Двухплоскостная PSI, уменьшающая наклон MOWHTO с бугристостью большеберцовой кости, служащей осью шарнира: исследование трупа

Введение:

Высокая остеотомия большеберцовой кости (ВТО) является широко выполняемой операцией при варусной деформации коленного сустава с остеоартрозом медиального отдела (ОА), при этом медиально-открытый клиновидный вариант выполняется чаще, чем латерально-закрывающий клиновидный. В то время как в большинстве случаев целью медиально-открытой клиновидной ВТО (MOWHTO) является изолированная коррекция коронарного выравнивания конечности, может произойти непреднамеренное увеличение заднего большеберцового наклона (PTS) после MOWHTO, однако его степень обычно ограничена. Метаанализ Nha et al. опубликовано в 2016 г. и суммирует 27 исследований, включая 1260 процедур MOWHTO, сообщается о среднем увеличении PTS на 2,02° (95% ДИ, от 2,66° до 1,38°; P = 0,005). Одним из факторов, ограничивающих степень изменения ПТС как при вышеописанных непреднамеренных обстоятельствах, так и при желательных бипланарных коррекциях, может быть тот факт, что в большинстве случаев латеральная кора большеберцовой кости не пересекается. Таким образом, было высказано предположение, что увеличение ПТС после МОВТО обусловлено уникальными анатомическими характеристиками проксимального отдела большеберцовой кости, такими как неперпендикулярный угол между переднемедиальной и латеральной корой. Однако это явление имеет свои ограничения, и в случаях, когда требуется большая коррекция ПТС, может потребоваться пересечение латеральной коры большеберцовой кости, как это обычно выполняется при остеотомиях, направленных на изолированную коррекцию ПТС. В таких случаях задняя кора остается интактной и служит шарнирной осью.

С другой стороны, в некоторых случаях желательна значительная двухплоскостная коррекция как коронарного, так и сагиттального выравнивания коленного сустава. Однако пересечение кортикального слоя всех трех большеберцовых костей увеличивает техническую сложность процедуры и может увеличить время до сращения и риск несращения. Поэтому оптимальное расположение шарнирной оси для достижения более высокой точности желаемой бипланарной коррекции интенсивно изучается и обсуждается. В целом установлено, что переднебоковое размещение шарнирной оси необходимо для достижения как коррекции вальгуса, так и снижения PTS. Такая двухплоскостная коррекция может быть желательной, например, в случаях ревизии передней крестообразной связки (ПКС) с варусным выравниванием, особенно в случаях с ассоциированным повреждением заднелатерального угла (ПЗУ), поскольку было показано, что варусное выравнивание увеличивает нагрузку как в трансплантатах ПКС, так и в ПЛС. Более того, Вон и др. показали, что до 19% случаев ревизии передней крестообразной связки представлены рентгенологическим ОА по шкале Келлгрена-Лоуренса 2 или выше в медиальном тибиофеморальном суставе, что подчеркивает потенциальные показания для двухплоскостной MOWHTO. Еще одна проблема, с которой столкнулись во время MOWHTO, — это влияние на высоту надколенника. Многочисленные исследования показали возможность ятрогенного опускания надколенника или нижней части надколенника после MOWHTO. Однако уже в 1979 г. Goutallier et al. сообщили, что более переднее размещение оси шарнира может уменьшить влияние ВТО на высоту надколенника, что остается в согласии с предложенным переднелатеральным размещением оси шарнира. На сегодняшний день большинство исследований, оценивающих влияние локализации оси шарнира на бипланарную коррекцию, основаны на 3D-моделях и симуляциях, а не на трупах реальных процедур, с присущими им ограничениями. Более того, точное и воспроизводимое размещение шарнирной оси остается технически сложной задачей. Одной из идей, разработанных для повышения точности размещения оси шарнира и точности бипланарной коррекции, являются специальные инструменты для пациентов (PSI), о хороших результатах которых сообщили несколько авторов.

Таким образом, целью этого исследования на трупе была оценка точности бипланарной коррекции с точно спланированным увеличением различных коронарных и сагиттальных объемов коррекции с использованием новой, бипланарной, медиально открывающейся клина, уменьшающей наклон задней большеберцовой кости высокой остеотомии большеберцовой кости с помощью PSI, с большеберцовой бугристость, служащая шарнирной осью. Основная гипотеза этого исследования заключалась в том, что: 1) Не будет существенных различий между запланированными и достигнутыми бипланарными коррекциями ни в коронарной, ни в сагиттальной плоскостях. Вторичные гипотезы были следующими: 2) Пластины Arhtrex PEEKPower HTO а) обеспечивают хорошую интраоперационную стабилизацию, б) независимо от изменения положения пластины будет достаточно места для сохранения мягких тканей и нет необходимости в новой конструкции пластин. c) Материал, используемый для изготовления пластин, позволит проводить точную оценку в компьютерной томографии (КТ); 3) Интраоперационных переломов не будет; 4) Значимого изменения высоты надколенника не произойдет.

