of hip scores. J. Bone Joint Surg [Br] 75:
705–709
6. Buoncristiani AM, Dorr LD, Johnson C, Wan Z (1997) Cementless revision of total hip arthroplasty using the anatomic
porous replacement revision prosthesis. J Arthroplasty 12:
403–415
7. Eingartner C, Volkmann R, Pütz M, Weller S (1997) Cementless revision stem for biological osteosynthesis in periprosthetic femur fractures. International Orthopaedics (SICOT) 21:
25–29
8. Engh CA, O’Connor D, Jasty M, McGovern TF, Bobyn D,
Harris WH (1992) Quantification of implant micromotion,
strain shielding, and bone resorption with porous-coated anatomic medullary locking femoral prostheses. Clin Orthop Rel
Res 285:13–29
9. Hartwig CH, Böhm P, Czech U, Reize P, Küsswetter W (1996)
The Wagner revision stem in alloarthroplasty of the hip. Arch
Orthop Trauma Surg 115:5–9
10. Kaplan EL, Meier P (1958) Nonparametric estimation from incomplete observations. Am Stat Assoc J 6:457–481
11. Kolstad K, Adalberth G, Mallmin H, Millbrink J, Sahlstedt
B(1996) The Wagner revision stem for severe osteolysis: 31
hips followed for 1.5–5 years. Acta Orthop Scand 67:541–544
12. Malkani AL, Settecerri JJ, Sim FH, Chao E Y, Wallrichs SL:
Long-term results of proximal femoral replacement for nonneoplastic disorders. J Bone Joint Surg [Br] 77:351–356
13. Martin JW, Sugiyama H, Kaiser AD, van Hoech J, Whiteside
LA (1990) An analysis of screw fixation of the femoral component in cementless hip arthroplasty. J Arthroplasty 5:15–
20
14. Morscher E, Dick W, Seelig W (1989) Revisions-arthroplastik
des Hüftgelenkes mit autologer und homologer Spongiosa. Orthopäde 18:428–437
15. Oonishi H, Iwaki Y, Kin N, Kushitani S, Murata N, Wakitani
S, Imoto K (1997) Hydroxyapatite in revision of hip replacements with massive acetabular defects. J Bone Joint Surg [Br]
79:87–92
16. Peters CL, Rivero DP, Kull, Jocobs JJ, Rosenberg AG, Galante
JO (1995) Revision total hip arthroplasty without cement: subsidence of proximally porous-coated femoral components.
J Bone Joint Surg [Am] 77:1217–1226
17. Ponziani L, Rollo G, Bungaro P, Pascarella R, Zinghi GF
(1995) Revision of the femoral prosthetic component according to the Wagner technique. Chir Organi Mov 80:385–389
18. Raut VV, Siney PD, Wroblewski BM (1995) Cemented revision for aseptic acetabular loosening. A review of 387 hips.
J Bone Joint Surg [Br] 77:357–361
19. Shinar AA, Harris WH (1997) Bulk structural autogenous
grafts an allografts for reconstruction of the acetabulum in total hip arthroplasty. Sixteen-year-average follow-up. J Bone
Joint Surg [Am] 79:159–168
20. Siverton CD, Rosenberg AG, Sheinkop MB, Kull LR, Galante
JO (1996) Revision of the acetabular component without cement after total hip arthroplasty. A follow-up note regarding
results at seven to eleven years. J Bone Joint Surg [Am]
78:1366–1370
21. Smith JA, Dunn HK, Manaster BJ (1997) Cementless femoral
revision arthroplasty: 2- to 5- years results with a modular titanium alloy stem. J Arthroplasty 12:194–201
22. Steinbrink K (1987) Vorgehen bei ausgedehntem oder völligem Knochensubstanzverlust des Femurs nach Schaftlockerung. Orthopäde 16:277–286
23. Torchia ME, Klassen RA, Bianco AJ (1996) Total hip arthroplasty with cement in patients less than twenty years old.
Long-term results. J Bone Joint Surg [Am] 78:995–1003
24. Wagner H (1989) Revisionsprothese für das Hüftgelenk. Orthopäde 18:438–453
25. Volkmann R, Bretschneider C, Fritz S, Weise K (2002)
Marknagelung der periprothetischen Femurfraktur mittels Verriegelungsprothese. Europ J of Trauma [Suppl 1] 28:87–88
26. Wirtz DCh, Niethard FU (1997) Ursachen, Diagnostik und
Therapie der aseptischen Hüftendoprothesenlockerung – eine
Standortbestimmung. Z Orthop 135:270–280
27. Wolter D (1987) Historischer Überblick der Knochentransplantation unter besonderer Berücksichtigung des autologen
Spongiosatransplantats. H. Unfallheilk. 185
International Orthopaedics (SICOT) (2003) 27 (Suppl.1):S29–S36
DOI 10.1007/s00264-003-0440-2
ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ
Куно Вайс (Kuno Weise) · Юген Винтер (Eugen Winter)
Костная пластика – вертлужная впадина: бесцементная
реконструкция вертлужной кости
© Springer-Verlag 2003
Реферат Возросшее число случаев асептического
расшатывания, часто сопровождаемого прогрессирующими
дефектами вертлужной впадины, сталкивает хирургов с
серьезными трудностями. Многосегментарные дефекты
вертлужной впадины могут быть устранены при помощи
костной трансплантологии и металлических опорных
колец, препятствующих протрузии. С помощью данных
методов,
дефекты
костей
таза
могут
быть
реконструированы для получения устойчивой и постоянной
фиксации вертлужного компонента. Начиная с 1983 г.,
более чем 850 пациентам была проведена костная пластика
вертлужного компонента при помощи опорного кольца.
Для
последующего
наблюдения,
включающего
клиническое и рентгенологическое исследование, а также
анализ истории болезни пациентов в среднем спустя 7,3
года после операции, был взят 41 следующий друг за
другом случай. Мы предоставляем результаты наблюдений
таких случаев, которые доказывают, что данный вид
костной пластики гарантирует прочность и устойчивость
вертлужного компонента.
Введение
Количество неуспешных попыток эндопротезирования
тазобедренного сустава все более увеличивается,
отображая большую нехватку костной массф вертлужной
впадины в сочетании с сегментарными и полостными
дефектами [1, 2, 3, 4, 5]. К несчастью, не существует
единственного метода, который бы давал правильное
решение проблемы, охватывающее полный спектр
дефектов вертлужной впадины. Тем не менее, имеющиеся
дефекты вертлужной впадины, как правило, могут быть,
устранены путем трансплантации дефектного участка и
вставкой полукруглого вертлужного компонента при
помощи винтов и без использования цемента [6, 7, 8, 9].
Существенной
альтернативой
для
уменьшения
дефицита вертлужной впадины является размещение
полукруглого вертлужного компонента. Он впоследствии
подлежит фиксации винтами без использования цемента на
верхний край дефектного участка вертлужной впадины,
совпадающего со стандартным центром тазобедренного
сустава, как это описано Woolson и Adamson [10], или же с
центром сустава при высокой установке чашки
эндопротеза, как это описано
K. Weise (✉ ) ・ E. Winter
BG Trauma Center, Eberhard-Karls-University,
Schnarrenbergstrase 95, 72076 Тюбинген, Германия
e-mail: kuno.weise@uni-tuebingen.de
Тел: +49-7071-6061001, Факс: +49-7071-6061002
Dearborn и Harris [11]. Другой способ заключается в
заполнении верхней части дефекта вертлужной впадины
металлом в виде удлиненного вертлужного компонента
[12]. В результате верхнее полушарие такого имплантата
остается в надежном контакте с вышележащей костью,
позволяя устанавливать нормальный центр тазобедренного
сустава. При использовании чашки овальной формы,
необходимо удалить запасную кость для лучшего
размещения
такого
имплантата.
Еще
одним
альтернативным методом является использование цельных
аллотрансплантатов, однако показатель неудачого исхода
такого метода со временем увеличивается [13, 14].
Учитывая тенденцию таких аллотрансплантатов со
временем деформироваться или разрушаться, некоторые
авторы в качестве замены такого метода отстаивают
использование вертлужных опорных колец.
В начале 1980-х годов было представлено кольцо
Шнайдера-Бурха (Schneider-Burch) [15]. Этот инструмент
поставляется вместе с периферическими гребнями, которые
привинчиваются к перивертлужной кости таза для
обеспечения
дополнительной
устойчивости.
Первоначально, обычным способом устранения дефекта
кости было заполнение дефекта костным цементом. Однако
данный метод часто приводил к возникновению ранних
осложнений с дальнейшей потерей костной массы и
вторичным расшатыванием антипротрузионного кольца [1,
16, 17, 18, 19, 20, 21]. На сегодняшний день большинство
авторов уверено, что масштабные дефекты вертлужной
кости должны заполняться костными трансплантатами.
При долгосрочных исследованиях была доказана
эффективность использования аутотрансплантата или
аллотрансплантата в сочетании с опорными кольцами [1,
22, 23, 24, 25]. Однако вопрос состоял в том, смогут ли
трансплантированные замороженные аллогенные костные
трансплантаты привести к появлению костной массы
витальной вертлужной кости. В то время как некоторые
авторы отмечают неудачи в реконструкции вертлужной
впадины при помощи замороженных аллогенных костных
трансплантатов [26, 27], другие клинические исследования
описывают
успешность
клинического
применения
замороженных аллогенных губчатых трансплантатов [1, 25,
28, 29, 30, 31, 32].
Нами представлено исследование, проводившееся с
целью
анализа
долгосрочных
результатов,
как
клинических, так и рентгенологических, при помощи
замороженных аллогенных
кусочковых костных
трансплантатов и антипротрузионной сетки ШнайдераБурха для устранения недостатка вертлужной кости типа III
и
IV
(классификация
Американской
академии
хирургической
ортопедии)
в
костной
пластике
тазобедренного сустава.
S30
Рис. 1 a Остеоартроз тяжелой степени в левом тазобедренном
суставе (01). b Тотальное бесцементное эндопротезирование
тазобедренного сустава при помощи резьбового кольца и
имплантата BiCONTACT (02). c Девять лет спустя,
расшатывание резьбового кольца и протрузия (03). d Костная
пластика вертлужного компонента чашки Plasmacup (04). e
Четыре года спустя хорошая устойчивость чашки, жалобы у
пациента отсутствуют (05, 06)
Материалы и методы
Исследуемая группа пациентов
В течение периода с 1 января 1988 г. по 1 января 1994 г. 41
пациенту (41 тазобедренный сустав) с дефектами вертлужной
впадины (тип III и IV согласно D’Antonio [33]), после
эндопротезирования
тазобедренного
сустава,
в
последовательном порядке была проведена костная пластика
по причине коксартроза. Тип и степень дефекта вертлужной
впадины определялись на основе предоперационных
рентгенограмм и анализа в ходе операции. Во всех случаях
неудачных исход эндопротезирования был связан с нарушением
асептики. Из 41 пациента, двое умерло по причинам, не
связанным с операцией, и спустя 4 и 6 лет после ее
проведения, и один пациент был недоступен для
последующего наблюдения. Оставшиеся 38 пациентов перед
проведением
операции
прошли
клиническое
и
рентгенологическое исследование, которое было проведено
повторно по прошествии, в среднем, 7,3 лет (диапазон 4,2-9,4
лет) после операции.
