RU2665153C1 - Method for pre-operational planning of screw fixation of acetabular component with following hip replacement - Google Patents

Method for pre-operational planning of screw fixation of acetabular component with following hip replacement Download PDF

Info

Publication number
RU2665153C1
RU2665153C1 RU2017135862A RU2017135862A RU2665153C1 RU 2665153 C1 RU2665153 C1 RU 2665153C1 RU 2017135862 A RU2017135862 A RU 2017135862A RU 2017135862 A RU2017135862 A RU 2017135862A RU 2665153 C1 RU2665153 C1 RU 2665153C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
acetabular component
screws
model
component
hemisphere
Prior art date
Application number
RU2017135862A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Станислав Сергеевич Билык
Николай Николаевич Ефимов
Антон Николаевич Коваленко
Рашид Муртузалиевич Тихилов
Игорь Иванович Шубняков
Вадим Владимирович Близнюков
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение "Российский ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии имени Р.Р. Вредена" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "РНИИТО им. Р.Р. Вредена" Минздрава России)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение "Российский ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии имени Р.Р. Вредена" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "РНИИТО им. Р.Р. Вредена" Минздрава России) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение "Российский ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии имени Р.Р. Вредена" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "РНИИТО им. Р.Р. Вредена" Минздрава России)
Priority to RU2017135862A priority Critical patent/RU2665153C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2665153C1 publication Critical patent/RU2665153C1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/56Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30Joints
    • A61F2/32Joints for the hip

Abstract

FIELD: medicine.SUBSTANCE: invention refers to medicine, namely to traumatology and orthopaedics, and can be used in planning and performing operations of primary and revision hip replacement using three-dimensional models of pelvic bones and the acetabular component. Form three-dimensional models of the pelvic bones of the patient and the serial acetabular component with the planning of their optimal mutual positioning. On the edge of the acetabular component model, a landmark is marked, and holes for fixing screws are positioned on its hemisphere. Through the centers of these apertures, axes are formed on which cones are formed, corresponding to the permissible deviations of the conducted screws, with the vertices located at the points of intersection of the axes with the outer edge of the hemisphere. Then combine the obtained model of the acetabular component with the pelvic model and specify the necessary location of the rotation center of the endoprosthesis head and the angles of the frontal incision and anteversion. Perform the removal of bone tissue in the volume necessary for the installation of the acetabular component of the endoprosthesis. Then rotate the model of the acetabular component around the axis of the hemisphere and, without changing the angles of the frontal inclination and the anteversion of the component, select the necessary number of screws, their length, directions and holes for their conduct, on the model of the pelvic bones mark the edges of the acetabular component with a reference point. Form the tunnels corresponding to the direction of the insertion of the screws, after which the method of three-dimensional printing from the sterilized material reproduces a fragment of the obtained model of the pelvic bones, which is used during the operation to achieve the planned position of the acetabular component and to conduct the screws according to previously determined parameters.EFFECT: method makes it possible to optimize the positioning of the acetabular component relative to the pelvic bones in the maximum area of contact of the threaded surface of the screws with the bone tissue, and also reduce the likelihood of damage to blood vessels and nerves with screws due to the creation of a three-dimensional model and the use of a three-dimensional graphic editor.1 cl, 9 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к области медицины, а именно к травматологии и ортопедии, и может быть использовано при планировании и выполнении операций первичного и ревизионного эндопротезирования тазобедренного сустава с использованием трехмерных моделей костей таза и вертлужного компонента.The invention relates to medicine, namely to traumatology and orthopedics, and can be used in planning and performing operations of primary and revision hip joint replacement using three-dimensional models of the pelvic bones and acetabular component.

Известен способ планирования эндопротезирования тазобедренного сустава с использованием данных компьютерной томографии (Yi Zeng et al. Three-dimensional computerized preoperative planning of total hip arthroplasty with high-riding dislocation developmental dysplasia of the hip. Orthopaedic Surgery, May 2014 - volume 6 - Issue 2). При данном способе выполняется позиционирование трехмерной модели полусферического вертлужного компонента относительно модели костей таза с достижением желаемых углов фронтальной инклинации и антеверсии, позиции центра ротации и покрытия компонента костью.A known method of planning hip replacement using computed tomography (Yi Zeng et al. Three-dimensional computerized preoperative planning of total hip arthroplasty with high-riding dislocation developmental dysplasia of the hip. Orthopedic Surgery, May 2014 - volume 6 - Issue 2) . With this method, the three-dimensional model of the hemispherical acetabular component is positioned relative to the model of the pelvic bones with the achievement of the desired angles of frontal inclination and anteversion, the position of the center of rotation and the coating of the component with the bone.

