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Methodenartikel

Sensorische Bewertung des Lückengleichgewichts in der mobilgelagerten unikompartimentellen Knieendoprothetik

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DOI:

10.3791/63711

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12. Juli 2022

 ,  ,  ,  ,  , 
1Graduate School of Peking Union Medical College and Chinese Academy of Medical Sciences, 2Department of Orthopaedic Surgery, China-Japan Friendship Hospital, 3Graduate School of Beijing University of Chinese Medicine, 4Department of Orthopaedic Surgery, Peking University China-Japan Friendship School of Clinical Medicine

* These authors contributed equally

In diesem Artikel

Zusammenfassung

In dieser Arbeit stellen wir ein Protokoll zur Messung der Spaltkontaktkraft und des Spaltgleichgewichts bei der beweglich gelagerten unikompartimentellen Knieendoprothetik (UKA) vor. Zusammen mit den klinischen und röntgenologischen Daten hoffen wir, den Normalbereich der Kontaktkraft zu bestimmen und die Schwelle des Spaltausgleichs festzulegen.

Zusammenfassung

Das wichtigste Verfahren der beweglichen unikompartimentellen Knieendoprothetik (UKA) ist der Ausgleich des Kniebeuge- und -extensionsspaltes. Herkömmlicherweise wurde das Gleichgewicht durch die subjektive Einschätzung des Aussteckens des Gefühlsmessgeräts bestimmt. Da es vor allem von der Erfahrung der Chirurgen abhing, war die Genauigkeit immer zweifelhaft. In den letzten 10 Jahren wurden Drucksensoren eingeführt, um das Lückengleichgewicht in der Knietotalendoprothetik (TKA) zu steuern. Die Sensortechnik wurde jedoch erst vor kurzem bei UKA eingeführt. Hier ist unsere sensorische Bewertung der Lückenbilanz in 20 Fällen UKA durch einen erfahrenen Chirurgen. Bei dem Sensor handelte es sich um eine speziell entwickelte Kraftsensormatrix, die der Form des Tibiaversuchs von UKA mit beweglichem Lager nachempfunden war. Die postoperativen klinischen Ergebnisse und die röntgenologischen Ergebnisse wurden für einen späteren Vergleich aufgezeichnet. Unser Ziel ist es, mit dieser Methode mehr als 200 Fälle von UKA durch verschiedene Chirurgen zu bewerten, um letztendlich das Gap-Balance-Ergebnis zu standardisieren.

Einleitung

Das bewegliche Lager UKA ist derzeit eine der erfolgreichsten Behandlungsmethoden bei der anteromedialen Osteoarthritis (AMOA) des Knies1. Die Balance von Flexions- und Extensionslücke während der Operation ist der Schlüssel zu einer erfolgreichen UKA 2,3. Die Spaltüberlastung kann den Verschleiß des beweglichen Lagers verschlimmern. Darüber hinaus kann die erhöhte Spaltkontaktkraft zu einer postoperativen Valgusdeformität und einer Degeneration des lateralen Kompartimentsführen 4. Daher ist das Erreichen einer optimalen Spaltdichte sowie einer akzeptablen Lückenbalance in UKA ein wichtiger Teil der Lernkurve5. Gemäß dem mobilgelagerten UKA-Handbuch der Operationstechnik6 muss der Chirurg das Fühlmessgerät zum Einführen und Herausstopfen des Gelenkspalts verwenden, um die Anpresskraft zu "spüren". Durch die Bewertung der Kraft, die zum Einsetzen und Entfernen des Einsatzes erforderlich ist, kann der Chirurg abschätzen, ob das Lückengleichgewicht akzeptabel ist. Daher hing das Urteil hauptsächlich von der Erfahrung des Chirurgen ab.

In den letzten Jahren wurde in der Knie-Totalendoprothetik (TKA) häufig über die digitale Messung des intraoperativen Lückengleichgewichts von medialem und lateralem Spalt berichtet7,8,9. Es wurden auch Empfehlungen für den Schwellenwert des Lückensaldosfestgelegt 7. Die Sensortechnik wurde jedoch erst vor kurzem in UKA eingeführt, ohne dass es ein allgemein anerkanntes Ziel des Gap-Balancings gab.

