Компьютерная навигация при эндопротезировании тазобедренного сустава

При эндопротезировании коленного сустава очень важно восстановление биомеханической оси конечности и достижение баланса связок коленного сустава. Восстановление биомеханической оси конечности достигается точными спилами бедренной и большеберцовой костей, а баланс связок - правильной ротационной установкой бедренного и тибиального компонента и релизом мягких тканей при необходимости.

Компьютерная навигация позволяет:

выполнить точную (перпендикулярно биомеханической оси конечности) ориентацию дистального спила бедра и проксимального спила голени;
определить размер и положение бедренного компонента (при использовании протезов фирмы Stryker);
определить правильную ротацию бедренного компонента;
определить биомеханическую ось конечности в различных положениях сгибания-разгибания;
определить стабильность коленного сустава в различных положениях сгибания-разгибания до и после имплантации компонентов;
осуществлять ориентацию спилов без вскрытия костномозгового канала.

К настоящему времени выполнено 19 операций эндопротезирования коленного сустава с использованием компьютерной навигации у 18 пациентов, что составило 15,7 % от общего числа операций эндопротезирования коленного сустава за этот период. Правых коленных суставов прооперировано 10 (52,6 %), левых - 9 (47,4 %). Показаниями к операции эндопротезирования были артрозы коленных суставов (первичные, вторичные на фоне ревматоидного артрита, дисплазии, последствий травм) с выраженным болевым синдромом. В большинстве случаев - 15 больных (78,9 %) - отмечалась деформация коленного сустава. У 10 больных (52,6 %) была варусная деформация, у 5 больных (26,3 %) - вальгусная. В 4 случаях (21,1 %) деформации не было, так как ранее больным была проведена корригирующая остеотомия болыиеберцовой кости. В 16 случаях (84,2 %) имелась контрактура коленного сустава; сгибательно-разгибательная, сгибательная, разгибательная. В 3 случаях (15,8 %) был полный объем движений.

После выполнения доступа и установки трекеров (датчики) хирург производит калибровку прибора, отмечает анатомические ориентиры бедра и голени. Компьютер составляет модель коленного сустава с определением объема движений в суставе, величину и вид деформации, стабильность, положение и ориентацию спилов, а при использовании протезов фирмы Stryker еще и размер компонентов. Изображение выводится на монитор в режиме реального времени.

Далее хирург устанавливает блоки для дистальной резекции бедра и проксимальной резекции голени. Эти блоки имеются в наборе инструментов к навигатору. Положение блоков устанавливают по навигатору и осуществляют резекцию. Остальные спилы хирург производит при помощи блоков из набора инструментов фирмы-производителя протеза. Ротационную установку бедренного и тибиального компонентов определяют навигатором.

После установки пробных компонентов и имплантации компонентов протеза осуществляют контроль биомеханической оси конечности и стабильности коленного сустава в различных положениях сгибания-разгибания. Компьютер выдает отчет о результатах операции в виде диаграммы и таблицы.

В результате использования компьютерной навигации при обычном протезировании коленного сустава мы не получили существенной разницы коррекции биомеханической оси конечности. Угол между биомеханической осью бедра и голени был в пределах 2° как в случае применения компьютерной навигации, так и с применением оригинального инструментария. Релиз для достижения оптимального баланса связок применяли реже благодаря более точной установке ротации бедренного компонента. Продолжительность операции увеличилась и составила в среднем 2 часа. Длительность операции эндопротезирования коленного сустава без применения навигации в среднем составила 1 час 35 минут.

Особенно показано использование компьютерной навигации при эндопротезировании коленного сустава в тех случаях, когда имеются деформации бедра или голени на уровне диафизов и увеличивается погрешность в определении плоскости спилов.

Значительно упрощается операция эндопротезирования и в случаях грубых деформаций метафизарного отдела бедра после перенесенных операций остеосинтеза, когда затруднена ориентация, искривлен, облитерирован костномозговой канал или в нем имеются фрагменты фиксаторов (гвозди, шурупы и т. п.). В последнем случае затрудненно, а в некоторых случаях невозможно введение интрамедуллярного направителя.

Замена суставов в ее современном варианте по праву считается сложной операцией. Хирург-ортопед, осуществляющий такое вмешательство, должен обладать богатой базой разнообразных знаний и умело пользоваться современным медицинским оборудованием. Кроме этого, необходим дифференцированный подход к пациентам, то есть врач обязан учитывать массу факторов – возраст и состояние здоровья больного, уровень физической активности, а также другие показатели.

В проведении эндопротезирования суставов специалистам медицинского центра Ilyssa Medical Group помогает высокотехнологичное компьютерное оборудование. Чаще всего компьютерная навигация применяется во время протезирования двух крупных суставов нижних конечностей: коленного и тазобедренного. Метод компьютерной навигации сделал операции замены суставов более безопасными и эффективными.

С помощью компьютерной навигации можно снизить риски осложнений

Если говорить об эндопротезировании коленного сустава, то в течение первых 10 лет после операции стабильность утрачивают около 15% имплантатов, поскольку колено является очень сложной биомеханической моделью.