Однако, данный способ не предусматривает планирование фиксации вертлужного компонента винтами. При сложном первичном и ревизионном эндопротезировании тазобедренного сустава в случаях недостаточной для достижения press-fit эффекта плотности кости, наличия недопокрытия вертлужного компонента или костных дефектов необходима дополнительная фиксация бесцементных вертлужных компонентов винтами. При наличии нестандартной анатомии костей таза проведение винтов с обеспечением достаточной площади контакта резьбовой поверхности с костной тканью может представлять затруднения. Также для обеспечения надежной первичной фиксации вертлужного компонента может потребоваться проведение винтов в паховую и седалищную кости, что повышает риск повреждения сосудов и нервов при неправильном подборе длины винтов.However, this method does not include planning to fix the acetabular component with screws. With complex primary and revision hip arthroplasty in cases of insufficient bone density to achieve a press-fit effect, the presence of an undercoating of the acetabular component or bone defects, additional fixation of the cementless acetabular components with screws is necessary. In the presence of non-standard anatomy of the pelvic bones, holding screws with a sufficient contact area of the threaded surface with the bone tissue can be difficult. Also, to ensure reliable primary fixation of the acetabular component, it may be necessary to hold screws in the inguinal and ischial bones, which increases the risk of damage to blood vessels and nerves if the length of the screws is incorrectly selected.

Задача данного изобретения состоит в разработке способа предоперационного планирования фиксации вертлужного компонента винтами с последующим выполнением операции эндопротезирования тазобедренного сустава, лишенного вышеперечисленных недостатков.The objective of this invention is to develop a method for preoperative planning of fixing the acetabular component with screws, followed by the operation of the hip joint replacement, devoid of the above disadvantages.

Технический результат состоит в оптимальном позиционировании вертлужного компонента относительно костей таза, в максимальной площади контакта резьбовой поверхности винтов с костной тканью и уменьшении вероятности повреждения сосудов и нервов винтами.The technical result consists in the optimal positioning of the acetabular component relative to the pelvic bones, in the maximum contact area of the threaded surface of the screws with the bone tissue and reducing the likelihood of damage to blood vessels and nerves by screws.

Результат изобретения состоит в том, что на краю модели вертлужного компонента отмечают ориентир, а на его полусфере позиционируют отверстия для проведения фиксирующих винтов, через центры указанных отверстий проводят оси, на которых формируют конусы, соответствующие допустимым отклонениям проводимых винтов, с вершинами, находящимися в точках пересечения осей с наружным краем полусферы, затем совмещают полученную модель вертлужного компонента с моделью таза и задают необходимые расположение центра ротации головки эндопртеза и углы фронтальной инклинации и антеверсии, выполняют удаление костной ткани, необходимое для установки эндопротеза, далее вращают модель вертлужного компонента вокруг оси полусферы и, не меняя углы фронтальной инклинации и антеверсии компонента, подбирают необходимое количество винтов, их длины, направления и отверстия для их проведения, на модели костей таза отмечают края вертлужного компонента с ориентиром, формируют туннели, соответствующие направлению введения винтов, после чего методом трехмерной печати из стерилизуемого материала воспроизводят фрагмент полученной модели костей таза, которую используют во время операции для достижения запланированной позиции вертлужого компонента и проведения винтов согласно ранее определенным параметрам.The result of the invention is that a landmark is marked on the edge of the model of the acetabular component, and holes for holding the fixing screws are positioned on its hemisphere, axes are drawn through the centers of the indicated holes, on which the cones are formed, corresponding to the permissible deviations of the held screws, with the vertices at the points intersection of the axes with the outer edge of the hemisphere, then combine the obtained model of the acetabular component with the model of the pelvis and set the necessary location of the center of rotation of the endoprosthesis head and angles f of lateral inclination and anteversion, bone removal necessary for the installation of an endoprosthesis is performed, then the model of the acetabular component is rotated around the axis of the hemisphere and, without changing the angles of frontal inclination and anteversion of the component, they select the required number of screws, their lengths, directions and holes for their implementation, on models of the pelvic bones mark the edges of the acetabular component with a landmark, form tunnels corresponding to the direction of insertion of the screws, after which the method of three-dimensional printing from the sterilized material is restored produce a fragment of the obtained model of the pelvic bones, which is used during the operation to achieve the planned position of the acetabular component and holding screws according to previously defined parameters.

