RU2818930C1 - Способ реконструкции вертлужной впадины при посттравматическом дефекте - Google Patents
Способ реконструкции вертлужной впадины при посттравматическом дефекте Download PDFInfo
- Publication number
- RU2818930C1 RU2818930C1 RU2023115542A RU2023115542A RU2818930C1 RU 2818930 C1 RU2818930 C1 RU 2818930C1 RU 2023115542 A RU2023115542 A RU 2023115542A RU 2023115542 A RU2023115542 A RU 2023115542A RU 2818930 C1 RU2818930 C1 RU 2818930C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- acetabulum
- pubic
- ischial
- test
- plane
- Prior art date
Links
- 210000000588 acetabulum Anatomy 0.000 title claims abstract description 154
- 230000007547 defect Effects 0.000 title claims abstract description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 90
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 claims abstract description 51
- 210000004197 pelvis Anatomy 0.000 claims abstract description 34
- 210000001621 ilium bone Anatomy 0.000 claims abstract description 26
- 230000006378 damage Effects 0.000 claims abstract description 6
- 210000003692 ilium Anatomy 0.000 claims description 32
- 210000004394 hip joint Anatomy 0.000 claims description 21
- 210000003689 pubic bone Anatomy 0.000 claims description 9
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 claims description 6
- 210000002239 ischium bone Anatomy 0.000 claims description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 2
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 abstract description 9
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 3
- 238000011477 surgical intervention Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 7
- 210000003141 lower extremity Anatomy 0.000 description 6
- 238000002271 resection Methods 0.000 description 6
- 230000001575 pathological effect Effects 0.000 description 5
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 4
- 208000002193 Pain Diseases 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 210000003414 extremity Anatomy 0.000 description 3
- 210000003049 pelvic bone Anatomy 0.000 description 3
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 208000012287 Prolapse Diseases 0.000 description 2
- 238000011540 hip replacement Methods 0.000 description 2
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 2
- 210000000689 upper leg Anatomy 0.000 description 2
- 208000006820 Arthralgia Diseases 0.000 description 1
- 208000007353 Hip Osteoarthritis Diseases 0.000 description 1
- 241000906034 Orthops Species 0.000 description 1
- 208000006735 Periostitis Diseases 0.000 description 1
- 241001300078 Vitrea Species 0.000 description 1
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000003759 clinical diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 238000002316 cosmetic surgery Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 210000001624 hip Anatomy 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008407 joint function Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 1
- 230000000771 oncological effect Effects 0.000 description 1
- 230000000399 orthopedic effect Effects 0.000 description 1
- 201000008482 osteoarthritis Diseases 0.000 description 1
- 210000003460 periosteum Anatomy 0.000 description 1
- 230000002980 postoperative effect Effects 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000012797 qualification Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000013517 stratification Methods 0.000 description 1
- 208000011580 syndromic disease Diseases 0.000 description 1
- 230000017105 transposition Effects 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии, и может быть использовано для реконструкции вертлужной впадины при посттравматическом дефекте. Формируют 3D-модели базу тестовых фигур для костей вертлужной впадины лонной, седалищной, подвздошной, представляющих собой 1\3 разделенной на три части, полусферы, состоящих из сферического основания, двух контактных граней, вершины и плоскости позиционирования. На 3D-модели таза строят фронтальную, сагиттальную и горизонтальную плоскости с пересечением их в точке «0». Подобрав тестовые фигуры, констатируют их объем. Исходя из полученных значений, вычисляют процент повреждения в каждом секторе лонной, седалищной, подвздошной костей для поврежденной вертлужной впадины по формулам. Способ обеспечивает точность выбора типа ацетабулярнаго компонента, хирургического вмешательства, пластики на этапе хирургического лечения и в последствии за счет подбора тестовых фигур и проведения дальнейших вычислений. 27 ил., 1 пр.
Description
Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии, и предназначено для реконструкции вертлужной впадины при посттравматическом дефекте.
Известен способ реконструкции вертлужной впадины (Bus М.Р.А., Szafranski A., Sellevold S. et al. LUMiC® Endoprosthetic Reconstruction After Periacetabular Tumor Resection: Short-term Results. Clin Orthop Relat Res 2017;475(3):686-95. DOI: 10.1007/s 11999-016-4805-4.) планирование проводят по плоскостным рентгенограммам, по которым определяют объем резекции измененной ткани и позиционирование подвздошного стержня. Выполняют обширную резекцию патологически измененных тканей, как костной, так и мышечной. Проводят реконструкцию тазобедренного сустава тотальным эндопротезом.
Недостатки данного способа заключаются в том, что высок риск развития вывиха эндопротеза тазобедренного сустава и укорочение нижней конечности в связи с тем, что не восстановлен центр ротации. Отсутствие контакта ацетабулярного компонента с лонной и седалищной костями, на фоне разобщения костей таза в области дефекта вертлужной впадины приводит к патологической подвижности, что в совокупности способствует вывихам эндопротеза тазобедренного сустава. Высок риск недостаточной первичной фиксации в связи с тем, что объем костной ткани, в которую будет проводиться имплантация, определяется в момент хирургического лечения. Большая погрешность в имплантации ацетабулярного компонента и невозможность стратификации обусловлены отсутствием предварительной реконструкции.