Стандартные эндопротезы коленного сустава имеют примерно одинаковое строение, процедура установки и инструментарий при этом также типовые. Однако, каждый сустав имеет свой размер и обладает иными анатомическими особенностями, которые обязательно учитываются хирургом. При замене сустава погрешность в 3 градуса считается нормальной, но в эти нормы укладываются только 85% пациентов. То есть основная проблема заключается в том, что протез изначально может быть установлен некорректно. Чтобы избежать таких проблем, нужна компьютерная навигация; именно она помогает учитывать все индивидуальные факторы.

В чем заключается суть методики?

С помощью специального сканера хирург изучает, как движется конечность. Опираясь на эти данные, делаются срезы костей, на место которых впоследствии будет устанавливаться протез. Погрешность в таком случае составит не более одного градуса. Особенно важно использовать технологию компьютерной навигации в случае лечения пациентов, которые имеют серьезные деформации костной ткани и суставов в целом.

Помимо этого, при использовании компьютерной навигации сокращаются сроки восстановления после операции.

Компьютерная навигация незаменима, если пациенту необходима одномоментная операция для лечения нескольких суставов (например, в случаях остеоартроза, когда страдают как коленные, так и тазобедренные суставы). С помощью компьютерной навигации можно проводить точнейшие односторонние вмешательства сначала на тазобедренном суставе, а затем на коленном. Таким образом, реабилитационный период сокращается ровно в два раза, а люди, которые до некоторых пор могли только лежать и сидеть, получают возможность полноценно передвигаться.

Возможности компьютерной навигации при протезировании суставов в Израиле

В настоящее время установить искусственный коленный сустав можно с помощью миниинвазивных технологий (предполагающих разрез не более 10 см), которые максимально уменьшают период реабилитации и защищают пациента от осложнений. В некоторых случаях методики миниинвазивной хирургии применимы и при замене тазобедренного сустава. Подобные вмешательства проводятся под контролем компьютера.

Хирург во время такой операции практически не повреждает мышцы и связочный аппарат, раздвигая мышцы и направляя свое внимание на замену поврежденной хрящевой ткани и незначительную костную резекцию. В итоге конечность начнет функционировать в нормальном режиме в максимально сжатые сроки. Правда, существуют ограничения на проведение таких операций: например, пациент должен иметь нормальный вес.

Сегодня компьютерная навигация может применяться при замене плечевых и локтевых суставов, устраняя последствия бытовых или спортивных травм, хронических заболеваний. Во время замены таких мелких суставов, как суставы фаланг пальцев, требуется максимальная точность, и без помощи электронной диагностики в этом случае попросту не обойтись.

Конечно, даже самые современные компьютерные технологии не могут заменить врача, но они существенно помогают облегчить работу специалиста. И теперь все чаще хирурги-ортопеды Израиля могут совершать настоящие чудеса, с помощью протезирования суставов поднимая с с инвалидных колясок больных, которые раньше не могли ходить.

Анализ применения компьютерной навигации пациентов при эндопротезировании

У двух пациентов (1,7%) в послеоперационном периоде выявлен краевой некроз краев раны в области прохождения стержней, расположенных вне основного доступа.

Причиной некроза было ущемление краёв кожи в области пункционного разреза о стержень при сгибании и разгибании коленного сустава во время операции. Заживление ран в обоих случаях проходило под струпом, что на несколько дней увеличило срок госпитализации пациентов, но не сказалось на функциональных исходах лечения.

У одной больной (0,8%) с выраженным остеопорозом во время операции произошел винтообразный перелом бедренной кости в нижней трети, по линии установки стержня для фиксации трекера толщиной 5 мм, проведённого через оба кортикальных слоя бедренной кости.

Был выполнен остеосинтез бедренной кости пластиной с угловой стабильностью, что потребовало ограничения осевой нагрузки на нижнюю конечность в послеоперационном периоде в течение 3 месяцев без использования иммобилизации. После консолидации бедренной кости результат лечения расценен как удовлетворительный.

Следует отметить, что все 3 осложнения были зафиксированы при выполнении первых 11 тотальных эндопротезировании коленного сустава с использованием компьютерной навигации.

Для предотвращения подобных осложнений авторы стали выполнять разрезы кожи для установки стержней не менее 10 мм длиной. Если стержни проводились через основной разрез, то от его края отступали на такое расстояние, чтобы мягкие ткани не ущемлялись при максимальном сгибании и разгибании коленного сустава (как правило, около 10-12 мм).

Для предотвращения переломову пациентов с выраженным остеопорозом важно не просверливать насквозь второй кортикал, а лишь на несколько витков засверливаться в него, и вместо одного стержня 5 мм использовать два более тонких, диаметром 3 или 4 мм.

По мнению W. Hozack, осложнения, связанные с использованием компьютерной навигации, потенциально могут быть вызваны непосредственно применением новых специфических инструментов или косвенно – ненадлежащим использованием малознакомых инструментов (регистрационные датчики).

В частности, инфекция в области прохождения стержней, расположенных вне основного доступа, инфекция, связанная с увеличением времени хирургического вмешательства, и нервно-сосудистые повреждения, связанные с использованием стержней вне зоны доступа, однако в своей практике автор этих осложнений не наблюдал. Их не было отмечено и среди пациентов, участвовавших в исследовании.

