מאמר שיטה

במבחנה יישום חיישן אלחוטי באיזון מרווח כיפוף-הארכה של ארתרופלסטיקה חד-מדורית של הברך

DOI:

10.3791/64993

⸱

5 במאי 2023

 ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Orthopedics, Xuanwu Hospital Capital Medical University

במאמר זה

סיכום

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

פרוטוקול זה מציג מחקר cadaveric של חיישן אלחוטי המשמש arthroplasty הברך מדיאלי חד מדור. הפרוטוקול כולל התקנה של מכשיר למדידת זווית, אוסטאוטומיה סטנדרטית של ארתרופלסטיקה חד-ממדית בברך, הערכה ראשונית של איזון כיפוף-הארכה, ויישום החיישן למדידת לחץ מרווח כיפוף-הארכה.

תקציר

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ניתוח ארתרופלסטיקה של הברך Unicompartmental (UKA) הוא טיפול יעיל לדלקת מפרקים ניוונית אנטרומדיאלית סופנית (AMOA). המפתח ל- UKA הוא איזון פער כיפוף-הרחבה, הקשור קשר הדוק לסיבוכים לאחר הניתוח כגון פריקת מיסב, שחיקת מיסבים והתקדמות דלקת פרקים. הערכת איזון הפער המסורתית מבוצעת על ידי חישה עקיפה של המתח של הרצועה הבטחונית האמצעית על ידי מד פער. זה מסתמך על התחושה והניסיון של המנתח, וזה לא מדויק וקשה למתחילים. כדי להעריך במדויק את מאזן מרווח הכיפוף-הארכה של UKA, פיתחנו שילוב חיישן אלחוטי המורכב מבסיס מתכת, חיישן לחץ ובלוק כרית. לאחר אוסטאוטומיה, החדרת שילוב חיישן אלחוטי מאפשרת מדידה בזמן אמת של לחץ תוך מפרקי. הוא מכמת במדויק את הפרמטרים של איזון מרווח כיפוף-הרחבה כדי להנחות שחיקה נוספת של עצם הירך ואוסטאוטומיה של הטיביה, כדי לשפר את הדיוק של איזון הפערים. ערכנו ניסוי חוץ גופי בשילוב החיישן האלחוטי. התוצאות הראו כי היה הבדל של 11.3 N לאחר יישום השיטה המסורתית של איזון פער כיפוף-הארכה שבוצעה על ידי מומחה מנוסה.

מבוא

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

דלקת מפרקים ניוונית בברך (KOA) היא נטל עולמי1, שעבורו מאומצת כיום אסטרטגיית הטיפול ההדרגתית. עבור KOA חד-תאי סופני, ניתוח ארתרופלסטיקה חד-מדורית של הברך (UKA) הוא בחירה יעילה, עם שיעור הישרדות של מעל 90%2 ל-10 שנים. UKA מדיאלי מחליף רק את התא המדיאלי השחוק בצורה חמורה ומשמר את התא הצידי הטבעי, הרצועה הצידית המדיאלית (MCL) והרצועה הצולבת3. העיקרון הוא להפוך את מרווח הכיפוף ומרווח ההארכה לזהים בקירוב על ידי אוסטאוטומיה טיביאלית ושחיקת עצם הירך, ולהחזיר את מתח MCL לאחר השתלת התותבת ומיסב4. בהשוואה לארתרופלסטיקה כוללת של הברך, ל- UKA יש קושי כירורגי גדול יותר ודרישות טכניות. המקור העיקרי הוא איזון נכון של רצועות לאורך כל טווח התנועה של הברך3.

באופן מסורתי, לאחר אוסטאוטומיה ראשונית, המנתח מכניס מד רווח בחלל המפרק וקובע בעקיפין אם מרווחי הכיפוף וההארכה שווים על ידי הרגשת המתח של MCL. עם זאת, ההגדרה ותחושת האיזון אינן זהות, אפילו עבור מנתחים מנוסים. למתחילים, קשה יותר לתפוס את דרישת האיזון. חוסר האיזון של פער הכיפוף-הארכה יכול להוביל לסדרה של סיבוכים 5,6, וכתוצאה מכך קצב עדכון מוגבר.

