Dwupłaszczyznowy PSI zmniejszający nachylenie MOWHTO z guzowatością piszczeli służącą jako oś zawiasu: badanie zwłok

Wstęp:

Osteotomia wysoka kości piszczelowej (HTO) jest szeroko wykonywanym zabiegiem w przypadku szpotawości kolana z chorobą zwyrodnieniową przedziału przyśrodkowego (ChZS), przy czym wersja klina otwierającego przyśrodkowego jest wykonywana częściej niż klina zamykającego się na boki. O ile w większości przypadków celem HTO przyśrodkowo-otwierającego (MOWHTO) jest izolowana korekta ustawienia kończyny czołowej, o tyle po MOWHTO może wystąpić niezamierzone zwiększenie tylnego nachylenia kości piszczelowej (PTS), jednak jego zakres jest zwykle ograniczony. Metaanaliza przeprowadzona przez Nha i in. opublikowany w 2016 roku i podsumowujący 27 badań obejmujących 1260 zabiegów MOWHTO, wykazał średni wzrost PTS o 2,02° (95% CI, 2,66° do 1,38°; p = 0,005). Jednym z czynników ograniczających zakres zmian PTS zarówno w opisanych powyżej stanach niezamierzonych, jak iw przypadku pożądanych korekcji dwupłaszczyznowych może być fakt, że w większości przypadków kora boczna kości piszczelowej nie jest przecinana. Dlatego zaproponowano, aby wzrost PTS po MOWHTO był spowodowany unikalnymi cechami anatomicznymi proksymalnej kości piszczelowej, takimi jak nieprostopadły kąt między przednio-przyśrodkową i boczną korą. Zjawisko to ma jednak swoje ograniczenia iw przypadkach, gdy wymagana jest większa korekcja PTS, konieczne może być przecięcie bocznej kory piszczelowej, jak to rutynowo wykonuje się w osteotomii ukierunkowanej na izolowaną korekcję PTS. W takich przypadkach tylna kora pozostaje nienaruszona i służy jako oś zawiasu.

Z drugiej strony, w niektórych przypadkach pożądana jest znacząca dwupłaszczyznowa korekcja ustawienia stawu kolanowego zarówno w płaszczyźnie czołowej, jak i strzałkowej. Jednak przecięcie wszystkich trzech kory piszczelowej zwiększa trudność techniczną procedury i może wydłużyć czas do zrostu oraz ryzyko braku zrostu. Dlatego intensywnie bada się i dyskutuje optymalne umiejscowienie osi zawiasu w celu uzyskania większej dokładności pożądanej korekcji dwupłaszczyznowej. Ogólnie przyjmuje się, że przednio-boczne ustawienie osi zawiasu jest niezbędne do uzyskania zarówno korekcji koślawości, jak i zmniejszenia PTS. Taka dwupłaszczyznowa korekcja może być pożądana np. w przypadkach rewizji więzadła krzyżowego przedniego (ACL) z ustawieniem szpotawości, zwłaszcza w przypadkach związanych z urazem tylno-bocznego rogu (PLC), ponieważ wykazano, że ustawienie szpotawości zwiększa obciążenie zarówno w przeszczepach ACL, jak i PLC. Co więcej, Won i in. wykazali, że aż 19% przypadków rewizji ACL miało radiograficzną OA Kellgrena-Lawrence'a 2 lub wyższą w przyśrodkowym stawie piszczelowo-udowym, co podkreśla potencjalne wskazanie do dwupłaszczyznowego MOWHTO. Innym problemem, z którym boryka się MOWHTO, jest jego wpływ na wysokość rzepki. Liczne badania sugerowały możliwość jatrogennego obniżenia rzepki lub baja rzepki po MOWHTO. Jednak już w 1979 roku Goutallier i in. stwierdzili, że bardziej przesunięte do przodu położenie osi zawiasowej może zmniejszyć wpływ HTO na wysokość rzepki, co pozostaje w zgodzie z proponowanym przednio-bocznym położeniem osi zawiasowej. Do chwili obecnej większość badań oceniających wpływ lokalizacji osi zawiasowej na korekcję dwupłaszczyznową opiera się na modelach i symulacjach 3D, a nie na zwłokach rzeczywistych procedur, co wiąże się z ich nieodłącznymi ograniczeniami. Co więcej, dokładne i powtarzalne umiejscowienie osi zawiasu pozostaje wyzwaniem technicznym. Jednym z pomysłów opracowanych w celu poprawy dokładności umiejscowienia osi zawiasowej i dokładności korekcji dwupłaszczyznowej są instrumenty specyficzne dla pacjenta (PSI), z dobrymi wynikami zgłaszanymi przez wielu autorów.

