RU2692156C1

RU2692156C1 - Method for frontal alignment of femoral mechanical axis with total knee endoprosthesis replacement

Info

Publication number: RU2692156C1
Application number: RU2018122203A
Authority: RU
Inventors: Максим Павлович Зиновьев; Денис Владимирович Римашевский; Сергей Павлович Карасев; Игорь Александрович Атманский
Priority date: 2018-06-15
Filing date: 2018-06-15
Publication date: 2019-06-21

Abstract

FIELD: medicine.SUBSTANCE: invention refers to medicine, namely to traumatology and orthopedics, and can be used during knee endoprosthesis replacement. In total endoprosthesis replacement of the knee joint under the control of the electro-optical transducer, the center of the femoral head is marked with a disposable self-adhesive electrode. During operation, in distal femoral incision, a distal resection block is applied to hip condyles, aligning the extramedullary part of the navigation system with the electrode.EFFECT: method provides correct positioning of femoral component during knee joint endoprosthesis replacement and reduction of operation time due to marking of femoral head center with disposable self-adhesive electrode.1 cl, 22 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к медицине, в частности к травматологии и ортопедии, и может быть использовано в эндопротезировании коленного сустава при гонартрозах различной этиологиии, особенно данный метод актуален при наличии экстраартикулярной деформации бедренной кости, наличии металлоконструкции в диафизе бедренной кости, эндопротеза тазобедренного сустава.The invention relates to medicine, in particular to traumatology and orthopedics, and can be used in endoprosthetics of the knee joint with gonarthrosis of various etiologies, especially this method is relevant in the presence of extraarticular deformity of the femur, the presence of a metal structure in the diaphysis of the femur, hip joint endoprosthesis.

На сегодняшний день, до сих пор, «золотым стандартом» выравнивания фронтального положения компонентов эндопротеза коленного сустава при тотальной артропластики является восстановление нейтральной механической оси нижней конечности. То есть, линия, проведенная от центра головки бедренной кости к центру таранной кости, должна проходить по центру коленного сустава, а стояние компонентов эндопротеза должно быть перпендикулярно этой линии. [Jeffery R.S., Morris R.W., Denham R.A. Coronal alignment after total knee replacement. J Bone Joint Surg Вr.1991;73(5):709-714]. В помощь хирургу, для достижения нейтрального выравнивания оси нижней конечности, существуют такие методы как: компьютерная навигация [Петухов А.И., Корнилов Н.Н., Куляба Т.А., Тихилов P.M., Селин А.В., Кроитору И.И., Игнатенко В.Л., Сараев А.В., Муранчик Ю.И. СОВРЕМЕННЫЕ ВЗГЛЯДЫ НА ПРИМЕНЕНИЕ КОМПЬЮТЕРНЫХ НАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ ПРИ ПЕРВИЧНОМ ТОТАЛЬНОМ ЭНДОПРОТЕЗИРОВАНИИ КОЛЕННОГО СУСТАВА (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ). Травматология и ортопедия России. 2010;(1):115-123. DOI: 10.21823/2311 -2905-2010-0-1-115-123], роботизированная хирургическая техника [Jacofsky D, Allen М, Robotics in Arthroplasty: A Comprehensive Review, The Journal of Arthroplasty (2016), doi: 10.1016/j.arth.2016.05.026.], применение индивидуальных резекционных блоков [Карякин Н.Н., Малышев Е.Е., Горбатов P.O., Ротич Д.К. ЭНДОПРОТЕЗИРОВАНИЕ КОЛЕННОГО СУСТАВА С ПРИМЕНЕНИЕМ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ НАПРАВИТЕЛЕЙ, СОЗДАННЫХ С ПОМОЩЬЮ ТЕХНОЛОГИЙ 3D-ПЕЧАТИ. Травматология и ортопедия России. 2017;23(3):110-118. DOI: 10.21823/2311 -2905-2017-23-3-110-118]. Однако, высокая себестоимость данного оборудования, его программного обеспечения, сложности предоперационного планирования, а так же трудности данных методик при анкилозе или артродезе тазобедренного сустава, деформации головки бедренной кости, сложности операции на тучных пациентах сохраняют актуальность использования стандартной хирургической техники тотального эндопротезирования коленного сустава.To date, until now, the “gold standard” of alignment of the frontal position of the components of the knee joint endoprosthesis with total arthroplasty is the restoration of the neutral mechanical axis of the lower limb. That is, the line drawn from the center of the femoral head to the center of the talus should be in the center of the knee joint, and the standing components of the endoprosthesis should be perpendicular to this line. [Jeffery R.S., Morris R.W., Denham R.A. Coronal alignment after total knee replacement. J Bone Joint Surg Br.1991; 73 (5): 709-714]. To help the surgeon, in order to achieve a neutral alignment of the axis of the lower limb, there are such methods as: computer navigation [Petukhov AI, Kornilov NN, Kulyab TA, Tikhilov PM, Selin AV, Croitoru I. I., Ignatenko V.L., Saraev A.V., Muranchik Yu.I. MODERN VIEWS ON THE APPLICATION OF COMPUTER NAVIGATION SYSTEMS WITH PRIMARY TOTAL ENDOPROTESIZATION OF THE KNEE JOINT (LITERATURE REVIEW). Traumatology and orthopedics of Russia. 2010; (1): 115-123. DOI: 10.21823 / 2311 -2905-2010-0-1-115-123], robotic surgical technique [Jacofsky D, Allen M, Robotics in Arthroplasty: A Comprehensive Review, The Journal of Arthroplasty (2016), doi: 10.1016 / j .arth.2016.05.026.], the use of individual resection blocks [Karyakin NN, Malyshev EE, Gorbatov PO, Rotich DK ENDOPROTESIS OF THE KNEE JOINT WITH THE USE OF INDIVIDUAL GUIDES CREATED WITH THE HELP OF 3D PRINT TECHNOLOGIES. Traumatology and orthopedics of Russia. 2017; 23 (3): 110-118. DOI: 10.21823 / 2311 -2905-2017-23-3-110-118]. However, the high cost of this equipment, its software, the complexity of preoperative planning, as well as the difficulties of these techniques for ankylosis or hip arthrodesis, deformity of the femoral head, the complexity of surgery on obese patients retain the relevance of using standard surgical techniques for total knee replacement.