Im vergangenen Jahr wurde ein Kraftsensor eingeführt, der speziell für die Messung der Gelenkspaltkontaktkraft bei beweglich gelagerten UKA entwickelt wurde5. Im vorliegenden Forschungsprotokoll wird das sensorgestützte Verfahren zur Spaltkraftmessung demonstriert. Darüber hinaus wird eine Fallserie von 20 Patienten eingeschlossen, die sich einer mobil gelagerten UKA unterzogen hatten, um die Spaltkontaktkraft und die Lückenbilanz zu beurteilen. Das Endziel dieses Protokolls ist es, den normalen Bereich der Kontaktkraft zu bestimmen und den Schwellenwert für den Spaltausgleich bei mobil gelagerten UKA festzulegen.

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Protokoll

Diese Studie wurde von der Humanethikkommission des China-Japan Friendship Hospital genehmigt (Zulassungsnummer 2020-50-k28).

1. Vorbereitung und Sterilisation des Kraftsensors

  1. Verwenden Sie abriebfestes Klebeband, um den Kraftsensor vor der Sterilisation auf der Oberseite des Tibiaversuchs zu befestigen.
  2. Verpacken und sterilisieren Sie den Kraftsensor durch Niedertemperatursterilisation mit Wasserstoffperoxid-Gasplasma (Abbildung 1).
    HINWEIS: Der Sensor sollte an der Tibiaprobe befestigt werden, um die Wirkung der Scherkraft zu verhindern.

2. Verfahren des beweglichen Lagers UKA

  1. Führen Sie das Operationsverfahren des beweglichen Lagers UKA gemäß der Standard-Operationsanweisung6 oder der von Zhang et al.10 eingeführten kinematischen Ausrichtungstechnik durch.
  2. Stoppen Sie den Vorgang, wenn alle Knochenschnitte abgeschlossen sind und der Lückenausgleich manuell bestätigt wird.

3. Einbau des Kraftsensors

  1. Installieren Sie zuerst den Kraftsensor zusammen mit der Tibiaspur und dann die Femurkomponente.
  2. Stellen Sie sicher, dass der Sensor, die USB-Leitung und der Laptop richtig angeschlossen sind. Führen Sie danach die Fühlerlehre in den Bauteilspalt ein und platzieren Sie das Kniegelenk in einer tiefen Beugung von 120° als Ausgangspunkt der Messung. (Abbildung 2).
    HINWEIS: Verwenden Sie einen sterilisierten Winkelmesser, um die Genauigkeit des Kniebeugewinkels sicherzustellen.

4. Messung und Aufzeichnung von Rohdaten der Kontaktkraft

  1. Erfassen Sie Rohdaten des Kraftwertes mit einem für diesen Sensor entwickelten Computerprogramm.
  2. Achten Sie zunächst auf die rechte Seite der Bedienoberfläche (Abbildung 3) und stellen Sie die Aufnahmefrequenz auf 10 Hz und die Aufnahmezeit auf 5 s ein. Klicken Sie dann auf die Schaltfläche Datenfeedback , wenn das Knie im Beugewinkel von 120° platziert ist.
  3. Wenn der Aufnahmevorgang abgeschlossen ist, klicken Sie erneut auf die Schaltfläche Datenrückmeldung , wenn die Kniebeugung 90° beträgt, dann 60°, 45°, 20° und 0° (Abbildung 3).
    HINWEIS: Rohdaten werden vom Computerprogramm in .txt Dateien gespeichert, und eine weitere Verwaltung ist erforderlich, um den Kraftwert zu ermitteln.

5. Verwaltung von Rohdaten

  1. Geben Sie die .txt Datei in eine Tabelle (digitale Tabelle) ein, um die Rohdaten zu konvertieren. Berechnen Sie den Durchschnittswert von 50 Datensätzen als Kontaktkraft.
    HINWEIS: Das Programm kann auch die Verteilung der Kontaktkraft anzeigen.