S.K. Chauhan с соавторами, анализируя группу из 35 больных, которым тотальное эндопротезирование выполнялось с использованием компьютерной навигации, отметили следующие осложнения: тромбоз глубоких вен нижней конечности у 1 пациента (2,9 %), глубокая инфекция в области хирургического вмешательства -1 (2,9 %), контрактура коленного сустава, обусловившая необходимость редрессации под внутривенной анестезией – 1 (2,9 %). Однако авторы пришли к выводу, что все три типа осложнений не были обусловлены непосредственно применением навигации.

Схожее мнение высказано М. Bolognesi с соавторами и A.Q. Dutton с соавторами, которые не только не отметили развития специфических осложнений, связанных с применением компьютерной навигационной системы, но и считают, что количество осложнений не увеличивается.

В заключение можно отметить, что при использовании компьютерных навигационных систем могут развиваться специфические осложнения, однако их частота довольно низкая (2,5%), и возникают они, как правило, на этапе освоения методики. Данных осложнений вполне можно избежать, внимательно относясь к установке стержней для фиксации трекеров.

Новость разместил Коршунов Антон Викторович, компания Spinet

Послеоперационный период с характеристикой реабилитационно-восстановительного лечения

Убедившись, что нога находится в нейтральном положении, касаемся большого вертела щупом пойнтера и нажимаем кнопку SELECT для записи. При этом важно, чтобы линия, соединяющая оцифрованный большой вертел и точку на средней оси грудной клетки, в саггитальной плоскости должна быть параллельна истинной фронтальной плоскости пациента.

Для регистрации помещаем щуп пойнтера на переднюю точку ПАС и нажимаем кнопку SELECT для записи. Далее помещаем щуп пойнтера на заднюю точку ПАС и нажимаем кнопку SELECT для записи. Поперечная ацетабулярная связка имеет толщину в несколько миллиметров, что вызывает определенные трудности в правильной на одной и той же высоте регистрацию передней и задней точек ПАС (рис. 46).

Регистрация передней и задней точек поперечной ацетабулярной связки (ПАС). В область вертлужной впадины оперируемой стороны прикладываем компонент вертлужной впадины и поинтером активируем значение суставной поверхности (рис. 48).

Доступ к тазобедренному суставу осуществлялся по стандартной методике переднелатеральным или же заднелатеральным доступами. Чаще мы использовали переднелатеральный доступ, т.к. у большой части наших больных большой вертел был смещен кзади вследствие перенесенных в прошлом корригирующих операций. Это определяло задний доступ, как более технически трудный.

Передний латеральный доступ осуществляется дугообразным разрезом кожи и подкожно-жировой клетчатки, длиной около 15-20см, ориентируя середину разреза на большой вертел, и огибающий его сзади. Проксимально разрез проецируется на передне-верхнюю подвздошную ость.

Илиотибиальный тракт рассекается на таком же протяжении. Кроме этого, задний отдел илеотибиального тракта надсекается в поперечном направлении на 3-4см. Затем рассекаются поперек на 1/2 ширины средняя ягодичная (рис. 51) и малая

Этапы операции (пояснения в тексте). ягодичная мышцы. Центральные концы мышцы прошиваются, берутся на держалки и откидываются кпереди.

После отведения ягодичных мышц тупо выделяли передний отдел капсулы сустава. Для сохранения связочного аппарата передний отдел капсулы Т-образно рассекали. Поперечный разрез производили отступя от места прикрепления на 3 мм, сохраняя возможность для повторной фиксации.

Подвздошно-бедренную, представленную тяжем до 5см шириной, соединяющую передненижнюю ость и межвертельную линию. Она имеет направление сверху вниз и изнутри кнаружи;

Лобково-бедреную, которая обычно выражена слабо отходит от тела лобковой кости в области края вертлужной впадины и прикрепляется к межвертельной линии или вплетается в подвздошно-бедренную связку. Она имеет горизонтальное направление;

Седалищно-бедренную, которая представляет собой тяж, прикрывающий заднюю поверхность сустава и имеющий направление снизу вверх и изнутри кнару-жи.

Связки содержат механорецепторы, способствующие определению положения конечности в пространстве, и участвующие в регуляции работы мышц антаго-нистов (Холодаев М.Ю., 2006). Так как, связки располагаются в 3-х плоскостях, то любое движение в тазобедренном суставе будет сопровождаться напряжением одних связок и расслаблением других. (Ferrell W.R. et.al., 1990; Fuss F.K, Bacher A., 1991; Ralphs J.R, Benjamin M., 1994; McLain R.F., 1995; Khalsa P.S., 1996).

Капсула сустава рассекается, после чего, за счет сгибания, приведения и наружной ротации бедра вывихивается головка бедренной кости. Намечаем линию спила и производим опил шейки бедра согласно предоперационному планированию. Крючки Гомана ставим между капсулой сустава и губой, после чего губу иссекаем.

Предоперационное планирование при диспластическом коксартрозе

Одним из основных критериев состояния пациента W. Harris считает его ощущение боли. Вторым основным критерием является функциональная способность пациента. По системе W. Harris, состояние пациента, без нарушений функции ТБС или с восстановившейся функцией после операции эндопротезирования, оценивалось в 100 баллов, из них 44% приходиться на болевые ощущения и 56% – на функциональные возможности: жизнедеятельность, походка, дополнительна поддержка во время ходьбы, преодолеваемые расстояния, объем движений в ТБС, деформация.

