Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы 9
1.1 Строение и рентгенанатомия проксимального отдела бедренной кости. 9
1.2 Методы исследования проксимального отдела бедренной кости 11
1.3 Существующие методы предоперационного планирования при эндопротезировании тазобедренного сустава 16
ГЛАВА 2. Материалы и методы исследования 28
2.1 Материал исследования 28
2.2 Методы исследования
2.2.1 Рентгенографическое исследование тазобедренного сустава 29
2.2.2 Рентгенографическое исследование тазобедренного сустава после эндопротезирования 30
2.2.3 Многосрезовая спиральная компьютерная томография 31
2.2.4 Статистический метод 31
ГЛАВА 3. Изучение положения элементов тазобедренного сустава 33
3.1 Разработка способа определения положения проксимального отдела бедренной кости 33
3.2 Разработка способа определения положения вертлужной впадины 38
ГЛАВА 4. Результаты собственного исследования 42
4.1 Определение положения элементов проксимального отдела бедренной кости и вертлужной впадины у здоровых субъектов 42
4.2 Изменения проксимального отдела бедренной кости и вертлужной впадины при идиопатическом коксартрозе
4.2.1 Варианты положения головки тазобедренного сустава 48
4.2.2 Варианты положения шейки бедренной кости 51
4.2.3 Варианты угла торсии проксимального отдела бедренной кости... 53
4.2.4 Варианты положения вертлужной впадины з
4.3. Изменения проксимального отдела бедренной кости и вертлужной
впадины при диспластическом коксартрозе 55
4.3.1 Варианты положения головки тазобедренного сустава 59
4.3.2 Варианты положения шейки бедренной кости 61
4.3.3 Варианты угла торсии проксимального отдела бедренной кости... 62
4.3.4 Варианты положения вертлужной впадины 63
4.4 Анализ эффективность использованием разработанного способа оценки положения элементов проксимального отдела бедренной кости при предоперационном планировании первичного эндопротезирования ТБС. 65
ГЛАВА 5. Предоперационное планирование вмешательств на тазобедренном суставе 67
5.1 Предоперационное планирование с учетом влияния положения элементов тазобедренного сустава 67
5.2 Разработка способа определения положения компонентов эндопротеза тазобедренного сустава 75
5.3 Предоперационное планирование с учетом положения компонентов эндопротеза тазобедренного сустава 80
5.4 Анализ эффективность использованием разработанного способа оценки положения компонентов эндопротеза тазобедренного сустава при предоперационном планировании ревизионного эндопротезирования ТБС 8 5
Заключение 94
Выводы 97
Практические рекомендации 99
Список использованных сокращений 100
Список литературы
- Существующие методы предоперационного планирования при эндопротезировании тазобедренного сустава
- Рентгенографическое исследование тазобедренного сустава после эндопротезирования
- Разработка способа определения положения вертлужной впадины
- Варианты положения головки тазобедренного сустава
Существующие методы предоперационного планирования при эндопротезировании тазобедренного сустава
Среди дополнительных методов диагностики, применяемых для диагностики и оценки результатов эндопротезирования ТБС, рентгенологический метод является наиболее распространенным и доступным. Основным практическим применением рентгенологического метода при эндопротезировании ТБС является предоперационное планирование при эндопротезировании и определение положения компонентов эндопротеза после эндопротезирования. При предоперационном планировании эндопротезирования ТБС используются классическая передне-задняя проекция таза и боковая проекция тазобедренного сустава. Для получения передне-задней проекции используют следующие виды укладки пациента [90]:
1. При исследовании одного ТБС пациент находится в положении на спине, обе нижние конечности вытянуты, стопы повернуты внутрь на 15, фокусирование пучка рентгеновских лучей на область исследуемого сустава (рисунок 1А).
2. При исследовании таза в целом с визуализацией обоих ТБС пациент находится в положении на спине, нижние конечности вытянуты и ротированы внутрь на 15. Если требуется исследование крестцово-подвздошных сочленений на предмет системных заболеваний, то фокусирование рентгеновских лучей осуществляется на верхний край лобкового симфиза (рисунок 1Б).
3. При исследовании таза в целом с двумя тазобедренными суставами пациент в положении на спине, нижние конечности вытянуты и ротированы внутрь на 15. Если требуется изучить бедренный канал на достаточном протяжении, то фокусирование рентгеновских лучей проводят на 4 см ниже верхнего края лобкового симфиза (рисунок 1В).
