СПОСОБ РЕВИЗИОННОГО И СЛОЖНОГО ПЕРВИЧНОГО ЭНДОПРОТЕЗИРОВАНИЯ КОЛЕННОГО СУСТАВА ПРИ ДЕФЕКТАХ СУСТАВНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ Российский патент 2017 года по МПК A61F2/38 A61B17/56 

Область техники.

Изобретение относится к области медицины, а именно к ортопедии и травматологии, и может быть использовано при ревизионном или сложном первичном тотальном эндопротезировании коленного сустава, когда присутствуют дефекты суставных поверхностей и костной ткани.

Уровень техники.

Известен способ ревизионного эндопротезирования ([1] - журнал «Травматология и ортопедия России», 2009 г., №3, стр. 148-150, автор Т.А. Куляба). Включает выполнение рентгенографических исследований, имплантацию эндопротеза, с использованием костного цемента, аллокости, необходимое положение эндопротеза определяют во время оперативного вмешательства.

Однако данный способ [1] не в полной мере предусматривает восстановление функциональной анатомии коленного сустава и не обеспечивает имплантацию эндопротеза в биомеханически правильном положении, не предусматривает контроль положения суставной щели эндопротеза относительно бедренной и большеберцовой кости.

Известен способ ревизионного эндопротезирования при дефектах суставных поверхностей ([2] - журнал «Травматология и ортопедия России», 2011 г. №3 (61), стр. 5-12. Т.А. Куляба и др.). Включает выполнение рентгенографических исследований, имплантацию эндопротеза, для замещения дефектов применяются дополнительные аугументы из искусственных материалов (пластик, металл), необходимое положение эндопротеза определяют во время оперативного вмешательства.

Однако применение данного способа [2] не позволяет выполнить восстановление нормального связочного баланса в коленном суставе, не предусматривает контроль положения суставной щели эндопротеза относительно бедренной и большеберцовой кости.

Известен способ замещения костных дефектов мыщелков большеберцовой или бедренной костей при тотальном эндопротезировании коленного сустава ([3], RU 2465855). Это - способ комбинированной костной пластики с дополнительным использованием остеокондуктивного материала для заполнения дефекта под костным трансплантатом. Включает выполнение рентгенографических исследований, имплантацию эндопротеза, необходимое положение эндопротеза определяют во время оперативного вмешательства.

Однако данный способ [3] не предусматривает контроль положения суставной щели эндопротеза относительно бедренной и большеберцовой кости.

Сущность изобретения.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является обеспечение, при дефектах суставных поверхностей и костной ткани коленного сустава, имплантации эндопротеза в биомеханически правильном положении, под которым, в данном описании изобретения, предполагается восстановление исходной анатомии коленного сустава, восстановление нормального связочного баланса в коленном суставе, обеспечение в коленном суставе и конечности, после имплантации эндопротеза, распределения внешней нагрузки и внутренних усилий приближенно их распределению в здоровом суставе. Имплантация эндопротеза в биомеханически правильном положении увеличивает срок службы эндопротеза.

Изобретение основано на анатомических особенностях строения коленного сустава взрослого человека. Авторами проведены исследования рентгенограмм здоровых коленных суставов в прямой проекции в масштабе 1:1 у 438 взрослых людей мужского и женского пола, в возрасте от 25 до 60 лет. На основе этих исследований выявлено, что средняя длина надмыщелковой линии – линии, соединяющей вершину медиального надмыщелка в прямой проекции и вершину латерального надмыщелка в прямой проекции, составляет 90,9 мм, со средним отклонением ±6,3 мм. Вершина медиального мыщелка и вершина латерального мыщелка в прямой проекции на рентгенограммах однозначно определяются. Расстояние (медиальный отрезок) от точки прикрепления большой приводящей мышцы бедра к бедренной кости, в прямой проекции, до линии суставной поверхности бедренной кости, являющейся общей касательной к латеральному и медиальному мыщелкам бедренной кости, проходящей через их вершины, составляет 45,5 мм со средним отклонением ±0,7 мм. Расстояние (латеральный отрезок) от вершины латерального надмыщелка, в прямой проекции, до линии суставной поверхности бедренной кости, составляет 24,3 мм со средним отклонением ±3,5 мм. Отношение длинны 45,5 мм медиального отрезка к длине 90,9 мм надмыщелковой линии составляет 0,501 (≈0,5). Отношение длины 24,3 мм латерального отрезка к длине 90,9 мм надмыщелковой линии составляет 0,267 (≈0,27). Точки прикрепления большой приводящей мышцы бедра к бедренной кости, вершины медиального и латерального надмыщелка однозначно определяются на рентгенограммах и анатомически. Зная указанные выше пропорции - соотношение между длинной надмыщелковой линии и расстоянием линии суставной поверхности от вершины латерального надмыщелка и от точки прикрепления большой приводящей мышцы бедра к бедренной кости, в прямой проекции, даже при отсутствии значительной части суставного конца бедренной кости, можно определить положение линии суставной поверхности бедренной кости, а следовательно, и положение суставной щели в прямой проекции и необходимый уровень установки эндопротеза при замене коленного сустава.