Известен способ реконструкции вертлужной впадины (Gebert С, Wessling М., Hoffmann С.et al. Hip Transposition as a Limb Salvag Procedure Following the Resection of Periacetabular Tumors. J Surg Oncol 2011;103(3):269-75. DOI: 10.1002/jso.21820.) резицируют подздошную кость, формируют из оставшейся части подвздошной кости условное углубление имитирующее вертлужную впадину. Погружают в нее головку бедренной кости или головку бедренного компонента с последующим охватом этой головки в виде муфты из оставшейся надкостницы.
Недостатки данного способа заключаются в том, что создается механический упор для головки бедренной кости или головки бедренного компонента в остаточную часть подвздошной кости, что приводит к укорочению конечности, и нет восстановления функции тазобедренного сустава. Данный способ позволяет применять только биполярный бедренный компонент с заведомо проигрышной парой трения - поверхность резецированной кости контактирует с железной биполярной головкой бедренного компонента, что приводит к трению с костью, пролапсу кости и усилению болевого синдрома. Высок риск развития вывиха эндопротеза тазобедренного сустава и укорочение нижней конечности в связи с тем, что не восстановлен центр ротации. Отсутствует восстановление целостности резецированной кости, что приводит к неизбежному укорочению нижней конечности.
Известен способ реконструкции вертлужной впадины (Щипахин С.А. Хирургическое лечение опухолей костей таза с использованием виртуального моделирования и компьютерной навигации: Дис. … канд. мед. наук: 14.01.12; ГУ «Российский онкологический научный центр РАМН». Москва, 2013.). Выполняют МСКТ, на основании которой, после предварительной обработки, создают трехмерную модель тазобедренного сустава. Определяют объем резекции патологически измененных тканей опухоли. Для более точного интраоперационного контроля резекции используют компьютерную навигацию. Реконструкцию вертлужной впадины производят путем имплантации индивидуального эндопротеза.
Недостатки данного способа заключаются в том, что высок риск развития вывиха эндопротеза тазобедренного сустава и укорочение нижней конечности в связи с тем, что не восстановлен центр ротации.
Известен способ реконструкции вертлужной впадины (Пронских А.А., Романова С.В., Мамуладзе Т.З., Базлов В.А., Павлов В.В. «Предоперационное планирование эндопротезирования тазобедренного сустава с использованием объемной визуализации у пациентов с посттравматическими дефектами и деформациями вертлужной впадины» Современные проблемы науки и образования. Журнал №3 за 2022 г), принятый за прототип. Выполняют МСКТ таза с захватом обоих тазобедренных суставов. Строят 3D-модель на основе проведенной МСКТ. Конвертируют снимки МСКТ (DICOM) в единичный файл 3D-формата (*.stl) осуществляют с помощью специализированного программного обеспечения RadiAnt DICOM Viewer. Далее полученную 3D-модель обрабатывают в программе InVesalius 3.0. С использованием стандартных инструментов InVesalius на 3D-модели виртуально удаляют инородные тела области вертлужной впадины -металлоконструкции. На 3D-модели строят пространственные плоскости таза фронтальную, сагиттальную и горизонтальную. Строят плоскость инклинации и определяют центр ротации на здоровой вертлужной впадине, переносят плоскость инклинации и центр ротации на патологически поврежденную вертлужную впадину. Далее производят подбор стандартных ацетабулярных сферических компонентов на здоровой и патологически поврежденной вертлужных впадинах из базы стандартных ацетабулярных сферических компонентов. Констатируют объемы вертлужных впадин согласно объему, подобранного стандартного ацетабулярного сферического компонента. По полученным данным выполняют эндопротезирование тазобедренного сустава.
Недостатки данного способа заключаются в том, что высок риск избыточного удаления костной ткани с неповрежденных участков костей, формирующих патологическую вертлужную впадину, что приводит к уменьшению объема костей. Высок риск слабой первичной фиксации ацетабулярного компонента эндопротеза, так как не учитываются дефекты каждой отдельной кости, формирующей патологическую вертлужную впадину. Отсутствует выражение результатов в количественном виде, что приводит к неточности определения дефекта и как следствие к непрогнозируемому результату исхода хирургического лечения. Позиционирование и подбор сферических компонентов осуществляют ориентируясь на остаточные костные структуры патологически поврежденной вертлужной впадины и таза, что приводит к неточностям в определении объема дефекта, ограниченности применения костнопластического материала, поскольку его объем затруднительно посчитать количественно, и в результате приводит к неточности реконструкции патологической вертлужной впадины.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является создание способа свободного от выше указанных недостатков.