Классическую боковую проекцию для определения антеверсии шейки бедра в здоровом суставе можно получить путем сгибания нижней конечности в ТБС на 90 и отведения на 10, при этом необходимо помнить, что при наличии патологии ТБС классическая боковая проекция трудновыполнима, в связи с чем единственной возможностью выполнения у лиц с патологией ТБС боковой рентген о графии является нейтральное положение и параллельность бедра по отношению к плоскости будущего рентгеновского изображения.
На основании данных, полученных при рентгенологическом исследовании, в литературе описаны ряд методов предоперационного планирования и оценки положения компонентов эндопротеза после эндопротезирования.
Метод планирования предоперационного планирования по Прохоренко В.М. [88] позволяет решать следующие задачи: 1. Определение размера и подбор ацетабулярного компонента эндопротеза; 2. планировать локализацию нового ацетабулярного биомеханического центра 3. установление еще в предоперационном периоде наличия тяжелого ацетабулярного поражения или же необходимость использования необычного размера ацетабулярного компонента эндопротеза.
Этот метод планирования подразумевает необходимость проведения трех стадии планирования: первая стадия включает определение того, как ацетабуляр-ная часть эндопротеза должна быть расположена внутри вертлужной впадины. Расположение ацетабулярного компонента эндопротеза определяют с применением ацетабулярных скиаграмм, накладываемых на передне-задние рентгенограммы таза. По мнению C.A.Engh, на стадии определения расположения ацетабулярного компонента эндопротеза на рентгенограмме определяется размер ацетабулярного компонента эндопротеза, локализация биомеханического центра, угол наклона ацетабулярного компонента эндопротеза, размеры дефекта не докрытой части ацетабулярного компонента эндопротеза [127]. Угол расположения ацетабулярного компонента определяют путем сопоставления линии, касательной или параллельной передней поверхности скиаграммы вертлужного компонента и путем измерения угла с линией, проведенной через фигуры "слез" на передне-задней рентгенограмме таза.
Вторая и третья стадии, тесно взаимосвязанные, включают планирование уровня резекции шейки бедренной кости и длины шейки эндопротеза для восстановления биомеханики ТБС и определения формы стержня. Последний обеспечит адекватную подгонку стержня внутри бедренной кости при запланированном уровне резекции шейки.
Уровень резекции шейки бедренной кости должен быть таким, чтобы выбранная длина шейки обеспечивала восстановление офсета. L.Spotorno-S.Romagnoli предложили методику предоперационного планирования, которая позволяет правильно определить размер ножки эндопротеза, оптимальное ее положение в костномозговом канале и сохранение равной длины нижних конечностей [110]. Авторы рассматривали три вида укорочения: тазовое, бедренное и комбинированное. Для их определения на передне-задней рентгенограмме проводят три линии (рисунок 2). Первая - базовая или основная, соединяет седалищные бугры; вторая - тазовая, соединяет верхние части вертлужных впадин; третья -бедренная, соединяет вершины малых вертелов. Если все линии параллельны, то нижние конечности должны быть одинаковой длины. При тазовом укорочении тазовая и бедренная линии параллельны (рисунок 3), а базовая линия не параллельна с ними. При бедренном - базовая и тазовая линии параллельны (рисунок 4), бедренная не параллельна с ними. При комбинированном - все линии не параллельны между собой (рисунок 5).
Рентгенографическое исследование тазобедренного сустава после эндопротезирования
Работа исследования выполнена на базе Новосибирского НИИТО в период 2011-2013 годов и включает в себя 182 человека: больные с патологией с идиопатическим коксартрозом 42 человека группы сравнения №1 и с диспластическим коксартрозом 52 человека №2; больные с рецидивирующими вывихами бедренного компонента эндопротеза 69 человек группа сравнения №3; добровольцы без патологии суставов 20 человек - контрольная группа.
При выполнении настоящей работы были использованы клинический, рентгенологический, томографический исследования. Выполнена оценка 318 рентгенограмм таза в прямой проекции. Проведено 94 МСКТ исследований таза и коленных суставов с оценкой положение элементов проксимального отдела бедренной кости и 60 МСКТ исследовании с оценкой положения компонентов эндопротеза тазобедренного сустава до и после оперативного вмешательства.