עם התקדמות הטכנולוגיה, כמה חוקרים ניסו ליישם טנזורים על UKA 7,8. עם זאת, מחקרים אלה הם כולם על UKA בעל מיסב קבוע, והטנזור עלול לפגוע ב- MCL בעת שימוש.

הופעתם של חיישנים לא רק עונה על הדרישה להצגת הלחץ במרווח מפרק הברך, אלא שלחיישנים שונים יש לעתים קרובות פחות סיכון לנזק MCL בשל גודלםהקטן 9,10. בנוסף, החיישנים המשמשים כיום הם כולם שידור קווי, אשר עלול להפריע לפעולה אספטית ואינו נוח מספיק לשימוש.

על מנת למדוד במדויק את הפרמטרים של איזון מרווח כיפוף-הרחבה, פיתחנו שילוב חיישן אלחוטי עבור UKA, המורכב מבסיס מתכת, חיישן אלחוטי עם שלוש בדיקות לחץ בצד הקדמי, המדיאלי והצידי, ובלוק כרית. שילוב החיישנים מודד ומציג את הלחץ בחלל המפרק בזמן אמת כדי לסייע למנתחים להעריך במדויק אם יעד שיווי המשקל הושג.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

פרוטוקול

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

הפרוטוקול אושר על ידי ועדת האתיקה של בית החולים Xuanwu (מספר מענק: 2021-224) והתנהל בהתאם להצהרת הלסינקי. הסכמה מדעת התקבלה מקרובי משפחה לשימוש בגופות.

1. התקנת מכשיר למדידת זווית

  1. הפעל את המתג של מכשיר מדידת זווית עצם הירך והשוקה. פתח את תוכנת מדידת הזווית במחשב הלוח, סרוק את קודי ה- QR של שני מכשירי המדידה ולחץ על חיבור Bluetooth.
  2. הניחו את שני מכשירי מדידת הזוויות על השולחן האופקי, לחצו על כפתור הכיול כדי לכייל וקשרו אותם ברצועות 10 ס"מ מעל ומתחת לברך כדי למדוד את זווית הכיפוף של הברך בזמן אמת (איור 1).

2. אוסטאוטומיה מתוקננת של אוקספורד UKA

  1. הניחו גופה במצב שכיבה כשהגפיים התחתונות עטופות בכיפוף וחטיפה מעל החלק החיצוני של שולחן הניתוחים.
  2. פתח את חלל המפרק על ידי הגישה parapatellar מדיאלי עם אזמל. בצע חתך דיסטלי של 3 ס"מ לקו המפרק לאורך קודקוד הגבול המדיאלי של הפטלה, המסתיים באופן דיסטלי ב 1 ס"מ מדיאלי לטוברוזיות הטיביאלית. יש לוודא שעומק החתך מגיע לחלל המפרק.
  3. הסר אוסטאופיטים של קונדיל הירך המדיאלי, פוסה intercondylar וטיביה קדמית באמצעות rongeur.
  4. הכניסו כפות בגודל הירך בגדלים שונים כדי לחבר את קונדיל הירך האחורי, וכאשר קצה הכפית נמצא במרחק של כ-1 מ"מ משטח הסחוס, גודל תותבת הירך המתאים לכפית מתאים.
  5. בחר מהדק G 3 מ"מ. חברו יחד את מהדק הג'י, מדריך המסור הטיביאלי וכפית גודל הירך. יש לוודא שמוט המדריך מקביל לציר הארוך של השוקה הן במישור העטרה והן במישור הסגיטלי, ועול הקרסול מצביע לכיוון עמוד השדרה האיליאק העליון הקדמי.
  6. בצע חתכים אנכיים ואופקיים על השוקה. השתמש במסור הגומלין כדי לבצע חיתוך מסור טיביאלי אנכי. ודא שהחתך הוא רק מדיאלי לקודקוד עמוד השדרה הטיביאלי המדיאלי. קדם את המסור אנכית כלפי מטה עד שהוא מונח על פני המדריך של המסור.
  7. הסר את ה- shim ממדריך הכריתה הטיביאלית והכנס את ה- 0 shim החריץ. השתמש בלהב המסור המתנדנד כדי להסיר את הרמה. הסירו את ה-shim המחורץ, מנופים את הרמה כלפי מעלה עם אוסטאוטום רחב, והסירו אותו עם הברך בהרחבה.
  8. לעשות חור בקונדיל הירך הדיסטלי. ודא שהחור ממוקם 1 ס"מ קדמי לקצה הקדמי של החריץ הבין-קונדילרי ובקו אחד עם הקיר המדיאלי שלו.
  9. הכנס את המוט התוך-מדולרי לחור. חבר את מדריך מקדח הירך עם המוט התוך-מדולרי. ביצוע קידוח עצם הירך בעזרת מדריך מקדח הירך.
  10. התקן את מדריך הכריתה האחורי והכנס אותו לחור שנקדח. ודא שלהב המסור המתנדנד מונחה על ידי החלק התחתון של מדריך הכריתה האחורית ובצע את האוסטאוטומיה של קונדיל הירך האחורי. הסר את המדריך ואת שבר העצם.
  11. להוציא את המניסקוס המדיאלי. השאירו שרוול קטן של המניסקוס כדי להגן על MCL. הסר לחלוטין את הקרן האחורית.
  12. הכנס ברז 0 עצם הירך. מחברים את הטחנה הכדורית לברז ומבצעים כרסום פמורלי דיסטלי.