Указанный технический результат достигается тем, что способ реконструкции вертлужной впадины при посттравматическом дефекте включающий формирование базы тестовых фигур, подбор тестовых фигур, выполнение многосрезовой компьютерной томографии здорового и поврежденного тазобедренных суставов, занесение данных многосрезовой компьютерной томографии в программу 3D реконструкции, создание 3D-модели таза, построение на 3D-модели таза фронтальной, сагиттальной, горизонтальной плоскостей, построение плоскости инклинации вертлужной впадины и определение центра ротации на здоровой вертлужной впадине, перенос плоскости инклинации вертлужной впадины и центра ротации на поврежденную вертлужную впадину, формируют 3D-модели базу тестовых фигур для костей вертлужной впадины лонной, седалищной, подвздошной, представляющих собой 1\3 разделенной на три части, полусферы, состоящих из сферического основания, двух контактных граней, вершины и плоскости позиционирования, на 3D-модели таза строят фронтальную, сагиттальную и горизонтальную плоскости с пересечением их в точке «0», строят плоскость инклинации вертлужной впадины с пересечением в точке «0», определяют полусферу здоровой вертлужной впадины путем очерчивания контуров здоровой вертлужной впадины, очерченную полусферу делят на три сектора, соответствующие лонной, седалищной и подвздошной костям, линии проводят по контурам костей здоровой вертлужной впадины, таким образом, чтобы точка схождения трех секторов на дне ацетабулярной впадины соответствовала проекции центра ротации на плоскости инклинации вертлужной впадины, тестовые фигуры для костей вертлужной впадины лонной, седалищной, подвздошной помещают в сектора соответственно лонной, седалищной и подвздошной костей плоскостью позиционирования тестовых фигур на плоскость инклинации вертлужной впадины, совмещая между собой контактные грани тестовых фигур, при этом их вершины соединяются в одну точку, соответствующую центру ротации, расположенную на плоскости инклинации вертлужной впадины, подобрав тестовые фигуры констатируют объем (V) тестовых фигур, плоскость инклинации и центр ротации зеркально переносят на сторону поврежденной вертлужной впадины, определяют границы дефекта поврежденной вертлужной впадины, путем очерчивания контуров лонной, седалищной, подвздошной кости, линии проводят по контурам костей поврежденной вертлужной впадины, таким образом, чтобы точка схождения трех секторов лонной, седалищной, подвздошной кости соответствовала проекции центра ротации на плоскости инклинации вертлужной впадины, в очерченные контуры дефекта лонной, седалищной, подвздошной костей, помещают тестовые фигуры для костей поврежденной вертлужной впадины лонной, седалищной, подвздошной в сектора соответственно лонной, седалищной и подвздошной костей плоскостью позиционирования тестовых фигур на плоскость инклинации вертлужной впадины, совмещая между собой контактные грани тестовых фигур, при этом их вершины соединяются в одну точку, соответствующую центру ротации, расположенную на плоскости инклинации вертлужной впадины, подобрав тестовые фигуры констатируют объем (VI) тестовых фигур, высчитывают процент повреждения в каждом секторе лонной, седалищной, подвздошной костей для поврежденной вертлужной впадины по формуле:
для лонного сектора: 100% - (VP \ V1P) х 100%,
где VP - объем тестовой фигуры лонного сектора на здоровой вертлужной впадине;
V1P - объем тестовой фигуры лонного сектора на поврежденной вертлужной впадине;
для седалищного сектора: 100% - (VIs \ V1Is) х 100%,
где VIs - объем тестовой фигуры седалищного сектора на здоровой вертлужной впадине;
V1Is - объем тестовой фигуры седалищного сектора на поврежденной вертлужной впадине;
для подвздошного сектора: 100% - (Vil \ V1il) х 100%,
где Vil - объем тестовой фигуры подвздошного сектора на здоровой вертлужной впадине;
V1il - объем тестовой фигуры подвздошного сектора на поврежденной вертлужной впадине, по полученным результатам определяют процент дефекта лонной, седалищной, подвздошной кости, на основании полученных данных выполняют виртуальную реконструкцию на ЗО-модели поврежденной вертлужной впадине.
Изобретение поясняется следующими графическими материалами, где на фиг. 1 - 3D-модель, тестовая фигура, вид сбоку, фиг. 2 - 3D-модель, тестовая фигура, вид сверху, фиг. 3-3D-модель, тестовая фигура, вид снизу, фиг. 4 - 3D-модель, тестовая фигура, вид спереди, фиг. 5 - 3D изображение объемной модели таза в прямой проекции, фиг. 6 - 3D изображение объемной модели таза в прямой проекции, с фронтальной, сагиттальной и горизонтальной плоскостями, фиг. 7 - 3D изображение объемной модели таза в боковой проекции, с фронтальной, сагиттальной, горизонтальной плоскостями и плоскостью инклинации здоровой вертлужной впадины, фиг. 8 - 3D изображение объемной модели таза в боковой проекции, с фронтальной, сагиттальной, горизонтальной плоскостями, плоскостью инклинации и центром ротации здоровой вертлужной впадины, фиг. 9 - 3D изображение объемной модели таза в боковой проекции, с фронтальной, сагиттальной, горизонтальной плоскостями, плоскостью инклинации, центром ротации здоровой вертлужной впадины, с очерчиванием контуров здоровой вертлужной