In vitro Anwendung eines drahtlosen Sensors in der Flexions-Extensions-Gap-Balance der unikompartimentären Knieendoprothetik
May 5th, 2023
Dieses Protokoll stellt eine Leichenstudie eines drahtlosen Sensors dar, der in der medialen unikompartimentären Knieendoprothetik verwendet wird. Das Protokoll umfasst die Installation eines Winkelmessgeräts, eine standardisierte Oxford-Osteotomie der unikompartimentären Knieendoprothetik, eine vorläufige Beurteilung des Flexions-Extensions-Gleichgewichts und die Anwendung des Sensors zur Messung des Flexions-Extensions-Spaltdrucks.
Unser drahtloser Sensor quantifiziert die Druckparameter des Flexions-Extensions-Gap-Gleichgewichts in Echtzeit, was der Schlüssel zur unikompartimentären Knieendoprothetik ist. Der Sensor kann den Kompartimentdruck in Echtzeit anzeigen, was dem Chirurgen hilft, das Beuge-Extensions-Gleichgewicht genauer zu beurteilen, und ermöglicht eine drahtlose Datenübertragung, um die intraoperativen Sterilitätsanforderungen zu erfüllen. UKA ist eine wichtige Behandlung für Arthrose des Knies, und der in diesem Protokoll verwendete Sensor kann bei der dynamischen intraoperativen Beurteilung der UKA helfen, die für ihren Erfolg entscheidend ist.
Dieser Sensor wurde speziell für das mobil gelagerte UKA entwickelt und eignet sich perfekt für die Prothesenstudie von UKA. Darüber hinaus haben wir passende Sensoren für unterschiedliche Prothesengrößen entwickelt. Dieser Sensor wurde speziell für UKA-Einsteiger entwickelt, um ihre Lernkurve zu verkürzen.
Der Sensor ist sehr einfach zu bedienen und es gibt keine speziellen Techniken. Beginnen Sie mit dem Einschalten des Oberschenkel- und Schienbeinwinkelmessgeräts. Öffnen Sie die Winkelmesssoftware auf dem Computer.
Scannen Sie die QR-Codes der beiden Messgeräte und klicken Sie auf Bluetooth-Verbindung. Legen Sie die beiden Winkelmessgeräte auf einen horizontalen Tisch und klicken Sie zum Kalibrieren auf die Schaltfläche Kalibrierung. Binden Sie die Instrumente mit Riemen am Knie fest, um den Beugewinkel des Knies in Echtzeit zu messen.
Legen Sie einen Leichnam in Rückenlage, wobei die unteren Extremitäten in Beugung und Abduktion über die Außenseite des Operationstisches drapiert sind. Mit dem medialen parapatellaren Zugang wird die Gelenkhöhle mit einem Skalpell geöffnet. Machen Sie nun einen Schnitt etwa drei Zentimeter distal der Gelenklinie entlang der Spitze des medialen Patellarands und beenden Sie ihn distal etwa einen Zentimeter medial zum Tuberositas tibialis.
Entfernen Sie mit einem Rongeur die Osteophyten des medialen Femurkondylus, der Fossa intercondylaris und der vorderen Tibia. Führen Sie einen einen Millimeter großen Femurlöffel in das mediale Kompartiment ein, um die Größe des Gelenkspalts mit Knorpel zu bestimmen. Setzen Sie verschiedene Größen von Femurlöffeln ein, um den hinteren Femurkondylus einzuhaken.
Wenn das Ende des Löffels etwa einen Millimeter von der Knorpeloberfläche entfernt ist, wird die Größe der Hüftprothese gewählt, die dem Löffel entspricht. Verbinden Sie als Nächstes eine drei Millimeter große G-Klemme mit einer Tibiasägeführung und einem Femurlöffel. Stellen Sie sicher, dass der Schaft der Führung sowohl in der koronalen als auch in der sagittalen Ebene parallel zur tibialen Längsachse verläuft und dass das Knöcheljoch auf die ipsilaterale vordere obere Beckenwirbelsäule zeigt.
Verwenden Sie die Säbelsäge, um einen vertikalen Tibiasägeschnitt durchzuführen. Schieben Sie die Säge senkrecht nach unten, bis sie auf der Oberfläche der Sägeführung aufliegt. Entfernen Sie die Unterlegscheibe von der Tibiaresektionsführung und setzen Sie die geschlitzte Nullunterlegscheibe ein, dann verwenden Sie das oszillierende Sägeblatt, um das Plateau herauszuschneiden.