Прототипом изобретения послужил метод стандартной хирургической техники ручного позиционирования компонентов эндопротеза, основанный на ориентации экстраартикулярной части навигационной системы, которая фиксируется к дистальному резекционному блоку бедренной кости, на ориентиры передневерхней подвздошной ости и ветви лобковой кости. Однако правильное позиционирование при установке бедренного компонента методом с использованием стандартной хирургической техники осуществляется при отсутствии экстраартикулярной деформации, свободного интрамедуллярного канала бедренной кости, большом опыте оперирующего хирурга, тщательном предоперационном рентген планировании, правильной укладке пациента на операционном столе. С применением стандартной хирургической техники для восстановления нейтральной механической оси бедренной кости необходимо выполнение телерентгенографии всей нижней конечности с измерением вальгусного отклонения бедра от центра головки бедренной кости (FVA) и установка запланированного угла на дистальном резекционном блоке. Однако недостатком данной методики является высокая погрешность ввиду: конституциональных особенностей бедренной кости (наличие деформации бедренного канала), погрешности хирургической техники (вскрытие канала в незапланированной точке), недостатка инструмента (напряжение интрамедуллярного направителя при тонком костномозговом канале бедра), наличии металлоконструкции в бедренном канале (остеосинтез перелома, эндопротез тазобедренного сустава), экстраартикулярной деформации (неправильно сросшегося перелома). На сегодняшний день существуют способы выравнивания механической оси нижней конечности при использовании стандартной хиругической техники. Например Jai-Gon Seo et al. предлагают использовать собственный интраоперационный идентификатор механической оси при эндопротезировании коленного сустава [Jai-Gon Seo, Young-Wan Moon, Sang-Min Kim, Byung-Chul Jo,and Sang-Hoon Park. Easy Identification of Mechanical Axis during Total Knee Arthroplasty. Yonsei Med J. 2013 Nov 1; 54(6); 1505-1510. Published online 2013 Octl.doi: 10.3349/ymj.2013.54.6.1505] (Фото 1,2). Данный метод позволяет интраоперационно контролировать восстановление оси нижней конечности. Однако недостатком последнего является: громоздкость конструкции, требующей специального изготовления, трудности использования у тучных пациентов, контролирует восстановление только суммарной оси бедра и голени, а не бедренной кости отдельно, что не исключает компенсацию варусного положения бедренного компонента вальгусной установкой тибиального компонента эндопротеза и наоборот.The prototype of the invention was the standard surgical technique of manual positioning of the components of the endoprosthesis, based on the orientation of the extraarticular part of the navigation system, which is fixed to the distal resection block of the femur, on the guidelines of the anteroposterior iliac spine and the pubic bone branch. However, proper positioning when installing the femoral component using the standard surgical technique is carried out in the absence of extraarticular deformity, free intramedullary canal of the femur, extensive experience of the operating surgeon, careful preoperative X-ray planning, proper patient placement on the operating table. Using standard surgical techniques to restore the neutral mechanical axis of the femur, it is necessary to perform teleroentgenography of the entire lower limb with measurement of the valgus deviation of the femur from the center of the femoral head (FVA) and setting the planned angle on the distal resection block. However, the disadvantage of this technique is a high error due to: the constitutional features of the femur (the presence of deformity of the femoral canal), the errors of the surgical technique (opening of the canal at an unplanned point), lack of an instrument (voltage of the intramedullary guide with a thin bone marrow channel of the femur), the presence of metal in the femoral canal ( osteosynthesis of the fracture, hip joint endoprosthesis), extraarticular deformity (incorrectly accrete fracture). To date, there are ways to align the mechanical axis of the lower limb using standard surgical techniques. For example, Jai-Gon Seo et al. suggest using your own intraoperative mechanical axis identifier for knee joint arthroplasty [Jai-Gon Seo, Young-Wan Moon, Sang-Min Kim, Byung-Chul Jo, and Sang-Hoon Park. Easy Identification of Mechanical Axis during Total Knee Arthroplasty. Yonsei Med J. 2013 Nov 1; 54 (6); 1505-1510. Published online 2013 Octl.doi: 10.3349 / ymj.2013.54.6.1505] (Photo 1,2). This method allows intraoperative control of the restoration of the axis of the lower limb. However, the latter’s disadvantage is: the cumbersome design that requires special manufacturing, the difficulty of using in obese patients, controls only the recovery of the cumulative axis of the femur and tibia, and not the femur separately, which does not preclude compensation for the varus position of the femoral component by the valgus installation of the tibial component of the endoprosthesis and vice versa.

