Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.

Methodenartikel

Sensorbeoordeling van de balans van de kloof bij mobiel gelagerde unicompartimentele knieartroplastiek

1.1K weergaven

⸱

DOI:

10.3791/63711

⸱

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 dit artikel

Samenvatting

Hier presenteren we een protocol om de gap-contactkracht en gap-balans te meten bij mobiel dragende unicompartimentele knieartroplastiek (UKA). Samen met de klinische en radiografische gegevens hopen we het normale bereik van de contactkracht te bepalen en de drempel van de kloofbalans vast te stellen.

Samenvatting

De belangrijkste procedure van mobiel dragende unicompartimentele knieartroplastiek (UKA) is het balanceren van de knieflexie- en extensiekloof. Conventioneel werd de balans bepaald door de subjectieve beoordeling van het afsluiten van de gevoelsmeter. Omdat het vooral afhing van de ervaring van de chirurgen, was de nauwkeurigheid altijd twijfelachtig. In de afgelopen 10 jaar zijn druksensoren geïntroduceerd om de gap-balans bij totale knieartroplastiek (TKA) te begeleiden. De sensortechniek is echter zeer recent geïntroduceerd in UKA. Hierin is onze sensorbeoordeling van de gap-balans in 20 gevallen UKA door een ervaren chirurg. De sensor was een op maat ontworpen krachtsensormatrix volgens de vorm van de tibiaproef van mobiel dragende UKA. De postoperatieve klinische resultaten en radiografische resultaten werden geregistreerd voor toekomstige vergelijking. We streven ernaar om deze methode te gebruiken om meer dan 200 gevallen van UKA door verschillende chirurgen te beoordelen om uiteindelijk het gap-balance-resultaat te standaardiseren.

Inleiding

De mobiel dragende UKA is momenteel een van de meest succesvolle behandelmethoden voor anteromediale artrose (AMOA) van de knie1. De balans tussen de flexie- en extensiekloof tijdens de operatie is de sleutel tot een succesvolle UKA 2,3. De overbelasting van de opening kan de slijtage van het mobiele lager verergeren. Bovendien kan de verhoogde contactkracht van de opening leiden tot postoperatieve valgusmisvorming en degeneratie van het laterale compartiment4. Daarom is het bereiken van een optimale gap-strakheid en een acceptabele gap-balans in UKA een belangrijk onderdeel van de leercurve5. Volgens het UKA-handboek voor operatietechniek6 met mobiele lagers moet de chirurg de gevoelsmeter gebruiken om de gewrichtsopening in te brengen en af te sluiten om de contactkracht te "voelen". Door de kracht te evalueren die nodig is om het inzetstuk in te brengen en te verwijderen, kan de chirurg inschatten of de balans van de opening acceptabel is. Het oordeel hing dus vooral af van de ervaring van de chirurg.

In de afgelopen jaren is digitale meting van de intraoperatieve kloofbalans van mediale en laterale opening op grote schaal gerapporteerd bij totale knieartroplastiek (TKA)7,8,9. Er waren ook aanbevelingen gedaan voor de drempel van het gap-saldo7. De sensortechniek is echter zeer recent in UKA geïntroduceerd zonder een algemeen erkend doel om de kloof te verdelen.

Vorig jaar werd een krachtsensor geïntroduceerd die speciaal is ontworpen om de contactkracht van de gewrichtsopening te meten tijdens UKA met mobiele lagers5. In het huidige onderzoeksprotocol wordt de sensorgeleide methode voor het meten van de spleetkracht gedemonstreerd. Daarnaast is een casusreeks van 20 patiënten die mobiel dragende UKA hadden ondergaan opgenomen om de gap-contactkracht en de gap-balans te beoordelen. Het uiteindelijke doel van dit protocol is het bepalen van het normale bereik van de contactkracht en het instellen van de drempel van de gap-balans in mobiel gelagerde UKA.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

Deze studie werd goedgekeurd door de commissie voor menselijke ethiek van het China-Japan Friendship Hospital (goedkeuringsnummer 2020-50-k28).