3. הערכה ראשונית של פער הגמישות-הארכה

  1. הכנס משפט עצם הירך. הערכת פער כיפוף-הרחבה לפי מד פער.
  2. השתמש בהתקני מדידת זווית כדי לנטר את זווית הכיפוף. הגדירו את איזון מרווח הכיפוף-הארכה המתאים על ידי הכנסת מד הרווח לחלל המפרק עם התנגדות קלה, והמתח הנתפס כמעט שווה כאשר הברך נמצאת במצב כיפוף ב-20° (מרווח הארכה) ו-110° (מרווח כיפוף). אם הרווחים אינם שווים, טוחנים את עצם הירך לפי ערך ההפרש בין רווחי הכיפוף וההארכה עד שהם שווים.

4. יישום שילוב חיישנים למדידת לחץ מרווח כיפוף והארכה

  1. הסר את מתג ההפעלה של ההשראה המגנטית של החיישן. פתח את תוכנת מדידת הלחץ במחשב הלוח, סרוק את קוד ה- QR של החיישן והיכנס לממשק המדידה.
  2. לחץ על הלחצן Connect Device ; החיישן יכויל אוטומטית לאחר חיבור מוצלח.
  3. בחר את בלוק כרית העובי המתאים בהתאם למפרט המד. הניחו את החיישן על בסיס המתכת והתקינו את בלוק הכרית על החיישן (איור 2).
  4. לחץ על התחל לעבוד במחשב הלוח. הכניסו את שילוב החיישן האלחוטי לתא המדיאלי והתאימו את בסיס המתכת למשטח האוסטאוטומיה הטיביאלית (איור 3).
  5. מדדו את לחץ הכיפוף וההארכה ב-110° (איור 4A,B) וב-20° (איור 4C, D) של כיפוף הברך. חשב את הערכים הממוצעים בנפרד עבור שלוש מדידות רצופות.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מחקר זה במבחנה בוצע על גופה בת 60. עם תותבת עצם הירך בגודל S ו-3 מ"מ הנושאת את המטרה, לאחר ביצוע שחיקת עצם הירך ואוסטאוטומיה טיביאלית, המנתח השתמש במד הפער כדי להעריך את מתח הפער של הרחבת הכיפוף באופן ראשוני והאמין כי הושג איזון.