Техническим результатом заявленного изобретения является: правильное позиционирование бедренного компонента во время операции эндопротезирования коленного сустава и сокращение времени операции не используя дорогостоящее оборудование (компьютерная навигация, роботизированная техника).The technical result of the claimed invention is: correct positioning of the femoral component during the operation of knee joint arthroplasty and reducing the time of the operation without using expensive equipment (computer navigation, robotic technology).

Указанная цель решается за счет того, что с помощью заявленного способа центр головки бедренной кости маркируется одноразовым самоклеящимся электродом (фото 3), используемым при электрокардиографии, под контролем электронно-оптического преобразователя перед операцией (фото 4,5). Далее хирург, ориентируясь на электрод, выравнивает ось бедренной кости с помощью стандартного интра-эктрамедуллярного направителя (фото 6,7).This goal is solved due to the fact that using the inventive method, the center of the femoral head is marked with a disposable self-adhesive electrode (photo 3) used in electrocardiography, under the control of an electron-optical converter before the operation (photo 4.5). Next, the surgeon, focusing on the electrode, aligns the axis of the femur with the help of a standard intra-extramedullary guide (photo 6,7).

Предложенный способ выравнивания механической оси нижней конечности при тотальном эндопротезировании коленного сустава осуществляется следующим способом:The proposed method of aligning the mechanical axis of the lower limb with a total knee joint arthroplasty is carried out in the following way:

1. Пациент укладывается на ортопедический стол на спину, как при стандартной технике эндопротезирования коленного сустава. Под контролем электронно-оптического преобразователя маркируется центр головки бедренной кости одноразовым самоклеящимся электродом (используемым при электрокардиографии) (Фото 3, 4,5).1. The patient is placed on the orthopedic table on his back, as with the standard technique of knee joint replacement. Under the control of the electron-optical converter, the center of the femoral head is marked with a disposable self-adhesive electrode (used in electrocardiography) (Photos 3, 4.5).