Операции подверглись 21 правых и 17 левых
тазобедренных суставов у 38 пациентов. Среди пациентов
было 24 женщины и 14 мужчин, а средний возраст на момент
операции составлял 76 лет (диапазон 49–83 года). У 34
пациентов имелся тип III недостаточности кости, и у 4
пациентов — тип IV недостаточности кости [33]. У 27
пациентов также необходимо было выполнить замену
имплантата бедренной кости по причине асептического
расшатывания. В 10 случаях имплантат с посадкой на цемент
был заменен аналогичным имплантатом, в то время как для
оставшихся 17 пациентов имплантат с посадкой на цемент был
удален, и вместо него при помощи бесцементной методики
был вставлен другой имплантат.
Техника оперативного вмешательства
Пластика сустава выполнялась в операционном зале с
вертикальным ламинарным потоком. Во всех случаях
использовался
латеральный трансглютеальный доступ.
Вначале был выделен и удален нарушенный вертлужный
компонент. Полный масштаб дефекта стал очевиден только
после окончательной очистки вертлужного компонента от
цемента и
рубцово-измененной ткани капсулы. Для получения хорошо
васкуляризированного донорского ложа эта манипуляция
выполнялась при помощи кюреток, остеотомов и полукруглых фрез
.В целях избежания увеличения размеров существующего дефекта
мы предприняли особую осторожность. Затем было выполнено
разделение на кусочки аллогенной замороженной губчатой кости из
банка костных трансплантатов (размер кусочков составлял
приблизительно 1 см [3]). Костные трансплантаты были получены
из головок бедренной кости, хранившейся при температуре -80°C в
соответствии со стандартными рекомендациями банка костных
трансплантатов. В зависимости от размера дефекта, использовалась
губчатая кость, взятая из одной-трех головок бедренной кости.
Кусочки губчатой кости вдавливались в полость вертлужной
впадины и осторожно уплотнялись. Гребни опорного кольца
Шнайдера-Бурха (Protek AG, Berne, Швейцария) были изогнуты по
форме для совпадения с индивидуальной анатомией участка
вертлужной впадины. Затем кольцо размещалось путем укрепления
его нижнего гребня в подвздошной кости, предпочтительнее
винтами. Верхний гребень металлического кольца был
зафиксирован на подвздошной кости винтами для губчатой кости.
Это должно привести к устойчивости всей структуры (состоящей из
кости, несущей нагрузку, аллотрансплантата и имплантата) со
сжатым костным трансплантатом, расположенным под кольцом.
Затем было проведено цементирование полиэтиленовой чашки в
металлическую сетку, находящуюся в правильном положении, при
помощи тонкого слоя цемента (2–3 мм). Во избежание слишком
сильного проникновения цемента через пористое кольцо, костный
трансплантат должен быть хорошо сжат (Рис. 1, 2, и 3).
Программа реабилитации
После операции, если она включала только лишь замену
вертлужного компонента или необходимость проксимального
феморального доступа, пациенты находились на постельном
режиме в течение 1 недели. При использовании трансфеморального
доступа, пациенты находились на постельном режиме в течение 2
недель. Интенсивная физиотерапия была начата во время
нахождения пациента на постельном режиме с первого дня после
проведения операции. Пациентам настоятельно рекомендолось
избегать сгибания прооперированного тазобедренного сустава
более чем на 90°, а также
S31
Рис. 2 a Тяжелая степень остеоартрита
правого тазобедренного сустава (01). b
Девять лет спустя после межвертельной
остеотомии: сильная боль и показания для
тотального эндопротезирования
тазобедренного сустава (с посадкой на
цемент) (04, 03, 07, 05). c Тринадцать лет
спустя, расшатывание вертлужноо
компонента (09, 10). d Костная пластика
вертлужного компонента с использованием
фрагментов замороженного аллогенного
костного трансплантата и опорного кольца
Бурха-Шнейдера (12, 11). e Отличное
заживление с полным ремоделированием
трабекул костного трансплантата, без
наклона опорного кольца (14, 13)
принудительной ротации, особенно ротации внутрь. В
течение 14 дней, с помощью клиновидных подушек,
осуществлялось небольшое отведение. В течение 6 недель
была рекомендована частичная нагрузка на ногу весом 20
кг, а в случае с трансфеморальным доступом – в течение 12
недель. Последующие клинические и рентгенологические
исследования проводились спустя 3 месяца, 6 месяцев, а
также 1 год после операции, и затем раз в год.
Последующее клиническое исследование
Клиническому и рентгенологическому анализу было
подвергнуто 38 пациентов перед и после проведения
операции. Клинические исследования проводились в
среднем в течение 7,3 лет (диапазон 4,2–9,4 года) после
операции, в соответствии с Johnston et al. [34]. Данные
руководства состоят из
S32
Рис. 3 a Тяжелая степень остеоартроза
левого тазобедренного сустава,
замененного бесцементным полным
эндопротезом (THA) (03). b
Бесцементнре тотальное
эндопротезирование тазобедренного
сустава с резьбовым кольцом и
имплантатом Bi CONTACT (04, 05, 06).
c спустя 2, 4 и 6 лет, увеличение
протрузии вертлужного компонента (07,
08, 09, 10). d Восемь лет спустя после
имплантационной костной пластики
вертлужной впадины аллогенным
костным трансплантатом и опорным
кольцом Бурха-Шнейдера (11, 12). e
Контрольная рентгенограмма спустя 12
и 17 месяцев с отличным заживлением
костного трансплантата и устойчивым
положением опорного кольца
(14, 15)
полного списка вопросов и обследований, охватывающих
следующие категории: степень боли, степень активности,
способность надевать туфли и носки, способность
подниматься и спускаться по лестнице, способность смены
положения из сидячего в стоячее, дистанция безболевой
ходьбы, а также способность ходить с поддержкой и без нее.
Кроме того, для оценки клинических результатов
использовалась шкала Гарриса для тазобедренных суставов
[35].
Пациенты выражали свое субъективное впечатление о
результате
операции,
как
«очень
удовлетворен»,
«удовлетворен», или «неудовлетворен». В физикальное
обследование
входила
оценка
диапазона
движений
тазобедренного сустава до операции и в период последующего
наблюдения. Кроме того, во время послеоперационного
наблюдения
записывалась
разница
в
длине
ног.
Предоперационные данные (истории болезни и анкеты
пациента) были сопоставлены с параметрами, полученными
при исследваниях во время последующего наблюдения.
Анализ рентгенограмм
Во всех 38 случаях рентгенологический анализ был выполнен
во время клинического исследования, и включал определение
миграции вертлужных имплантатов, а также анализ участка с
трансплантатом.
Рентгенограммы
были
выполнены
непосредственно после операции и в течение периода
наблюдений. На данных рентгенограммах измерялись
следующие параметры (согласно Peters et al. [25]): (a) индекс
вертлужной впадины (AI), (b) горизонтальная миграция (HM),
и (c) вертикальная миграция (VM). Также была исследована
поверхность взаимодействия имплантата с костью на предмет
присутствия полной или частичной рентгенопроницаемости.
На основе внешнго вида трабекулярного ремоделирования,
костный
трансплантат
классифицировался
как
присоединенный или неприсоединенный. Ремоделирование
трабекулярной кости в области трансплантата оценивалось в
случае одинаковой рентгеноморфологической структуры
(плотность трансплантата и его структура) в области
трансплантированной ткани и прилегающей нативной кости,
как это описывалось ранее [36, 37, 38]. DeLee и Charnley [39]
было разграничено на три зоны, используемые для
определения
месторасположения
рентгенопрозрачного
участка
и его протяженности. Более того, мы
проанализировали
степень наклона опорного кольца и
провели сравнение формы кольца на рентгенограмме,
выполненной вскоре после операции и в период наблюдения.
Статистические методы
Перед операцией и после ее завершения был проведен анализ
непрерывных парных наблюдений (например, диапазон
движений тазобедренного сустава) с помощью двухстороннего
критерия Стьюдента
S33
Рис. 3d, e Условные обозначения см. стр. S32
Порядковые данные (например, степень боли) были
протестированы на однородность безусловного распределения
соответствующей матрицы перехода в соответствии с
критерием Манна-Уитни для порядковых независимых
измерений, как это было обобщено Agresti [40]. Такое
тестирование на однородность включало создание таблиц
сопряжения признаков и анализ существенности отличия от
нуля разницы в безусловном распределении данных таблиц.
Этот метод оценивает вероятность того, насколько широко
отличается степень тяжести состояния до и после операции.
Результаты
Клинические результаты
Мнение пациентов о результате операции было следующим: 14
пациентов были «крайне удовлетворены», 22 пациента были
«удовлетворены» и 2 – «неудовлетворены». Мы сравнили все
индивидуальные параметры, полученные до операции и в
течение периода наблюдений, как это описано Johnston et al.
[34], а именно: степень боли, степень активности, способность
надевать туфли и носки, способность подниматься и спускаться
по лестнице, способность смены положения из сидячего в
стоячее, дистанция безболевой ходьбы, а также способность
ходить с поддержкой и без нее. Результаты показали, что все эти
параметры значительно улучшились на период проведения
исследования
(p<0,0001), даже у тех двух пациентов, которые были
«неудовлетворены».
Диапазон движений прооперированного тазобедренного
сустава в период проведения исследования у всех пациентов
значительно увеличился (p<0,005) по сравнению с подвижностью
сустава до операции. Увеличение длины ноги было отмечено
только для прооперированной конечности. Среднее измеренное
значение увеличения длины ноги в период наблюдения составило
0,8 см (диапазон 0,5–3,0 см).
Средний показатель по шкале Гарриса для тазобедренного
сустава [35] составил 82,6 (диапазон 58,2–94,9) на момент
последнего наблюдения. Сюда были включены 11 пациентов
(29%), имевших отличный показатель (90–100 баллов), 14
пациентов (37%) с хорошим показателем (80–89 баллов), девять
пациентов (24%) с удовлетворительным показателем (70–79
баллов), и четыре пациента (10%) с плохим показателем (менее
70 баллов).
Результаты рентгенологического исследования
При анализе рентгенограмм, оценка миграции вертлужного
имплантата была критически важной. Между значениями
индекса вертлужной впадины, горизонтальной и вертикальной
миграции, полученными непосредственно после операции и в
ходе периода наблюдений, не было обнаружено существенной
разницы. Наклона опорного кольца также не было выявлено.