1. Voorbereiding en sterilisatie van de krachtsensor

  1. Gebruik slijtvast plakband om de krachtsensor op het bovenoppervlak van de tibiaproef te bevestigen vóór sterilisatie.
  2. Verpak en steriliseer de krachtsensor met behulp van sterilisatie bij lage temperatuur met waterstofperoxidegasplasma (Figuur 1).
    NOTITIE: De sensor moet op de tibiale proef worden bevestigd om het effect van de afschuifkracht te voorkomen.

2. Procedure van mobiel-dragende UKA

  1. Voer de operatieprocedure van mobiel dragende UKA uit volgens de standaard chirurgische instructie6 of de kinematische uitlijningstechniek geïntroduceerd door Zhang et al.10.
  2. Stop de procedure wanneer alle botstekken klaar zijn en de kloofbalans handmatig wordt bevestigd.

3. Installatie van de krachtsensor

  1. Installeer eerst de krachtsensor samen met het scheenbeenspoor en installeer vervolgens de femurcomponent.
  2. Zorg ervoor dat de sensor, de USB-lijn en de laptop goed zijn aangesloten. Steek daarna de voelermaat in de opening van het onderdeel en plaats het kniegewricht in een diepe flexie van 120° als startpunt van de meting. (Figuur 2).
    OPMERKING: Gebruik een gesteriliseerde gradenboog om de nauwkeurigheid van de knieflexiehoek te controleren.

4. Meting en registratie van ruwe gegevens van de opdrukkracht

  1. Registreer onbewerkte gegevens van de krachtwaarde met behulp van een computerprogramma dat voor deze sensor is ontwikkeld.
  2. Let eerst op de rechterkant van de bedieningsinterface (Afbeelding 3) en stel de opnamefrequentie in op 10 Hz en de opnametijd op 5 s. Klik vervolgens op de knop Data Feedback wanneer de knie in de flexiehoek van 120° is geplaatst.
  3. Wanneer het opnameproces is voltooid, klikt u nogmaals op de knop Gegevensfeedback wanneer de knieflexie 90° is en vervolgens 60°, 45°, 20° en 0° (Afbeelding 3).
    OPMERKING: Onbewerkte gegevens worden door het computerprogramma in .txt bestanden opgeslagen en verder beheer is nodig om krachtwaarde te verkrijgen.

5. Beheer van ruwe gegevens

  1. Voer het .txt bestand in een spreadsheet (digitale tabel) in voor conversie van onbewerkte gegevens. Bereken de gemiddelde waarde van 50 records als de contactkracht.
    OPMERKING: Het programma kan ook de verdeling van de contactkracht weergeven.

6. Klinische en radiografische observaties

  1. Noteer de demografische gegevens van de patiënt, zoals leeftijd, geslacht, diagnose en de American Knee Society-score (AKSS).
  2. Maak preoperatief en binnen 1 week postoperatief röntgenfoto's van anteroposterieure, laterale en gewichtdragende onderste ledematen.
  3. Meet de varus/valgus-uitlijning van de dijbeen- en scheenbeenprothese (Figuur 4-1), de flexie/extensie-uitlijning van de femurprothese en de tibiale posterieure helling (Figuur 4-2).
  4. Meet de heup-knie-enkelhoek op röntgenfoto's van de onderste ledematen over de volledige lengte, zowel preoperatief als postoperatief. Meet de continuïteit van de prothese (Figuur 4-3) en de convergentie/divergentiehoek, wat de as van de femorale prothese ten opzichte van het oppervlak van de scheenbeenprothese impliceert (Figuur 4-4).
  5. Zorg ervoor dat deze gegevens geïntegreerd zijn en in de toekomst geanalyseerd kunnen worden.
    OPMERKING: De methode voor de radiografische meting van de hoeken 6,11 wordt weergegeven in figuur 4.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