На фигурах изображены:The figures depict:

Фиг. 1. Сегментированная модель костей таза пациента после удаления рубцовых тканей.FIG. 1. Segmented model of the patient’s pelvic bones after removal of scar tissue.

Фиг. 2. Модель вертлужного компонента (вид изнутри полусферы), где: 1 - ориентир на краю вертлужного компонента (запирательный механизм).FIG. 2. Model of the acetabular component (inside view of the hemisphere), where: 1 - a reference point on the edge of the acetabular component (locking mechanism).

Фиг. 3. Модель вертлужного компонента (вид снаружи полусферы), где: 2 - оси, перпендикулярные плоскостям каждого отверстия для проведения винтов, и проходящие через центры отверстий; 3 - конусы, соответствующие допустимому отклонению винтов в отверстиях для проведения.FIG. 3. Model of the acetabular component (view from the outside of the hemisphere), where: 2 - axes perpendicular to the planes of each hole for holding screws, and passing through the centers of the holes; 3 - cones corresponding to the permissible deviation of the screws in the holes for conducting.

Фиг. 4. Срез компьютерной томографии таза во фронтальной плоскости с наложенной моделью вертлужного компонента для задания угла фронтальной инклинации вертлужного компонента, где: 4 - линия, проведенная через задние края вырезок вертлужных впадин; 5 - линия, проведенная через края вертлужного компонента.FIG. 4. A slice of computed tomography of the pelvis in the frontal plane with the superimposed model of the acetabular component to set the angle of frontal inclination of the acetabular component, where: 4 is the line drawn through the rear edges of the acetabulum notches; 5 is a line drawn through the edges of the acetabular component.

Фиг. 5. Срез компьютерной томографии таза в аксиальной плоскости с наложенной моделью вертлужного компонента для задания угла антеверсии вертлужного компонента, где: 6 - линия, перпендикулярная линии, проведенной через передние края крестцово-подвздошных сочленений; 7 - линия, проведенная через края вертлужного компонента.FIG. 5. A slice of computed tomography of the pelvis in the axial plane with the superimposed model of the acetabular component to set the angle of anteversion of the acetabular component, where: 6 is the line perpendicular to the line drawn through the front edges of the sacroiliac joints; 7 is a line drawn through the edges of the acetabular component.

Фиг. 6. Фрагмент модели таза пациента после удаления костной ткани, накладывающейся на вертлужный компонент после совмещения моделей, где: 8 - край вертлужного компонента.FIG. 6. A fragment of the patient’s pelvis model after removal of bone tissue superimposed on the acetabular component after combining the models, where: 8 is the edge of the acetabular component.

Фиг. 7. Совмещенные модели таза и вертлужного компонента, позволяющие оценить возможные направления проведения винтов (вид с медиальной стороны).FIG. 7. Combined models of the pelvis and acetabular component, allowing to evaluate the possible directions of the screws (view from the medial side).

Фиг. 8. Совмещенные модели таза и вертлужного компонента, позволяющие оценить возможные направления проведения винтов (вид с латеральной стороны).FIG. 8. Combined models of the pelvis and acetabular component, allowing to evaluate the possible directions of the screws (lateral view).

Фиг. 9. Распечатанный из стерилизуемого материала на 3D принтере фрагмент модели таза пациента для интраоперационной визуализации необходимого позиционирования вертлужного компонента относительно костей таза, где: 1 - ориентир на краю вертлужного компонента (запирательный механизм); 8 - край вертлужного компонента; 9 - вырезка вертлужной впадины; 10 - передний край вертлужной впадины; 11 - задний край вертлужной впадины; 12 - туннели, соответствующие запланированным направлениям проведения винтов.FIG. 9. A fragment of the patient’s pelvis model, printed from sterilized material on a 3D printer, for intraoperative visualization of the necessary positioning of the acetabular component relative to the pelvic bones, where: 1 - reference point on the edge of the acetabular component (locking mechanism); 8 - the edge of the acetabular component; 9 - excision of the acetabulum; 10 - the front edge of the acetabulum; 11 - the rear edge of the acetabulum; 12 - tunnels corresponding to the planned directions of the screws.