Данные результаты свидетельствуют об
S34
отсутствии какой-либо существенной миграции у всех пациентов
(p<0,0005). В трех зонах вертлужной впадины, определенных DeLee и
Charnley [39], в период наблюдения наблюдалось полное образование
трабекул и интеграция костных структур на участке имплантации
трансплантата. Рентгенологическая морфология трансплантата оказалась
соответствующей окружающей нативной кости. В соответствии с
описанными критериями [4, 30, 35], результат был интерпретирован как
признак формирования ретикулофиброзной кости в области
трансплантата.
Осложнения
В ходе проведения операции наблюдалось несколько осложнений. В
одном случае при проведении операции по замене эндопротеза
произошло глубокое смещение расшатавшейся вертлужной чашки
внутрь малого таза . Несмотря на это, нам удалось извлечь чашку
благодаря использованию латерального доступа. В другом случае в ходе
операции произошел перелом винта для губчатой кости в подвздошной
кости. Общее число послеоперационных осложнений включало 11
успешно устраненных случаев, не связанных с операцией: два случая
бронхита, два – гастрита, пять – инфекции мочевых путей, и, несмотря на
слабую дозу гепаринизации, два случая глубокого тромбоза вен без
серьезных последствий. Местные послеоперационные осложнения
включали шесть гематом, три из которых были дренированы
хирургическим путем, и две подкожных воспалительных реакции,
которые были излечены консервативно. . Для одного пациента с
глубокой инфекцией потребовалось проведение костной пластики, при
этом была возможность сохранения имплантата. Было отмечено одно
раннее послеоперационное смещение. После репозиции, вслед за
которой было проведено консервативное лечение (2 недели постельного
режима и деротационная повязка), дальнейших смещений зафиксировано
не было.
Обсуждение
Большинство известных нам опубликованных исследований,
сходятся во мнении, что наличие серьезных многосегментарных дефектов
вертлужной впадины является показанием к проведению реконструкции
вертлужной впадины при совместном использовании металлического
опорного кольца и костного трансплантата [23, 25, 41, 42, 43]. Целый ряд
авторов рекомендует использовать опорное кольцо Шнейдера-Бурха,
имеющее краниальный и каудальный гребни, и которое можно
зафиксировать в подвздошной и седалищной кости [21, 23, 25, 44, 45].
Такой метод обеспечивает высокую степень первичной устойчивости и
позволяет осуществлять раннюю весовую нагрузку. Кольцо также
защищает трансплантат, имплантированный под ним, от механического
раздражения, и способствует процессу ремоделирования кости. Тесная
связь между трансплантатом и вертлужной впадиной, наряду с
механической неподвижностью и устойчивостью, рассматриваются в
качестве
принципиального
предварительного
условия
для
ремоделирования аллотрансплантата [1, 28, 29, 46].
Исследования, выполненные Heantjens et al. [47], Schatzker et al. [21],
и Zehntner et al. [43], показывают пределы использования намного
меньшего по размеру опорного кольца Мюллера (Müller) при наличии
обширных дефектов вертлужной впадины. При использовании серии
разных по размеру колец,для 25 из 56 случаев, они отмечали высокую
скорость миграции имплантата
вплоть до 44% (25 из 56 случаев) в ходе среднего периода
послеоперационного наблюдения, варьирующего между 7,2 и 8 годами.
Авторы объясняют это ограничениями конструкции меньшего по
размеру опорного кольца Мюллера. Поскольку данное кольцо
фиксируется только к подвздошной кости и не поддерживается
нижней частью костей таза, его использование не должно
распространяться за пределы небольших дефектов крыши вертлужной
впадины, передней или задней колонн, или изолированных дефектов
полости.
Таким образом, тщательный предоперационный анализ дефектов и
анализ их в ходе операции с помощью системы классификации
становится крайне важным, так же как и правильная оценка и выбор
имплантата относительно индивидуальной патоморфологии вертлужной
впадины.
Сопоставление осложнений, возникающих при реконструкции
тазобедренного сустава с помощью вертлужного опорного кольца,
чрезвычайно затруднено по той причине, что список осложнений в
течение и после операции, определенный в ходе соответствующих
исследований, неполный, несистематичен или же совсем отсутствует. В
нашем исследовании у пациентов не было выявлено каких-либо
нейроваскулярных осложнений, и ни одно из выявленных общих
послеоперационных осложнений не привело к какому-либо стойкому
нарушению здоровья. В отношении местных послеоперационных
осложнений, особого внимания заслуживают инфекции. У одного
пациента была обнаружена серьезная инфекция, которая, к счастью, была
вылечена без удаления имплантата. В 38 случаев было выявлено только
одно смещение. Мы относим низкий показатель смещения к
используемому нами латеральному доступу и строгой программе
реабилитации. Тем не менее, мы были обеспокоены появлением шести
гематом, три из которых требовали проведения хирургического
дренирования. Несмотря на то, что мы считаем это довольно высоким
показателем, следует принимать во внимание масштабность проводимых
нами процедур.
Мы не выявили ни одного пациента со значительной миграцией
или смещением вертлужного компонента. Сравнение с литературными
данными выявило, что показатель расшатывания опорного кольца
Шнейдера-Бурха составляет до 12%, при этом средний период
наблюдений составил 5 лет [1, 21, 23]. У всех пациентов, входящих в
группу исследования, консолидация кости появилась исключительно в
области имплантации трансплантата, согласно критериям, описанным
Azuma et al. [36], Kondo и Nagaya [37], и Morsi et al. [38]. После анализа
66 реконструкций вертлужной впадины с использованием кольца
Мюллера (n=46) или Шнейдера-Бурха (n=20), Rosson et al. [44] указал на
важность костной трансплантации по сравнению с костным
цементированием.
Peters et al. [25] отметили впечатляющее восстановление
вертлужной впадины у группы из 28 пациентов, которым была
проведена реконструкция с использованием кольца Шнейдера-Бурха и
аллогенного губчатого костного транслпантата. Они отмечали, что
средния костная масса медиальной стенки существенно увеличилась с 1,9
мм перед проведением операции до 10,1 мм после костной пластики
(p<0,01, двухвыборочный критерий Стьюдента, при условии неравной
выборочной дисперсии). Средний период наблюдения для данного
исследования составил 2,8 года.
В 1999 г. Paprosky и Sekundiak [18] установили, что роль сетки для
реконструкции вертлужной впадины должна в настоящий момент
рассматриваться только как кратковременный вариант лечения, и для
определения целесообразности такой процедуры необходимо провести
дальнейшие исследования. К нашему удивлению,данные авторы в
поддержку собственного мнения привели всего лишь три источника.
S35
Существует как минимум 17 исследований, опубликованных между
1984 и 2001 годами и касающихся роли вертлужных колец; период
наблюдений для таких исследований в среднем составлял 9,4 года [1,
20, 21, 22, 23, 24, 25, 28, 30, 31, 41, 42, 43, 44, 47. 48. 49, 50]. Более того,
в данных исследованиях предполагается, что использование кольца для
реконструкции вертлужной впадины следует рассматривать больше как
дополнительную процедуру, чем альтернативную. В противоположность
этому, наши результаты [50] и результаты других подобных
исследований показывают, что использование кольца для реконструкции
вертлужной впадины вместе с фрагментированным замороженным
аллотрансплантатом из губчатой кости может рассматриваться в качестве
надежной, общепринятой процедуры, способной устранить масштабные
дефекты кости вертлужной впадины.
Paprosky и Sekundiak [18] пришли к выводу, что аллогенные костные
трансплантаты обладают только остеокондуктивным потенциалом.
Несколько авторов [21, 23, 24, 25, 30] установили, что аутотрансплантат
и фрагментарный замороженный аллотрансплантат одинаково важны в
реконструкции дефектов вертлужной впадины. Даже Slooff [32], у
которого есть отличный от вышеуказанного подход в восстановлении
дефективной вертлужной впадины, отметил, что аутотрансплантат и
аллотрансплантатные кусочки кости, подвергнутые глубокой заморозке,
одинаково эффективны. Slooff был одним из первых, кто использовал
данный метод и популяризировал его. Gross et al. [29] сообщил об
успешных результатах при использовании фрагментированной
аллографтной кости, подвергнутой глубокой заморозке и обработке
облучением, при лечении дефектов вертлужной впадины. Herr et al. [51]
имели
возможность
показать
в
своих экспериментальных
исследованиях, что заморозка аллогтрансплантатов губчатой кости при
температуре -80°C сохраняет изотипы остеоиндуктивного костного
морфогенетического белка. Недавнее исследование позитрон-ионной
томографии (ПЭТ) ионов фтора [18F], проводимое в нашем институте,
подтвердило наличие костного метаболизма в участках с аллогенными
замороженными кусочками костными трансплантатами, даже спустя
несколько лет после эндопротезирования тазобедренного сустава, что
является четким признаком перфузии кости и жизнеспособности участков
с трансплантатом [52, 53].
В заключение следует сказать, что реконструкция вертлужной
впадины с помощью аллогенных кусочков замороженного трансплантата
губчатой кости и опорного кольца для вертлужной впадины с фиксацией
в подвздошной и седалищной костях, является, по всей видимости,
важным методом в устранении серьезных дефектов вертлужной впадины
и может быть чрезвычайно успешным в восстановлении массы витальной
кости. Очевидно, что для лучшей оценки данной процедуры,
необходимо проведение долгосрочного исследования.
Список литературы
1. Berry DJ, Müller ME. (1992) Revision arthroplasty using an
antiprotrusio cage for massive acetabular bone deficiency J
Bone Joint Surg [Am] 74:711–715
2. Maloney WJ, Smith RL (1995) Periprosthetic osteolysis in total hip arthroplasty: the role of particulate wear debris J Bone
Joint Surg [Am] 77:1448–1461
3. Müller ME (1981) Actebular revision. In: The hip: Proceedings of the Ninth Open Scientific Meeting of the Hip Society,
Mosby, St Louis, pp 46–56
4. Willert HG, Bertram H, Buchhorn GH (1989) Osteolysis in
alloarthroplasty of the hip The role of ultra-high molecular
weight polyethylene wear particles. Clin Orthop 258:95–107
5. Wroblewski BM (1989) Probleme der Prothesenlockerung an
der Hüfte Orthopäde 18:388–396
6. Dorr LD, Wan Z (1995) Ten years of experience with porous
acetabular components for revision surgery Clin Orthop
319:191–200
7. Lachiewicz PF, Hussamy OD. (1994) Revision of the acetabulum without cement with use of the Harris-Galante porouscoated implant Two to eight-year result J Bone Joint Surg
76:1834–1839
8. Silverton DD, Rosenberg AG, Sheinkop MB, Kull LR,
Galante JO (1996) Revision of the acetabular component without cement after total hip arthroplasty A follow-up note regarding results at seven to eleven years. J Bone Joint Surg
[Am] 78:1366–1370
9. Tanzer M, Drucker D, Jasty M, McDonald M, Harris WH
(1992) Revision of the acetabular component with an uncemented Harris-Galante porous-coated prosthesis J Bone Joint
Surg [Am] 74:987–994
10. Woolson ST, Adamson GJ (1996) Acetabular revision using a
bone ingrowth total hip component in patients who have acetabular bone stock deficiency. J Arthroplasty 11:661–667
11. Dearborne JT, Harris WH (1999) High placement of an acetabular component inserted without cement in a revision total
hip arthroplasty. J Bone Joint Surg [Am] 81:469–480
12. Namba RS, Janku GV, Murray WR (1997) Reconstruction of
major segmental acetabular defects with a porous coated oblong component. Orthop Trans 20:899
13. Mulroy RD Jr, Harris WH (1990) Failure of acetabular
autogenous grafts in total hip arthroplasty. Increasing incidence: a
follow-up note. J Bone Joint Surg [Am] 72:1536–1540
14. Shinar AA, Harris WH (1997) Bulk structural autogenous
grafts and allografts for reconstruction of the acetabulum in total hip arthroplasty Sixteen-year-average follow-up J Bone
Joint Surg [Am] 79:159–168
15. Schneider R (1985) Die Totalprothese der Hüfte: Ein
biomechanisches Konzept und seine Konsequenzen Aktuelle Probleme
in Chirurgie und Orthopädie, 2nd edn. Bern Huber
16. Kavanagh BF, Fitzgerald RH (1985) Clinical and roentgenographic assessment of total hip arthroplasty A new hip score.