впадины и делением на три сектора, соответствующие лонной, седалищной и подвздошной костям, фиг. 10 - 3D изображение объемной модели таза в боковой проекции, с фронтальной, сагиттальной, горизонтальной плоскостями, плоскостью инклинации, центром ротации здоровой вертлужной впадины, подбор тестовых фигур для костей вертлужной впадины лонной, седалищной, подвздошной, фиг. 11 - 3D изображение объемной модели таза в прямой проекции, с фронтальной, сагиттальной, горизонтальной плоскостями, плоскостью инклинации, центром ротации поврежденной вертлужной впадины, фиг. 12 - 3D изображение объемной модели таза в прямой проекции, с фронтальной, сагиттальной, горизонтальной плоскостями, плоскостью инклинации, центром ротации поврежденной вертлужной впадины, очерчивание контуров лонной, седалищной, подвздошной кости образующих поврежденную вертлужную впадину, фиг. 13 - 3D изображение объемной модели таза в боковой проекции, с фронтальной, сагиттальной, горизонтальной плоскостями, плоскостью инклинации, центром ротации поврежденной вертлужной впадины, подбор тестовых фигур для костей поврежденной вертлужной впадины лонной, седалищной, подвздошной, фиг. 14 - 3D изображение объемной модели таза в боковой проекции, с фронтальной, сагиттальной, горизонтальной плоскостями, плоскостью инклинации, центром ротации поврежденной вертлужной впадины, с итоговой виртуальной реконструкцией, фиг. 15 - обзорная рентгенограмма тазобедренных суставов в прямой проекции при поступлении пациента, фиг. 16 - томограмма МСКТ тазобедренных суставов в боковой проекции при поступлении пациента, фиг. 17 - 3D изображение объемной модели таза в прямой проекции пациента, фиг. 18 - 3D изображение объемной модели таза в прямой проекции, с фронтальной, сагиттальной и горизонтальной плоскостями пациента, фиг. 19 - 3D изображение объемной модели таза в боковой проекции, с фронтальной, сагиттальной, горизонтальной плоскостями и плоскостью инклинации под углом 52° здоровой вертлужной впадины пациента, фиг. 20 - 3D изображение объемной модели таза в боковой проекции, с фронтальной, сагиттальной, горизонтальной плоскостями, плоскостью инклинации под углом 52° и центром ротации здоровой вертлужной впадины пациента, фиг. 21 - 3D изображение объемной модели таза в боковой проекции, с фронтальной, сагиттальной, горизонтальной плоскостями, плоскостью инклинации под углом 52°, центром ротации здоровой вертлужной впадины, с очерчиванием контуров здоровой вертлужной впадины и делением на три сектора, соответствующие лонной, седалищной и подвздошной костям пациента, фиг. 22 - 3D изображение объемной модели таза в боковой проекции, с фронтальной, сагиттальной, горизонтальной плоскостями, плоскостью инклинации под углом 52°, центром ротации здоровой вертлужной впадины, подбор тестовых фигур для костей вертлужной впадины лонной, седалищной, подвздошной пациента, фиг. 23 - 3D изображение объемной модели таза в прямой проекции, с фронтальной, сагиттальной, горизонтальной плоскостями, плоскостью инклинации под углом 52°, центром ротации поврежденной вертлужной впадины пациента, фиг. 24 - 3D изображение объемной модели таза в прямой проекции, с фронтальной, сагиттальной, горизонтальной плоскостями, плоскостью инклинации под углом 52°, центром ротации поврежденной вертлужной впадины, очерчивание контуров лонной, седалищной, подвздошной кости образующих поврежденную вертлужную впадину пациента, фиг. 25 - 3D изображение объемной модели таза в боковой проекции, с фронтальной, сагиттальной, горизонтальной плоскостями, плоскостью инклинации под углом 52°, центром ротации поврежденной вертлужной впадины, подбор тестовых фигур для костей поврежденной вертлужной впадины лонной, седалищной, подвздошной пациента, фиг. 26 - 3D изображение объемной модели таза в боковой проекции, с фронтальной, сагиттальной, горизонтальной плоскостями, плоскостью инклинации под углом 52°, центром ротации поврежденной вертлужной впадины, с итоговой виртуальной реконструкцией остеопластикой и вертлужным компонентом для пациента, фиг. 27 - рентгенограмма тазобедренных суставов в прямой проекции после операции пациента.
Вариант осуществления изобретения.
На первом этапе формируют 3D - модели базу тестовых фигур для костей вертлужной впадины лонной, седалищной, подвздошной, представляющих собой 1\3 разделенной соответственно на три части, полусферы, состоящих из сферического основания, двух контактных граней, вершины и плоскости позиционирования. В количестве 28 тестовых фигур на каждую кость. Общее количество 84 тестовые фигуры с размерным рядом объема от 7,4 см3 до 32,6 см3 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4). На втором этапе выполняют многосрезовую компьютерную томографию (МСКТ) здорового и поврежденного тазобедренных суставов. Заносят данные МСКТ в программу 3D реконструкции, например (компьютерная программа Vitrea 2), в масштабе 1:1 в сагиттальной плоскости, в формате Дайком создают 3D - модель таза. Далее переводят в формат STL, очищают от шумов и артефактов (фиг. 5). Далее на 3D - модели таза строят фронтальную, сагиттальную и горизонтальную плоскости с пересечением их в точке «0», которая соответствует прохождению горизонтальной