Способ осуществляется следующим образом: на основании данных многосрезовой спиральной компьютерной томографии таза с помощью программы трехмерного графического редактора, поддерживающего форматы, используемые для хранения и обработки данных компьютерной томографии, формируют трехмерную модель таза пациента в истинном масштабе. Далее проводят сегментирование модели с удалением рубцовых тканей, имплантов, требующих удаления во время операции, и артефактов (фиг. 1). Путем наложения полусферы на область вертлужной впадины с учетом желаемого расположения центра ротации эндопротеза определяют необходимый диаметр вертлужного компонента.The method is as follows: based on the data of multislice spiral computed tomography of the pelvis using a three-dimensional graphic editor program that supports the formats used to store and process computed tomography data, a three-dimensional model of the patient’s pelvis is formed on a true scale. Next, the model is segmented with the removal of scar tissue, implants requiring removal during surgery, and artifacts (Fig. 1). By applying a hemisphere to the area of the acetabulum, taking into account the desired location of the center of rotation of the endoprosthesis, the required diameter of the acetabular component is determined.

Затем с помощью программы трехмерного графического редактора создают модель серийного полусферического вертлужного компонента с определенным ранее диаметром в истинном масштабе (фиг. 2, фиг. 3). На трехмерной модели компонента отмечают положение запирательного механизма 1 или иного ориентира на краю компонента, легко дифференцируемого во время операции. На полусфере модели позиционируют отверстия для проведения винтов таким образом, чтобы их расположение относительно друг друга, края компонента и выбранного ориентира на краю совпадало с таковым на серийном вертлужном компоненте определенного ранее диаметра. Через центры отверстий для проведения винтов на модели проводят оси 2, пересекающиеся в центре полусферы. Данные оси перпендикулярны плоскостям отверстий для проведения винтов. На осях формируют конусы 3 с вершинами, находящимися в точках пересечения осей с наружным краем полусферы, и углами раствора, соответствующими допустимым углам отклонения винтов для выбранной модели импланта. Информация о данных углах может быть получена из руководств по хирургической технике, предоставленных производителями имплантов. При отсутствии данной информации, угол, на который может отклоняться винт в отверстии для проведения при условии полного погружения шляпки в отверстие, определяют с помощью угломера, вертлужного компонента и винта.Then, using the program of a three-dimensional graphic editor, a model of a serial hemispherical acetabular component with a previously defined diameter in true scale is created (Fig. 2, Fig. 3). On the three-dimensional model of the component, the position of the locking mechanism 1 or another reference point on the edge of the component, which is easily differentiated during the operation, is noted. Holes for holding screws are positioned on the hemisphere of the model so that their location relative to each other, the edge of the component and the selected landmark on the edge coincides with that on the serial acetabular component of a diameter previously determined. Axes 2 intersecting in the center of the hemisphere are drawn through the centers of the holes for holding screws on the model. The axis data is perpendicular to the planes of the screw holes. Cones 3 are formed on the axes with vertices located at the intersection points of the axes with the outer edge of the hemisphere and the solution angles corresponding to the allowable deflection angles of the screws for the selected implant model. Information on these angles can be obtained from the surgical technique manuals provided by implant manufacturers. In the absence of this information, the angle at which the screw in the hole can be deflected for, provided the head is completely immersed in the hole, is determined using a goniometer, an acetabular component and a screw.

Затем производят совмещение моделей таза пациента и компонента эндопротеза. Полусферу вертлужного компонента ориентируют относительно костей таза с обеспечением желаемого расположения центра ротации эндопротеза и желаемых углов фронтальной инклинации (фиг. 4) и антеверсии (фиг. 5). На модели костей таза удаляют костную ткань, накладывающуюся на вертлужный компонент (фиг. 6). В зависимости от достигнутого покрытия вертлужного компонента определяют необходимость выполнения костной пластики или использования аугментов. Затем оценивают взаимоотношение костного массива таза с осями и конусами, отражающими возможные направления проведения винтов (фиг. 7, фиг. 8), определяют желаемое взаиморасположение винтов и костей таза с соблюдением следующих условий: проведение минимум двух винтов в тело подвздошной кости (в лонную и седалищную кости - по необходимости в каждом конкретном случае), обеспечение максимальной площади контакта резьбовой поверхности винтов с костью, отсутствие значимого выстояния концов винтов в полость малого таза или брюшную полость. Путем вращения вертлужного компонента вокруг оси полусферы подбирают желаемое направление проведения винтов, не меняя углы фронтальной инклинации и антеверсии компонента.Then make a combination of the models of the pelvis of the patient and the component of the endoprosthesis. The hemisphere of the acetabular component is oriented relative to the pelvic bones, providing the desired location of the center of rotation of the endoprosthesis and the desired angles of the frontal inclination (Fig. 4) and anteversion (Fig. 5). On a model of the pelvic bones, bone tissue superimposed on the acetabular component is removed (Fig. 6). Depending on the achieved coverage of the acetabular component, the need for bone grafting or the use of augments is determined. Then, the relationship of the pelvic bone mass with the axes and cones reflecting the possible directions of the screws (Fig. 7, Fig. 8) is evaluated, the desired relative position of the screws and pelvic bones is determined under the following conditions: holding at least two screws in the ilium (pubic and the sciatic bone - as necessary in each case), ensuring the maximum contact area of the threaded surface of the screws with the bone, the absence of significant extinction of the ends of the screws in the pelvic cavity or abdominal cavity. By rotating the acetabular component around the axis of the hemisphere, the desired direction of the screws is selected without changing the angles of frontal inclination and anteversion of the component.

В процессе работы с трехмерными моделями определяют следующие параметры: отверстия, в которые необходимо ввести винты (для удобства отверстия могут быть нумерованы по часовой стрелке относительно ориентира на краю компонента), длину винта для каждого выбранного отверстия, направление проведения винта для каждого выбранного отверстия - строго перпендикулярно плоскости отверстия, либо со смещением в какую-либо сторону относительно осей вертлужного компонента и ориентира на краю компонента.In the process of working with three-dimensional models, the following parameters are determined: the holes into which the screws must be inserted (for convenience, the holes can be numbered clockwise relative to the reference point on the component edge), the screw length for each selected hole, the direction of the screw for each selected hole is strictly perpendicular to the plane of the hole, or with an offset in any direction relative to the axes of the acetabular component and a reference point on the edge of the component.

Для обеспечения совпадения направления проведения винтов при предоперационном планировании и во время операции добиваются позиционирования вертлужного компонента относительно костей таза, аналогичного заданному на трехмерной модели. На модели костей таза после удаления костной ткани, необходимого для установки компонента, отмечают местонахождение края вертлужного компонента 8 с ориентиром 1 и формируют туннели 12, соответствующие запланированным направлениям введения винтов. Затем на 3D принтере из стерилизуемого материала в истинном масштабе печатают фрагмент данной модели (фиг. 9) и используют его во время операции для облегчения пространственной ориентации.To ensure the coincidence of the direction of the screws during preoperative planning and during the operation, the acetabular component is positioned relative to the pelvic bones, similar to that specified in the three-dimensional model. On the model of the pelvic bones after removal of the bone tissue necessary for the installation of the component, the location of the edge of the acetabular component 8 with landmark 1 is noted and tunnels 12 are formed corresponding to the planned directions for introducing the screws. Then, on a 3D printer from a sterilized material, a fragment of this model is printed on the true scale (Fig. 9) and used during the operation to facilitate spatial orientation.

Во время обработки вертлужной впадины фрезой направление и глубину погружения фрезы задают таким образом, чтобы взаиморасположение ее краев и краев вертлужной впадины совпало со взаиморасположением краев вертлужного компонента 8 и краев вертлужной впадины 10, 11 на распечатанной модели. Аналогично ориентируют вертлужный компонент при установке; его вращение вокруг оси полусферы задают таким образом, чтобы взаиморасположение ориентира на краю компонента 1 и вырезки вертлужной впадины 9 или иного легко дифференцируемого костного ориентира соответствовало таковому на распечатанной модели. После установки вертлужного компонента выполняют рассверливание каналов через выбранные отверстия с заданием выбранных направлений проведения винтов. Длины каналов измеряют и сравнивают длинами туннелей на распечатанной модели. При совпадении данных параметров водят винты выбранной длины.During machining of the acetabulum with a milling cutter, the direction and depth of immersion of the cutter is set so that the relative position of its edges and the edges of the acetabulum coincides with the relative position of the edges of the acetabular component 8 and the edges of the acetabulum 10, 11 on the printed model. Similarly orient the acetabular component during installation; its rotation around the axis of the hemisphere is set so that the relative position of the landmark on the edge of component 1 and the notch of the acetabulum 9 or other easily differentiable bone landmark corresponds to that on the printed model. After the installation of the acetabular component, the channels are drilled through the selected holes and the selected screw directions are specified. The lengths of the channels are measured and compared with the lengths of the tunnels on the printed model. When these parameters coincide, screws of the selected length are driven.