Demografie van cohorten
De eerste 20 patiënten die mobiele UKA ondergingen, werden van maart tot juni 2021 ingeschreven in het China-Japan Friendship Hospital. De operaties werden allemaal uitgevoerd door een senior arts met meer dan 2.000 gevallen van UKA-ervaring. De demografische gegevens samen met prothesegegevens worden weergegeven in tabel 1. De leeftijd varieerde van 58-82 jaar en de diagnoses waren allemaal AMOA.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

Deze studie leverde een gedetailleerd protocol op voor sensortechnologie bij het beoordelen van de contactkracht en balans van de gewrichtskloof in mobiel dragende UKA. We hopen een doel te stellen van standaard contactkracht en gap-balancing difference, waardoor de orthopedisch chirurgen in de toekomst gemakkelijker de lagerdikte en gap-balancing kunnen bepalen.

De overbelasting van de gewrichtsopening kan leiden tot postoperatieve valgusmisvorming van het le...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

Aangezien het computerprogramma en de digitale tabelvergelijkingen beschermd zijn door het octrooirecht, kon men contact opnemen met de auteurs voor deze informatie. De auteurs verklaren dat ze geen concurrerende belangen hebben.

Dankbetuigingen

Dit werk werd ondersteund door de Capital Health Research and Development of Special (subsidienummer 2020-2-4067), Beijing Natural Science Foundation (subsidienummer 7202183); National Natural Science Foundation of China (subsidienummers 81972130, 81902203 en 82072494) en Elite Medical Professionals-project van het China-Japan Friendship Hospital (NO. ZRJY2021-GG08). Aangezien het computerprogramma en de digitale tabelvergelijkingen beschermd zijn door het octrooirecht, kon men contact opnemen met de auteurs voor deze informatie.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
Oxford UKAZimmer/BiometVoor de catalogusnummers verwijzen naar Oxford Partial Knee Microplasty Instrumentation (femorale component, tibiale component, meniscus lager)
Teflon Tape3MSlijtvaste zelfklevende tape, veel gebruikt in biomechanische experimenten
VerasenseOrthoSensorVerasenseTKA-sensor
ExcelMicrosoftDigitaal tafelsoftware
STERRAD 100S sterilisatiesysteemJohnson&JohnsonSTERRAD 100SLaag-temperatuur sterilisatie met waterstofperoxide gasplasma
UKA krachtsensorQingrui Boyuanin houseGezamenlijk ontworpen en geproduceerd door Qingrui Boyuan Technology
Computerprogramma voor het opnemen van ruwe gegevensQingrui Boyuanin houseGezamenlijk ontworpen en geproduceerd door Qingrui Boyuan Technology
HoekmeterShanghai M&G Stationery Inc.willekeurigGesteriliseerd in het sterilisatiesysteem
USB-lijnLenovowillekeurig
LaptopLenovowillekeurige basisconfiguratie