Материал и методы:

Предоперационные измерения:

В исследование будут включены шесть свежезамороженных трупных нижних конечностей с дистальной частью бедренной кости на 2/3 и полноразмерной ногой с лодыжкой и ступнями. КТ, охватывающие полный образец трупа, будут выполняться при полном разгибании колена или при максимально возможном разгибании данной конечности. И коронарная, и сагиттальная анатомическая ось будут оцениваться при компьютерной томографии. Анатомическая ось бедренной кости определяется как линия, соединяющая центр костномозговой полости на самом проксимальном доступном уровне диафиза бедренной кости и центр колена на уровне линии, касательной к дистальным концам мыщелков бедренной кости. Анатомическая ось большеберцовой кости будет определяться как линия, соединяющая центр суставной поверхности большеберцовой кости в области колена и центр таранной кости, аналогично методике Ву Чи-Цюань. Медиальный проксимальный угол большеберцовой кости (MPTA) будет определяться как угол между анатомической осью большеберцовой кости и линией соединения медиального плато большеберцовой кости. Анатомический бедренно-большеберцовый угол (aFTA) определяется как угол между анатомической осью большеберцовой кости и анатомической осью бедренной кости. PTS будет оцениваться на КТ с использованием методологии, предоставленной Meier et al. и Калек и др. В связи с тем, что средняя внутрииндивидуальная разница между PTS, измеренной на медиальном мыщелке большеберцовой кости (задний медиальный наклон большеберцовой кости, MTPS), и латеральном мыщелке большеберцовой кости (латеральный задний наклон большеберцовой кости, LTPS), как сообщается, различается на 2,9 ° (диапазон 0,0 ° -10,8). °) или 2,6° (диапазон 0,0°-9,5°), MTPS и LTPS будут измеряться отдельно. Они будут определены как углы между плоскостью, перпендикулярной механической оси большеберцовой кости (установленной с использованием центра лодыжки и большеберцовой ости), и линией, касательной к наиболее выступающим аспектам передней и задней коры медиального и латерального отделов. соответственно.

Высота надколенника будет оцениваться с использованием индекса Инсолла-Сальвати (ISI), индекса Блэкберна-Пила (BPI) и индекса Катона-Дешама (CDI). Два независимых наблюдателя проведут измерения отдельно, каждый из них проведет измерения два раза. Будут рассчитаны внутренние и взаимонадежности.

КТ будет выполняться на томографе Siemens Somatom Go Top напряжением 140кВ, толщина среза 0,6мм, шаг 0,4мм. Каждый раз будет выполняться два сканирования, с оловянным фильтром и без него. Для измерений будут выбраны изображения более высокого качества. Хирургическая процедура: Все образцы будут подвергаться новой, бипланарной, клиновидной, открывающейся медиально, уменьшающей наклон задней большеберцовой кости высокой остеотомии большеберцовой кости с помощью PSI, с бугристостью большеберцовой кости, служащей осью шарнира. Будут выполнены следующие коррекции: группа А, 3 образца, во всех случаях снижение ПТС на 6° и вальгусная коррекция анатомической оси на 6°, 9° и 12°; группа Б - 3 экз., во всех случаях снижение ПТС на 10° и вальгусная коррекция анатомической оси на 6°, 9° и 12°. Будет выполнена рандомизация образцов, независимо от их естественного выравнивания, поскольку основной целью этого исследования является оценка точности запланированной бипланарной коррекции. PSI будет создаваться для каждого образца инженером с многолетним опытом проектирования ортопедических PSI (автор J.P.). Будут использованы следующие компьютерные программы: для создания 3D моделей из DICOM файлов - 3D Slicer 4.11.20210226 (участники Brigham and Women's Hospital (BWH) и 3D Slicer, 2021 г.); для проектирования хирургических шаблонов 3D PSI — SolidWorks 2016 (Dassault Systèmes SolidWorks Corporation, 2016). После завершения проектирования хирургические шаблоны PSI будут напечатаны на 3D-принтере в двух вариантах: пробный, не предназначенный для медицинского применения – на 3D-принтере Stratasys Dimension 1200es (Stratasys Ltd), из материала ABS (HMF Chemical); окончательный, предназначенный для медицинского использования - на 3D-принтере EOS Formiga P110 (EOS GmbH), из материала PA2200 Balance 1.0 (EOS GmbH). Полученные хирургические шаблоны 3D PSI соответствуют требованиям Директивы 93/42/ЕЕС по медицинским изделиям, а также PN-EN ISO 15223-1, EN 1041 +A1:2013, EN ISO 14971, PN-EN ISO 17664: 2005 (EN ISO 17664:2004) и PN-EN ISO 10993-1:2010 (EN ISO 10993-1:2009+AC:2010).

Послеоперационные измерения: MPTS, LPTS, коронарное выравнивание и высота надколенника будут измеряться после операции с использованием той же методологии, что и до операции. КТ будет выполняться под тем же углом разгибания колена, что и до операции. Послеоперационная компьютерная томография также будет оцениваться на предмет наличия переломов в соответствии с более высокой частотой обнаружения, чем при использовании обычного рентгеновского снимка, как сообщает Санг-Джун Ли. Еще раз, два наблюдателя будут выполнять измерения/оценки по отдельности, каждый из них будет выполнять измерения два раза, и они будут ослеплены в отношении желаемой степени коррекции в данной конечности. Будут рассчитаны внутренние и взаимонадежности. Статистический анализ будет проводиться в программном обеспечении Statistica 13.3 (StatSoft/TIBCO Software Inc, 2017).