לאחר התקנת ניסוי הירך, החיישן האלחוטי הוכנס לחלל המפרק המדיאלי, והלחץ התוך מפרקי נמדד שלוש פעמים ב-110° (מרווח כיפוף) וב-20° (מרווח הארכה) של כיפוף. לחץ מרווח הכיפוף-הארכה היה 49.9 N-44.8 N, 47.1 N-25.9 N ו-42.0 N-34.2 N (טבלה 1). ערכי הלחץ ע...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

UKA נייד הוא טיפול יעיל עבור KOA אנטרומדיאלי. יש לו את היתרונות של פחות טראומה, התאוששות מהירה, ושמירה על פרופריוספציה תקינה של הברך11,12,13. המפתח ל- UKA הוא איזון כיפוף-הרחבה; כלומר, הפיכת פער הכיפוף ומרווח ההארכה לשווים ככל האפשר על בסיס הנחת היסוד של החזרת מתח MCL14. חוסר האיזון עלול להוביל לפריקת נשיאה, שחיקת תותבת או התקדמות בתא הצידי15,16,17,18

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

למחברים אין מה לחשוף.

תודות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

עבודה זו נתמכה על ידי רשות בתי החולים בבייג'ינג פיתוח רפואה קלינית של תמיכה במימון מיוחד [מספרי מענקים: XMLX202139]. ברצוננו להביע את תודתנו לדייגו וואנג על הצעות חשובות.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
מכשיר מדידת זוויתAIQIAO (SHANGHAI) MEDICAL TECHNOLOGY CO., LTD.מכשיר מדידת זווית 20203010141 של עצם הירך, מכשיר מדידת זווית של מערכת
הברך החלקית של אוקספורדBiomet UK LTD.20173130347אלחוטיים של אוקספורד UKA
AIQIAO (SHANGHAI) MEDICAL TECHNOLOGY CO., LTD.20212010325בסיס מתכת, חיישן אלחוטי עם שלושה בדיקות לחץ ובלוק כרית
שילוב חיישנים