В данном описании изобретения под исходной линией суставной поверхности бедренной кости в прямой проекции понимается линия, являющаяся общей касательной к латеральному и медиальному мыщелкам бедренной кости и проходящая через их вершины, которую можно провести в здоровом коленном суставе до возникновения дефектов суставной поверхности и костной ткани бедренной кости. Дефекты суставной поверхности и костной ткани бедренной и большеберцовой кости могут быть последствиями гонартроза или первичного эндопротезирования. Под линией суставной поверхности бедренного компонента эндопротеза в прямой проекции понимается линия, являющаяся общей касательной к латеральному и медиальному мыщелкам бедренного компонента эндопротеза коленного сустава и проходящая через их вершины.

Технический результат заключается в установке эндопротеза коленного сустава в положении, когда линия суставной поверхности бедренного компонента эндопротеза в прямой проекции совпадает с исходной линией суставной поверхности бедренной кости.

Технический результат достигается тем, что способ ревизионного и сложного первичного эндопротезирования коленного сустава при дефектах суставных поверхностей включает выполнение рентгенографических исследований, предоперационное планирование, при котором по рентгенограммам определяют необходимое положение эндопротеза, имплантацию эндопротеза. Отличается тем, что в процессе предоперационного планирования, по рентгенограммам коленного сустава, определяют положение и длину надмыщелковой линии бедренной кости в прямой проекции, соединяя вершины медиального и латерального надмыщелков. Определяют положение исходной линии суставной поверхности бедренной кости, соединяя конец медиального отрезка, проведенного в направлении суставной щели, перпендикулярно надмыщелковой линии бедренной кости, из точки прикрепления большой приводящей мышцы бедра, на расстояние, составляющее 0,50 от длины надмыщелковой линии, и конец латерального отрезка, проведенного в направлении суставной щели, перпендикулярно надмыщелковой линии бедренной кости, из вершины латерального надмыщелка, на расстояние, составляющее 0,27 от длины надмыщелковой линии. При имплантации эндопротеза его бедренный компонент располагают в бедренной кости так, чтобы в прямой проекции линия суставной поверхности бедренного компонента совпадала с исходной линией суставной поверхности бедренной кости. Фиксируют бедренный компонент в заданном положении, проводят, соблюдая нормальный связочный баланс коленного сустава, имплантацию тибиального компонента эндопротеза.

Установка эндопротеза коленного сустава в положении, когда линия суставной поверхности бедренного компонента эндопротеза в прямой проекции совпадает с исходной линией суставной поверхности бедренной кости, обеспечивает нормальное положение суставной щели эндопротеза относительно бедренной и большеберцовой кости и позволяет имплантировать эндопротез в биомеханически правильном положении.

Изобретение поясняется графическими материалами.

Фиг. 1 - Схема определения линии суставной поверхности бедренной кости на рентгенограмме коленного сустава в прямой проекции;

Фиг. 2 - Рентгенограмма коленного сустава в прямой проекции пациентки Б., до ревизионного эндопротезирования. Нестабильный эндопротез коленного сустава, дефекты суставных поверхностей и костной ткани.

Фиг. 3 - Рентгенограмма коленного сустава в боковой проекции пациентки Б., до ревизионного эндопротезирования. Нестабильный эндопротез коленного сустава, дефекты суставных поверхностей и костной ткани.

Фиг. 4 - Рентгенограмма коленного сустава в прямой проекции пациентки Б. после ревизионного эндопротезирования.

Фиг. 5 - Рентгенограмма коленного сустава в боковой проекции пациентки Б. после ревизионного эндопротезирования.

Способ осуществляется следующим образом.

Способ осуществляется при ревизионном эндопротезировании, или в случае сложного первичного эндопротезирования, когда наблюдается дефект суставных поверхностей и костной ткани бедренной и большеберцовой кости. Выполняют рентгенографическое исследование, делают рентгенограмму коленного сустава в прямой и боковой проекции, обеспечивая масштаб снимка 1:1. Осуществляют предоперационное планирование, при котором по рентгенограммам определяют необходимое положение эндопротеза. Для этого по рентгенограммам коленного сустава (фиг. 1), определяют положение надмыщелковой линии «е» (фиг. 1) бедренной кости в прямой проекции. Измерения и геометрические расчеты рентгенограмм производят в специализированных компьютерных программах (на фиг. 1,2,4), на скиаграммах или непосредственно на рентгенографическом снимке. Надмыщелковую линию «е» в прямой проекции проводят через точку «А» (фиг. 1) - вершину латерального надмыщелка и точку «В» (фиг. 1) - вершину медиального надмыщелка бедренной кости. Измеряют длину надмыщелковой линии «е», равную расстоянию между точками «А» и «В». Определяют положение исходной линии «n» (фиг. 1) суставной поверхности бедренной кости. Для этого из точки «C» (фиг. 1) - места прикрепления (бугристость) большой приводящей мышцы бедра в прямой проекции, перпендикулярно надмыщелковой линии «e», откладывают медиальный отрезок «СХ» в направлении суставной щели. Длина медиального отрезка «СХ» составляет 0,50 от длины надмыщелковой линии «е» (отрезок «АВ»). Из точки «А» (фиг. 1) - вершины латерального надмыщелка в прямой проекции, перпендикулярно надмыщелковой линии «е», откладывают латеральный отрезок «AD», в направлении суставной щели. Длина латерального отрезка «AD» составляет 0,27 от длины надмыщелковой линии «е». Соединяют точку «X» медиального отрезка и точку «D» латерального отрезка, получают исходную линию «n» суставной поверхности бедренной кости. Производят разрез мягких тканей, обработку большеберцовой и бедренной кости и имплантируют эндопротез. При имплантации эндопротеза его бедренный компонент располагают в бедренной кости так, чтобы в прямой проекции линия суставной поверхности бедренного компонента (на схемах не обозначена) совпадала с исходной линией «n» суставной поверхности бедренной кости. Для этого на обнаженной бедренной кости определяют точку «С» - место прикрепления (бугристость) большой приводящей мышцы бедра и точку «А» - вершину латерального надмыщелка. Используя измерительный инструмент (щуп, линейку и т.п.) от точки «С» в направлении к суставной щели, отмеряют расстояние, равное медиальному отрезку «СХ», длиной 0,50 от длины надмыщелковой линии «е». От точки «А» в направлении к суставной щели, отмеряют расстояние, равное латеральному отрезку «AD», длиной 0,27 от длины надмыщелковой линии «е». Бедренный компонент эндопротеза смещают относительно бедренной кости так, чтобы в прямой проекции линия суставной поверхности бедренного компонента находилась на расстоянии «СХ» от точки «С» и на расстоянии AD» от точки «А». Бедренный компонент фиксируют к бедренной кости в заданном положении. При необходимости моделируют суставной конец бедренной кости и большеберцовой кости, используя костный цемент, аугументы, костный пластический материал, искусственные материалы. Проводят, соблюдая нормальный связочный баланс коленного сустава, имплантацию тибиального компонента эндопротеза. Смещение бедренного компонента эндопротеза относительно бедренной кости на предварительно рассчитанные расстояния «СХ» и «AD», в прямой проекции обеспечивает совпадение линии суставной поверхности бедренного компонента с исходной линией суставной поверхности бедренной кости.

В качестве демонстрации осуществления способа приведен клинический пример. Пациентка Б. поступила в ФГБУ «РНЦ ВТО» имени академика Г.А. Илизарова с диагнозом: Нестабильный эндопротез левого коленного сустава. AOPI: F2b, T2. Пациентке Б. проведено рентгенологическое исследование коленного сустава (фиг. 2, 3). Проведено предоперационное планирование. В процессе предоперационного планирования, по рентгенограммам коленного сустава, с использованием компьютерной программы определено положение и длина надмыщелковой линии «e» (фиг. 2) бедренной кости - для этого на рентгенограмме в прямой проекции, соединяют вершины медиального «А» (фиг. 2) и латерального «В» (фиг. 2) надмыщелков. Длина надмыщелковой линии составила 94,5 мм (е - 94,5 мм) (фиг. 2). Определено положение исходной линии «n» суставной поверхности бедренной кости в прямой проекции. Она проходит через конец медиального отрезка «СХ» (фиг. 2), проведенного в направлении к суставной щели, перпендикулярно надмыщелковой линии «е» бедренной кости, из точки прикрепления «С» большой приводящей мышцы бедра, на расстояние 47,2 мм (0,50 от длины надмыщелковой линии) (фиг. 2). И через конец латерального отрезка «AD» (фиг. 2), проведенного в направлении к суставной щели, перпендикулярно надмыщелковой линии «e» бедренной кости, из вершины «А» латерального надмыщелка на расстояние 25,5 мм (0,27 от длины надмыщелковой линии) (фиг. 2). В результате установлено отклонение положения линии суставной поверхности бедренного компонента нестабильного эндопротеза (пунктирная линия, фиг. 2), определено оптимальное пространственное расположение линии «n» (фиг. 2) суставной поверхности бедренного компонента эндопротеза. Пациентке Б. выполнено ревизионное эндопротезирование левого коленного сустава стандартным медиальным парапателлярным доступом, с соблюдением общепринятой хирургической техники, проведена имплантация эндопротеза. В процессе оперативного вмешательства удалены компоненты нестабильного эндопротеза. На обнаженной бедренной кости определена точка «С» (фиг. 1, 2, 4) - место прикрепления (бугристость) большой приводящей мышцы бедра и точка «А» (фиг. 1, 2, 4) - вершина латерального надмыщелка. Используя измерительный щуп, от точки «С» в направлении к суставной щели, отмерено расстояние 47,2 мм. От точки «А» в направлении к суставной щели отмерено расстояние 25,5 мм. Бедренный компонент эндопротеза (ориентируясь по вершинам мыщелков) расположили относительно бедренной кости так, чтобы в прямой проекции линия суставной поверхности бедренного компонента находилась на расстоянии 47,5 мм от точки «С» и на расстоянии 25,5 мм от точки «А». Проведена установка бедренного компонента эндопротеза, эндопротез зафиксировали в заданном положении. Затем проведена, с учетом сохранения нормального связочного баланса (с соблюдением равномерности растяжения связочного аппарата, симметричности суставной щели в положении максимального сгибания и разгибания, допустимого конструкцией эндопротеза) коленного сустава, имплантация тибиального компонента эндопротеза.

Послеоперационный период без особенностей. На контрольных рентгенограммах (фиг. 4, 5), после операции определяется стабильный эндопротез левого коленного сустава. По рентгенограммам проведен послеоперационный расчет положения и длины линий «e», «n», «AD», «CX». Отмеченные параметры «e», «n», «AD», «CX» (фиг. 4) соответствуют, полученным в ходе предоперационного планирования.

Способ может быть применен в специализированных медицинских учреждениях, имеющих соответствующее оборудование и инструмент, при ревизионном эндопротезировании или сложном первичном эндопротезировании коленного сустава.

Изобретение относится к травматологии и ортопедии и может быть применимо для ревизионного и сложного первичного эндопротезирования коленного сустава при дефектах суставных поверхностей. В процессе предоперационного планирования, по рентгенограммам коленного сустава, определяют положение и длину надмыщелковой линии бедренной кости в прямой проекции, соединяя вершины медиального и латерального надмыщелков. Далее определяют положение исходной линии суставной поверхностей бедренной кости, соединяя конец медиального отрезка, проведенного в направлении к суставной щели, перпендикулярно надмыщелковой линии бедренной кости, из точки прикрепления большой приводящей мышцы бедра, на расстояние, составляющее 0,50 от длины надмыщелковой линии, и конец латерального отрезка, проведенного в направлении к суставной щели, перпендикулярно надмыщелковой линии бедренной кости, из вершины латерального надмыщелка на расстояние, составляющее 0,27 от длины надмыщелковой линии. При имплантации эндопротеза его бедренный компонент располагают в бедренной кости так, чтобы в прямой проекции линия суставной поверхности бедренного компонента совпадала с исходной линией суставной поверхности бедренной кости. Фиксируют бедренный компонент в заданном положении. Проводят имплантацию тибиального компонента эндопротеза. Способ позволяет восстановить нормальный связочный баланс в коленном суставе. 5 ил.

Способ ревизионного и сложного первичного эндопротезирования коленного сустава при дефектах суставных поверхностей, включающий выполнение рентгенографических исследований, предоперационное планирование, при котором по рентгенограммам определяют необходимое положение эндопротеза, имплантацию эндопротеза отличающийся тем, что в процессе предоперационного планирования, по рентгенограммам коленного сустава, определяют положение и длину надмыщелковой линии бедренной кости в прямой проекции, соединяя вершины медиального и латерального надмыщелков, далее определяют положение исходной линии суставной поверхности бедренной кости, соединяя конец медиального отрезка, проведенного в направлении к суставной щели, перпендикулярно надмыщелковой линии бедренной кости, из точки прикрепления большой приводящей мышцы бедра, на расстояние, составляющее 0,50 от длины надмыщелковой линии, и конец латерального отрезка, проведенного в направлении к суставной щели, перпендикулярно надмыщелковой линии бедренной кости, из вершины латерального надмыщелка на расстояние, составляющее 0,27 от длины надмыщелковой линии, при имплантации эндопротеза его бедренный компонент располагают в бедренной кости так, чтобы в прямой проекции линия суставной поверхности бедренного компонента совпадала с исходной линией суставной поверхности бедренной кости, фиксируют бедренный компонент в заданном положении, проводят, соблюдая нормальный связочный баланс коленного сустава, имплантацию тибиального компонента эндопротеза.