Dlatego celem tego badania na zwłokach była ocena dokładności dwupłaszczyznowej korekcji z precyzyjnie zaplanowanym zwiększaniem różnych koronalnych i strzałkowych wartości korekcji z wykorzystaniem nowatorskiego, dwupłaszczyznowego klina otwierającego się przyśrodkowo, zmniejszającego nachylenie tylnej kości piszczelowej, wysokiej osteotomii kości piszczelowej wspomaganej przez PSI, z kością piszczelową guzowatość służąca jako oś zawiasowa. Podstawowa hipoteza tego badania była taka, że: 1) Nie będzie znaczących różnic między planowanymi i osiągniętymi poprawkami dwupłaszczyznowymi ani w płaszczyźnie czołowej, ani strzałkowej. Hipotezy drugorzędne były następujące: 2) Płytki Arhtrex PEEKPower HTO a) zapewniają dobrą stabilizację śródoperacyjną, b) niezależnie od zmiany położenia płytki będzie wystarczająco dużo miejsca na zachowanie tkanek miękkich i nie będzie potrzeby nowego projektu płytki. c) Materiał użyty do budowy płytek pozwoli na precyzyjną ocenę w tomografii komputerowej (CT); 3) nie wystąpią żadne złamania śródoperacyjne; 4) Nie nastąpi żadna znacząca zmiana wysokości rzepki.

Materiał i metody:

Pomiary przedoperacyjne:

Badaniem zostanie objętych sześć świeżo zamrożonych kończyn dolnych ze zwłok z 2/3 dystalną częścią trzonu kości udowej oraz pełnej długości nogi ze stawem skokowym i stopą. Tomografia komputerowa obejmująca cały wycinek ze zwłok zostanie wykonana w pełnym wyprostie kolana lub w maksymalnym wyprostie w danej kończynie. Zarówno czołowa, jak i strzałkowa oś anatomiczna zostaną ocenione na tomografii komputerowej. Oś anatomiczna kości udowej zostanie zdefiniowana jako linia łącząca środek jamy szpikowej na najbardziej proksymalnym dostępnym poziomie trzonu kości udowej i środek kolana na poziomie linii stycznej do dystalnych końców kłykci kości udowej. Piszczelową oś anatomiczną zdefiniowamy jako linię łączącą środek powierzchni stawowej kości piszczelowej w kolanie i środek kości skokowej, podobnie jak w metodologii Wu Chi-Chuan. Kąt przyśrodkowej bliższej kości piszczelowej (MPTA) zostanie zdefiniowany jako kąt między anatomiczną osią kości piszczelowej a linią stawu plateau przyśrodkowej kości piszczelowej. Anatomiczny kąt udowo-piszczelowy (aFTA) będzie zdefiniowany jako kąt między osią anatomiczną piszczeli a osią anatomiczną kości udowej. PTS zostanie oceniony na tomografii komputerowej przy użyciu metodologii dostarczonej przez Meiera i in. oraz Calek i in. Ze względu na fakt, że średnia międzyosobnicza różnica między PTS mierzona na kłykciu przyśrodkowym kości piszczelowej (MTPS) i kłykciu bocznym kości piszczelowej (nachylenie tylne bocznej kości piszczelowej, LTPS) wynosiła aż 2,9° (zakres 0,0°-10,8 °) lub 2,6° (zakres 0,0°-9,5°), MTPS i LTPS będą mierzone oddzielnie. Zostaną one zdefiniowane jako kąty między płaszczyzną prostopadłą do mechanicznej osi kości piszczelowej (ustalonej za pomocą środka kostki i kręgosłupa piszczelowego) a linią styczną do najbardziej widocznych aspektów przedniej i tylnej kory przedziału przyśrodkowego i bocznego, odpowiednio.