Уровень и характер болевого синдрома определялся тестированием больных по шести следующим вариантам: 1. Отсутствие болевого синдрома – 44 балла; 2. Легкая, эпизодическая боль, не изменяющая активность, – 40 баллов; 3. Слабая боль, не влияющая на обычную активность, купирующаяся приемом малых доз анальгетиков – 30 баллов; 4.

Умеренная боль, переносимая, но обуславливающая регулярное применение анальгетиков – 20 баллов; 5. Значительная боль, приводящая к серьезному ограничению активности, требующая применения больших доз анальгетиков – 10 баллов; 6. Невыносимая боль, даже в покое, приводящая к инвалидизации больного, приковывающая его к постели – 0 баллов.

При анализе анамнеза и жалоб больных было установлено, что первые 4 варианта болевого синдрома не были зафиксированы ни в одном случае. У всех наших больных отмечена значительная боль (5 вариант).

Функция тазобедренного сустава с максимальной оценкой 47 баллов определялась путем изучения таких показателей, как наличие и выраженность хромоты, использование дополнительных ортопедических приспособлений для ходьбы, способность сидеть и подниматься по лестнице, возможность самообслуживания, возможность пользования общественным транспортом, длительность расстояния, которое может больной преодолеть без выраженного болевого синдрома.

Хромота и дополнительная опора оценивались следующим образом: – отсутствие хромоты и дополнительной опоры – 11 баллов (2 больных); – легкая хромота без дополнительной опоры – 8 баллов (81 больной); – использование трости только для длительной ходьбы – 7 баллов (12 больных); – умеренная хромата и необходимость использовать трость большую часть времени – 5 баллов (2 больных);

– необходимость использовать 1 костыль – 3 балла (2 больных); – костыль и трость или 2 трости – 2 балла (больных не было); – 2 костыля или невозможность ходить – 0 баллов (больных не было). По возможности сидеть косвенно оценивались степень контрактур в тазобедренном суставе. Неограниченное сидячее положение на обычном стуле не менее 1 часа оценивалась 5 баллов (12 больных), при снижении этого времени до 30 минут ставилась оценка в 3 балла (85 больных), при меньшем времени или невозможности сидеть ставилась оценка – 0 баллов (больных не было).

Способность ходить по лестнице нормально без посторонней помощи оценивалась в 4 балла (18 больных), при помощи перил – 2 балла (73 больных), при значительных трудностях – 1 балл (6 больных), при невозможности подняться по лестнице – 0 баллов. Способность пациента преодолевать определенное расстояние учитывалась следующим образом: – ходьба без ограничений – 11 баллов (4 больных);

Возможность самообслуживания определялась самостоятельным надеванием обуви и носков: без ограничения – 4 балла (2 больных), с ограничением – 2 балла (90 больных), при невозможности – 0 баллов (5 больных).

Если пациент был способен пользоваться общественным транспортом, это оценивалось в 1 балл (все 97 больных), а если нет в 0 баллов (нет больных).

Таким образом, обобщая функциональные возможности тазобедренного сустава, можно говорить об ограничения нагрузки на конечность, что имеет важное значение для определения необходимости оперативного лечения. Оценка степени нагрузки проводилась по следующим параметрам: 1. Полная нагрузка имела место при возможности передвижения без дополнительной опоры – больных не было; 2. Частичная нагрузка определялась при ходьбе с тростью – 42 (31,6%)

Деформация, с максимальным значением 4 балла, определялась наличием укорочения конечности, сгибательной и приводящей контрактурами, фиксированной внутренней ротации в положении разгибания.

Если относительное укорочение конечности не превышало 1 см, количество баллов равнялось – 1. Здесь мы несколько видоизменили шкалу Харриса, согласно которой любое укорочение, не превышающее 3 см, оценивалось в 1 балл. Мы считаем, что укорочение, превышающее 1 см, уже приводит к изменениям механики ходьбы. Поэтому укорочение более 1 см мы оценивали в 0 баллов (89 больных).

Сгибательная контрактура до 30 градусов, приводящая контрактура до 10 градусов, внутренняя ротация в положении разгибания, не превышающая 10 градусов, оценивались по 1 баллу (92 больных), при большей контрактуре ставилась оценка в 0 баллов (5 больных). Общая оценка по этим градациям определялась суммированием баллов, полученным по данным категориям.

Объем движений в тазобедренном суставе измерялся при помощи угломера. Определялся объем сгибания, отведения, приведения, наружной и внутренней ротации с максимальной общей оценкой в 5 баллов.

Если сгибание превышало 90 градусов, отведение и приведение было больше 15 градусов, наружная ротация более 30 градусов, а внутренняя ротация более 15 градусов, то каждое измерение оценивалось в 1 балл (76 больных). Если указанные измерения были меньше данных величин, то каждая величина оценивалась в 0 баллов (21 больной).

Показания к эндопротезированию тазобедренного сустава

Рекомендации по эндопротезированию основаны на степени боли и ограничения движений (фактически инвалидности), а не на возрасте пациента. Большинство пациентов, которым выполнятся эндопротезирование за рубежом — это люди в возрасте от 50 до 80 лет. Мы имеем большой опыт направления пациентов в клиники Европы и Кореи, а статистика говорит нам об успешной замене тазобедренных суставов во всех возрастных группах: от молодого подростка с ювенильным артритом, до пожилых пациентов с дегенеративными изменениями в суставе.