Clin Orthop 193:133–140
17. Morscher E, Dick W, Seelig W (1989) [Revision arthroplasty
of the hip joint with autologous and homologous ancellous
bone] German, Orthopäde 18:428–437
18. Paprosky WG, Sekundiak TD (1999) Total acetabular allografts. J Bone Joint Surg 81:280–291
19. Pellicci PM, Wilson PD, Sledge CB Salvati EA, Ranawat CS,
Poss R (1982) Revision total hip arthroplasty Clin Orthop
170:74–81
20. Samuelson KM, Freeman MAR, Levack GL, Rassmussen PA,
Revell PA (1988) Homograft bone in revision acetabular arthroplasty. J Bone Joint Surg [Br] 70:367–372
21. Schatzker JM, Glynn MK, Ritter D (1984) A preliminary review of the Müller acetabular and Burch-Schneider antiprotrusio support rings. Arch Orthop Trauma Surg 103:5–12
22 Gill TB, Sledge JB, Müller ME (1998) Total hip replacement
with use of an acetabular reinforcement ring in patients who
have congenital dysplasia of the hip. J Bone Joint Surg [Am]
80:969–979
23. Gill TB, Sledge JB, Müller ME (1992) The Burch-Schneider
anti-protrusio cage in revision total hip arthroplasty. J Bone
Joint Surg [Br] 80:946–953
24. Korovessis P, Spastris P, Sdougos G, Salonikides P,
Christodoulou G, Katsoudas G (1992) Acetabular roof reinforcement rings. Clin Orthop 283:149–155
25. Peters CL, Curtain M, Samuelson KM (1995) Acetabular
revision with the Burch-Schneider antiprotrusio cage and cancellous allograft bone J Arthroplasty10:307–312
26. Burchardt H (1983) The biology of bone graft repair Clin Orthop 174:28–42
27. Hooten JP, Engh CA Jr, Engh CA (1989) Failure of structural
acetabular allografts in cementless revision of hip arthroplasty.
J Bone Joint Surg [Br] 76:419–422
28. Aebi M, Richner L, Ganz R (1989) [Long term results of primary hip total prosthesis with acetabulum reinforcement ring]
Orthopäde.18:504–510 German
29. Gross AE, Duncan CP, Garbuz D, Morsi E (1998) Revision
arthroplasty of the acetabulum in association with loss of bone
stock. J Bone Joint Surg [Am] 80:440–451
S36
30. Hedde C, Postel M, Kerboull M, Courpled JP (1986) [Repair
of the acetabulum using a bone homograft preserved at the
time of revision of total hip prosthesis] French. Rev Chir Orthop 72:267–276
31. Oakeshott RD, McAuley JP, Gross AE, Morgan DAF, Zukor
DJ, Rudan JF, Brooks PJ (1989) Allograft reconstruction in revision total hip surgery. In: Bone transplantation, Springer,
Berlin Heidelberg New York, pp 265–274
32. Slooff TJ, Buma P, Schreurs BW, Schimmel JW, Huiskes R,
Gardeniers J (1996) Acetabular and femoral reconstruction
with impacted graft and cement. Clin Orthop 324:108–115
33. D’Antonio JA, Capello WN, Borden LS, Bargar W, Bierbaum
WF, Boettcher WG, Steinberg ME, Stulberg SD, Wedge JH
(1989) Classification and management of acetabular abnormalities in total hip arthroplasty. Clin Orthop 243:126–137
34. Johnston RC, Fitzgerald RH, Harris WH, Poss R, Müller ME,
Sledge CB (1990) Clinical and radiographic evaluation of total
hip replacement. A standard system of terminology for reporting results. J Bone Joint Surg [Am] 72:61–168
35. Harris WH (1969) Traumatic arthritis of the hip after dislocation and acetabular fractures: treatment by mould arthroplasty:
an end-result study using a new method of result-evaluation. J
Bone Joint Surg [Am] 51:737–775
36. Azuma T, Yasuda H, Okagaki K, Sakai K (1994) Compressed
allograft chips for acetabular reconstruction in revision hip arthroplasty. J Bone Joint Surg [Br] 76:740–744
37. Kondo K, Nagaya I (1993) Bone incorporation of frozen femoral head allograft in revision total hip replacement. J Jpn Orthop Assoc 67:408–416
38. Morsi E, Garbuz D, Gross AE (1996) Revision total hip arthroplasty with shelf bulk allografts. J Arthroplasty 11:86–
90
39. DeLee JG, Charnley J (1976) Radiological demarcation of cemented sockets in total hip replacement. Clin Orthop 121:20–
32
40. Agresti A (1983) Testing marginal homogeneity for ordinal
categorical variables. Biometrics 39:505–510
41. Bergmann A, Heisel E, Fritsch E (1991) Erfahrungen mit
metallischen Abstützringen in Kombination mit zementierten
Polyäthylenpfannen bei Hüftendoprothesenwechseln und mögliche Alternativen. Orthop Praxis 27:206–211
42. Garbuz D, Morsi E, Gross AE (1996) Classification and reconstruction in revision hip arthroplasty with bone stock deficiency. Clin Orthop 324:98–107
43. Zehntner MK, Ganz R (1994) Midterm results (5–10 years) of
acetabular allograft reconstruction with the acetabular reinforcement ring during total hip arthroplasty. J Arthroplasty
9:469–479
44. Rosson J , Schatzker J (1992) The use of reinforcement rings
to reconstruct deficient acetabula. J Bone Joint Surg [Br] 74:
716–720
45. Weller S (1984) Operationstechnische Probleme beim Prothesenwechsel In: Hüftgelenkendoprothetik, Springer, Berlin Heidelberg New York, pp 209–213
46. Amstutz HC, Ma SM, Jinnah RH, Mai L (1982) Revision of
aseptic loose total hip arthroplasties. Clin Orthop 170:21–33
47. Haentjens PH, deBoeck H, Handelberg F, Casteleyn PP, Opdecom P (1993) Cemented acetabular reconstruction with the
Müller support ring. Clin Orthop 290:225–235
48. Fuchs MD, Salvati PD, Wilson D, Sculco TP, Pellici PM
(1988) Results of acetabular revisions with newer cement
techniques. Orthop Clin North Am 19:649–655
49. Gurtner PM, Aebi M, Ganz R (1993) Die Pfannendachschale in
der Revisionsarthroplastik der Hüfte. Z Orthop 131:594–600
50. Winter E, Piert M, Volkmann R, Maurer F, Eingartner C,
Weise K, Weller S (2001) Allogeneic cancellous bone graft and
a Burch-Schneider ring for acetabular reconatruction in revision hip arthroplasty. J Bone and Joint Surg [Am] 83:862–867
51. Herr G, Schmid U, Holz G, Reutter K, Schnettler R (1997)
Einfluß ver-schiedener Desinfektions- und Sterilisationsverfahren auf die biologische Aktivität und Struktur von
Knochengewebe. In: Knochenersatzmaterialien und Wachstumsfaktoren, Thieme, Stuttgart, pp 78–84
52. Piert M, Zittel TT, Machulla HJ, Becker GA, Jahn M, Maier
G, Bares R, Becker HD (1998) Blood flow measurements with
[15OH]H2O and [18F]flouride ion PET in porcine vertebrae.
J Bone Mineral Res 13:1328–1336
53. Piert M, Winter E, Becker GA, Bilger K, Machulla HJ,
Müller-Schauenburg W, Bares R, Becker HD (1999) Allogenic
bone graft viability after hip revision arthroplasty by dynamic
18 F fluoride ion positron emission tomography. Eur J Nucl
Med 26:615–624
International Orthopaedics (SICOT) (2003) 27 (Suppl.1):S37–S42
DOI 10.1007/s00264-003-0441-1
ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ
Хартмут Кифер (Hartmuth Kiefer)
Определение местоположения чашки при помощи OrthoPilot – как
оптимизировать позиционирование чашки?
© Springer-Verlag 2003
Реферат
Процедура
кинематического
определения
местоположения чашки является хирургически простым
методом для улучшения точности расположения чашки. Без КТизображений расположение чашки может быть неправильным.
Показатель желательного угла наклона чашки и ее смещения
кпереди заметно увеличивается, как это показано на первых
результатах 147 исследуемых чашек. В то время как угол
наклона может быть точно достигнут, с тенденцией к
незначительному превышению установленного значения,
послеоперационный угол смещения кпереди имеет немного
большее колебание по сравнению с углом, наблюдающим во
время операции и имеющим тенденцию к более меньшему
смещению кпереди. Это может происходить из-за недостатка
информации
о
реальном
положении
таза
при
рентгенологическом
контроле.
Клиническая значимость: должны существенно снизиться
смещения
протезов.
Кинематическое
определение
местоположения чашки с использованием OrthoPilot является для
хирурга дополнительным и полезным инструментом. Процедура
простая, быстрая и экономически эффективная, не вызывает
специфических осложнений и не требует дополнительного
проведения КТ и МРТ. При использовании дополнительных
методов
определения
местоположения
имплантата
тазобедренного сустава, в ближайшем будущем можно ожидать
дальнейшего усовершенствования.
Введение
Для снижения риска смещения и увеличения срока службы,
важно оптимальное расположение, как чашки, так и имплантата
[1]. В течение последних пяти десятилетий был достигнут
существенный прогресс в эндопротезировании тазобедренного
сустава благодаря усовершенствованным материалам, методам
фиксации, снижения износа и долгого срока службы [1, 20]. Тем
не менее, не всегда возможно достигнуть идеального
индивидуального расположения чашки. Конечный результат
всегда зависит от опыта хирурга и субъективной интуиции.