плоскости на уровне седалищных бугров и ее пересечению фронтальной и сагиттальной плоскостями на уровне проекции середины симфиза (фиг. 6). Далее строят плоскость инклинации вертлужной впадины с пересечением в точке «0» (фиг. 7). На плоскости инклинации определяют центр ротации здоровой вертлужной впадины (фиг. 8). Далее определяют полусферу здоровой вертлужной впадины при помощи ишиометра путем очерчивания контуров здоровой вертлужной впадины. Очерченную полусферу делят на три сектора, соответствующие лонной Р (pubis), седалищной Is (Ischiaticum) и подвздошной II (Ilium) костям, образующим вертлужную впадину. Линии проводят по контурам костей здоровой вертлужной впадины, таким образом, чтобы точка схождения трех секторов на дне ацетабулярной впадины соответствовала проекции центра ротации на плоскости инклинации (фиг. 9). Далее производят подбор тестовых фигур, созданных на первом этапе. Тестовые фигуры для костей вертлужной впадины лонной, седалищной, подвздошной помещают в сектора соответственно лонной, седалищной и подвздошной костей, образующих вертлужную впадину плоскостью позиционирования тестовых фигур на плоскость инклинации, совмещая между собой контактные грани тестовых фигур, при этом их вершины соединяются в одну точку, соответствующую центру ротации, расположенную на плоскости инклинации (фиг. 10). Подобрав тестовые фигуры для лонной, седалищной, подвздошной кости констатируют объем (V) тестовых фигур. На третьем этапе плоскость инклинации и центр ротации зеркально переносят на сторону поврежденной вертлужной впадины (фиг. 11). Далее определяют границы дефекта поврежденной вертлужной впадины, путем очерчивания контуров лонной, седалищной, подвздошной кости образующих поврежденную вертлужную впадину. Линии проводят по контурам костей поврежденной вертлужной впадины, таким образом, чтобы точка схождения трех секторов лонной, седалищной, подвздошной кости соответствовала проекции центра ротации на плоскости инклинации. Так как центр ротации на плоскости инклинации соответствует точке схождения трех секторов лонной, седалищной, подвздошной кости на дне ацетабулярной впадины (фиг. 12). Затем в очерченные контуры дефекта лонной, седалищной, подвздошной костей, формирующих поврежденную вертлужную впадину, подбирают тестовые фигуры, созданные на первом этапе. Тестовые фигуры для костей поврежденной вертлужной впадины лонной, седалищной, подвздошной помещают в сектора соответственно лонной, седалищной и подвздошной костей, образующих поврежденную вертлужную впадину плоскостью позиционирования тестовых фигур на плоскость инклинации, совмещая между собой контактные грани тестовых фигур, при этом их вершины соединяются в одну точку, соответствующую центру ротации, расположенную на плоскости инклинации (фиг. 13). Подобрав тестовые фигуры для лонной, седалищной, подвздошной кости констатируют объем (VI) тестовых фигур. На четвертом этапе высчитывают процент повреждения в каждом секторе лонной, седалищной, подвздошной костей для поврежденной вертлужной впадины по формуле:
для лонного сектора: 100% - (VP \ V1P) х 100%,
где VP - объем тестовой фигуры лонного сектора на здоровой вертлужной впадине;
V1P - объем тестовой фигуры лонного сектора на поврежденной вертлужной впадине.
для седалищного сектора: 100% - (VIs \ V1Is) х 100%,
где VIs - объем тестовой фигуры седалищного сектора на здоровой вертлужной впадине;
V1Is - объем тестовой фигуры седалищного сектора на поврежденной вертлужной впадине.
для подвздошного сектора: 100% - (Vil \ V1il) х 100%,
где Vil - объем тестовой фигуры подвздошного сектора на здоровой вертлужной впадине;
V1il - объем тестовой фигуры подвздошного сектора на поврежденной вертлужной впадине.
По полученным результатам определяют процент дефекта для лонной, седалищной, подвздошной кости, образующих поврежденную вертлужную впадину. На основании полученных данных выполняют виртуальную реконструкцию на 3D-модели поврежденной вертлужной впадине (фиг. 14). Далее выполняют хирургическое лечение.
Пример клинического применения.
Пациент Н., 1966 г. р., поступил в ФГБУ «НИИТО им. Я.Л. Цивьяна» Минздрава России в январе 2022 г. Из анамнеза заболевания: травма автодорожная в январе 2021 г., проведено открытое вправление вывиха правой бедренной кости, накостный остеосинтез заднего края правой вертлужной впадины. При поступлении предъявлял жалобы на боль, ограничение движений в правом тазобедренном суставе. Было проведено комплексное клинико-рентгенологическое обследование (фиг. 15). По результатам обследования установлен клинический диагноз: Правосторонний посттравматический коксартроз 3 стадии. НФС 3 степени. Консолидированный в порочном положении перелом заднего края вертлужной впадины в условиях МОС. Дефект заднего края вертлужной впадины. Синдром правосторонней коксалгии. Была проведена реконструкция поврежденной вертлужной впадины по предложенному нами способу. Выполняют многосрезовую компьютерную томографию (МСКТ) здорового и поврежденного тазобедренных суставов (фиг. 16). Заносят данные МСКТ в программу 3D реконструкции в масштабе 1:1 в сагиттальной плоскости, в формате DICOM создают 3D - модель таза. Далее переводят в формат STL, очищают