Хирургия является одним из основных методов лечения заболеваний опорно-двигательного аппарата. Израильские хирурги-ортопеды, оказывая помощь больным людям, используют передовые медицинские технологии, в том числе проводят ортопедические операции с использованием компьютерной навигации.

Возможности компьютерной навигации

Данные технологии позволяют существенно повысить эффективность хирургического лечения. В системах визуализации применяется инфракрасное излучение; полученная информация, обработанная при помощи специальной компьютерной программы, позволяет построить изображение сустава и правильно отразить положение хирургических инструментов. Компьютер предоставляет хирургу визуальную информацию, которая дает возможность принимать оптимальные решения и обеспечить максимально точную установку компонентов эндопротеза.

Применение компьютерной навигации в процессе эндопротезирования суставов позволяет уменьшить хирургические разрезы. В свою очередь, хирургия малых разрезов сокращает потерю крови, ускоряет заживление, снижает бои в послеоперационном периоде.

Сегодня компьютерная навигация чаще всего применяется при замене таких суставов, как тазобедренный и коленный; однако системы компьютерного позиционирования могут использоваться и при эндопротезировании локтевых и плечевых суставов, позволяя устранять последствия спортивных и бытовых травм, а также различных хронических заболеваний, в первую очередь артрозов.

Кроме того, без помощи компьютерной навигации сложно обойтись при операциях протезирования мелких суставов (например, суставов пальцев рук), поскольку в этом случае необходима предельная точность. Также навигационные системы используются при корригирующих остеотомиях и артроскопической реконструкции крестообразных связок коленного сустава.

Большое значение имеет компьютерная навигация при лечении пациентов, у которых отмечаются значительные деформации костей. Методы цифрового позиционирования помогают врачам и в тех случаях, когда требуется выполнить одномоментное хирургическое лечение нескольких суставов.

Компьютерная навигация и эндопротезирование коленного сустава

У каждого человека коленный сустав обладает определенными индивидуальными особенностями, которые затрудняют точную установку компонентов эндопротеза. Коленный сустав имеет сложную биомеханику, и если хотя бы немного сместить компоненты эндопротеза, хромота и боли после операции протезирования могут сохраниться, а иногда и усилиться; протез при этом быстро выйдет из строя, в результате потребуется повторная операция. По статистике, в течение первых 10 лет после эндропротезирования примерно 15% протезов коленного сустава утрачивают стабильность.

На помощь приходят современные системы компьютерной навигации, которые позволяют:

обеспечить точную ориентацию проксимального спила голени и дистального спила бедра (такие спилы должны быть перпендикулярны оси конечности);
установить положение и размеры бедренного компонента сустава;
определить биомеханическую ось нижней конечности в различных положениях при сгибании и разгибании в коленном суставе;
установить, насколько стабилен коленный сустав в различных положениях до и после установки имплантатов.

Кратко расскажем о ходе операции с применением компьютерной навигации. После анестезии, выполнения доступа и установки датчиков хирург-ортопед осуществляет настройку аппаратуры и устанавливает анатомические ориентиры голени и бедра. Затем компьютер строит модель подлежащего замене коленного сустава, в том числе определяет размер компонентов и параметры их деформации, объем движений в суставе, положение и ориентацию спилов. Данные выводятся на монитор перед врачом в режиме реального времени.

Далее врач устанавливает по навигатору блоки для осуществления резекции бедра и голени. Осуществляется резекция костей. Ротация бедренного и тибиального компонентов сустава также определяется навигатором. Производится пробная установка компонентов эндопротеза, после чего искусственный сустав имплантируется и закрепляется в теле пациента под компьютерным контролем с учетом биомеханической оси конечности и стабильности сустава в различных положениях.

Установка коленного протеза с использованием системы компьютерной навигации несколько увеличивает длительность операции (на 20-30 минут), но достоинств у данной технологии куда больше, чем недостатков. В отдельных случаях эндопротезирования коленного сустава без компьютерной навигации не обойтись — например, в случае грубых деформаций костей или при наличии в костномозговом канале фиксаторов (шурупов, винтов и т.д.) после остеосинтеза.

Компьютерная навигация при реконструкции крестообразных связок коленного cустава

Реконструкция передней крестообразной связки коленного сустава артроскопическим доступом представляет собой весьма широко распространенное хирургическое вмешательство в области общей и спортивной травматологии. Несмотря на большой опыт проведения подобных операций, хорошие результаты реконструкции связок отмечаются только в 75-90% всех случаев, и причиной неудач нередко становятся хирургические ошибки, в том числе обусловленные недостатком информации об анатомических особенностях сустава пациента или неправильным расположением трансплантата.

Навигационные системы позволяют сформировать трехмерное изображение определенных частей тела конкретного человека. Применяющий компьютерную навигацию специалист во время осуществления операции на коленных связках может пользоваться как изображением, которое передается с камеры зонда, так и трехмерным компьютерным изображением с одновременным указанием точного местонахождения хирургических инструментов.