Рентгенометрическому анализу подвергались все рентгенограммы. На рентгенограммах групп сравнения №1 и №2, а так же контрольной группы определялись: 1) шеечно- диафизарный угол (пространственное расположение проксимального отдела бедренной кости во фронтальной плоскости); 2) угол наклона вертлужной впадины во фронтальной плоскости и ацетабулярного компонента эндопротеза после эндопротезирования; 3) Стадия развития остеоартроза в тазобедренном суставе. Шеечно-диафизарный угол определялся при помощи таблицы поправок Magilligan, позволяющей точнее производить измерения по рентгенограммам в прямой проекции, в независимости от точности укладки. При определении стадийности процесса при идиопатическом коксартрозе использовали классификацию В.Н. Гурьева [27], основанную на рентгенологических проявлениях коксартроза.
При определении стадийности процесса при диспластическом коксартрозе использовали классификацию J.F. Crowe [87], основанную на рентгенологических проявлениях коксартроза. Согласно классификации J.F. Crowe различают 4 степени дисплазии вертлужной впадины. Нарушения при 1 степени дисплазии проявляются недопокрытия головки бедренной кости менее 50%. Дефицит покрытия головки бедренной кости вертлужной впадиной менее 70%, относятся ко 2-ой стадии дисплазии тазобедренного сустава. При подвывихе головки бедренной кости 3-ей стадии дисплазии истинная вертлужная впадина заполнена жировой и рубцовой тканями, а головка располагается на 3-4 см выше. Полный вывих бедра с укорочением ноги на 4 см характеризуется 4ст.
Рентгенометрическому анализу подвергались все рентгенограммы исследуемых пациентов с рецидивирующими вывихами головки бедренного компонента эндопротеза тазобедренного сустава - всего 69 случаев, и 42 рентгенограммы группы сравнения №1 и 52 рентгенограммы группы сравнения №2 после первичного эндопротезирования. Рентгеновские снимки тазобедренного суставов выполненные стационарным аппаратом с обязательным захватом верхней трети бедренной кости в стандартном положении пациентов при строгом соблюдении расстояния в 1,2 метра между рентгеновской трубкой и пациентом.
Для определения угла наклона ацетабулярного компонента эндопротеза используются стандартные передне-задние рентгенограммы. Угол наклона тазового компонента эндопротеза определяется величиной угла между линией, соединяющей обе «слезы» Келлера или оба седалищных бугра, и плоскостью входа в верт-лужный компонент. 2.2.3 Многосрезоеая спиральная компьютерная томография
Было проведено МСКТ-исследований 154 пациентов и 20 добровольцев. Сканирование производилось в положении на спине с разогнутыми в коленном и тазобедренном суставе нижними конечностями. С целью определения положения элементов проксимального отдела бедренной кости мы использовали разработанный нами способ определения положения проксимального отдела бедренной кости. Так же по данным МСКТ по необходимости выполнялась ЗО-реконструкция положения элементов проксимального отдела бедренной кости для лучшей визуализации. С помощью предложенного способа определяли величины углов элементов проксимального отдела бедренной кости: флексия, версия и торсия. Для определения положения вертлужной впадины в горизонтальной плоскости за основу был взят за основу метод О. Reikeras, I. Bjerkreim (1983). В данный метод нами были внесены доработки в виде дополнения такого параметра измерений, как ось крестца и наложение сканов с последующим определением угла антевер-сии ацетабулярного компонента относительно предложенной оси.
С целью определения положения компонентов эндопротеза мы использовали разработанный нами способ определения положения компонентов эндопротеза ТБС.
Обработку полученных результатов исследования проводили с использованием описательных статистик и путем сравнения количественных признаков в исследуемых группах субъектов.
Описательные статистики представлены в виде средней (М) и её стандартной ошибки (т); табличные данные представлены с учетом стандартной ошибки средней (М±т). В зависимости от вида распределения значений исследуемых показателей, для анализа использовали параметрические либо непараметрические методы. Различия между сравниваемыми средними величинами исследуемых параметров в группах оценивали с помощью параметрического двунаправленного t-критерия либо непараметрического U-критерия Вилкоксона-Манна-Уитни. Уровень пороговой статистической значимости при этом принимали равным 0,05. Различия сравниваемых величин считали достоверными при значениях, не превышающих порогового уровня а, определенного в 0,05 (Р 0,05). Для статистических вычислений применяли программное обеспечение SPSS v. 15.0.