от шумов и артефактов (фиг. 17). Далее на 3D - модели таза строят фронтальную, сагиттальную и горизонтальную плоскости с пересечением их в точке «0», которая соответствует прохождению горизонтальной плоскости на уровне седалищных бугров и ее пересечению фронтальной и сагиттальной плоскостями на уровне проекции середины симфиза (фиг. 18). Далее строят плоскость инклинации вертлужной впадины с пересечением в точке «0» (фиг. 19). У данного пациента плоскость инклинации находится под углом 52°. На плоскости инклинации определяют центр ротации здоровой вертлужной впадины (фиг. 20). Далее определяют полусферу здоровой вертлужной впадины при помощи ишиометра путем очерчивания контуров здоровой вертлужной впадины. Очерченную полусферу делят на три сектора, соответствующие лонной Р (pubis), седалищной Is (Ischiaticum) и подвздошной II (Ilium) костям, образующим вертлужную впадину. Линии проводят по контурам костей здоровой вертлужной впадины, таким образом, чтобы точка схождения трех секторов на дне ацетабулярной впадины соответствовала проекции центра ротации на плоскости инклинации (фиг. 21). Далее производят подбор тестовых фигур. Тестовые фигуры для костей вертлужной впадины лонной, седалищной, подвздошной помещают в сектора соответственно лонной, седалищной и подвздошной костей, образующих вертлужную впадину плоскостью позиционирования тестовых фигур на плоскость инклинации, совмещая между собой контактные грани тестовых фигур, при этом их вершины соединяются в одну точку, соответствующую центру ротации, расположенную на плоскости инклинации (фиг. 22). Подобрав тестовые фигуры для лонной, седалищной, подвздошной кости констатируют объем (V) тестовых фигур. В данном случае у пациента V тестовой фигуры лонной кости составляет 12,79 см3, V тестовой фигуры седалищной кости составляет 12,3 см3, V тестовой фигуры подвздошной кости составляет 16,26 см. Далее плоскость инклинации и центр ротации зеркально переносят на сторону поврежденной вертлужной впадины (фиг. 23). Определяют границы дефекта поврежденной вертлужной впадины, путем очерчивания контуров лонной, седалищной, подвздошной кости образующих поврежденную вертлужную впадину. Линии проводят по контурам костей поврежденной вертлужной впадины, таким образом, чтобы точка схождения трех секторов лонной, седалищной, подвздошной кости соответствовала проекции центра ротации на плоскости инклинации. Так как центр ротации на плоскости инклинации соответствует точке схождения трех секторов лонной, седалищной, подвздошной кости на дне ацетабулярной впадины (фиг. 24). Затем в очерченные контуры дефекта лонной, седалищной, подвздошной кости, формирующие поврежденную вертлужную впадину, подбирают тестовые фигуры. Тестовые фигуры для костей поврежденной вертлужной впадины лонной, седалищной, подвздошной помещают в сектора соответственно лонной, седалищной и подвздошной костей, образующих поврежденную вертлужную впадину плоскостью позиционирования тестовых фигур на плоскость инклинации, совмещая между собой контактные грани тестовых фигур, при этом их вершины соединяются в одну точку, соответствующую центру ротации, расположенную на плоскости инклинации (фиг. 25). Подобрав тестовые фигуры для лонной, седалищной, подвздошной кости констатируют объем (VI) тестовых фигур. В данном случае у пациента VI тестовой фигуры лонной кости составляет 26,3 см3, VI тестовой фигуры седалищной кости составляет 79,9 см3, VI тестовой фигуры подвздошной кости составляет 65,14 см3. Далее высчитывают процент повреждения в каждом секторе лонной, седалищной, подвздошной костей для поврежденной вертлужной впадины:
- для лонного сектора: 100% - (VP \ V1P) х 100%=100% - (12,79 \ 26,3) х 100%=51%;
- для седалищного сектора: 100% - (VIs \ V1Is) х 100%=100% - (12,3 \ 79,9) х 100%=85%;
- для подвздошного сектора: 100% - (Vil \ V1il) х 100%=100% - (16,26 \ 65,14) х 100%=75%.
В данном случае у пациента процент дефекта для лонного сектора оставил 51%, для седалищного сектора составил 85%, для подвздошного сектора составил 75%. На основании полученных данных выполняют виртуальную реконструкцию на 3D-модели поврежденной вертлужной впадины (фиг. 26). На основании полученных данных для данного пациента выбран индивидуальный ацетабулярный компонент с полиаксиальным проведением винтов, реконструкция задней колонны пластиной, костная пластика, установка ацетабулярного компонента будет произведена под углом 52° в соответствии с его плоскостью инклинации. Далее выполняют хирургическое лечение с учетом полученных данных. После операции выполняют контрольную рентгенограмму тазобедренных суставов в прямой проекции (фиг. 27), на которой видно, что показатели оперированного сустава соответствуют параметрам здорового контрлатерального сустава. Данный рентгенологический контроль позволяет говорить о том, что реконструкция поврежденной вертлужной впадины произведена верно. Осложнений в раннем и позднем послеоперационном периодах не выявлено. Жалоб пациент не предъявляет.Отмечает отсутствие болевого синдрома, увеличение объема движений в левом тазобедренном суставе, восстановление опороспособности левой нижней конечности. Пациент удовлетворен полученными результатами.