Entfernen Sie nun die geschlitzte Unterlegscheibe, hebeln Sie das Plateau mit einem breiten Osteotom nach oben und entfernen Sie es mit dem Knie in Streckung. Machen Sie ein Loch in den distalen Femurkondylus. Führen Sie den Markstab in das Loch ein.
Verbinden Sie als Nächstes die Femurbohrschablone mit dem Markstab und führen Sie eine Femurbohrung durch. Setzen Sie die hintere Resektionsführung in die gebohrten Löcher des Oberschenkelknochens ein. Führen Sie mit der oszillierenden Säge die hintere Femurkondylusosteotomie durch und entfernen Sie die Führung und das Knochenfragment.
Als nächstes entfernen Sie den Innenmeniskus und lassen eine kleine Manschette des Meniskus übrig, um das MCL zu schützen. Entfernen Sie das Hinterhorn vollständig. Setzen Sie einen Null-Femur-Zapfen ein und befestigen Sie die Kugelfräse am Zapfen, um eine distale Femurfräsung durchzuführen, einen Femurversuch einzuführen und die Beuge-Extensions-Lücke mit dem Spaltmaß zu beurteilen.
Verwenden Sie Winkelmessgeräte, um den Beugewinkel zu überwachen. Führen Sie das Spaltmessgerät mit leichtem Widerstand in den Gelenkspalt ein, um das Gleichgewicht zwischen Beuge- und Streckspalt zu definieren. Wenn die Lücken nicht gleich sind, schleifen Sie den Oberschenkelknochen entsprechend den Differenzwerten, bis er gleich ist.
Entfernen Sie den magnetischen Induktions-Netzschalter des Sensors. Öffnen Sie die Druckmesssoftware auf dem Tablet-Computer. Scannen Sie den QR-Code des Sensors und rufen Sie die Messschnittstelle auf.
Klicken Sie auf die Schaltfläche Gerät verbinden. Wählen Sie den entsprechenden Dickenkissenblock gemäß der Dickenspezifikation aus. Setzen Sie den Sensor auf den Metallsockel und montieren Sie den Kissenblock auf dem Sensor.
Klicken Sie auf dem Tablet-Computer auf Arbeit starten. Führen Sie die drahtlose Sensorkombination in das mediale Kompartiment ein und passen Sie die Metallbasis an die Oberfläche der Tibiaosteotomie an. Messen Sie den Beuge- und Streckspaltdruck bei 110 Grad und bei 20 Grad Kniebeugung.
Berechnen Sie die Durchschnittswerte separat für drei aufeinanderfolgende Messungen. Die Druckwerte für den Flexionsspalt waren recht konstant, während die Druckwerte für den Streckspalt mit einem durchschnittlichen Druck von 46,3 N in der Beugung und 35,0 N im Streckspalt recht unterschiedlich waren. Postoperative Röntgenaufnahmen zeigten eine angemessene Prothesenpositionierung mit guter tibialer und femoraler Positionierung und Flexionswinkel.
Wählen Sie bei der Druckmessung den Sensor, der der Größe der Prothese entspricht, um eine Beschädigung der Osteotomieoberfläche zu vermeiden und das Gleichgewicht zwischen Beuge- und Streckspalt zu beeinflussen. Setzen Sie nach dem Lückenausgleich Femur- und Tibiakomponenten im Gleichgewicht ein. In Zukunft benötigen wir einen multizentrischen Status einer großen Stichprobe, um den akzeptablen Bereich der Druckdifferenz zwischen Beuge- und Dehnungsspalt zu ermitteln, der vom Sensor widergespiegelt wird, und seine Verbesserung der Langzeitwirkung von UKA.
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Übersicht
Dieses Protokoll präsentiert eine Kadaverstudie eines drahtlosen Sensors, der in der medialen unikompartimentellen Kniearthroplastik (UKA) verwendet wird. Der Sensor quantifiziert Druckparameter des Flexions-Extensions-Gap-Gleichgewichts in Echtzeit und hilft Chirurgen, das Gleichgewicht genauer zu beurteilen.