Можно с уверенностью утверждать, что операции с применением компьютерной навигации на связках колена имеют неоспоримые преимущества даже перед обычными артроскопическими методиками. Конечно, даже самые передовые компьютерные технологии не способны заменить врача, но они существенно облегчают работу специалистов израильских ортопедических клиник и позволяют добиваться наилучших результатов хирургического лечения.

Аннотация научной статьи по медицинским технологиям, автор научной работы — Варфоломеев Денис Игоревич, Самодай Валерий Григорьевич

Цель. Провести сравнительную оценку разработанной оригинальной системы навигации и позиционирования и оптической навигационной системы при эндопротезировании тазобедренного сустава . Методика. Система навигации и позиционирования включает в себя оригинальные навигационную систему для эндопротезирования тазобедренного сустава , устройство для фиксации больного при эндопротезировании тазобедренного сустава , устройство для определения длины конечности и офсета. Проведено сравнение двух групп пациентов, находившихся на лечении в Воронежской областной клинической больнице №1 с 01.01.2015 г. по 31.12.2017 г. В группу сравнения вошли 32 больных, которые были прооперированы с использованием разработанной навигационной системы , в контрольную 43 пациента, оперированные при помощи оптической навигационной системы . Результаты. Разработанная система навигации и позиционирования позволяют обеспечить выполнение всех функций, реализуемых современными оптическими навигационными системами с сопоставимой точностью установки имплантатов. При этом ее преимуществами является снижение травматичности вмешательства, а также возможность контроля усилия при установке компонентов эндопротеза. Заключение. Использование предложенной системы навигации и позиционирования позволяет улучшить результаты операции тотального эндопротезирования тазобедренного сустава и повысить качество жизни пациентов.

FEATURES OF ORIGINAL NAVIGATION AND POSITIONING SYSTEM FOR HIP REPLACEMENT

Objective. To conduct a comparative assessment of the developed original navigation and positioning system and optical navigation system for hip replacement. Methods. The navigation and positioning system includes the original navigation system for hip replacement, a device for fixing the patient during hip replacement, a device for determining the length of the limb and offset. A comparison of two groups of patients who were treated at the Voronezh regional clinical hospital N1 from 01.01.2015 to 31.12.2017 was made. The comparison group included 32 patients who were operated using the developed navigation system , the control group included 43 patients operated using an optical navigation system . Results. The developed navigation and positioning system allows to ensure the performance of all functions implemented by modern navigation systems with comparable accuracy of implant placement. At the same time, its advantages are the reduction of traumatic intervention, and also a possibility of control of effort at installation of components of an endoprosthesis. Conclusions. The use of the proposed navigation and positioning system can improve the quality of total hip replacement surgery and improve the quality of life of patients.

Воронежский государственный медицинский университет им. Н.Н. Бурденко, Россия, 394036, Воронеж, ул Студенческая, 10

Методика. Система навигации и позиционирования включает в себя оригинальные навигационную систему для эндопротезирования тазобедренного сустава, устройство для фиксации больного при эндопротезировании тазобедренного сустава, устройство для определения длины конечности и офсета. Проведено сравнение двух групп пациентов, находившихся на лечении в Воронежской областной клинической больнице №1 с 01.01.2015 г. по 31.12.2017 г. В группу сравнения вошли 32 больных, которые были прооперированы с использованием разработанной навигационной системы, в контрольную - 43 пациента, оперированные при помощи оптической навигационной системы.

Результаты. Разработанная система навигации и позиционирования позволяют обеспечить выполнение всех функций, реализуемых современными оптическими навигационными системами с сопоставимой точностью установки имплантатов. При этом ее преимуществами является снижение травматичности вмешательства, а также возможность контроля усилия при установке компонентов эндопротеза.

Заключение. Использование предложенной системы навигации и позиционирования позволяет улучшить результаты операции тотального эндопротезирования тазобедренного сустава и повысить качество жизни пациентов.

Ключевые слова: эндопротезирование тазобедренного сустава, навигационная система, гироскоп, акселерометр

FEATURES OF ORIGINAL NAVIGATION AND POSITIONING SYSTEM FOR HIP REPLACEMENT Varfolomeev D.I., Samoday V.G.

Voronezh State Medical University named of N.N. Burdenko, 10, Studencheskaja St., 394036, Voronezh, Russia

Objective. To conduct a comparative assessment of the developed original navigation and positioning system and optical navigation system for hip replacement.

Methods. The navigation and positioning system includes the original navigation system for hip replacement, a device for fixing the patient during hip replacement, a device for determining the length of the limb and offset. A comparison of two groups of patients who were treated at the Voronezh regional clinical hospital N1 from 01.01.2015 to 31.12.2017 was made. The comparison group included 32 patients who were operated using the developed navigation system, the control group included 43 patients operated using an optical navigation system.

Results. The developed navigation and positioning system allows to ensure the performance of all functions implemented by modern navigation systems with comparable accuracy of implant placement. At the same time, its advantages are the reduction of traumatic intervention, and also a possibility of control of effort at installation of components of an endoprosthesis.

Conclusions. The use of the proposed navigation and positioning system can improve the quality of total hip replacement surgery and improve the quality of life of patients.