Преимущества предложенного способа по сравнению с существующими заключаются в том, что риск развития вывиха эндопротеза тазобедренного сустава и укорочение нижней конечности снижается, так как восстановлен центр ротации поврежденной вертлужной впадины. Наличие контакта ацетабулярного компонента с лонной, седалищной и подвздошной костями, на фоне реконструированных костей таза в области дефекта вертлужной впадины снижает риск развития патологической подвижности, что в совокупности уменьшает риск вывихов эндопротеза тазобедренного сустава. Выполнение предоперационной реконструкции 3D моделированием позволяет определить объем костной ткани, тем самым снижая риск недостаточной первичной фиксации. Восстанавливается функция тазобедренного сустава, и нет укорочения конечности за счет того, что при 3D реконструкции на поврежденной вертлужной впадине воссоздаются параметры здоровой вертлужной впадины и на основании этих данных производится хирургическое лечение. Данный способ при итоговой реконструкции и в ходе операции позволяет применять как стандартные ацетабулярные компоненты, так и индивидуально изготовленные ацетабулярные компоненты, что расширяет область его применения и снижается риск развития пролапса кости и усиления болевого синдрома для каждого конкретного пациента. В связи с тем, что для каждой в отдельности из костей поврежденной вертлужной впадины лонной, седалищной, подвздошной подбирается своя тестовая фигура, отсутствует риск избыточного удаления костной ткани с неповрежденных участков костей, что приводит к сохранению объема костей поврежденной вертлужной впадины. В способе учитываются дефекты каждой отдельной кости, формирующей поврежденную вертлужную впадину, и реконструкция производится каждой отдельной кости, поэтому риск развития слабой первичной фиксации ацетабулярного компонента эндопротеза снижается. Подбор тестовых фигур для каждой отдельной кости лонной, седалищной, подвздошной поврежденной вертлужной впадины позволяет определить точный объем дефекта и как следствие рассчитать объем костнопластического материала необходимого для восстановления костей поврежденной вертлужной впадины. У способа результаты реконструкции выражаются в количественном виде и не зависят от опыта и квалификации специалиста, что приводит к точным результатам выбора типа ацетабулярнаго компонента, хирургического вмешательства, пластики на этапе хирургического лечения и в последствии, к однозначным результатам лечения.
Способ реконструкции вертлужной впадины при посттравматическом дефекте реализуется на современном оборудовании, с использованием современных технологий и материалов.
Claims (10)
- Способ реконструкции вертлужной впадины при посттравматическом дефекте включающий формирование базы тестовых фигур, подбор тестовых фигур, выполнение многосрезовой компьютерной томографии здорового и поврежденного тазобедренных суставов, занесение данных многосрезовой компьютерной томографии в программу 3D реконструкции, создание 3D-модели таза, построение на 3D-модели таза фронтальной, сагиттальной, горизонтальной плоскостей, построение плоскости инклинации вертлужной впадины и определение центра ротации на здоровой вертлужной впадине, перенос плоскости инклинации вертлужной впадины и центра ротации на поврежденную вертлужную впадину отличающийся тем, что формируют 3D-модели базу тестовых фигур для костей вертлужной впадины лонной, седалищной, подвздошной, представляющих собой 1\3 разделенной на три части, полусферы, состоящих из сферического основания, двух контактных граней, вершины и плоскости позиционирования, на 3D-модели таза строят фронтальную, сагиттальную и горизонтальную плоскости с пересечением их в точке «0», строят плоскость инклинации вертлужной впадины с пересечением в точке «0», определяют полусферу здоровой вертлужной впадины путем очерчивания контуров здоровой вертлужной впадины, очерченную полусферу делят на три сектора, соответствующие лонной, седалищной и подвздошной костям, линии проводят по контурам костей здоровой вертлужной впадины, таким образом, чтобы точка схождения трех секторов на дне ацетабулярной впадины соответствовала проекции центра ротации на плоскости инклинации вертлужной впадины, тестовые фигуры для костей вертлужной впадины лонной, седалищной, подвздошной помещают в сектора соответственно лонной, седалищной и подвздошной костей плоскостью позиционирования тестовых фигур на плоскость инклинации вертлужной впадины, совмещая между собой контактные грани тестовых фигур, при этом их вершины соединяются в одну точку, соответствующую центру ротации, расположенную на плоскости инклинации вертлужной впадины, подобрав тестовые фигуры констатируют объем (V) тестовых фигур, плоскость инклинации и центр ротации зеркально переносят на сторону поврежденной вертлужной впадины, определяют границы дефекта поврежденной вертлужной впадины, путем очерчивания контуров лонной, седалищной, подвздошной кости, линии проводят по контурам костей поврежденной вертлужной впадины, таким образом, чтобы точка схождения трех секторов лонной, седалищной, подвздошной кости соответствовала проекции центра ротации на плоскости инклинации вертлужной впадины, в очерченные контуры дефекта лонной, седалищной, подвздошной костей, помещают тестовые фигуры для костей поврежденной вертлужной впадины лонной, седалищной, подвздошной в сектора соответственно лонной, седалищной и подвздошной костей плоскостью позиционирования тестовых фигур на плоскость инклинации вертлужной впадины, совмещая между собой контактные грани тестовых фигур, при этом их вершины соединяются в одну точку, соответствующую центру ротации, расположенную на плоскости инклинации вертлужной впадины, подобрав тестовые фигуры констатируют объем (VI) тестовых фигур, высчитывают процент повреждения в каждом секторе лонной, седалищной, подвздошной костей для поврежденной вертлужной впадины по формуле:
- для лонного сектора: 100% - (VP \ V1P) х 100%,
- где VP - объем тестовой фигуры лонного сектора на здоровой вертлужной впадине;
- V1P - объем тестовой фигуры лонного сектора на поврежденной вертлужной впадине;
- для седалищного сектора: 100%о - (VIs \ V1Is) х 100%,