Referenties

  1. Mohammad, H. R., Matharu, G. S., Judge, A., Murray, D. W. New surgical instrumentation reduces the revision rate of unicompartmental knee replacement: A propensity score matched comparison of 15,906 knees from the National Joint Registry. Knee. 27 (3), 993-1002 (2020).
  2. Bae, J. H., et al. Epidemiology of bearing dislocations after mobile-bearing unicompartmental knee arthroplasty: Multicenter analysis of 67 bearing dislocations. Journal of Arthroplasty. 35 (1), 265-271 (2020).
  3. Sun, X., et al. Bearing dislocation of mobile bearing unicompartmental knee arthroplasty in East Asian countries: a systematic review with meta-analysis. Journal of Orthopaedic Surgery and Research. 16 (1), 28(2021).
  4. Ro, K. H., Heo, J. W., Lee, D. H. Bearing dislocation and progression of osteoarthritis after mobile-bearing unicompartmental knee arthroplasty vary between Asian and Western patients: A meta-analysis. Clinical Orthopaedics and Related Research. 476 (5), 946-960 (2018).
  5. 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).
  6. Oxford Partial Knee microplasty instrumentation manual of the Surgical Technique. Zimmer-Biomet. , Available from: https://www.zimmerbiomet.com/content/dam/zimmer-biomet/medical-professionals/000-surgical-techniques/knee/oxford-partial-knee-microplasty-instrumentation-surgical-technique.pdf (2019).
  7. Gustke, K. A., Golladay, G. J., Roche, M. W., Elson, L. C., Anderson, C. R. A new method for defining balance: promising short-term clinical outcomes of sensor-guided TKA. Journal of Arthroplasty. 29 (5), 955-960 (2014).
  8. Lakra, A., et al. The learning curve by operative time for soft tissue balancing in total knee arthroplasty using electronic sensor technology. Journal of Arthroplasty. 34 (3), 483-487 (2019).
  9. MacDessi, S. J., et al. Does soft tissue balancing using intraoperative pressure sensors improve clinical outcomes in total knee arthroplasty? A protocol of a multicentre randomised controlled trial. BMJ Open. 9 (5), 027812(2019).
  10. Zhang, Q., et al. A novel extramedullary technique to guide femoral bone preparation in mobile unicompartmental knee arthroplasty based on tibial cut and overall alignment. Journal of Orthopaedic Surgery and Research. 15 (1), 92(2020).
  11. Hurst, J. M., Berend, K. R., Adams, J. B., Lombardi, A. V. Radiographic comparison of mobile-bearing partial knee single-peg versus twin-peg design. Journal of Arthroplasty. 30 (3), 475-478 (2015).
  12. vander List, J. P., Zuiderbaan, H. A., Pearle, A. D. Why do medial unicompartmental knee arthroplasties fail today. Journal of Arthroplasty. 31 (5), 1016-1021 (2016).
  13. MacDessi, S. J., Gharaibeh, M. A., Harris, I. A. How accurately can soft tissue balance be determined in total knee arthroplasty. Knee Surgery, Sports Traumatology, Arthroscopy. 34 (2), 290-294 (2019).
  14. Su, Z., Wang, Z., Chen, H. A force line trajectory measuring system and algorithms for unicondylar knee replacement surgery. Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. , 2217-2221 (2019).
  15. 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).
  16. 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).
  17. Brimacombe, J. M., Wilson, D. R., Hodgson, A. J., Ho, K. C., Anglin, C. Effect of calibration method on Tekscan sensor accuracy. Journal of Biomechanical Engineering. 131 (3), 034503(2009).
  18. Heyse, T. J., et al. Balancing mobile-bearing unicondylar knee arthroplasty in vitro. Knee Surgery, Sports Traumatology, Arthroscopy. 25 (12), 3733-3740 (2017).
  19. Gustke, K. A., Golladay, G. J., Roche, M. W., Elson, L. C., Anderson, C. R. Primary TKA patients with quantifiably balanced soft-tissue achieve significant clinical gains sooner than unbalanced patients. Advances in Orthopedics. 2014, 628695(2014).
  20. Nodzo, S. R., Franceschini, V., Gonzalez Della Valle, A. Intraoperative load-sensing variability during cemented, posterior-stabilized total knee arthroplasty. Journal of Arthroplasty. 32 (1), 66-70 (2017).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Tags

UKA met mobiele bearingkrachtsensormatrixknieflexiekieierknieextensiekieerdruksensorentibiale trialklinische uitkomsten

Dit artikel is gepubliceerd

Video binnenkort beschikbaar

Neem contact met ons op
Aanbevelen aan de bibliotheek

Privacy

Gebruiksvoorwaarden

Beleidsoverzicht

Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. Alle rechten voorbehouden.