2. Конечность пациента обрабатывается растворами антисептиков и обкладывается стерильным бельем, таким образом, электрод находиться вне стерильной зоны (фото 6).2. The patient's finiteness is treated with antiseptic solutions and lined with sterile laundry, so that the electrode is located outside the sterile zone (photo 6).

3. В тот момент операции, когда необходимо провести дистальный опил бедренной кости, дистальный резекционный блок прикладывается к мыщелкам бедра, независимо вскрывался или нет бедренный канал, и экстрамедулярная часть навигационный системы выравнивается точно на электрод, который легко пальпируется под стерильной простыню (фото 7).3. At that moment of the operation, when it is necessary to carry out the distal sawdust of the femur, the distal resection block is applied to the femoral condyles, whether the femoral canal was opened or not, and the extramedular part of the navigation system is aligned exactly with the electrode, which is easily palpable under a sterile sheet (photo 7) .

4. Выставляется указанный угол вальгусного отклонения бедра (FVA), сравнивается с запланированным углом на телерентгенограмме и производится дистальный опил бедренной кости (фото 21,22)4. The specified angle of valgus deviation of the femur (FVA) is set, compared with the planned angle on the telegentogram, and distal saw-through of the femur is produced (photo 21,22)

Преимущество заявленного способа: дистальный опил бедренной кости производиться перпендикулярно механической оси нижней конечности независимо от того где и на какой глубине был вскрыт канал бедренной кости, независимо от погрешностей измерения дистального бедренного угла на телерентгенограмме всей нижней конечности, от наличия экстраартикулярной деформации бедра и закрытом костномозговом канале другим имплантатом.The advantage of the claimed method: the distal femur sawdust is made perpendicular to the mechanical axis of the lower limb regardless of where and at what depth the femur channel was opened, regardless of the measurement errors of the distal femoral angle on the teleroentgenogram of the entire lower limb, on the presence of extra-articular hip deformity and closed bone marrow channel another implant.

Пример конкретного осуществления. Пример 1.An example of a specific implementation. Example 1

Пациент В., 74 лет, поступила в отделение с диагнозом: Правосторонний гонартроз 3ст. Комбинированная контрактура правого коленного сустава. Вальгуная деформация правой нижней конечности. Консолидированный чрезвертельный перелом правого бедра, фиксированный БИОС. (M17.3). (Фото 8, 9, 10, 11, 12, 13)Patient C., 74 years old, was admitted to the department with a diagnosis of Right gonarthrosis 3st. Combined contracture of the right knee. Valgunaya deformation of the right lower extremity. Consolidated pervertal fracture of the right hip, fixed BIOS. (M17.3). (Photo 8, 9, 10, 11, 12, 13)

Произведено тотальное эндопротезирование правого коленного сустава предложенным методом.Produced total endoprosthesis of the right knee joint by the proposed method.

Рентгенологический результат: востановление нейтральной механической оси нижней конечности (Фото 14, 15, 16) Результат после операции: (Фото 17,18) Клинический результат через 1,5 мес (Фото 19, 20):Radiological result: restoration of the neutral mechanical axis of the lower limb (Photos 14, 15, 16) Result after surgery: (Photo 17.18) Clinical result after 1.5 months (Photo 19, 20):

Предлагаемый способ позволяет правильно произвести дистальный опил бедренной кости перпендикулярно механической оси нижней конечности не увеличивая время операции, не используя дорогостоящее оборудования даже при закрытом костномозговом канале или наличия в нем имплантата.The proposed method allows you to correctly produce distal opil of the femur perpendicular to the mechanical axis of the lower limb without increasing the time of the operation, without using expensive equipment even with a closed bone marrow channel or the presence of an implant in it.

Claims

The method of aligning the mechanical axis of the femur with total knee joint arthroplasty by marking the femoral head, characterized in that under the control of the electron-optical transducer, the center of the femoral head is labeled with a disposable self-adhesive electrode, the distal resection block is applied during the operation of the distal femur, to the femoral condyles, aligning the extramedullary part of the navigation system with the electrode.