Wysokość rzepki zostanie oceniona za pomocą wskaźnika Insalla-Salvatiego (ISI), wskaźnika Blackburne-Peela (BPI) i wskaźnika Catona-Deschampsa (CDI). Dwóch niezależnych obserwatorów wykona pomiary osobno, każdy z nich wykona pomiary dwukrotnie. Zostaną obliczone wartości wewnątrz- i międzyrzetelnościowe.

Badania CT będą wykonywane na tomografie Siemens Somatom Go Top o napięciu 140kV, grubość warstwy 0,6mm, krok co 0,4mm. Za każdym razem wykonywane będą dwa skany, z filtrem cynowym i bez niego. Do pomiarów zostaną wybrane obrazy o lepszej jakości. Procedura chirurgiczna: Wszystkie próbki zostaną poddane nowej, dwupłaszczyznowej, otwierającej się przyśrodkowo klinowej, tylnej osteotomii kości piszczelowej zmniejszającej nachylenie kości piszczelowej wspomaganej przez PSI, z guzowatością kości piszczelowej służącą jako oś zawiasowa. Wykonane zostaną następujące korekty: grupa A, 3 preparaty, we wszystkich przypadkach obniżenie PTS o 6° i korekcja koślawości osi anatomicznej o 6°, 9° i 12°; i grupa B, 3 preparaty, we wszystkich przypadkach obniżenie PTS o 10° i korekcja koślawości osi anatomicznej o 6°, 9° i 12°. Randomizacja próbek zostanie przeprowadzona niezależnie od ich natywnego wyrównania, ponieważ głównym celem tego badania jest ocena dokładności planowanej korekty dwupłaszczyznowej. PSI będzie tworzony dla każdego okazu przez inżyniera z wieloletnią praktyką w projektowaniu ortopedycznych PSI (autor J.P.). Wykorzystane zostaną następujące programy komputerowe: do tworzenia modeli 3D z plików DICOM - 3D Slicer 4.11.20210226 (Brigham and Women's Hospital (BWH) i współtwórcy 3D Slicer, 2021); za projektowanie szablonów chirurgicznych 3D PSI - SolidWorks 2016 (Dassault Systèmes SolidWorks Corporation, 2016). Po zakończeniu projektowania szablony chirurgiczne PSI zostaną wydrukowane w 3D w dwóch wersjach: próbnej, nieprzeznaczonej do użytku medycznego - na drukarce 3D Stratasys Dimension 1200es (Stratasys Ltd), z materiału ABS (HMF Chemical); finalny, przeznaczony do użytku medycznego - drukarką 3D EOS Formiga P110 (EOS GmbH), z materiału PA2200 Balance 1.0 (EOS GmbH). Uzyskane szablony chirurgiczne 3D PSI spełniają wymagania określone w Dyrektywie 93/42/EWG dotyczącej wyrobów medycznych oraz PN-EN ISO 15223-1, EN 1041+A1:2013, EN ISO 14971, PN-EN ISO 17664: 2005 (EN ISO 17664:2004) oraz PN-EN ISO 10993-1:2010 (EN ISO 10993-1:2009+AC:2010).

Pomiary pooperacyjne: MPTS, LPTS, wyrównanie korony i wysokość rzepki zostaną zmierzone po operacji z wykorzystaniem tej samej metodologii, co opisana przed operacją. Tomografia komputerowa zostanie wykonana przy tym samym kącie wyprostu kolana, co przed operacją. Pooperacyjne skany CT będą również oceniane pod kątem obecności złamań, zgodnie z wyższym wskaźnikiem wykrywalności niż przy użyciu zwykłego zdjęcia rentgenowskiego, jak poinformował Sang-June Lee. Po raz kolejny dwóch obserwatorów wykona pomiary/oceny osobno, każdy z nich wykona dwa pomiary i nie będą wiedzieć, jaka jest pożądana wielkość korekcji w danej kończynie. Zostaną obliczone wartości wewnątrz- i międzyrzetelnościowe. Analiza statystyczna zostanie przeprowadzona w oprogramowaniu Statistica 13.3 (StatSoft/TIBCO Software Inc, 2017).