Wichtige Studienkomponenten
Wissenschaftsbereich
- Orthopädische Chirurgie
- Knie-Arthroplastik
- Medizintechnik
Hintergrund
- Die unikompartimentelle Kniearthroplastik ist eine Behandlung für Kniearthrose.
- Die Echtzeit-Beurteilung des Flexions-Extensions-Gleichgewichts ist entscheidend für eine erfolgreiche UKA.
- Der drahtlose Sensor ist so konzipiert, dass er den Anforderungen an die intraoperative Sterilität entspricht.
- Passende Sensoren sind für verschiedene Prothesengrößen erhältlich.
Zweck der Studie
- Um die Wirksamkeit eines drahtlosen Sensors zur Messung des Flexions-Extensions-Gap-Drucks zu bewerten.
- Um Chirurgen bei der Erreichung eines optimalen Gleichgewichts während der UKA zu unterstützen.
- Um die Lernkurve für UKA-Anfänger zu verkürzen.
Verwendete Methoden
- Installation eines Winkelmessgeräts.
- Standardisierte Oxford-unikompartimentelle Knie-Arthroplastik-Osteotomie.
- Vorläufige Bewertung des Flexions-Extensions-Gleichgewichts.
- Anwendung des Sensors zur Messung des Flexions-Extensions-Gap-Drucks.
Hauptergebnisse
- Der Sensor liefert Echtzeit-Kompartimentdruckdaten.
- Er erhöht die Genauigkeit der Beurteilung des Flexions-Extensions-Gleichgewichts.
- Die drahtlose Datenübertragung unterstützt die intraoperative Sterilität.
- Konzipiert für die Kompatibilität mit mobile-bearing UKA Prothesentests.
Schlussfolgerungen
- Der drahtlose Sensor ist ein wertvolles Werkzeug für die intraoperative Beurteilung bei UKA.
- Er kann chirurgische Ergebnisse verbessern, indem er Echtzeit-Feedback liefert.
- Zukünftige Studien können weitere Anwendungen dieser Technologie untersuchen.
Häufig gestellte Fragen
Executive Industry Relevance
Quantitative intraoperative assessment of flexion-extension gap balance in unicompartmental knee arthroplasty (UKA) addresses a critical challenge in orthopedic device development and surgical reproducibility. Real-time wireless sensor data enables objective measurement, reducing reliance on subjective surgeon experience and supporting more predictable outcomes. This capability is strategically relevant for device innovation, translational research, and standardization across surgical teams.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables objective interrogation of biomechanical hypotheses in joint reconstruction models.
- Supports functional validation of device-tissue interactions through real-time pressure quantification.
- Facilitates mechanistic de-risking by providing reproducible intraoperative measurements.
Screening & Assay Development
- Prepares validated cadaveric models for device performance benchmarking.
- Standardizes pressure measurement protocols for reproducibility across operators and sites.
- Generates quantitative outputs to support device optimization and comparative studies.
Translational & Preclinical Research
- Aligns device performance metrics with clinically relevant biomechanical endpoints.
- Enables continuity from benchtop validation to preclinical model assessment.
- Supports risk-adjusted advancement of orthopedic device candidates.
Pipeline & Workflow Integration
This wireless sensor protocol integrates into the orthopedic device development continuum, from early discovery through preclinical validation and translational research.
- Discovery Biology: Provides quantitative data for hypothesis testing in joint biomechanics.
- Screening: Delivers reproducible, real-time pressure readouts for device evaluation.
- Analytics: Enables statistical comparison of gap balance conditions and device configurations.
- Translational Research: Bridges in vitro findings with clinically relevant biomechanical targets.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable measurement platform for ongoing device and procedural innovation.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence in device-tissue interaction and surgical reproducibility.
- Operational Value: Standardizes intraoperative measurement and supports scalable training for new users.
- Strategic Value: Improves go/no-go decision-making for device advancement and reduces late-stage technical risk.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of orthopedic device candidates based on quantitative performance data.
Implementation Considerations
- Requires expertise in orthopedic biomechanics and device handling.
- Needs compatible instrumentation for wireless data acquisition and analysis.
- Demands cross-team standardization of measurement protocols and device selection.
- Must adapt sensor sizing to match prosthetic trial components for accurate results.
- Limited by current in vitro validation; broader clinical thresholds require further multicenter studies.