Разработка способа определения положения вертлужной впадины
Базируясь на использовании предложенного нами диагностического способа, в подгруппе с поражением ТБС правой конечности в количестве 14 человек мы выделили 3 варианта положения вертлужной впадины:
Совокупность положений проксимального отдела бедренной кости ведет к изменению суставной щели по переднему и заднему краям вертлужной впадины и относительно дна вертлужной впадины. При антеположении проксимального отдела бедренной кости имеется уменьшение размера суставной щели в переднем крае вертлужной впадины 1,20±0,50мм, а латерали-зация по оси головки бедренной кости равняется 4,50±0,20мм. При ретропо-ложении проксимального отдела бедренной кости отмечено уменьшение размера суставной щели в заднем крае вертлужной впадины, равное 0,90±0,50мм, а латерализация по оси головки бедренной кости равняется 3,80±0,30мм.
Изучение положения элементов проксимального отдела бедренной кости и вертлужной впадины у пациентов с идиопатическим коксартрозом показало, что отмечается разнонаправленность элементов тазобедренного сустава. В группе сравнения №1 средняя величина флексии составила 2,31 ± 10,05; версии - 75,07 ±7,04; торсии - 105,29± 15,04; антеположение вертлужной впадины 15,05±8,01.
Изменения проксимального отдела бедренной кости и вертлужной впадины при диспластическом коксартрозе
Для изучения положения элементов проксимального отдела бедренной кости в группе сравнения №2, мы набрали больных с диспластическим артрозом ТБС в возрасте от 26 до 75 лет и изучили 74 сустава. При осмотре па 56 циенты этой группы предъявляли жалобы на боли в области пораженного ТБС с возможной периодической иррадиацией в коленный сустав.
При выяснении анамнеза было установлено, что все субъекты в этой группе обращались за врачебной помощью по причине патологии ТБС, начиная с детского возраста. Все больные отмечали прогрессирование болевого синдрома в области тазобедренного сустава в течение длительного времени, равного как минимум 7 годам.
При осмотре: походка пациентов изменена, что проявляется в виде хромоты со стороны той нижней конечности, где был более выражен болевой синдром. Деформации в области тазобедренных суставах не отмечалось. У 5 больных в данной исследуемой группе имелись послеоперационые рубцы от ранее выполненных оперативных вмешательств на ТБС. Объем пассивных и активных движений в пораженных ТБС ограничен и в среднем составил: - разгибание-сгибание 0-0-80. - Отведение-приведение 5-0-5. - Внутренняя-наружная ротация 0-0о-30.
Движения в пораженных суставах были болезненны. Симптом Тренде-ленбурга положительный со стороны пораженного сустава. В среднем относительная длина нижних конечностей составила 76 см. с обеих сторон. Однако в исследуемой группе присутствовало 3 больных, у которых относительная длина конечности была разная, за счет анатомического укорочения бедренной кости после ранее выполненного оперативного вмешательства для удлинения нижней конечности на стороне поражения ТБС. У всех больных данной группы присутствовало функциональное укорочение нижней конечности в 1,5 см со стороны пораженного сустава. В поясничном отделе позвоночника у всех больных отмечен гиполордоз, который проявлялся сглаженностью кожных покровов данного отдела. На стандартной рентгенограмме таза в прямой проекции визуально отмечалась патология ТБС, которая оценивалась по классификации В.Н. Гурьева [27].
Пациенты группы сравнения №2 были разделены на подгруппы в зависимости от одно- или двустороннего поражения суставов (рисунок 25). Наибольшее количество пациентов составила подгруппа с двусторонним поражением суставов. Во все пораженных суставах наблюдалась рентгенологическая картина коксартроза: линия Шентона дугообразна, но прерывна. Контуры головки бедренной кости нечеткие и неровные, на некоторых рентгенограммах присутствуют очаги деструкции головки бедренной кости. Погружение головки бедренной кости в вертлужную впадину менее чем наполовину. Ширина суставной щели на всем протяжении имеет выраженное уменьшение или отсутствует.
Проведенный анализ результатов с привлечением классификаций Гурьева В.Н. [27] и Crowe J.F. [87] представлен на рисунках 25 и 26. Из представленных на графиках результатов видно, что наибольшее количество пациентов с диспластическим коксартрозом имеют третью степень деформации при двустороннем поражении ТБС. Так же следует отметить, что при одностороннем поражении наибольшее количество пациентов имело 2 стадию дисплазии по Crowe, а при двустороннем - 1 стадию.