6. Klinische und röntgenologische Beobachtungen

  1. Notieren Sie die demografischen Daten des Patienten, z. B. Alter, Geschlecht, Diagnose und den American Knee Society Score (AKSS).
  2. Röntgenaufnahmen der anteroposterioren, lateralen und durchgehenden tragenden unteren Extremität präoperativ und innerhalb von 1 Woche postoperativ machen.
  3. Messen Sie die Varus/Valgus-Ausrichtung der Femur- und Tibiaprothese (Abbildung 4-1), die Flexions-/Extensionsausrichtung der Femurprothese und die tibiale hintere Neigung (Abbildung 4-2).
  4. Messen Sie den Hüft-Knie-Knöchel-Winkel auf den Röntgenbildern der unteren Extremitäten in voller Länge sowohl präoperativ als auch postoperativ. Messen Sie die Kontinuität der Prothese (Abbildung 4-3) und den Konvergenz-/Divergenzwinkel, der die Achse der Oberschenkelprothese relativ zur Oberfläche der Tibiaprothese impliziert (Abbildung 4-4).
  5. Stellen Sie sicher, dass diese Daten integriert sind und in Zukunft analysiert werden können.
    ANMERKUNG: Das Verfahren zur radiologischen Messung der Winkel 6,11 ist in Abbildung 4 dargestellt.

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Ergebnisse

Demografie der Kohorte
Die ersten 20 Patienten, die sich einer UKA mit Handy unterzogen, wurden von März bis Juni 2021 im China-Japan Friendship Hospital aufgenommen. Die Operationen wurden alle von einem leitenden Arzt mit über 2.000 Fällen von UKA-Erfahrung durchgeführt. Die demografischen Daten zusammen mit den Prothesendaten sind in Tabelle 1 dargestellt. Das Alter reichte von 58 bis 82 Jahren, und die Diagnosen lauteten alle AMOA.

Ergebnisse vo...

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Diskussion

Diese Studie lieferte ein detailliertes Protokoll der Sensorik zur Bewertung des Gelenkspalts, der Kontaktkraft und des Gleichgewichts in mobil gelagerten UKA. Wir hoffen, ein Ziel der Standardanpresskraft sowie der Spaltausgleichsdifferenz festzulegen, das es den Orthopäden ermöglichen würde, die Lagerdicke und den Spaltausgleich in Zukunft einfacher zu bestimmen.

Die Überlastung der Gelenklücke kann zu einer postoperativen Valgusdeformität der Extremität, ei...

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Offenlegungen

Da das Computerprogramm und die digitalen Tabellengleichungen durch das Patentrecht geschützt sind, konnten die Autoren für diese Informationen kontaktiert werden. Die Autoren erklären, dass sie keine konkurrierenden Interessen haben.

Danksagungen

Diese Arbeit wurde unterstützt von der Capital Health Research and Development of Special (Fördernummer 2020-2-4067), Beijing Natural Science Foundation (Fördernummer 7202183); National Natural Science Foundation of China (Fördernummern 81972130, 81902203 und 82072494) und das Projekt "Elite Medical Professionals" des China-Japan Friendship Hospital (NO. ZRJY2021-GG08). Da das Computerprogramm und die digitalen Tabellengleichungen durch das Patentrecht geschützt sind, konnten die Autoren für diese Informationen kontaktiert werden.

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
Oxford UKAZimmer/BiometDie Katalognummern beziehen sich auf Oxford Partial Knee Microplasty Instrumentation (Femurkomponente, Tibiakomponente, Meniskuslager)
Teflon Tape3MAbriebfestes Klebeband, das in biomechanischen Experimenten weit verbreitet
VerasenseOrthoSensorVerasenseTKA Sensor
ExcelMicrosoftdigitale Tischsoftware
STERRAD 100S SterilisationssystemJohnson& JohnsonSTERRAD 100SNiedertemperatur-Sterilisation mit Wasserstoffperoxid-Gasplasma
UKA-KraftsensorQingrui Boyuanim HausMitentwickelt und produziert von Qingrui Boyuan Technology
Computerprogramm zur Aufzeichnung von RohdatenQingrui Boyuanim eigenen HausMitentwickelt und produziert von Qingrui Boyuan Technology
ProtractorShanghai M& G Stationery Inc.beliebigSterilisiert im Sterilisationssystem
USB-LeitungLenovojeder
LaptopLenovojede Grundkonfiguration
ist

Referenzen

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Knie Totalendoprothese mit mobilen KomponentenKraftsensor MatrixKniebeuge SpaltKniestreck SpaltDrucksensorenTibia Probetr gerklinische Ergebnisse

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