Keywords: hip arthroplasty, navigation system, gyroscope, accelerometer

Результаты эндопротезирования тазобедренного сустава зависят от большого количества факторов, одним из наиболее важных является корректное положение имплантатов. Развитие ряда осложнений и нежелательных явлений, таких, как импинджмент синдром, вывихи головки искусственного сустава, повышенный износ пары трения, ограничение амплитуды движений зависят от того, насколько правильно установлены компоненты эндопротеза [4, 5]. Широкое использование малоинвазивных доступов значительно усложняет визуализацию в ране и, соответственно, ориентацию имплантатов. По данным литературы, частота неправильно установленных компонентов эндопротеза достигает 30-60% [8].

Для правильной установки компонентов эндопротеза разработаны различные способы их ориентации, а также навигационные устройства - механические навигационные средства и компьютерные навигационные системы. Однако, все они не лишены недостатков и ограничений в применении. При использовании механических навигационных устройств определение положения компонентов эндопротеза часто осуществляется субъективно [10]. Компьютерные оптические навигационные системы в настоящее время являются одними из наиболее точных устройств для позиционирования имплантатов [7]. Однако, они также имеют свои недостатки, например, необходимость дополнительных инвазивных вмешательств, увеличенная продолжительность операции [9]. Нельзя не отметить высокую стоимость современных навигационных систем, в связи с чем, далеко не все клиники могут позволить себе их приобретение.

Цель - провести сравнительную оценку разработанной оригинальной системы навигации и позиционирования и оптической навигационной системы при эндопротезировании тазобедренного сустава.

Система навигации и позиционирования включает в себя оригинальные навигационную систему для эндопротезирования тазобедренного сустава, устройство для фиксации больного при эндопротезировании тазобедренного сустава, устройство для определения длины конечности и офсета 1.

Навигационная система состоит из 3-х датчиков пространственного положения, каждый из которых представляет собой микроэлектромеханическую систему (МЭМС) - гироскоп и акселерометр, соединенную с радиопередатчиком. Датчики по своим функциональным возможностям аналогичны друг другу. Они фиксируются на инструментах для установки имплантатов, а также на голени пациента (рис. 1).

Рис. 1. Состав системы навигации и позиционирования: 1 - устройство для оценки длины конечности и офсета, 2 - лазерный луч, 3 - датчик пространственного положения, 4 - устройство для фиксации больного, 5 - направитель для установки чашки, 6 - датчик пространственного положения, 7 - направитель для установки ножки, 8 - датчик пространственного положения, 9 - персональный компьютер

Информация от датчиков пространственного положения передается в персональный компьютер и отображается на мониторе. Для работы системы может быть использован любой персональный компьютер, на который предварительно устанавливается специальное программное обеспечение. Для того чтобы повысить точность позиционирования имплантатов и обеспечить неподвижную фиксацию пациента при эндопротезировании применяется разработанное устройство для фиксации больного при эндопротезировании тазобедренного сустава. В отличие от типовых упоров, входящих в состав операционного стола, предложенное устройство за счет наличия в них элементов, устанавливаемых на крылья подвздошных костей, позволяют надежно фиксировать их в необходимом положении.

Таким образом, тазовая кость определенным образом (биспинальная линия перпендикулярна плоскости операционного стола, а продольная ось тела параллельна длинной стороне стола) располагается в трехмерной системе координат XYZ относительно которой рассчитываются значения параметров при установке компонентов эндопротеза.

Датчики пространственного положения перед операцией калибруются в данной системе координат. В процессе операции информация о положении инструментов в пространстве передается в персональный компьютер и отображается на дисплее (рис. 2).

Рис. 2. Внешний вид окна программы навигационной системы при установке бедренного компонента эндопротеза. А - отображение положения инструментов: антеторсия бедренного компонента эндопротеза = 19; Б - графическое отображение положения голени: сгибание голени = 1 и вертикальность = 0

Оценка длины конечности и офсета осуществляется с использованием устройства, состоящего из двух лазерных излучателей, расположенных на направляющей, которая фиксируется на штативе (рис. 1).

Длина конечности во время операции определяется следующим образом. Таз пациента неподвижно фиксируется на операционном столе. Параллельно длинной стороне операционного стола устанавливают направляющую на стойке таким образом, чтобы она располагалась в горизонтальной плоскости. Для определения начальной длины конечности первым и вторым лазерными излучателями формируют два лазерных вертикальных луча в виде плоскостей, направленные в сторону оперируемой конечности, один из которых направлен на середину крыла подвздошной кости, второй - на наружную лодыжку. В местах падения лучей (в виде линий) делают отметки стерильным хирургическим маркером. После установки пробных компонентов эндопротеза стерильной линейкой определяется величина смещения линии падения луча

относительно метки на лодыжке (нанесенной перед началом операции) вдоль оси конечности, которая является значением изменения длины конечности в результате операции.

В исследование были включены 75 больных, находившихся на лечении в Воронежской областной клинической больнице №1 с 01.01.2015 г. по 31.12.2017 г. Все больные были разделены на 2 группы. В первую (группу сравнения) группу вошли 32 больных, которые были прооперированы с использованием разработанной навигационной системы. Вторую (контрольную) группу составили 43 пациента, оперированные при помощи оптической навигационной системы фирмы Ле8еи1ар. Возраст больных в группе сравнения составил в среднем 65,8±13,1 лет, в контрольной группе - 68,4±11,8 лет. Все пациенты были прооперированы по поводу идиопатического коксартроза.