Неправильное расположение чашки может привести к
уменьшенному
диапазону
движений,
ограничению
подвижности [8], повышенному износу [3, 11]
H. Kiefer (✉ )
Department of Orthopaedic and Trauma Surgery,
Lukas Hospital, Hindenburgstrasse 56,
32257 Буэнде, Германия
e-mail: h.kiefer@lukas-krankenhaus.de
Тел.: +49-5223-167216, Факс: +49-5223-167176
и высокому риску смещения. Ожидается, что такие
нежелательные результаты возникают в 1–9% случаев [1, 6].
При использовании обычных технологических приемов, даже
опытными хирургами, в 42% случаев невозможно достигнуть
«безопасной зоны» [16], включающей 45±10° для угла наклона и
15±10° для смещения кпереди [9]. Диапазон варьирует от 14 до
65° для угла наклона чашки и от 27° смещения назад до 47°
смещения кпереди [15]. Основная причина таких явлений состоит
в нехватке информации о трехмерном расположении таза из-за
неизвестного числа лордозов или кифозов [5]. Предполагая
ровное положение пациента, хирург использует положение
операционного стола всего лишь как визуальный ориентир, на
котором основываются ручные инструменты. Даже при
использовании рентгеноскопии, угол лордоза — а, следовательно,
и углы наклона и смещения кпереди — не может быть
достоверно определен.
Современные технологии навигации могут предложить
возможность достижения лучшего контроля над трехмерной
моделью взаимного расположения таза и имплантатов. Методы,
основанные на КТ конкурируют с кинематическими
процедурами. Теоретически, методы на основе КТ должны
обеспечивать более высокую точность [4, 10], однако они
трудоемкие, дорогостоящие, требуют больших технических
усилий и применения облучения. Кинематические процедуры
менее информативны в плане индивидуальной костной
анатомии, но являются более легкими и быстрыми в
использовании [2].
Кинематическая система навигации OrthoPilot [2] отличается
эффективностью в эндопротезировании коленного сустава,
которая была доказана более, чем 4 годами применения в более
чем 5000 случаях [12, 14, 17]. В настоящее время данный
метод был адаптирован и для хирургических операций на
тазобедренном суставе. Поскольку расположение чашки имеет
значительно более важное значение, чем ориентация штифта [9,
15], сначалае было разработано навигационное устройства
устройство для определения местоположения чашки. С
момента первого использования такой системы в начале 2001 г.,
хирурги стали более опытными [13].
Материалы и методы
Принцип
У человека при прямом положении стоя, плоскость,
определяемая передней подвздошной остью и симфизом,
проходит более или менее вертикально и параллельно к
фронтальной плоскости.
S38
При нормальном строении таза, существует строгая анатомическая
зависимость положения вертлужной впадины относительно такой
плоскости. В ходе операции данная плоскость определяется посредством
соответствия поверхностей путем пальпации костных ориентиров датчикомуказателем. Система кинематической навигации показывает хирургу на
мониторе компьютера в какую сторону следует проводить расширение
вертлужной впадины, и куда следует направлять инструменты для
позиционирования чашки. Это означает точную имплантацию чашки в
желаемое положение относительно таза, независимо от положения пациента
на столе.
Навигационная система OrthoPilot
Система OrthoPilot для определения инфракрасных сигналов от так
называемых
«твердых
тел»
использует
электронно-оптическую
стереоскопическую камеру Polaris (Рис. 1). Такие «твердые тела» несут в
себе инфракрасные датчики и плотно прикреплены к верхней части
вертлужной кости и хирургическим инструментам (т.е. датчику-указателю,
вертлужной фрезе, устройству для установки чашки). Компьютерная
программа вычисляет центр тазобедренного сустава на основе данных,
полученных путем совмещения поверхностей и кинематического сбора
информации (Рис. 2). Тщательно разработанный алгоритм производит
расчет положения вертлужной впадины, направления и глубины работы
фрезы, а также ориентацию пробной и окончательной чашки [2]. Результаты
отображаются и сообщаются хирургу поэтапно на мониторе в ходе
операции.
Каждый видимый графический и числовой элемент, равно как и
виртуальные инструменты на экране, помогают хирургу во время всей
процедуры. В случае технической неисправности, всегда возможно
проведение хирургической процедуры вручную.
Техника проведения хирургической операции
Прибор OrthoPilot вместе со стереоскопическими камерами размещается на
противоположной стороне от хирурга в двух метрах от поля проведения
операции. Пациент находится в положении лежа на спине, используется
стандартный метод латерального хирургического доступа. Далее спица
Штеймана, имеющая форму троакара, плотно вставляется в губчатое
вещество краниального отдела свода вертлужной впадины. Спица
выполняет функцию ретрактора мягких тканей и контролирует, вместе с
плотно зафиксированным твердым телом, каждое движение таза. Путем
вращения пробной чашки с оптимальной подгонкой с помощью
инструмента для установки, содержащего другое твердое тело, определяется
центр вращения вертлужной впадины. Выполняется дополнительное
совмещение поверхностей с помощью датчика-указателя для определения
максимальной глубины вертлужной впадины. В то время как твердое тело
прикрепленно к фрезе, глубина и направление работы фрезы отображаются
на экране и, следовательно, могут контролироваться. После определения
желаемого угла наклона и смещения кпереди в пределах «безопасной зоны»
с помощью пробной чашки, в данную позицию устанавливается конечный
имплантат. Его местоположение снова может быть проверено на мониторе
компьютера.
Клиническое применение
В период с апреля 2001 г. по январь 2002 г., 156 пациентам по показанию
первичного коксартроза было проведено бесцементное тотальное
эндопротезирование
тазобедренного
сустава
с
использованием
кинематического метода навигации. Во всех случаях были имплантированы
чашка Plasmacup с пористым покрытием и плотной посадкой и имплантат
тазобедренного сустава BiCONTACT. Пациенты начали двигаться уже в
первый день после операции, и, учитывая боль, заживление раны, работу
мышц и движение сустава, им была разрешена весовая нагрузка на ногу.
Средний возраст 62 мужчин и 86 женщин на момент проведения операции
составил 68±8 (48–88) лет; индекс массы тела был равен 26,3±3,7 (21,5–39,1)
кг/см2.
В девяти случаях в самом начале кривой обучения процедура
установления местоположения была прервана по причине неисправностей в
программном и аппаратном обеспечении. Впоследствии хирургическая
процедура была завершена при использовании стандартной методики.
Вместе с тем, усовершенствование программного обеспечения для камеры и
инструментов устранило неисправности.
Угол наклона чашки может быть измерен непосредственно на пред- и
послеоперационных рентгенограммах между осью чашки и тангенсом обеих
седалищных костей. Для оценки углов смещения кпереди применялась
математическая расчетная формула согласно Pradhan [19] (Рис. 3).
Рис. 1 Навигационная установка OrthoPilot
Таблица 1 Значения угла наклона чашки перед, во время и после
операции
Угол наклона
(градусы)
Среднее
Стандартное Диапазон
отклонение
Перед операцией
Планирование
Пробная чашка
Чашка до операции
Чашка после операции
50
42
40
41
42
7
5
4
5
5
30–70
38–55
26–50
29–48
34–50
Результаты
Девять пациентов пришлось исключить из исследования по причине
недостаточности данных в результате ожирения, раннего расшатывания
гвоздей Штеймана в остеопорозной кости и дефектам кабеля твердого
тела. Данные оставшихся 138 пациентов были подвергнуты анализу.
Каких-либо специфических осложнений в ходе операции обнаружено не
было. Средняя потеря крови, согласно измерениям системы
аутотрансфузии, составила 1 350 мл. Время операции составило 90±19
(55–130) минут, включая стандартный рентген-контроль. Время операции
было продлено на 9 минут с учетом стандартного метода лечения.
Среднее значение предоперационного угла наклона было 50±7°. В
ходе операции средние значения углов наклона определялись с
помощью системы OrthoPilot и составили 40±4° для пробной чашки и
41±5° непосредственно для имплантата, и, таким образом, были близки к
измеренным значениям после операции, равным 42±5° (Таблица 1).
S39
Рис. 2 Определение
местоположения чашки при
помощи OrthoPilot, рабочий
процесс в ходе операции:
a чрескожная регистрация
передней плоскости таза;
b кинематическая
регистрация центра
тазобедренного сустава и
пальпация поверхности
медиальной стенки; c
подготовка вертлужной
впадины контролируемой
фрезой; d контролируемая
установка пробной чашки и
плотная имплантация чашки
Отдельные данные варьировали от 29 до 54° (в
ходе операции) и от 32 до 55° (после операции)
(Рис. 4). Результаты среднего значения углов
смещения кпереди во время операции и после ее
завершения составляли 15 и 11° (Таблица 2), в то
время как отдельные данные имели относительно
высокую изменчивость, находясь между 3 и 22° (Рис.
5). Разница между значениями углов чашки в ходе
операции и после операции представлены на Рис. 6.
Послеоперационное расположение чашки с учетом
«безопасной зоны» показано на Рис. 7.
В течение реабилитационного периода было
установлено два послеоперационных вывиха
тазобедренного
сустава:
один
пациент
поскользнулся в душе и упал, с ротацией ноги
кнаружи. Второй пациент страдал алкоголизмом и
был обнаружен спящим в саду клиники с вывихом
тазобедренного сустава. В пределах «безопасной
зоны», послеоперационные
S40
Рис. 3 Расчет угла смещения кпереди α=arcsin(S/D*2) согласно
Pradhan [19]
Рис. 6 Отклонение данных измеренного угла в ходе операции
от данных, измеренных после операции, и расчетных данных
на основе проекции рентгенограммы. Отображение номеров
истории болезни по группам. Точность совпадения для угла
наклона была немного выше по сравнению с данными
смещения кпереди
/Надписи на рисунке/: Inclunation – угло наклона
/Надписи на рисунке/: Number – Количество; Grad – Град;
Inclination – Угол наклона; Anteversion – смещение кпереди
Рис. 4 Диапазон значений послеоперационных углов наклона
у 138 пациентов, составляющий 34–50° (среднее значение
42°), и непосредственно измеренный на переднезадней
поверхности таза
/Надписи на рисунке/: Degree Inclination – Градус угла наклона;
Case No. – Номер истории болезни
Рис. 7 Послеоперационное расположение чашки и площадь
«безопасной зоны» для угла наклона и смещения кпереди
/Надписи на рисунке/: Degree Inclination – Градус угла наклона;
Degree Anteversion – Градус смещения кпереди
Рис. 5 Диапазон послеоперационного угла смещения кпереди у
138 пациентов, составляющий 3–22° (среднее значение 11°),
получено из Pradhan [19]
/Надписи на рисунке/: Degree – Градус; postoperative calculated
Anteversion n=138 – послеоперационно рассчитанный угол
смещения кпереди, n=138; Case No. - Номер истории болезни
Таблица 2 Значения углов смещения кпереди чашки,
измеренные в течение операции (OrthoPilot) и после нее
(рассчитанное значение)
Смещение кпереди
Среднее Стандартное Диапазон
(градусы)
значение отклонение
Пробная чашка
Чашка в процессе
операции
Чашка после
операции
15,4
4,8
0–30
15,9
4,5
3–29
10,9
4,8
3–22
углы чашек составили 42° для наклона и 16° для смещения
кпереди.