Клинический пример.Clinical example.

Пациентка М. 72 года, в 2017 г. поступила для оперативного лечения с жалобами на боли и ограничение движений в левом тазобедренном суставе. Диагноз при поступлении: Левосторонний диспластичекский коксартроз 3 ст.По данным рентгенографии и мультиспиральной компьютерной томографии таза и тазобедренного сустава выявлено наличие низкого вывиха головки бедренной кости (Hartofilakidis В) и дефекта крыши вертлужной впадины, что требует дополнительной фиксации вертлужного компонента винтами, оптимальное проведение которых при анатомических изменениях вертлужной впадины значительно затруднено. По этой причине предоперационное планирование и операция тотального эндопротезирования были выполнены по описанной методике. Интраоперационно бесцементный вертлужный компонент был стабильно фиксирован с помощью трех винтов, введенных в тело подвздошной кости. По результатам послеоперационной рентгенографии таза и тазобедренного сустава вертлужный компонент эндопротеза позиционирован оптимально; винты, фиксирующие вертлужный компонент, на всем протяжении резьбовой части проходят в костной ткани и не выстоят в полость малого таза.Patient M., 72 years old, in 2017 was admitted for surgical treatment with complaints of pain and restriction of movements in the left hip joint. Diagnosis at admission: Left-sided dysplastic coxarthrosis of the 3rd degree. According to X-ray and multispiral computed tomography of the pelvis and hip, the presence of a low dislocation of the femoral head (Hartofilakidis B) and a roof defect of the acetabulum, which requires additional fixation of the acetabular component with screws, the optimal holding of which the anatomical changes in the acetabulum are significantly difficult. For this reason, preoperative planning and the operation of total arthroplasty were performed according to the described technique. The intraoperative cementless acetabular component was stably fixed with three screws inserted into the ilium. According to the results of postoperative radiography of the pelvis and hip joint, the acetabular component of the endoprosthesis is optimally positioned; the screws fixing the acetabular component throughout the threaded part pass in the bone tissue and will not stand in the pelvic cavity.

При контрольном обследовании пациентки через 3 месяца жалобы на боль в области тазобедренного сустава отсутствуют, имеется удовлетворительный объем движений в суставе, вывихи головки эндопротеза не наблюдались. По результатам рентгенографии сохраняется правильное положение компонентов эндопротеза, признаки остеолиза и нестабильности не определяются. Пациентка удовлетворена результатом лечения, передвигается без дополнительной опоры, самостоятельно выполняет работу по дому. Способность к самообслуживанию полностью сохранена.During the follow-up examination of the patient after 3 months, there were no complaints of pain in the hip joint, there was a satisfactory range of motion in the joint, dislocations of the endoprosthesis head were not observed. According to the results of radiography, the correct position of the components of the endoprosthesis is maintained, signs of osteolysis and instability are not determined. The patient is satisfied with the result of the treatment, moves without additional support, independently performs housework. Self-service ability is fully preserved.

Claims (1)