מקורות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Spitaels, D., et al. Epidemiology of knee osteoarthritis in general practice: a registry-based study. BMJ Open. 10 (1), 031734(2020).
  2. Heaps, B. M., Blevins, J. L., Chiu, Y. F., et al. Improving estimates of annual survival rates for medial unicompartmental knee arthroplasty, a meta-analysis. The Journal of Arthroplasty. 34 (7), 1538-1545 (2019).
  3. Goodfellow, J. W., O'Connor, J. J., Pandit, H., Dodd, C. A., Murray, D. Unicompartmental Arthroplasty with the Oxford Knee. , Goodfellow Publishers. (2016).
  4. Whiteside, L. A. Making your next unicompartmental knee arthroplasty last: three keys to success. The Journal of Arthroplasty. 20, 2-3 (2005).
  5. Burger, J. A., et al. Risk of revision for medial unicompartmental knee arthroplasty according to fixation and bearing type : short- to mid-term results from the Dutch Arthroplasty Register. The Bone & Joint Journal. 103 (7), 1261-1269 (2021).
  6. Ridgeway, S. R., McAuley, J. P., Ammeen, D. J., Engh, G. A. The effect of alignment of the knee on the outcome of unicompartmental knee replacement. The Journal of Bone and Joint Surgery. British Volume. 84 (3), 351-355 (2002).
  7. Suzuki, T., et al. Evaluation of spacer block technique using tensor device in unicompartmental knee arthroplasty. Archives of Orthopaedic and Trauma Surgery. 135 (7), 1011-1016 (2015).
  8. Takayama, K., et al. Joint gap assessment with a tensor is useful for the selection of insert thickness in unicompartmental knee arthroplasty. Clinical Biomechanics. 30 (1), 95-99 (2015).
  9. Ettinger, M., et al. In vitro kinematics of fixed versus mobile bearing in unicondylar knee arthroplasty. Archives of Orthopaedic and Trauma Surgery. 135 (6), 871-877 (2015).
  10. Matsumoto, T., Muratsu, H., Kubo, S., Kuroda, R., Kurosaka, M. Intra-operative joint gap kinematics in unicompartmental knee arthroplasty. Clinical Biomechanics. 28 (1), 29-33 (2013).
  11. Newman, J. H., Ackroyd, C. E., Shah, N. A. Unicompartmental or total knee replacement? Five-year results of a prospective, randomised trial of 102 osteoarthritic knees with unicompartmental arthritis. The Journal of Bone and Joint Surgery. British Volume. 80 (5), 862-865 (1998).
  12. Yang, K. Y., Wang, M. C., Yeo, S. J., Lo, N. N. Minimally invasive unicondylar versus total condylar knee arthroplasty-early results of a matched-pair comparison. Singapore Medical Journal. 44 (11), 559-562 (2003).
  13. Watson, J., Smith, V., Schmidt, D., Navratil, D. Automatic implantable cardioverter-defibrillator: early experience at Wilford Hall USAF Medical Center. Southern Medical Journal. 85 (2), 161-163 (1992).
  14. D'Ambrosi, R., Vaishya, R., Verde, F. Balancing in unicompartmental knee arthroplasty: balancing in flexion or in extension. Journal of Clinical Medicine. 11 (22), 6813(2022).
  15. Collier, M. B., Eickmann, T. H., Anbari, K. K., Engh, G. A. Lateral tibiofemoral compartment narrowing after medial unicondylar arthroplasty. Clinical Orthopaedics and Related Research. 464, 43-52 (2007).
  16. Collier, M. B., Eickmann, T. H., Sukezaki, F., McAuley, J. P., Engh, G. A. Patient, implant, and alignment factors associated with revision of medial compartment unicondylar arthroplasty. The Journal of Arthroplasty. 21 (6), 108-115 (2006).
  17. D'Ambrosi, R., et al. Radiographic and clinical evolution of the Oxford unicompartmental knee arthroplasty. The Journal of Knee Surgery. 36 (3), 246-253 (2023).
  18. Koskinen, E., Paavolainen, P., Eskelinen, A., Pulkkinen, P., Remes, V. Unicondylar knee replacement for primary osteoarthritis: a prospective follow-up study of 1,819 patients from the Finnish Arthroplasty Register. Acta Orthopaedica. 78 (1), 128-135 (2007).
  19. ten Ham, A. M., Heesterbeek, P. J. C., vander Schaaf, D. B., Jacobs, W. C. H., Wymenga, A. B. Flexion and extension laxity after medial, mobile-bearing unicompartmental knee arthroplasty: a comparison between a spacer- and a tension-guided technique. Knee Surgery, Sports Traumatology, Arthroscopy. 21 (11), 2447-2452 (2013).
  20. Clarius, M., Seeger, J. B., Jaeger, S., Mohr, G., Bitsch, R. G. The importance of pulsed lavage on interface temperature and ligament tension force in cemented unicompartmental knee arthroplasty. Clinical Biomechanics. 27 (4), 372-376 (2012).
  21. Heyse, T. J., et al. Balancing UKA: overstuffing leads to high medial collateral ligament strains. Knee Surgery, Sports Traumatology, Arthroscopy. 24 (10), 3218-3228 (2016).
  22. Heyse, T. J., et al. Balancing mobile-bearing unicondylar knee arthroplasty in vitro. Knee Surgery, Sports Traumatology, Arthroscopy. 25 (12), 3733-3740 (2017).
  23. Jaeger, S., et al. The influence of the femoral force application point on tibial cementing pressure in cemented UKA: an experimental study. Archives of Orthopaedic and Trauma Surgery. 132 (11), 1589-1594 (2012).
  24. Peersman, G., et al. Kinematics of mobile-bearing unicompartmental knee arthroplasty compared to native: results from an in vitro study. Archives of Orthopaedic and Trauma Surgery. 137 (11), 1557-1563 (2017).
  25. Sun, X., et al. Sensor and machine learning-based assessment of gap balancing in cadaveric unicompartmental knee arthroplasty surgical training. International Orthopaedics. 45 (11), 2843-2849 (2021).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה

בקש הרשאה

תגיות

Unicompartmental Knee ArthroplastyFlexion Extension GapWireless SensorGap Balance AssessmentIntraoperative Pressure MeasurementMedial Collateral LigamentFemoral Sizing SpoonTibial OsteotomyMobile Bearing UKAProsthesis Positioning

מאמרים קשורים