У
всех
пациентов
отмечалось
нормальное
послеоперационным выздоровлением в плане заживления ран,
диапазона движений и времени начала подвижности. Типичный
рентгеновский снимок показывает результаты до и после
операции, включая запланированный и проанализированный угол
наклона и смещения кпереди (Рис. 8).
Обсуждение
Более чем трехлетний опыт применения навигационного
прибора OrthoPilot [14] при эндопротезировании более чем 400
коленных суставов стал полезной основой для применения
данной технологии в навигации чашки. После разрешения
некоторых
несущественных
технических
недостатков,
применение
системы
OrthoPilot
для
определения
местоположения чашки было зарекомендовало себя, как
простую и безопасную процедуру. Кривая обучения
характеризуется крутым ростом: после нескольких случаев,
использование дополнительного времени составило всего 7–10
минут, что значительно ниже значения времени в самом начале.
Нет необходимости в дорогостоящих снимках КТ [10] и прочих
дополнительных затратах. Нет необходимости в проведении
какого-либо
другого
специального
предоперационного
планирования, кроме типовых схем с шаблонами
S41
Рис. 8 Пациент, в возрасте 61
год, с коксартрозом правого
тазобедренного сустава,
предоперационный угол
наклона равен 44°.
Предоперационно
запланированный угол 40° в
ходе навигации при операции
был точно соблюден, что было
доказано послеоперационными
рентгенограммами. В ходе
операции, отслеживаемый угол
смещения кпереди составлял
13°; послеоперационный расчет
показал значение 11°
/Надписи на рисунке/: pre-op – до операции; planning – планируемый; post-op – после операции
и гониометра. Первичные технические проблемы — расшатывание
соединительных винтов между гвоздем-ориентиром Штеймана и твердым
телом, вызванное вибрацией ударного импульса молота — были
разрешены. Первичные недоработки программного обеспечения также
были исключены обновлением ПО.
Предварительные результаты подтвердили предположение о том, что
можно точно достичь желаемого месторасположения чашки в границах
«безопасной зоны» [7, 16]. Положение чашки может всегда быть
ориентировано относительно таза, незавизимо от его положения. Среднее
отклонение
рентгенологических
послеоперационных
данных
относительно даны, указанных в ходе операции составляло всего 1±4,8°
для угла наклона и 4±6,1° для смещения кпереди. Диапазон угла наклона
составляет 34–55°, а угла смещения кпереди 3–22°, что приводит к
существенному улучшению положения чашки [9, 15]. Неправильное
расположение за пределами «безопасной зоны» может быть исключено.
Угол наклона чашки на послеоперационных гентгенограммах таза
при проецировании на фронтальную плоскость кажется увеличенным на
несколько градусов по сравнению с данными, измеренными в ходе
операции. Угол смещения чашки кпереди, рассчитанный по формуле
Pradhan [19], на несколько градусов меньше угла, отображаемого при
навигации. Тем не менее, в данном исследовании не проводился анализ
влияния расположения таза в ходе процедуры выполнения снимка;
данный параметр будет изучаться в дальнейших исследованиях.
Специфических осложнений обнаружено не было. Гвоздь-ориентир
Штеймана не должен быть вставлен глубже внутренней пластинки таза.
Это можно легко выполнить, прислушиваясь к звукам во время его
забивания. Таким образом, можно избежать повреждения подвздошных
сосудов. В случае расшатывания данного гвоздя-ориентира, процедуру
регистрации и навигации либо следует повторить, либо хирургу следует
закончить операцию вручную .
Оба вывиха поризошли по причине неправильных действий
пациентов. В обоих случаях чашки были расположены правильно,
процедура определения местоположения была выполнена баз каких-либо
затруднений, результаты рентгенограмм были отличными, равно как и
давление мягких тканей вокруг сустава.
Ограниченность кинематической навигации связана с недостатком
информации о специфической индивидуальной анатомии кости,
поскольку при этом не требуются данные КТ. В то время как таз
«нормальной» формы имеет расположение вертлужной впадины в
пределах «безопасной зоны» с диапазоном угла наклона 45±10° и угла
смещения кпереди 15±10°, расположение чашки в диспластическом
тазу
и форма вертлужной впадины не могут быть четко определены по
стандартным проекциям рентгеновских снимков [5]. Без КТизображений, оптимальное индивидуальное положение вертлужной
впадины для каждого пациента может быть определено только
приблизительно [10]. Здесь необходимо проведение дальнейшего
исследования.
При использовании навигационного метода OrthoPilot, в стандартных
случаях при нормальном анатомическом строении можно точно достичь
желаемого местоположения чашки . С высокой степенью надежности
можно избежать серьезных случаев неправильного расположения
чашки, которые могут произойти даже у опытных хирургов [9, 15].
Разброс отдельных данных для углов чашек также существенно снижен.
В ближайшем будущем будут разработаны дополнительные
уточнения для кинематической системы навигации тазобедренного
сустава. Будет разработан модуль навигации длины ног, антеторсии и
осевого
направления
диафиза.
Симулирование
движения
тазобедренного сустава и его устойчивости в ходе операции перед
проведением имплантации окончательного имплантата позволит
осуществлять индивидуальное оптимальное позиционирование чашки и
имплантата относительно друг друга. В результате этого, в большинстве
случаев можно будет избежать ущемлений и смещений. При наличии
данных КТ и МРТ, их следует также включить в дальнейшее развитие
метода кинематической навигации, равно как и изображения новой
интраоперационной трехмерной рентгенографии, предлагающей
качество, практически соразмерное с качеством КТ.
Заключение
Первоначальный опыт работы и предварительные результаты
кинематического определения местоположения чашки при использовании
системы OrthoPilot демонстрируют усовершенствование положения
конечной чашки. Это может привести к снижению показателя смещений,
повышению двигательной активности сустава, снижению синдрома
ущемления и, теоретически, снижению износа. Система простая в
работе, является экономически эффективной и не трудоемкой.
Список литературы
1. Berry DJ (1999) Dislocation. In: Steinberg ME, Garino JP
(eds) Revision total hip arthroplasty. Lippincott, Philadelphia,
pp 463–481
2. Blömer W (2000) Knieendoprothetik – Herstellerische Probleme
und technologische Entwicklungen. Orthopäde 29:688–696
S42
3. Del Schutte H Jr, Lipman AJ, Bannar SM, Livermore JT,
Ilstrup D, Morrey BF (1998) Effects of acetabular abduction
on cup wear rates in total hip arthroplasty. J Arthroplasty 13:
621–626
4. DiGioia AM, Jaramaz B, Blackwell M, Simon DA, Morgan F,
Moody JE, Nikou C, Colgan BD, Aston CA, Labarca RS,
Kischell E, Kanade T (1998) The Otto Aufranc Award. Image
guided navigation system to measure intraoperatively acetabular implant alignment. Clin Orthop 355:8–22
5. Eddine TA, Migaud H, Chantelot C, Cotten A, Fontaine C,
Duquennoy A (2001) Variations of pelvic anteversion in the
lying and standing positions: analysis of 24 control subjects
and implications for CT measurement of position of a prosthetic cup. Surg Radiol Anat 23:105–110
6. Ekelund A, Rydell N, Nilsson OS (1992) Total hip arthroplasty
in patients 80 years of age and older. Clin Orthop 281:101–106
7. Hirakawa K, Mitsugi N, Koshino T, Saito T, Hirasawa Y, Kubo
T (2001) Effect of acetabular cup position and orientation in
cemented total hip arthroplasty. Clin Orthop 388:135–42
8. Gondi G, Roberson JR, Ganey TM, Shahriari A, Hutton WC
(1997) Impingement after total hip arthroplasty related to
prosthetic component selection and range of motion. J South
Orthop Assoc 6:266–272
9. Hassan DM, Johnston GH, Dust WN, Watson G, Dolovich AT
(1998) Accuracy of intraoperative assessment of acetabular
prosthesis placement. J Arthroplasty 13:80–84
10. Jaramaz B, DiGioia AM III, Blackwell M, Nikou C (1998)
Computer assisted measurement of cup placement in total hip
replacement. Clin Orthop 354:70–81
11. Kennedy JG, Rogers WB, Soffe KE, Sullivan RJ, Griffen DG,
Sheehan LJ (1998) Effect of acetabular component orientation
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
on recurrent dislocation, pelvic osteolysis, polyethylene wear,
and component migration. J Arthroplasty 13:530–534
Kiefer H (2000) Navigation gibt Sicherheit. Gibt die Navigation einen wirklichen Vorteil im Implantate-Einbau? Implant
1:5–6
Kiefer H (2001) Navigationssystem Orthopilot: Erste Ergebnisse und Erfahrungen in der Hüftnavigation. Implant 2:5–7
Kiefer H, Langemeyer D, Schmerwitz U (2001) Computergestützte Navigation in der Knieendoprothetik. Eur. J Trauma,
E [Suppl 1] 128–132
Lahmer A, Wiesel U, Börner M: Besteht eine Notwendigkeit
der rechnerunterstützten Implantation der Pfanne bei der Hüfttotalendoprothese? Deutscher Orthopädenkongress, Wiesbaden,
11.-15. Oktober 2000
Lewinnek GE, Lewis JL, Tarr R, Compere CL, and Zimmerman JR (1978) Dislocations after total hip-replacement arthroplasties. J Bone Joint Surg [Am] 60:217–220
Mielke RK, Clemens U, Jens JH, Kershally S (2001). Navigation in der Knieendoprothetik – vorläufige klinische Erfahrungen und prospektiv vergleichende Studie gegenüber konventioneller Implantationstechnik. Z Orthop 139:109–116
Paterno SA, Lachiewicz PF, Kelley SS (1997) The influence
of patient-related factors and the position of the acetabular
component on the rate of dislocation after total hip replacement. J Bone Joint Surg [Am] 79:1202–1210
Pradhan R (1999) Planar anteversion of the acetabular cup as
determined from plain anteroposterior radiographs. J Bone
Joint Surg [Br] 81: 431–435
Soderman P, Malchau H, Herberts P (2001) Outcome of total
hip replacement: a comparison of different measurement
methods. Clin Orthop 390:163–172
International Orthopaedics (SICOT) (2003) 27 (Suppl.1):S43–S46
DOI 10.1007/s00264-003-0442-0
ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ
Андреас Венцензен (Andreas Wentzensen) · Гуойан Женг (Guoyan Zheng) · Бернд Вок (Bernd Vock)
Ульрих Ланглотц (Ulrich Langlotz) · Юрген Корбер (Jürgen Korber) · Лутц-П. Нолте ( Lutz-P. Nolte)
Поль А. Грютцнер (Paul A. Grützner)
Определение местоположения чашки на основе анализа
изображений Навигационная система для тазобедренного сустава
с использованием ЭОП (Электронно-оптический преобразователь передвижного
рентгенаппарата)
© Springer-Verlag 2003
Введение
Реферат После проведения экспериментальной и доклинической
оценки (HAP Paul Award 2001) хирургической системы навигации
без использования КТ для установки чашки протеза, система
была внедрена в клиническую практику. Вычисление угловой
ориентации чашки основывается на исходных координатах
передней плоскости таза (ППТ).. Была представлена гибридная
стратегия получения контрольных точек таза, включающая
оцифровку данных, полученных чрескожным датчикомуказателем, с неинвазивной бипланарной реконструкцией
контрольных точек на основании серии рентгенограмм. В
период с января 2001 г. по май 2002 г. следующим 118
пациентам (средний возраст 68 лет, 82 мужчины, 36 женщин,
62 левых и 56 правых тазобедренных суставов) была выполнена
операция с использованием гибридной навигационной системы
без КТ-визуализации. В ходе каждой операции записывалась
угловая
ориентация
установленного
имплантата.
