Utvärdering av Medial Parapatellar Knee Injection Technique

Injektion i knäleden, även om den anses vara en avhjälpande procedur av mycket av det medicinska samfundet, är inte en så lätt procedur att reproducerbart och exakt utföra som man skulle kunna tro. Flera författare har uppskattat att mellan 20 och över 30 procent av knäinjektionsprocedurerna misslyckas med att deponera injektatet i ledutrymmet (6),(7),(9) (11). Som svar på de rapporterade höga komplikationsfrekvenserna förknippade med intraartikulär deponering av injektat, har många författare publicerat olika tekniker, injektionsställen och knep för att hjälpa läkaren. Tekniker som luftartrografi (12)(13), backflowtekniken (7), triangeltekniken (11) och andra har lagt till komplexitet och tid till en till synes lätt procedur.

Specifika anatomiska relationer inom knäleden ger större åtkomstfönster och relativt lättare inträde för vissa tekniker än för andra. Dessutom tillför närvaron av hyalint ledbrosk, den släta, icke-replikerbara ledytan som är integrerad med den effektiva och smärtfria artikulationen av lederna ytterligare en komplexitet och oro när det gäller åtkomst till knäleden. Iatrogen skada på detta brosk är trolig med några vanliga injektionstekniker. Skador på ledytan är den anatomiska motsvarigheten till artritisk patologisk förändring i knäleden.

Mycket av förvirringen kring exakt intraartikulär injektion härrör från de anatomiska relationer vi lärs ut under vår träning. Anatomiska atlaser visar skikten i knäleden på ett sådant sätt att det finns ett påtagligt och igenkännbart ledutrymme för att enkelt kunna föra in en nål. Detta är inte fallet i det normala knäet som inte har en knäutgjutning. Verkligheten är att det normala vuxna knäet har 2 cc ledvätska spridd som en extremt tunn film över toppen av ledbrosket. Synovialmembranet vilar i själva verket direkt ovanpå ledbrosket och ledutrymmet är därför faktiskt ett potentiellt utrymme. Även om detta är fallet, finns det tre dominerande områden med fördjupningar i knäleden där om nålen är korrekt placerad kan detta potentiella utrymme utvecklas. Dessa tre regioner är det intertrokleära spåret, det interkondylära spåret och den suprapatellära påsen.

Det intertrokleära spåret är det område på lårbenets främre yta som ligger direkt under knäskålen när knät är i sin utsträckta position. Det intertrokleära spåret är täckt med ledbrosk som är en integrerad del av att upprätthålla normal smärtfri patellofemoral artikulation.

Den interkondylära skåran är en region av lårbenet på dess mest distala aspekt som hyser ACL- och PCL-senorna. Den interkondylära skåran är inte en ledregion i knäleden och är inte täckt med ledbrosk. Det faktum att det inte finns något ledbrosk i den interkondylära skåran minskar signifikant risken för iatrogen broskskada. Placering av nålen exakt i ett av dessa utrymmen är avgörande för en framgångsrik injektion.

Det har varit debatt om den säkraste och mest tillförlitliga tekniken för intraartikulära knäinjektioner under det senaste decenniet. Fem vanliga procedurer, inklusive tekniken som studeras i detta forskningsprotokoll, används för närvarande av det medicinska samfundet för att komma in i knäleden. Dessa fem tekniker delar alla samma grundläggande material och principer, och alla fem medför samma risker förknippade med att en främmande kropp förs in i ett ledutrymme.

De mediala och laterala infra-patellära teknikerna är de två första teknikerna som övervägs. Oavsett vilken sida av knät nålen är placerad i, placerar den infra-patellära tekniken nålen mellan knäskålen och lårbenet medan knät är i utdraget läge på undersökningsbordet. Den infra-patellära injektionstekniken använder en nåländpunktsposition som ligger inom det intertrokleära spåret.

De mediala och laterala ledlinjeteknikerna, även känd som para-patellar-teknikerna, är andra ofta använda tekniker. Den para-patellära injektionsteknikens väg för inträde i knäleden är genom den mjuka punkten precis proximalt till tibialplatån, på antingen den mediala eller laterala sidan av patellarligamentet. I de para-patellära injektionsteknikerna utförs nålinsättning medan knät böjs till 90 grader från kanten av undersökningsbordet och ändpunkten är inom den interkondylära skåran.

Det sista injektionsstället som ibland används orienterar nålen i suprapatellärpåsen. Denna injektionsväg väljs ibland på grund av att det är en pålitlig region att aspirera ett knä när det finns en stor utgjutning. Även om suprapatellärpåsen är det största potentiella utrymmet i knäleden, är detta utrymme i huvudsak stängt i knäet som saknar utgjutning. Framgångsrik injektion i suprapatellärpåsen är analog med perfekt placering av en nål mellan två på varandra följande sidor i en bok. När ingen ledutgjutning är närvarande, saknar detta utrymme någon taktil stimulans för att indikera korrekt nålorientering och djup, och därför är framgångsrika injektioner från denna väg svåra och opålitliga.

En annan fråga som plågar nuvarande knäinjektionsmetoder är valet av nål som används. De allra flesta läkarmottagningar har 1,5 tum långa nålar eftersom detta är den överlägset vanligaste produktionslängden som finns. Uppenbarligen finns andra längder tillgängliga, men de är mer av en specialbeställningstyp som inte finns till hands vid tidpunkten för knäinjektionen. Nållängden är inte ett övervägande för nästan alla utövare som utför knäinjektioner. Detta beror delvis på de anatomiska missuppfattningarna om det intraartikulära utrymmet som ett vidöppet och lättillgängligt område som avbildas i anatomitexter. När man injicerar i ett knä med hjälp av para-patellar-tekniken finns det viktiga strukturer som nålen måste passera innan den kommer in i synovialrummet. Strukturer som pre-patellar bursal vävnad, subkutan fett, fascia, den infrapatellära fettkudden och möjligen hypertrofisk förtjockad synovium är distinkta anatomiska strukturer som varierar i djup och kan snabbt använda upp arbetslängden för en standardnål innan den kan komma åt det intraartikulära utrymmet. Med det växande fetmaproblemet i Amerika blir frågan om adekvat nållängd ett allt viktigare övervägande.

Den aktuella litteraturen angående knäinjektioner verkar inte ta hänsyn till erforderlig nållängd. Många studier, inklusive de som hänvisas till i detta protokoll, använder nålar som är 2 tum långa eller mindre, och samma studier rapporterar en låg noggrannhet av intraartikulär penetrering med tekniker som tvärs över den infra-patellära fettkudden (1),( 2),(6).

Behovet av korrekt placering av ett substrat direkt i knäleden har ökat under de senaste åren eftersom populariteten för proteoglykanhyaluronsyra (HA)-preparat ökar i popularitet för behandling av artros (OA). Till skillnad från steroidinjektioner som till stor del användes tidigare för symptomatisk behandling av artrose, kräver HA-preparaten för effektivitet exakt placering i knäledens synovialficka. I korthet är denna skillnad baserad på verkningsmekanismen för dessa två makromolekyler. Steroider fungerar som antiinflammatoriska mediatorer och hämmar förmågan till rekrytering och inträngning av inflammatoriska celler i knäleden. På grund av detta kommer felaktig deponering av steroidinjektioner på en periartikulär plats fortfarande att resultera i kliniska fördelar genom en parakrin mekanism (7),(8). HA-preparat är gjorda av proteoglykaner, som är stora negativt laddade proteinpolysackaridmolekyler, som rekryterar vatten till ledutrymmet och ledbrosket. Proteoglykaner fungerar som en svamp genom att ge hydrodynamisk dämpning till leden under viktbärande. Till skillnad från ett preparat med steroider, om HA av misstag injiceras i de periartikulära mjuka vävnaderna, är dess kliniska fördel i huvudsak upphävd (1), (6), (10). I relation till ovanstående diskussion om korrekt nållängd, kommer oavsiktlig placering av HA i den infrapatellära fettkudden som ett resultat av för kort nål att resultera i att det injicerade materialet stannar kvar i fettdynan och inte kan nå intra- articuar utrymme där det kommer att vara effektivt. I en MRT-utvärdering av 5 personer av storleken på den infra-patellära fettdynan, visade Jackson et al. har visat storleksvariationer som sträcker sig från 1,8 till 2,2 tum mellan huden och ledytan (1). Uppenbarligen krävs en större provstorlek för att uppnå en mer exakt fördelning av pre-artikulär mjukvävnadsmassa, men detta rapporterade intervall ger giltighet till vikten av nålstorlek.

Nuvarande hyaluronsyrapreparat involverar en serie på 3-5 injektioner och har för närvarande en klinisk effektivitet för smärtlindring för cirka 50 % av patienterna som får serierna av injektioner. Även om denna studie inte är avsedd att testa eller utvärdera ovanstående kliniska effektivitet av HA, kan det faktum att HA-injektatet av misstag kan deponeras i den infrapatellära fettkudden sekundärt till felaktig nållängd eller dålig teknik vara en viktig faktor för dess låga kliniska effektivitet .

Nyligen har författare som Jackson (1), Wind (2) Toda (6) och andra rapporterat utmärkta framgångar med intraartikulära injektioner genom den infra-patellära inställningen till knät. Deras studier har visat den höga noggrannheten i att leverera ett substrat till det intraartikulära utrymmet. Dessutom har deras arbete visat avsevärt lägre noggrannhet i intraartikulär avsättning via en av ledlinjemetoderna. Deras artiklar har skapat ett prejudikat inom det medicinska samfundet för metoden med infra-patellar injektion.

Den största oro vi har med det infra-patellära tillvägagångssättet är centrerat på skador på ledbrosket på knäskålens nedre yta samt lårbenets trochlearfåra. Det är mycket begränsat utrymme mellan knäskålen och lårbenet i leden som saknar utgjutning. MRT-utvärdering av en normal knäled visar högst 1 - 2 mm potentiellt utrymme där en nål kan sättas in för att ge en ledinjektion utan skador på ledbrosket. Röntgenbilder ger en felaktig tolkning av tillgängligt ledigt utrymme vid patellofemoralleden. I själva verket är ledbrosket som finns i denna led mycket tjockt och producerar det radiolucenta klara området som uppskattas på röntgenbilder. Den normala tjockleken på ledbrosket på kondylerna är 4,0 och 3,7 mm för mediala respektive laterala sidor. Den normala tjockleken av ledbrosk på knäskålen är 5 mm djupt och utmärker sig att vara det tjockaste lagret av ledbrosk i kroppen (3). Den korrekta placeringen av injektionsnålen kompliceras ytterligare av två ytterligare faktorer, varav den ena inte är någon specifik påtaglig ingångspunkt att föra in nålen i. En brist på en definitiv påtaglig startpunkt resulterar i uppskattning och klinisk erfarenhet för att ge den initiala utgångspunkten. För det andra, med det infra-patellära injektionsstället finns det ingen definitiv palpabel slutpunkt som hjälper till att stoppa införandet av nålen. Denna avsaknad av ändpunkt resulterar tyvärr i överdrivet införande av nålen med iatrogent artikulärt trauma som produceras av skäreggen på nålspetsen.

Ett andra övervägande associerat med den rapporterade framgångsrika karaktären av intraartikulär spridning genom infrapatellär tillvägagångssätt rör "utblåsningskraften" som genereras av hydrodynamiska tryck. Eftersom det inte finns någon definitiv slutpunkt för nålinsättning i denna region förrän efter att nålspetsen har korsat ledbroskets yta, kommer kraftfull injektion, även med en viss förebyggande nålutdragning, att göra att färgen initialt tvingas in i ledbroskets substrat innan den kan extraviseras ut i det artikulära utrymmet. Denna påtvingade evakuering ut genom brosket beror på den molekylära strukturen hos hyalint brosk, dess kollagenfiberorientering och dess resulterande motståndskraft mot ytskjuvkrafter. Faktum är att kollagenfibernätverket begränsar absorptionen av vätska till endast 20% av broskets potentiella volym, all annan vätska kommer som följd att kraftfullt evakueras från den extracellulära matrisen in i ledutrymmet. (4) en vätskebolus på ett par cc resulterar i broskets oförmåga att hålla kvar vätskan i sin extracellulära matris, vilket resulterar i en "utblåsning" av artikelytan för att tillåta frigöring av materialet i ledutrymmet. Även om denna kraftfulla extravisering ger fluoroskopiska bevis på framgångsrik vätskebolusplacering i ledutrymmet, gör den det på bekostnad av ledbroskets integritet vid injektionsstället. Detta i motsats till den tillmötesgående, följsamma och hydrofoba naturen hos fettvävnaden i den infrapatellära fettkudden som tenderar att expandera runt en injicerad vätskebolis och kvarhålla det injicerade substratet vilket resulterar i misslyckad intraartikulär avlagring.

Ovanstående observationer tyder på att även om det infra-patellära tillvägagångssättet effektivt tillhandahåller ett sätt för injektion i knäledens utrymme, gör det det till en kostnad för ledbrosket, vilket enligt denna författares åsikt är en onödig risk och komplikation. När man betänker att de vanliga HA-preparaten på marknaden idag kräver mellan 3 - 5 totala injektioner, och det faktum att upprepade intraartikulära behandlingar ofta ges vartannat år, multipliceras potentialen för iatrogen skada snabbt.

Målet med vår studie är att presentera viktiga anatomiska överväganden som bör övervägas innan knäinjektion utförs. Dessutom har vi utvecklat viktiga procedurtillskott till de traditionella para-patellära injektionsteknikerna för att överträffa noggrannheten och säkerheten som tidigare rapporterats för infra-patellar-metoderna.

Denna studie är inte avsedd att direkt jämföra våra resultat med de som uppnåtts inom infra-patellar-tekniken, denna forskning motbevisar inte de utmärkta kliniska resultaten som kan uppnås genom infra-patellar-teknikerna. Avsikten med denna studie är att visa att genom att använda vår specifika teknik för para-patellar knäinjektion kan vi uppnå exakt intraartikulär avlagring över 95 % av tiden, vilket är en avsevärd förbättring jämfört med tidigare rapporterade resultat med hjälp av para-patellar metoden ( 1). Dessutom undviker vår teknik den teoretiska iatrogena skadan som är förknippad med den infra-patellära metoden.

Vi har utvecklat en injektionsteknik som mekaniskt liknar nuvarande tekniker som praktiseras och som inte innebär några ytterligare risker eller obehag för patienten. Grunden för vår teknik och dess framgång är genom erkännande av de faktorer som nämns ovan. Fokus för vår studie är att validera den kliniska noggrannheten vi har erhållit med denna teknik genom fluoroskopiskt bekräftad visualiserad bekräftelse av upprepad intraartikulär avlagring. Dessutom vill vi dokumentera vilken nållängd vi behöver för att komma åt knäleden i vår befolkning för att underbygga vikten av nållängd. Nålens längd är en kritisk faktor hos överviktiga patienter som har större infrapatellära fettkuddar. All intraartikulär injektion kommer att utföras av Drs Harold Battenfield och Brian Drake. Studiepopulationen kommer att delas lika mellan de två så att varje utredare kommer att injicera ett jämnt antal knän. Fördelningen av patienterna till varje läkare kommer att randomiseras baserat på tidpunkten för närvaro. Drs Battenfield och Drake kommer att alternera "varv" där den första patienten kommer att injiceras av en läkare än nästa patient i följd kommer att injiceras av den andra läkaren tills ett betydande antal injektioner har utförts. Studiepopulationen kommer att bestå av patienter som redan får en knäartroskopi på vår institution. Det är viktigt att notera att studieinformationen kommer att hållas helt åtskild och isolerad från det operativa patientdiagrammet. Alla inblandade patienter kommer att få ett studienummer och all information som registreras kommer att göras under det numret. Alla patienter som är inblandade i studien kommer att få sitt kön, längd, vikt och framgång med försöket att införa dem. Inga namn, inga födelsedatum, inga journalnummer eller någon annan specifik och identifierbar information kommer att registreras.

Hela denna procedur kommer att utföras efter att patienten har administrerats den allmänna anestesi som är vanligt under en knäartroskopi. Injektionsprotokollet lägger till mindre än 2 minuter till den kirurgiska tiden för artroskopin.

För att testa vår hypotes kommer vi att dra upp 2 cc röntgentät färg (Isovue-färgämne) i en 5 cc spruta fäst vid en 6 tums 22 gage spinalnål med hjälp av steril teknik. Denna injektion utförs på samma knä som är schemalagd för artroskopi. Patienten kommer att placeras i den vanliga artroskopiska benimmobilizern som gör att benet kan hänga beroende i en 90 graders böjd position, vilket efterliknar den typiska positionen som skulle upplevas på kontoret.

Den anatomiska platsen för nålpenetration är lätt att hitta hos även överviktiga patienter genom enkel digital palpation av den "mjuka fläcken" som finns direkt ovanför tibialplatån. Denna mjuka punkt kommer sedan att markeras med ett litet trubbigt föremål. Vi kommer att använda en "klickbar" indragbar bläckpenna medan bläckbehållaren är i sitt indragna läge för att ge en snygg "bullseye"-avgränsning på hudytan.

När platsen är markerad kommer hudytan att rengöras med en betadinbaserad förberedande lösning med steril teknik.

Nålen kommer att föras in genom den avgränsade platsen, och nålens bana kommer att riktas mot den mediala väggen av den laterala lårbenskondylen, inom den interkondylära skåran. Införandet av nålen fortsätter tills bekräftad taktil stöt mot kondylen uppnås. Djupet som nålen förs in i huden kommer sedan att sterilt markeras på nålskaftet med en steril märkningspenna, och denna längd mäts senare. Utan att nålen dras tillbaka kommer de 2 cc röntgentäta färgerna att injiceras i knäleden.

Injektionsvolymen på 2 cc väljs baserat på det faktum att detta är volymen av vätska som vanligtvis förpackas i viskosupplimenterade (hyaluronsyra) preparat. Volymen på 2 cc kommer närmare att korrelera med insprutningsförhållanden på kontoret.

När färgen väl har placerats i fogen och nålen har tagits bort, kommer fogen att böjas och förlängas totalt 10 varv och slutar i ett utsträckt läge. Denna flexions- och förlängningscykling ger en möjlighet för intraartikulärt injicerat att spridas runt ledens yta.

Vid denna tidpunkt kommer mobil fluoroskopi att användas för att visualisera knät i både AP- och laterala plan. Utvärdering av korrekt placering av färgämnet bekräftas genom att observera färgämnets extravasationsegenskaper genom fluoroskopi. Framgångsrik injektion i ledutrymmet förväntas resultera i en jämn fördelning av färgämnet längs marginalerna på lårbenskondylerna, vilket ger en jämn beläggning av ledytan som tidigare rapporterats av Jackson (1), Wind(2) och Toda(6).

Däremot, om röntgentäta färgämne injiceras i fettkudden kommer en helt annan röntgenbild att resultera. Den infrapatellära fettkudden fungerar som en anatomisk "kork" som förhindrar material som injiceras i dess substans från att komma in i knäleden där den är avsedd att gå. Om nålen inte penetrerar synovialmembranet är det liten sannolikhet att extraartikulärt material kommer in i knäleden. Detta är ett normalt anatomiskt fenomen som våra kroppar använder för att förhindra intraartikulära infektioner. Ledutrymmet är i själva verket ett skyddat område av kroppen, ungefär som det centrala nervsystemet skyddas av blod-hjärnbarriären. Om vår injektionsteknik felaktigt placerar den röntgentäta färgen i den infra-patellära fettkudden, kommer resultatet att bli en väl omskriven röntgentät "klump" som sitter extraartikulärt och lätt kan kännas igen av floroskopin efter injektionen. Författare som Jackson (1), Wind (2) och Toda (6) har visat ackumuleringsfenomenet av injicerat substrat i den infra-patellära fettkudden När denna procedur är klar kommer patientens ben att förberedas och draperas i normal standard sätt och artroskopin kommer att utföras som normalt.