В послеоперационном периоде пациентам выполнялись рентгенограммы тазобедренного сустава для оценки положения компонентов эндопротеза. Также проводилась оценка состояния больных по шкале Харриса.

Сравнение 2-х независимых выборок, соответствующих нормальному распределению, осуществлялось с использованием непарного критерия Стьюдента для независимых выборок. Статистически достоверными считались различия при статистической значимости р Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Таким образом, разработанная система навигации и позиционирования позволяют обеспечить выполнение всех функций, реализуемых современными навигационными системами с сопоставимой точностью установки имплантатов. При этом ее преимуществами является снижение травматичности вмешательства за счет ее неинвазивности, а также возможности контроля усилия при установке компонентов эндопротеза. Разработанная навигационная система малогабаритна, мобильна, обеспечивает высокую оперативность доставки и развертывания в любой операционной. Низкая стоимость предложенных устройств и инструментов обеспечивает доступность оснащения ими стационаров травматолого-ортопедического профиля. Таким образом, использование предложенной системы навигации и позиционирования позволяет улучшить результаты выполнения операции тотального эндопротезирования тазобедренного сустава и повысить качество жизни пациентов.

1. Варфоломеев Д.И., Варфоломеева И.И., Брижань Л.К. и др. Навигационная система для эндопротезирования тазобедренного сустава // патент РФ на изобретение №2592129. опубликовано 20.07.2016, Бюллетень №20. [Varfolomeev D.I., Varfolomeeva I.I., Brizhan L.K. et al. Navigacionnaya sistema dlya ehndoprotezirovaniya tazobedrennogo sustava. Navigation system for hip replacement // Patent of Russian Federation N2592129. Publication 20.07.2016. Bulletin N20. (in Russian)]

2. Варфоломеев Д.И., Самодай В.Г. Устройство для фиксации больного при эндопротезировании тазобедренного сустава // Патент РФ на изобретение №2634030. опубликовано 23.10.2017. Бюллетень №30. [Varfolomeev D.I., Samodaj V.G. Ustrojstvo dlya fiksacii bol'nogo pri ehndoprotezirovanii tazobedrennogo sustava. Device for fixing the patient in total hip arthroplasty // patent of Russian Federation N2634030. Publication 23.10.2017. Bulletin N30. (in Russian)]

3. Варфоломеев Д.И. Способ определения параметров опорно-двигательного аппарата при эндопротезировании тазобедренного сустава: заявка на изобретение №2018144084, заявл. 12.12.2018. [Varfolomeev D.I. Sposob opredeleniya parametrov oporno-dvigatel'nogo apparata pri ehndoprotezirovanii tazobedrennogo sustava. Method of determination the parameters of the musculoskeletal system at hip replacement // Application for invention N2018144084, from 12.12.2018. (in Russian)]

4. Загородний Н.В. Эндопротезирование тазобедренного сустава. Основы и практика: руководство. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2012. - С. 456-457. [Zagorodnij N.V. Endoprotezirovanie tazobedrennogo sustava. Osnovy i praktika: rukovodstvo. Hip replacement. Fundamentals and practice. - Moscow, GEOTAR-Media, 2012. - P. 456-57. (in Russian)]

5. Ортопедия: национальное руководство / под. редакцией С.П. Миронова, Г.П. Котельникова. - М: ГЭОТАР-Медиа, 2008. - С. 229-230. [Ortopediya: nacional'noe rukovodstvo / pod. redakciej S.P. Mironova, G.P. Kotel'nikova. Orthopaedics: the national guide. - Moscow, GEOTAR-Media, 2008. - P. 229-230. (In Russian)]

6. Руководство по эндопротезированию тазобедренного сустава / под ред. P.M. Тихилова, В.М. Шаповалова. - СПб.: РНИИТО им. P.P. Вредена, 2008. - С. 194-195. [Rukovodstvo po ehndoprotezirovaniyu tazobedrennogo sustava / pod red. P.M. Tihilova, V.M. Shapovalova. The Guide for hip arthroplasty. - Saint-Petersburg, RNIITO of R.R. Vreden, 2008. - P. 194-95. (In Russian)]

7. Barrack R., Krempec J., Clohisy J. et al. Accuracy of acetabular component position in hip arthroplasty // Journal of bone and joint surgery American. - 2013. - V.95, N19. - P. 1760-1768.

8. Greidanus N.V., Chihab S., Garbuz D.S. et al. Outcomes of minimally invasive anterolateral THA are not superior to those of minimally invasive direct lateral and posterolateral THA // Clinical Orthopaedics and Related Research. - 2013. - N471. - P. 463-471.

9. Lambers A.P. Morbidity and safety of iliac crest reference array pins in navigated total hip arthroplasty: a prospective cohort study // The Journal of arthroplasty. - 2018. - N33. - P. 1557-1561.

10. Steppacher S.D., Kowal J.H., Murphy S.B. Improving Cup Positioning Using a Mechanical Navigation Instrument // Clinical Orthopaedics and Related Research. - 2011. - N469. - P. 423-428.

Информация об авторах

Варфоломеев Денис Игоревич - врач травматолог-ортопед, слушатель кафедры травматологии и ортопедии ФГБОУ ВО

Самодай Валерий Григорьевич - доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой травматологии и

Читайте также: