Способ оценки положения компонентов эндопротеза тазобедренного сустава
Владельцы патента RU 2525206:
федеральное государственное бюджетное учреждение "Новосибирский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "ННИИТО" Минздрава России) (RU)
Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии, ортопедии и лучевой диагностике и может быть использовано при оценке положения компонентов эндопротеза тазобедренного сустава. Для определения истинных угловых взаимоотношений компонентов эндопротеза с костными структурами и между собой оценивают томограммы области центра сферы головки эндопротеза, шейки эндопротеза, дистального отдела бедренной кости в области надмыщелков и крестцового отдела позвоночника на уровне S1 позвонка путем их наложения друг на друга с использованием в качестве ориентира статичной линии контура стола томографа на томограммах. На совмещенных томограммах области центра сферы головки эндопротеза шейки эндопротеза и дистального отдела бедренной кости в области надмыщелков, проводят оси шейки эндопротеза и проксимального отдела бедренного компонента эндопротеза и надмыщелковую линию. Угол деклинации бедренного компонента измеряют между надмыщелковой линией и осью шейки эндопротеза, а угол торсии проксимального отдела бедренного компонента эндопротеза измеряют между надмыщелковой линией и осью проксимального отдела бедренного компонента эндопротеза. Угол наклона тазового компонента измеряют между осью крестца и осью тазового компонента на совмещенных томограммах крестцового отдела позвоночника на уровне S1 позвонка и области центра головки эндопротеза. Ось крестца проводят через вершины передней поверхности обоих крестцово-подвздошных сочленений, а ось тазового компонента - через передний и задний края тазового компонента. Способ позволяет выявить причины вывиха и износа компонентов эндопротеза, а также нарушений биомеханики конечности, связанных с пространственным положением этих компонентов и их взаимоотношением между собой и с костными структурами в горизонтальной плоскости. 9 ил., 1 пр.
Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии, ортопедии и лучевой диагностике и может быть использовано при оценке положения компонентов эндопротеза тазобедренного сустава, для определения риска возникновения ацетабулярной нестабильности, износа тазового компонента эндопротеза, оценки биомеханики тазобедренного сустава, а также для определения хирургической тактики при реэндопротезировании тазобедренного сустава.
Известен способ определения правильности положения компонентов эндопротеза тазобедренного сустава (патент №RU 2143860 С1). Способ осуществляется путем выполнения рентгенограмм тазобедренного сустава в задней, боковой и аксиальной проекциях, по которым определяют расстояние между поверхностями головки бедренного компонента и наружными отделами тазового компонента эндопротеза на рентгенограммах в задней и боковой проекциях. Для определения особенностей пространственных соотношений в тазобедренном суставе и положения головки бедренного компонента в тазовом компоненте эндопротеза определяют: угол наклона вертлужной впадины во фронтальной плоскости (угол Шарпа), проекционный шеечно-диафизарный угол, проекционный угол антеверсии, проекционный угол фронтальной инклинации.
Однако рентгенография не обеспечивает точности измерения, поскольку она очень зависима от укладки пациента. Оценка истинных положений тазового и бедренного компонентов по рентгенограммам требует довольно сложных расчетов. Отсутствие точной оценки положения компонентов эндопротеза в горизонтальной плоскости не позволяет выявить причину нарушения биомеханики эндопротеза, связанного с нарушением взаимоотношений его компонентов, и тем самым установить причины вывихов и быстрого износа эндопротеза.
Наиболее близким к заявляемому является способ определения положения компонентов эндопротеза при их смещении после оперативного вмешательства с использованием компьютерной томографии (Mitsuhito Komeno, Masahiro Hasegawa, Akihiro Sudo. Computed tomographic evaluation of component position on dislocation after total hip arthroplasty. Orthopedics, December 2006 - volume 29 - Issue 12)*. Для данного способа диагностики используются 3 томограммы: на уровне центра головки бедренного компонента, шейки бедренного компонента и дистального конца бедренной кости. Угол антеверсии вертлужной чашки (наклона тазового компонента) определяется по Maim как угол между линией, соединяющей передний и задний края чашки эндопротеза, и перпендикуляром, опущенным к линии, соединяющей задние отделы таза на томограмме, сделанной на уровне центра головки эндопротеза. Угол антеверсии ножки эндопротеза (деклинации) бедренного компонента определяется по Piercho как угол между осью шейки и линией, соединяющей задние элементы мыщелков бедренной кости.
Однако определение положение тазового компонента эндопротеза относительно таза может быть неточным из-за наличия у пациента перекоса таза во фронтальной плоскости. Способ дает представление только о деклинации бедренного компонента эндопротеза и не выявляет угловые взаимоотношения шейки эндопротеза и проксимального отдела бедренного компонента эндопротеза, что важно при использовании модульных систем эндопротеза. Дегенеративные изменения коленного сустава приводят к изменению контура задней поверхности мыщелков бедренной кости, что при использовании касательной к контуру задней поверхности мыщелков бедра в качестве базовой линии влияет на получение точных данных о деклинации бедренного компонента эндопротеза.
Задачей данного изобретения является разработка способа определения положения компонентов эндопротеза тазобедренного сустава с использованием многосрезовых спиральных компьютерных томограмм тазобедренного и коленного суставов путем их наложения и точного сопоставления изображений для определения истинных угловых взаимоотношений компонентов эндопротеза с костными структурами и между собой.
Поставленная задача решается за счет того, что оценивают томограммы области центра сферы головки эндопротеза, шейки эндопротеза, дистального отдела бедренной кости в области надмыщелков и крестцового отдела позвоночника на уровне S1 позвонка путем их наложения друг на друга с использованием в качестве ориентира статичной линии контура стола томографа на томограммах, при этом совмещают томограммы области центра сферы головки эндопротеза, шейки эндопротеза и дистального отдела бедренной кости в области надмыщелков, проводят оси шейки эндопротеза и проксимального отдела бедренного компонента эндопротеза, и надмыщелковую линию, измеряют угол деклинации бедренного компонента между надмыщелковой линией и осью шейки эндопротеза, измеряют угол торсии проксимального отдела бедренного компонента эндопротеза между надмыщелковой линией и осью проксимального отдела бедренной компонента эндопротеза; совмещают томограммы крестцового отдела позвоночника на уровне S1 позвонка и области центра головки эндопротеза, проводят ось крестца через вершины передних поверхностей обоих крестцово-подвздошных сочленений и ось тазового компонента через передний и задний края тазового компонента, измеряют угол наклона тазового компонента между осью крестца и осью тазового компонента.
Решение поставленной задачи позволяет выявить причины вывиха и износа компонентов эндопротеза, а также нарушений биомеханики конечности, связанных с пространственным положением этих компонентов и их взаимоотношением между собой и с костными структурами в горизонтальной плоскости.
Технический результат достигается за счет того, что пространственное положение и взаимоотношение компонентов эндопротеза определяется без проекционного искажения по томограммам в истинном масштабе. Использование статичной и постоянной линии стола томографа на томограммах в качестве ориентира при их наложении позволяет сопоставить изображения в горизонтальной плоскости по биомеханической оси конечности и получить картину истинного пространственного положения бедренного компонента эндопротеза относительно дистального конца бедренной кости и истинного пространственного положения тазового компонента эндопротеза относительно крестца.
Описание способа поясняется рисунками.
На фиг.1 представлена томограмма области центра сферы головки бедренного компонента эндопротеза.
На фиг.2 представлена томограмма шейки бедренного компонента эндопротеза.
На фиг.3 представлено изображение, полученное при наложении томограмм области центра сферы головки (фиг.1) и шейки бедренного компонента эндопротеза (фиг.2).
На фиг.4 представлена томограмма мыщелков бедренной кости на уровне надмыщелков.
На фиг.5 представлено изображение, полученное при наложении томограмм области центра сферы головки бедренного компонента эндопротеза (фиг.1), шейки этого компонента (фиг.2) и мыщелков бедренной кости (фиг.4).
На фиг.6 представлена томограмма крестцовой области на уровне S1 позвонка.
На фиг.7 представлено изображение, полученное при наложении томограмм крестцовой области на уровне S1 позвонка (фиг.6) и области центра сферы головки бедренного компонента эндопротеза (фиг.1).
Способ осуществляется следующим образом.
Выполняется многосрезовая спиральная компьютерная томография (МСКТ) областей крестцово-подвздошных сочленений, тазобедренных суставов и метаэпифиза бедренных костей. Для исследования используются томограммы в масштабе 1:1, что обеспечивает точность измерения величин. Положение бедренного компонента эндопротеза оценивается путем наложения друг на друга томограмм области центра сферы головки (фиг.1) эндопротеза, его шейки (фиг.2) и дистального отдела бедренной кости в области надмыщелков (фиг.3). Положение тазового компонента эндопротеза оценивается путем наложения друг на друга томограмм области центра сферы головки (фиг.1) эндопротеза и области крестцового отдела позвоночника на уровне S1 позвонка (фиг.6). Для точного сопоставления изображений при наложении томограмм в качестве ориентира используется статичная линия (1), отображающая плоскость стола томографа на томограммах.