Способ предоперационного планирования фиксации вертлужного компонента винтами с последующим эндопротезированием тазобедренного сустава, включающий формирование трехмерных моделей костей таза пациента и серийного вертлужного компонента с планированием их оптимального взаимопозиционирования, отличающийся тем, что на краю модели вертлужного компонента отмечают ориентир, а на его полусфере позиционируют отверстия для проведения фиксирующих винтов, через центры указанных отверстий проводят оси, на которых формируют конусы, соответствующие допустимым отклонениям проводимых винтов, с вершинами, находящимися в точках пересечения осей с наружным краем полусферы, затем совмещают полученную модель вертлужного компонента с моделью таза и задают необходимые расположение центра ротации головки эндопртеза и углы фронтальной инклинации и антеверсии, выполняют удаление костной ткани в объеме, необходимом для установки вертлужного компонента эндопротеза, далее вращают модель вертлужного компонента вокруг оси полусферы и, не меняя углы фронтальной инклинации и антеверсии компонента, подбирают необходимое количество винтов, их длину, направления и отверстия для их проведения, на модели костей таза отмечают края вертлужного компонента с ориентиром, формируют туннели, соответствующие направлению введения винтов, после чего методом трехмерной печати из стерилизуемого материала воспроизводят фрагмент полученной модели костей таза, которую используют во время операции для достижения запланированной позиции вертлужного компонента и проведения винтов согласно ранее определенным параметрам.A method for preoperative planning of fixing the acetabular component with screws followed by hip replacement, including the formation of three-dimensional models of the patient’s pelvic bones and serial acetabular component with the planning of their optimal mutual positioning, characterized in that a landmark is marked on the edge of the model of the acetabular component and holes are positioned on its hemisphere fixing screws, through the centers of the indicated holes draw axes on which cones are formed, respectively which correspond to the permissible deviations of the held screws, with the vertices located at the intersection points of the axes with the outer edge of the hemisphere, then combine the obtained model of the acetabular component with the model of the pelvis and set the necessary location of the center of rotation of the endoprosthesis head and the angles of frontal inclination and anversion, perform bone removal in necessary to install the acetabular component of the endoprosthesis, then rotate the model of the acetabular component around the axis of the hemisphere and without changing the angles of frontal inclination and anteversion component, select the required number of screws, their length, directions and holes for them, on the model of the pelvic bones mark the edges of the acetabular component with a landmark, form tunnels corresponding to the direction of insertion of the screws, after which a fragment of the obtained model of the pelvic bones is reproduced from sterilized material using three-dimensional printing which is used during the operation to achieve the planned position of the acetabular component and holding screws according to previously defined parameters.
RU2017135862A 2017-10-09 2017-10-09 Method for pre-operational planning of screw fixation of acetabular component with following hip replacement RU2665153C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017135862A RU2665153C1 (en) 2017-10-09 2017-10-09 Method for pre-operational planning of screw fixation of acetabular component with following hip replacement

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017135862A RU2665153C1 (en) 2017-10-09 2017-10-09 Method for pre-operational planning of screw fixation of acetabular component with following hip replacement

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2665153C1 true RU2665153C1 (en) 2018-08-28

Family

ID=63459682

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017135862A RU2665153C1 (en) 2017-10-09 2017-10-09 Method for pre-operational planning of screw fixation of acetabular component with following hip replacement

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2665153C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2700455C1 (en) * 2018-08-31 2019-09-17 ФГБОУ ВО "Уральский государственный медицинский университет" МЗ РФ Method of estimating deformed acetabulum offset
RU2702155C1 (en) * 2019-06-24 2019-10-04 Общество с ограниченной ответственностью "ОСТЕОМЕД-М" Complex for hip endoprosthesis replacement and method of its installation
RU2749850C1 (en) * 2020-08-24 2021-06-17 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Новосибирский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. Я.Л. Цивьяна" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "ННИИТО им. Я.Л. Цивьяна" Минздрава России) Method for preoperative planning of fixation of acetabular component with screws followed by arthroplasty of hip joint
RU2753648C1 (en) * 2020-10-26 2021-08-19 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр травматологии и ортопедии имени Р.Р. Вредена" Министерства здравоохранения Российской Федерации Method for choosing mode of postoperative rehabilitation after hip replacement in patients with extensive bone defects in acetabulum
RU2774257C1 (en) * 2022-01-10 2022-06-16 Денис Игоревич Варфоломеев Method for preoperative planning in hip arthroplasty

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2367371C1 (en) * 2007-12-11 2009-09-20 Федеральное государственное учреждение "Российский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. Р.Р. Вредена Федерального агентства по высокотехнологичной медицинской помощи" (ФГУ "РНИИТО им. Р.Р. Вредена Росмедтехнологий") Intraoperative cotyloid positioning procedure in hip replacement
RU2410053C1 (en) * 2009-11-16 2011-01-27 Федеральное государственное учреждение "Российский научный центр "Восстановительная травматология и ортопедия" имени академика Г.А. Илизарова Федерального агентства по высокотехнологичной медицинской помощи" Way of modelling the greater trochanter at hip replacement
RU2621874C2 (en) * 2015-06-04 2017-06-07 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Российский ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. Р.Р. Вредена" Министерства здравоохранения Российской Федерации Method of forming an individual endoprosthesis of a pelvis joint

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2367371C1 (en) * 2007-12-11 2009-09-20 Федеральное государственное учреждение "Российский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. Р.Р. Вредена Федерального агентства по высокотехнологичной медицинской помощи" (ФГУ "РНИИТО им. Р.Р. Вредена Росмедтехнологий") Intraoperative cotyloid positioning procedure in hip replacement
RU2410053C1 (en) * 2009-11-16 2011-01-27 Федеральное государственное учреждение "Российский научный центр "Восстановительная травматология и ортопедия" имени академика Г.А. Илизарова Федерального агентства по высокотехнологичной медицинской помощи" Way of modelling the greater trochanter at hip replacement
RU2621874C2 (en) * 2015-06-04 2017-06-07 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Российский ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. Р.Р. Вредена" Министерства здравоохранения Российской Федерации Method of forming an individual endoprosthesis of a pelvis joint

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ZENG Y. et al. Three-dimensional computerized preoperative planning of total hip arthroplasty with high-riding dislocation developmental dysplasia of the hip.Orthop Surg. 2014 May;6(2):95-102,(),[он-лайн],[найдено 17.07.2018], найдено из базы данных PubMed. БАТПЕНОВ Н. Д. и др. Математическое компьютерное моделирование биомеханического поведения модифицированной ножки эндопротеза тазобедренного сустава. Травматология и ортопедия России, N3(69), 2013, С. 64-71. *
ZENG Y. et al. Three-dimensional computerized preoperative planning of total hip arthroplasty with high-riding dislocation developmental dysplasia of the hip.Orthop Surg. 2014 May;6(2):95-102,(реферат),[он-лайн],[найдено 17.07.2018], найдено из базы данных PubMed. *
БАТПЕНОВ Н. Д. и др. Математическое компьютерное моделирование биомеханического поведения модифицированной ножки эндопротеза тазобедренного сустава. Травматология и ортопедия России, N3(69), 2013, С. 64-71. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2700455C1 (en) * 2018-08-31 2019-09-17 ФГБОУ ВО "Уральский государственный медицинский университет" МЗ РФ Method of estimating deformed acetabulum offset
RU2702155C1 (en) * 2019-06-24 2019-10-04 Общество с ограниченной ответственностью "ОСТЕОМЕД-М" Complex for hip endoprosthesis replacement and method of its installation
RU2749850C1 (en) * 2020-08-24 2021-06-17 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Новосибирский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. Я.Л. Цивьяна" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "ННИИТО им. Я.Л. Цивьяна" Минздрава России) Method for preoperative planning of fixation of acetabular component with screws followed by arthroplasty of hip joint
RU2753648C1 (en) * 2020-10-26 2021-08-19 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр травматологии и ортопедии имени Р.Р. Вредена" Министерства здравоохранения Российской Федерации Method for choosing mode of postoperative rehabilitation after hip replacement in patients with extensive bone defects in acetabulum
RU2774257C1 (en) * 2022-01-10 2022-06-16 Денис Игоревич Варфоломеев Method for preoperative planning in hip arthroplasty

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11045329B1 (en) Acetabular template component and method of using same during hip arthrosplasty
US10376270B2 (en) Universal acetabular guide and associated hardware
RU2665153C1 (en) Method for pre-operational planning of screw fixation of acetabular component with following hip replacement
US5007936A (en) Surgical method for hip joint replacement
US9186154B2 (en) Patient-specific instruments for total ankle arthroplasty
US9808261B2 (en) Customized surgical guides, methods for manufacturing and uses thereof
US9743936B2 (en) Surgical osteotomy method, a method of control of a computer piloted robot and a surgical system for implementing such a surgical method
US11478362B2 (en) Robotic surgery system for augmented hip arthroplasty procedures
WO2013053614A1 (en) Method to provide at least one patient specific device to be used for bone correction, a treatment kit, a method of operating a data-processing system, a computer program, and a correction and fixation device and a cutting assisting device for bone correction
GB2572594A (en) Implant alignment system
Barrett et al. Computer-assisted hip resurfacing surgery using the Acrobot® navigation system
Hananouchi et al. Tailor‐made surgical guide based on rapid prototyping technique for cup insertion in total hip arthroplasty
JP2020505209A (en) Auxiliary device and method for determining auxiliary device
Mantwill et al. Robotic systems in total hip arthroplasty–is the time ripe for a new approach?
RU2749850C1 (en) Method for preoperative planning of fixation of acetabular component with screws followed by arthroplasty of hip joint
INSTRUMENTOV et al. Use of additively manufactured patient-specific instruments in clinical praxis
US20220346968A1 (en) Method for Planning an Orthopedic Procedure
Lu et al. Application of a novel patient-specific rapid prototyping template in orthopedics surgery
Boffano et al. External Prosthesis, Cast
Kostevšek et al. Interdisciplinary communication in orthopedic surgical planning
BSh et al. PREOPERATIVE PLANNING OF HIP ARTHROPLASTY