- где VIs - объем тестовой фигуры седалищного сектора на здоровой вертлужной впадине;
- V1Is - объем тестовой фигуры седалищного сектора на поврежденной вертлужной впадине;
- для подвздошного сектора: 100% - (Vil \ V1il) х 100%,
- где Vil - объем тестовой фигуры подвздошного сектора на здоровой вертлужной впадине;
- V1il - объем тестовой фигуры подвздошного сектора на поврежденной вертлужной впадине, по полученным результатам определяют процент дефекта лонной, седалищной, подвздошной кости, на основании полученных данных выполняют виртуальную реконструкцию на 3D-модели поврежденной вертлужной впадине.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2818930C1 true RU2818930C1 (ru) | 2024-05-07 |
Family
ID=
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2185118C1 (ru) * | 2000-11-17 | 2002-07-20 | Зоря Василий Иосифович | Способ эндопротезирования тазобедренного сустава при врожденных и приобретенных деформациях вертлужной впадины |
| RU2324444C1 (ru) * | 2006-10-23 | 2008-05-20 | ГОУ ВПО "Московский государственный медико-стоматологический университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию РФ" | Способ тотального эндопротезирования тазобедренного сустава при врожденном недоразвитии вертлужной впадины |
| RU2547782C2 (ru) * | 2013-05-21 | 2015-04-10 | Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации | Способ определения истинного угла горизонтальной инклинации в тазобедренных суставах по данным магнитно-резонансного исследования или компьютерной томографии |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2185118C1 (ru) * | 2000-11-17 | 2002-07-20 | Зоря Василий Иосифович | Способ эндопротезирования тазобедренного сустава при врожденных и приобретенных деформациях вертлужной впадины |
| RU2324444C1 (ru) * | 2006-10-23 | 2008-05-20 | ГОУ ВПО "Московский государственный медико-стоматологический университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию РФ" | Способ тотального эндопротезирования тазобедренного сустава при врожденном недоразвитии вертлужной впадины |
| RU2547782C2 (ru) * | 2013-05-21 | 2015-04-10 | Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации | Способ определения истинного угла горизонтальной инклинации в тазобедренных суставах по данным магнитно-резонансного исследования или компьютерной томографии |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Zeng Y, Lai OJ, Shen B, Yang J, Zhou ZK, Kang PD, Pei FX, Zhou X. 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. Wohlrab D, Radetzki F, Noser H, Mendel T. Cup positioning in total hip arthoplasty: spatial alignment of the acetabular entry plane. Arch Orthop Trauma Surg. 2012 Jan;132(1):1-7. * |
| Пронских А.А., Романова С.В., Мамуладзе Т.З., Базлов В.А., Павлов В.В. "Предоперационное планирование эндопротезирования тазобедренного сустава с использованием объемной визуализации у пациентов с посттравматическими дефектами и деформациями вертлужной впадины" Современные проблемы науки и образования. Журнал N 3 за 2022. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5824085A (en) | System and method for cavity generation for surgical planning and initial placement of a bone prosthesis | |
| Viceconti et al. | CT-based surgical planning software improves the accuracy of total hip replacement preoperative planning | |
| Handels et al. | Three-dimensional planning and simulation of hip operations and computer-assisted construction of endoprostheses in bone tumor surgery | |
| Patel et al. | Guidelines for implant placement to minimize impingement during activities of daily living after total hip arthroplasty | |
| Kunz et al. | Computer-assisted hip resurfacing using individualized drill templates | |
| Weber et al. | Customized implants for acetabular Paprosky III defects may be positioned with high accuracy in revision hip arthroplasty | |
| Murphy et al. | Computer-aided simulation, analysis, and design in orthopedic surgery | |
| Stewart et al. | A comparison of component positioning between fluoroscopy-assisted and robotic-assisted total hip arthroplasty | |
| EP4141799A1 (en) | Method for obtaining a ct-like representation and virtual x-ray images in arbitrary views from a two-dimensional x-ray image | |
| Sandberg et al. | Computed tomography-based radiostereometric analysis in orthopedic research: practical guidelines | |
| Handels et al. | Virtual planning of hip operations and individual adaption of endoprostheses in orthopaedic surgery | |
| Murphy et al. | The planning of orthopaedic reconstructive surgery using computer-aided simulation and design | |
| Schmitt et al. | Development of a hybrid finite element model for individual simulation of intertrochanteric osteotomies | |
| Qin et al. | Advanced bioimaging technologies in assessment of the quality of bone and scaffold materials: techniques and applications | |
| RU2818930C1 (ru) | Способ реконструкции вертлужной впадины при посттравматическом дефекте | |
| RU2493774C1 (ru) | Способ оценки положения проксимального отдела бедренной кости | |
| Periasamy et al. | A randomised study of peri-prosthetic bone density after cemented versus trabecular fixation of a polyethylene acetabular component | |
| Ryniewicz et al. | Biometrological method of pelvis measurement and anatomical positioning of endoprosthesis of hip joint | |
| Fishman et al. | Advanced computer applications in radiology: clinical applications. | |
| Li et al. | Quantitative analysis of regional specific pelvic symmetry | |
| RU2551304C2 (ru) | Способ проектирования индивидуальных имплантатов для остеосинтеза переломов длинных трубчатых костей | |
| Hart et al. | Personalised orthopaedics–using 3D printing for tailor-made technical teaching, pre-operative planning and precise placement of implants | |
| Sukegawa et al. | Intraoperative navigation-assisted surgical orbital floor reconstruction in orbital fracture treatment: a case report | |
| Handels et al. | Simulation of hip operations and design of custom-made endoprostheses using virtual reality techniques | |
| Hauser et al. | Anatomic variation of structural properties of periacetabular bone as a function of age: a quantitative computed tomography study |