При определении положения бедренного компонента эндопротеза измеряется угол его деклинации и угол торсии проксимального отдела бедренного компонента. Для этого на томограмму области центра головки бедренного компонента (фиг.1) производится «наложение» томограммы области шейки бедренного компонента (фиг.2). На совмещенных томограммах (фиг.3) определяется ось (2) шейки эндопротеза соединением центра ротации головки с центром шейки. Затем при использовании модульного эндопротеза, определяется ось (3) проксимального отдела бедренной кости. Для этого на отрезке оси (2) шейки эндопротеза, ограниченного контуром бедренного компонента и наружным контуром большого вертела, находится средняя точка. Эта точка соединяется с наиболее выступающей точкой заднего контура большого вертела. Затем на томограмме дистального отдела бедренной кости в области надмыщелков (фиг.4) определяются две наиболее выступающие точки надмыщелков, через которые проводится линия (4) надмыщелков. Затем эта томограмма (фиг.4) накладывается на совмещенные томограммы (фиг.3) области центра сферы головки эндопротеза бедренной кости (фиг.1) и шейки эндопротеза бедренной кости (фиг.2). На полученном совмещенном изображении (фиг.5) измеряется угол, образованный линией (4) надмыщелков и осью (2) шейки эндопротеза, характеризующий угол деклинации бедренного компонента эндопротеза, и угол между линией (4) надмыщелков и осью (3) проксимального отдела бедренного компонента, который характеризует угол его торсии.
Положение тазового компонента определяется относительно оси крестца, поскольку крестец является «базисом» опорно-двигательного аппарата тела человека и основой тазового кольца. Для этого на томограмму области центра головки эндопротеза (фиг.1) производится «наложение» томограммы крестцовой области позвоночника на уровне S1 позвонка (фиг.6). На совмещенных томограммах (фиг.7) определяется ось 5 крестца. Для этого проводится линия на уровне верхней замыкательной пластинки S1 позвонка во фронтальной плоскости и через вершины передней поверхности обоих крестцово-подвздошных сочленений в горизонтальной плоскости. Затем определяется ось 6 тазового компонента эндопротеза. Для этого через точки переднего и заднего края входа тазового компонента проводится прямая. Затем измеряется угол между осью 5 крестца и осью 6 тазового компонента эндопротеза, который характеризует угол наклона тазового компонента относительно крестца. Пример клинического применения.
Больная С., 1955 года рождения, история болезни №45585, в июне 2009 г. поступила для оперативного лечения с жалобами на боли и ограничение движений в правом тазобедренном суставе. Диагноз при поступлении: Правосторонний диспластический коксартроз 3 ст.
Комбинированная контрактура левого тазобедренного сустава. Синдром левосторонней коксалгии. Выполнено эндопротезирование правого тазобедренного сустава эндопротезом Zweymuller (не модульный эндопротез). Через 6 месяцев появилась боль в области правого тазобедренного сустава, присоединилось укорочение правой нижней конечности. Обратилась в НИИТО, диагностирована дислокация тазового компонента. В августе 2011 г. выполнено реэндопротезирование правого тазобедренного сустава, через 2 месяца произошел вывих эндопротеза. При дополнительном исследовании выявлена вальгусная деформация правой нижней конечности в области коленного сустава с деформирующим остеоартрозом правого коленного сустава 3 ст. Выполнено открытое вправление бедренного компонента эндопротеза и одномоментно эндопротезирование правого коленного сустава. В раннем послеоперационном периоде через 2 недели после повторной операции рецидив вывиха бедренного компонента эндопротеза повторился. Выполнено реэндопротезирование правого тазобедренного сустава с использованием компьютерной навигации. Интраоперационно отмечается вертикализация ранее установленной ацетабулярной чашки эндопротеза. Под компьютерной навигацией тазовый компонент эндопротеза установлен в правильном положении. Спустя 2 недели рецидив вывиха бедренного компонента эндопротеза повторился. Выполнена МСКТ таза с уровня S1 до уровня малого вертела бедренной кости и коленных суставов для оценки положения эндопротеза. С целью определения причины вывиха бедренного компонента эндопротеза и возможности восстановления правильной биомеханики тазобедренного сустава для достижения адекватного распределения физиологической нагрузки в нем проведена оценка положения компонентов эндопротеза с использованием предложенного способа.
Для определения угла деклинации бедренного компонента эндопротеза использовались томограммы правого тазобедренного сустава в области центра сферы головки эндопротеза, шейки эндопротеза и дистального отдела бедренной кости в области надмыщелков. Выполнено наложение указанных томограмм с использованием линии стола на томограммах в качестве базового ориентира при сопоставлении изображений. Затем выполнено расчерчивание по предложенному способу (фиг.8 и фиг.9) и измерены соответствующие углы. Измерения показали, что угол деклинации эндопротеза составил 45º (фиг.9), что выявило имплантацию бедренного компонента эндопротеза с избыточной ротацией кпереди на 30º.
Для определения угла наклона тазового компонента эндопротеза использовались томограммы крестцовой области на уровне S1 позвонка и области центра головки бедренного компонента эндопротеза. Выполнено наложение указанных томограмм с использованием линии стола на томограммах в качестве базового ориентира при сопоставлении изображений. Затем выполнено расчерчивание по предложенному способу (фиг.8). Угол наклона тазового компонента эндопротеза равнялся 70º, что является нормой. 30.09.2011 г. выполнена операция: Реэндопротезирование бедренного компонента эндопротеза правого тазобедренного сустава эндопротезом Wright R.
С учетом полученных при измерениях данных оперативное вмешательство выполнено из переднебокового доступа, который при таком положении проксимального отдела бедренной кости позволяет лучше визуализировать его переднюю поверхность и передний край вертлужной впадины для ее менее травматичной обработки. Разрез наружный, прямой по наружной поверхности трети бедра. Рассечена кожа, подкожная клетчатка, фасция. Без рассечения остро мобилизована область шейки эндопротеза бедренной кости. Иссечены рубцовые ткани. Интраоперационно подтвердилась деклинация бедренного компонента эндопротеза 45º. Для удаления стабильного бедренного компонента эндопротеза выполнен продольный пропил бедренной кости.
Проксимальный отдел бедренной кости выведен в рану. Бедренный компонент удален. Для правильного ротационного положения бедренного компонента выполнена дополнительная обработка дуги Адамса рашпилем с его поворотом кзади и ориентацией на внутренний надмыщелок бедренной кости для восстановления нормальной деклинации бедренного компонента в 15°. В сформированный канал установлена ножка эндопротеза «Wright R» размером дистальная часть 12 мм, проксимальная часть STD2. Головка эндопротеза M (+5) фиксирована, собрана на длинной нейтральной шейке на бедренном компоненте. Протез собран в ране, проверен объем движения: объем движения достаточен, ни в одном положении тенденций к вывиху протеза нет.
С учетом полученных данных при реэндопротезировании устранена избыточная ротация бедренного компонента кпереди.
Послеоперационный период без особенностей. В послеоперационном периоде функция тазобедренного сустава восстановлена. Рецидивов вывихов не наблюдается. При контрольном обследовании пациентки через 6 месяцев на рентгенограммах сохраняется правильное положение эндопротеза, жалоб на боль в области эндопротеза нет.
Способ оценки положения компонентов эндопротеза тазобедренного сустава, заключающийся в оценке томограмм области центра сферы головки эндопротеза, шейки эндопротеза, дистального отдела бедренной кости в области надмыщелков и крестцового отдела позвоночника на уровне S1 позвонка путем их наложения друг на друга с использованием в качестве ориентира статичной линии контура стола томографа на томограммах, отличающийся тем, что совмещают томограммы области центра сферы головки эндопротеза, шейки эндопротеза и дистального отдела бедренной кости в области надмыщелков, проводят ось шейки эндопротеза, ось проксимального отдела бедренного компонента эндопротеза, для чего на отрезке оси шейки эндопротеза, ограниченного контуром бедренного компонента и наружным контуром большого вертела, находится средняя точка, эта точка соединяется с наиболее выступающей точкой заднего контура большого вертела, и надмыщелковую линию, измеряют угол деклинации бедренного компонента между надмыщелковой линией и осью шейки эндопротеза, измеряют угол торсии проксимального отдела бедренного компонента эндопротеза между надмыщелковой линией и осью проксимального отдела бедренного компонента эндопротеза; совмещают томограммы крестцового отдела позвоночника на уровне S1 позвонка и области центра головки эндопротеза, проводят ось крестца через вершины передней поверхности обоих крестцово-подвздошных сочленений и ось тазового компонента через передний и задний края тазового компонента, измеряют угол наклона тазового компонента между осью крестца и осью тазового компонента.