Для
определения точности расположения вертлужного компонента,
первым 50 пациентам была проведена КТ в течение 7–10 дней
после операции с целью анализа положения чашки относительно
ПЗР. Это было выполнено вслепую с использованием
коммерческого программного обеспечения для планирования.
Использование этой системы не дало значительной кривой
обучения. Средние значения для послеоперационного угла
наклона составили 43° (СО 3,0, диапазон 37–49), а угла
антеверсии 19° (СО 3,9, диапазон 10–28). Итоговая точность
результатов при использовании системы, т.е. разница между
ориентацией чашки, рассчитанной в ходе операции, и
измеренного после операции положения имплантата, показали
максимальную погрешность в 5° для угла наклона (среднее
значение 1,5°, СО 1,1) и 6° для антеверсии (среднее значение
2,4°, СО 1,3). Значение точности, превышающее 5° для угла
наклона и 6° для антеверсии, было достигнуто в клинических
условиях, предполагающих отсутствие существенной разницы
между выполнением операции с помощью традиционных
методов навигации на основе КТ. Определение местоположения
чашки на основе анализа изображений, но без использования КТ,
обеспечивает надежное решение для будущего тотального
эндопротезирования тазобедренного сустава.
A. Wentzensen ・ B. Vock ・ J. Korber ・ P. A. Grutzner (✉ )
BG Trauma Center Ludwigshafen,
University of Heidelberg, Германия
e-mail: pa.gruetzner@urz.uni-heidelberg.de
Tel.: +49-621-68102311, Fax: +49-621-68102600
G. Zheng ・ U. Langlotz ・ L.-P. Nolte
M.E. Muller Institute for Biomechanics, University of Bern,
Берн, Швейцария
Правильное размещение компонентов все еще остается
хирургической проблемой при выполнении тотального
эндопротезирования тазобедренного сустава. Смещение и
подвывих, как наиболее часто возникающие ранние осложнения
данной процедуры хорошо коррелируют с неправильным
расположением чашки. Угловая ориентация, выражающаяся в
виде антеверсии и угла наклона, является ключевым
сопутствующим геометрическим фактором. Ряд авторов
предложили использовать безопасные зоны таких углов,
которые
должны
снизить
риск
послеоперационных
осложнений [12, 13, 16]. Их определение и хирургическая
оценка является четкой трехмерной задачей, включающей
точную модель опорной системы таза. Этого очень сложно
достичь, используя рентгенограммы в стандартных проекциях в
период предоперационного планирования. Более того,
стандартные хирургические методы обладают недостаточной
связью между предоперационным планом и его выполнением в
ходе операции. Другим важным фактором, влияющим на
установку чашки, является подвижность таза на операционном
столе [6, 14]. Это могло бы объяснить, почему стандартные
механические инструменты, которые
ориентированы на
систему координат, привязанную к пациенту (тазу), а не
пространственно-фиксированную систему, не могут обеспечить
надежную ориентацию. Было предпринято несколько попыток
разработать и утвердить более усовершенствованные
механические системы, которые могли бы осуществлять
навигацию соответствующих инструментов для подготовки
чашки относительно тазовой системы координат [7, 14]. Однако
такие системы не получили широкого клинического
использования. Несмотря на такие попытки, доказано, что
антеверсию,
в
частности,
нельзя
с
точностью
проанализировать во время операции, что приводит к
возникновению существенных вариаций в угловой ориентации
имплантата [2, 4, 9, 15].
За прошедшие несколько лет, для размещения чашки в
вертлужной впадине был внедрен хирургический метод с
использованием КТ [11]. Такие системы используют
предоперационную КТ в качестве «зафиксированной
реальности»,
соединяя
оптимизированное
трехмерное
предоперационное планирование с точной хирургической
навигацией
в
целях
помощи
хирургу
S44
правильно
ориентировать
компоненты
эндопротеза[1].
В системах, основанных на КТ-изображениях, были определены свои
недостатки и дефекты. Общепринятая критика направлена на: (a)
проведение дополнительной КТ, влекущей за собой дополнительные
финансовые затраты, связанные с получением данных и
соответствующей цепью доставки информации, а также дополнительное
облучение пациента; (b) необходимость подробного предоперационного
планирования; (c) сложную и зачастую длительную процедуру
сопоставления данных во время операции, что наглядно отображается на
устойчивой кривой обучения; и (d) плохое качество изображения из-за
имеющихся у пациентов металлических изделий, связанных с прошлыми
хирургическими операциями.
В качестве альтернативы, дополняющей или заменяющей построение
«зафиксированной реальности» на основе КТ-изображений, в структуру
второго поколения навигационных систем были включены устройства,
позволяющие осуществлять визуализацию в ходе операции [5, 10, 17].
Среди них наиболее удачными были «определяемая хирургом
анатомия» (SDA) и регистрация данных рентгеноскопии. Метод SDA
использует отслеживаемые навигационные инструменты с маркировкой
или регистрируемые манипуляции с конечностями для определения
важных анатомических ориентиров. В принципе, такие системы являются
прямым аналогом вышеупомянутых усовершенствованных инструментов.
Недостаточность любого вида навигационной визуализации должна
подвергаться критическому анализу. До настоящего времени,
навигационная система, основанная на регистрации рентгенограмм с
навигационными схемами, при тотальном эндопротезировании
тазобедренного сустава не использовалась.
Основываясь на собственном опыте работы с «первым и вторым
поколением» навигационной технологии для использования в ортопедии,
мы предлагаем применять новую гибридную навигационную систему
для размещения вертлужной чашки без использования КТ. Метод
гибридной реконструкции точки-ориентира предлагает оцифровку
данных, полученных указателем, для создания легко-определяемых точек,
а также двухплоскостную рентгеноскопию для глубоко распложенных
точек-ориентиров.
Однократная
регистрируемая
рентгеноскопия
поддерживает все интерактивные изображения, касающиеся действий
хирурга
Материалы и методы
Анатомическое обоснование ориентации чашки
Модель передней плоскости таза (ППТ)
Измерение угла в трехмерном пространстве требует (a)
точного определения пространственной ориентации фактического угла,
и (b) независимой системы координат. В контексте таза человека,
Мюррей (Murray) [14] представил всеобъемлющее математическое
описание и соответствующие измерения ориентации вертлужной
впадины относительно фронтальной плоскости тела. Данная плоскость
соответствует пространственной ориентации лба, и перпендикулярна
срединной сагиттальной плоскости, которая делит тело на две равные
части — переднюю и заднюю. Несмотря на то, что такое определение
может быть достаточно интуитивным для сегодняшней клинической
практики,
оно
требует
уточнения
для
использования
в
компьютеризированных хирургических технологиях.
В начале прошлого века Cunningham [3] впервые определил четыре
главных анатомических ориентира, располагающихся в вертикальной
плоскости стоящего пациента: 2 передних верхних подвздошных ости и
2 лонных бугорка. Такие тазовые координаты важны для ориентации
чашки в ходе операции, а также разработанных механических
направляющих и инструментов.
Идея применения точек-ориентиров недавно была использована в
компьютеризированном методе установки чашки, представленном
Jaramaz
et
al.
[11].
Они установили и доказали модель ППТ, обобщенной на Рис. 1,
которая непосредственно относится к угловой ориентации вертлужного
компонента на ППТ, определяемой по четырем тазовым точкамориентирам.
Рис. 1 Модель передней плоскости таза
Хирургическая система и манипуляции
Получение данных гибридной модели
Поскольку модель ППТ сводит правильность определения углового
расположения чашки всего лишь к 4 анатомическим точкамориентирам, использование КТ для получения информации
оказывается необязательным. Гибридный подход включает
использование SDA и применение новейшей навигации с помощью
рентгеноскопии.
Метод SDA впервые был представлен Dessenne [5] для
реконструкции
передней крестообразной связки с помощью
компьютера. Он позволяет получать данные об анатомических
точках-ориентирах без использования рентгеновского изображения,
либо применяя инструменты-навигаторы, либо регистрируя
манипуляции с конечностями, например, вращение относительно
оси тазобедренного, коленного и голеностопного суставов. Одним
большим преимуществом метода SDA является возможность его
использования в ходе операции. При этом отпадает необходимость
в предоперационной визуализации и связанным с этим этапом
планирования.
Существуют контрольные точки-ориентиры, которые не могут быть получены без
риска неудачи или риска интраоперативной инфекции. Для локализации таких точек мы
предлагаем использовать навигацию основанную на изображениях, полученных в ходе
рентгеноскопии. Процедура комплексной калибровки компенсирует искажение
усилителя рентгеновского изображения и механическую деформацию каркаса C-дуги.
Системы навигации на основе рентгенограмм в настоящее время используются в
хирургическом лечениитравмипозвоночника[8,10].
Хирургическая процедура
В отличие от стандартной процедуры эндопротезирования тазобедренного
сустава, при использовании нашей системы не требуется проведения какихлибо дополнительных предоперационных манипуляций. В ходе операции
пациент размещается на операционном столе обычным образом, при этом
подготовка тазобедренного сустава выполняется стандартным методом. Как
только головка бедренной кости будет удалена, динамическая координатная
метка (ДКМ) твердо фиксируется в кости таза в верхнем вертлужном
положении при помощи одного винта Шанца (Schanz) диаметром 4мм или
двух спиц Киршнера диаметром 2-3 мм, в зависимости от качества кости
пациента.
Затем расположение обоих передних верхних подвздошных остей
определяется с помощью навигационного устройства. Мы установили, что
контрольные точки лонной кости являются оптимальными и наиболее
надежными в плане получения данных с помощью C-дуги (передвижного
рентгеновского аппарата). Для визуального определения геометрического
центра обоих лонных бугорков достаточно всего лишь двух косых проекций.
После трехмерной реконструкции, все контрольные точки-ориентиры
хранятся в компьютере и привязываются к основной системе координат.
Для дальнейшего усовершенствования навигационной обратной связи
нашей системы, может потребоваться до четырех дополнительных
независимых изображений. Мы установили, что наиболее информативным
является отдельное переднезаднее изображение, центрированное на
оперируемом тазобедренном суставе, .
Все последующие действия хирурга, а именно подготовка вертлужной
впадины и места для установки имплантата, не отличаются от стандартных
методов без применения компьютера. Однако для хирурга существуют
интерактивные данные и изображения, которые могут быть использованы
для навигации. Пример этого представлен на Рис. 2, снимок был выполнен в
ходе подготовки вертлужной впадины при помощи круглой фрезы. Система
отображает обратную связь инструментов и углов (наклона и антеверсии) на
основе модели ППТ.
S45
Рис. 2 Снимок, сделанный в ходе операции (желтым показано
последнее расположение датчика, зеленым показано фактическое место
расположения имплантата)
Переднезадняя рентгенограмма в сочетании с проекцией инструментов
обеспечивают сведения о расположении и значениях углов. Все
параметры, полученные в ходе операции, в частности, последнего
расположения чашки, могут храниться в компьютере для будущего
послеоперационного анализа.
Клиническое исследование
В период с января по май 2002 г., 118 пациентам (средний возраст 68
лет, 82 мужчины, 36 женщины, 62 левых и 56 правых тазобедренных
суставов)
последовательно
была выполнена операция с использованием предложенной гибридной
навигационной системы без использования КТ. Пациентам группы
исследования было проведено 12 ревизионных операций и 106
первичных операций по тотальному эндопротезированию
тазобедренного сустава. Ревизионные операции в 10 случаях были
проведены в связи с асептическим остеолизисом и нестабильностью
чашки эндопротеза, а 2 чашки были смещены по причине неплотной
установки имплантата во время первичной операции (которые были
выполнены без компьютерной навигации). Среди первичных случаев,
88 пациентов страдали первичным остеоартрозом, у 18 пациентов был
посттравматический асептический некроз головки
В течение каждой операции записывался набор клинически
значимых параметров, таких как время операции, потеря крови, а также
информация, имеющая отношение к имплантату или инструменту. В
качестве дополнительных факторов, относящихся к использованию
навигационной технологии, были отнесены метод получения
контрольных точек-ориентиров и угловая ориентация установленного
имплантата.
Для определения точности размещения вертлужных компонентов,
50 пациентам, спустя 7-10 дней после первичной операции, была
выполнена КТ. Протокол компьютерной томографии был
оптимизирован для снижения воздействия облучения. Данные
томографии были загружены в автоматизированную рабочую станцию
и в дальнейшем подвергнуты анализу с помощью нашей системы
планирования расположения чашки на основе КТ. Сначала ППТ
пациента была определена как предварительно охарактеризованная
(исходная). Затем виртуальный имплантат чашки планировалось
совместить точно с настоящим имплантатом, указанным на КТ. Была
зафиксирована связь значения углов наклона и антеверсии с данным
виртуальным планом. Преобразование данных предоперационного
пространственного изображения в постоперационное, обеспечивается,
косвенным образом, на основании предположения о правильности
модели ППТ. Это, в свою очередь, позволяет оценивать точность
расположения чашки в вертлужной впадине, определенного при
помощи компьютера, по сравнению с записанными в ходе операции
углами и соответствующими значениями виртуального плана.
Результаты
В ходе нашего исследования, все контрольные точки-ориентиры таза
могут быть оцифрованы без каких-либо осложнений. Передние
верхние подвздошные ости
всегда отмечались навигационным устройством-указателем. Всего
лишь после нескольких случаев, ориентация рентгеноскопического
аппарата для получения точек-ориентиров таза была стандартизована.
В процессе использования системы при операции, были записаны
различные параметры, такие как время проведения операции, потеря
крови, и индивидуальные данные пациента. Средние значения для
времени операции составляли 91 минут, для потери крови — 611
мл. Если рассматривать отдельно первичные и ревизионные
операции, можно сказать, что среднее время проведения операции для
первичного тотального эндопротезирования тазобедренного сустава
уменьшилось до 81 минуты по сравнению с увеличением до 141
минуты для всех операций ревизионного эндопротезирования.
Подобная тенденция может быть выявлена и для потери крови
пациентами, где были зафиксированы значения 512 мл и 1 157 мл
соответственно. Значительной кривой обучения для использования
системы обнаружено не было.
Средние значения для послеоперационного угла наклона
составили 43° (СО 3,0, диапазон 37–49), а для антеверсии — 19°
(СО 3,9, диапазон 10–28). Результирующая точность системы, т.е.
разница между ориентацией чашки, рассчитанной во время
операции, и измеренного после операции расположения имплантата,
показала максимальную погрешность 5° для угла наклона (среднее
значение 1,5°, СО 1,1) и 6° для угла антеверсии (среднее значение 2,4°,
СО 1,4).
Обсуждение
Представленное решение сочетает в себе широкодоступный метод
усиления изображения с современной хирургической навигацией.
Была представлена гибридная стратегия чрескожной фиксации тазовых
контрольных точек-ориентиров, включающая оцифровку данных,
полученных с
помощью
указателя,
и регистрированные
рентгенограммы. Метод позволяет эффективно позиционировать
поверхностные и глубокие контрольные точки-ориентиры таза.
Предварительным условием применения данного метода
является упрощение сложной анатомии таза путем использования
четырех различных контрольных точек-ориентиров, первоначально
определенных Cunningham [3], и позднее представленных как модель
ППТ в рамках структуры хирургической навигации Jaramaz и
сотрудниками [11].
Клинические результаты данного исследования выигрывают в
сравнении
с
общепринятыми
системами
определения
местоположения чашек на основе КТ-визуализации. Исключая
необходимость проведения предоперационного планирования и
сопоставления в ходе операции, новая система является
перспективной, в плане значительного увеличения хирургической
надежности путем исключения большой разницы значений. Это
может произойти по причине плохого качества изображений из-за
артефактов, вызванных металлическими объектами, например, при
ревизионном эндопротезировании, и в случаях тяжелого остеопороза.
Снижение риска, связанного с хирургическим вмешательством,
является чрезвычайно важным, особенно для объемных операций,
таких как тотальное эндопротезирование тазобедренного сустава.
Однако мы осознавали, что при соответствующем применении
потенциальная польза хирургической операции должна оправдывать
технические усилия такой компьютеризированной системы. Учитывая
полученный опыт в выполнении клинического анализа, использование
системы приведет к существенному увеличению продолжительности
хирургической процедуры.
Более того, описанная система оказалась легко контролируемой и
интуитивной
при
использовании.
Она
устанавливается
непосредственно в ортопедической операционной, поскольку не
связана с какими-либо дополнительными установками или обширной
модификацией существующего оборудования. Такие преимущества,
S46
в сочетании с высокой точностью, которую можно
продемонстрировать в ходе исследования, могут
превратить систему навигации в идеальный
инструмент для контроля качества тотального
эндопротезирования
тазобедренного
сустава.
Предлагаемый метод не ограничивается чашкой для
вертлужной впадины. Он имеет потенциал для
обеспечения дополнительного значения в других
анатомических областях и соответствующих
хирургических
подходов.
Наша
постоянно
продолжающаяся работа в области тотального
эндопротезирования
тазобедренного
сустава
сосредоточена на анализе применения для зоны
бедренной кости.
Список литературы
1. Bernsmann K, Langlotz U, Ansari B, Wiese M (2002) [Computer-assisted navigated acetabulum placement in hip prosthesis implantation – application study in routine clinical care]. Z
Orthop 138:515–521
2. Coventry MB, Beckenbaugh RD, Nolan DR, Ilstrup DM
(1974) 2,012 total hip arthroplasties. A study of postoperative
course and early complications. J Bone Joint Surg [Am] 56:
273–284
3. Cunnigham DJ, (1922) Pelvis. In: Cunnigham DJ (ed) Cunnigham’s textbook of anatomy, Hodder & Stoughton, London,
pp. 255–260
4. Daly PJ, Morrey BF (1992) Operative correction of an unstable
total hip arthroplasty. J Bone Joint Surg [Am] 74:1334–1343
5. Dessenne V, Lavallee S, Julliard R, Orti R, Martelli S, Cinquin
P (1995) Computer-assisted knee anterior cruciate ligament reconstruction: first clinical tests. J Image Guid Surg 1:59–64
6. DiGioia AM, Jaramaz B, Blackwell M, Simon DA, Morgan F,
Moody JE, Nikou C, Colgan BD, Aston CA, Labarca RS,
Kischell E, Kanade T (1998) The Otto Aufranc Award. Image
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
guided navigation system to measure intraoperatively acetabular implant alignment. Clin Orthop 8–22
Doyle J, Murray P, Mahony PO, Farmer M, Hooper AC (1989)
Acetabular cup-siting device for total hip arthroplasty. Arch
Orthop Trauma Surg 108:317–321
Foley KT, Simon DA, Rampersaud YR (2001) Virtual fluoroscopy: computer-assisted fluoroscopic navigation. Spine 26:
347–351
Hassan DM, Johnston GH, Dust WN, Watson G, Dolovich AT
(1998) Accuracy of intraoperative assessment of acetabular
prosthesis placement. J Arthroplasty 13:80–84
Hofstetter R, Slomczykowski M, Sati M, Nolte, LP (1999)
Fluoroscopy as an imaging means for computer-assisted surgical navigation. Comput Aided Surg 4:65–76
Jaramaz B, DiGioia AM III, Blackwell M, Nikou C (1998)
Computer assisted measurement of cup placement in total hip
replacement. Clin Orthop70–81
Lewinnek GE, Lewis JL, Tarr R, Compere CL, Zimmerman
JR (1978) Dislocations after total hip-replacement arthroplasties. J Bone Joint Surg [Am] 60:217–220
McCollum DE, Gray WJ (1990) Dislocation after total hip arthroplasty. Causes and prevention. Clin Orthop159–170
Murray DW (1993) The definition and measurement of acetabular orientation. J Bone Joint Surg [Br] 75:228–232
Pollard JA, Daum WJ, Uchida T (1995) Can simple radiographs be predictive of total hip dislocation? J Arthroplasty
10:800–804
Sarmiento A, Ebramzadeh E, Gogan WJ, McKellop HA
(1990) Cup containment and orientation in cemented total hip
arthroplasties. J Bone Joint Surg [Br] 72:996–1002
Suhm N, Jacob AL, Nolte LP, Regazzoni P, Messmer P (2000)
Surgical navigation based on fluoroscopy – clinical application for computer-assisted distal locking of intramedullary implants. Comput Aided Surg 5:391–400