При измерении ТТТДУ при диспластическом коксартрозе во всех подгруппах наблюдали отклонение от нормальных величин, полученных в контрольной группе, в которой средняя величина ШДУ составила Т27,74± 2,76 (таблица 6). Во всех подгруппах имеется увеличение или уменьшение ТТТДУ от нормы (вальгусная деформация), что является одним из признаков дисплазии тазобедренного сустава. Также во всех подгруппах отмечалось увеличение угла наклона вертлужной впадины во фронтальной плоскости нормальных величин, полученных в контрольной группе, в которой средняя величина угла наклона вертлужной впадины составила 46,39± 1,80, что свойственно для дисплазии ТБС (таблица 6).
При анализе томограмм сканов таза с уровня позвонка S1 и обоих коленных суставов по разработанному нами способу определения положения элементов проксимального отдела бедренной кости в группе сравнения №2 (таблица 7 и 8) получены следующие результаты, применительно к стороне поражения ТБС, на основе которых мы разделили субъектов исследования из этой группы на ряд подгрупп.
Варианты положения головки тазобедренного сустава
С увеличением роста вывихов бедренного компонента эндопротеза ТБС появилась и актуальность создания способов их профилактики. Первый такой конструкцией для профилактики вывихов можно считать цельнометаллический эндо-протез, предложенный и внедренный в практику Сивашем в 1963 году. В модификации Russin L.A. эндопротеза Сиваша получил распространение в Европе [162, 166]. В последующем для профилактики вывихов в Европе распространение получили вкладыши с замыкающим кольцом. Kavanagh B.F. и Fitzgerald R.H. описали 8 случаев применения вкладыша с замыкающимся кольцом во время ревизионных вмешательств по поводу рецидивирующего вывиха, но в 6 случаях произошел рецидив. В последующем стали использовать эндопротезы с антилюкса-ционным козырьком. Однако, несколько биомеханических исследований показали достоверное уменьшение объема движений при применении вкладышей с козырьком [158]. По мнению Krushell R.J. происходит переориентация объема движений за счет использования данной конструкции [142]. По данным авторов ста 81 тистически достоверное снижение частоты вывихов при применении вкладышей с козырьком [112, 137, 142, 148, 154, 159].
Нами проведен ретроспективный анализ 39 случаев и 30 случаев рецидивирующих вывихов бедренного компонента эндопротеза по предложенной методике и использованием разработанного способа определения положения компонентов эндопротеза тазобедренного сустава.
По данным рентгенограмм во фронтальной плоскости ретроспективного анализа 39 случаев компоненты эндопротеза находились в правильном положении в 37 случаях средние значение угла наклона ацетабулярного компонента эндопротеза во фронтальной плоскости равно 44,67±5,3. С каждым годом увеличение количества эндопротезирований ведет к увеличению количества вывихов бедренного компонента эндопротеза. С 2006г. по 2008г. в Новосибирском НИИТО выполнено 1708 эндопротезирований тазобедренного сустава, из них в 37 (2,17%) случаях у больных в послеоперационном периоде наблюдался вывих головки бедренного компонента эндопротеза, что сопоставимо с данными литературы (1-12% случаев после первичного эндопротезирования) [6, 17, 37]. В 16 (0,94%) случаях по данным интраоперационной оценки и оценки рентгенограмм по методикам оценки антеверсии ацетабулярного компонента эндопротеза. В 2006г. 2 случая не правильного положения компонентов эндопротеза. В 2007г. 5 случаев не правильной ориентацией компонентов эндопротеза и 2 случая наблюдался вывих после травмы. В 2008г. 6 случаев не правильной ориентацией компонентов эндопротеза и 3 случая наблюдался вывих после травмы. Общий рост количества вывихов бедренного компонента эндопротеза можно связать с увеличением количества эндопротезирований в клиники. Однако, рост количества неправильной ориентации компонентов эндопротеза связанно по нашему мнению с увеличением больных с тяжелой патологией тазобедренного сустава. По данным Joshi А. только в 16% случаев после закрытого вправления происходит рецидив вывиха. Частота повторных вывихов после закрытого вправления составляет 33% [176].
Общий рост количества вывихов бедренного компонента эндопротеза можно связать с увеличением количества эндопротезирований в клиники. Однако, рост количества неправильной ориентации компонентов эндопротеза связанно по нашему мнению с увеличением больных с тяжелой патологией тазобедренного сустава. Но не всегда вывих бедренного компонента эндопротеза может быть вправлен закрыто и некоторым литературным данным в 60% случаях наблюдается рецидив [40].
В 2009г. по 2012г. нами проведено исследование 30 пациентов с рецидивирующими вывихами головки бедренного компонента эндопротеза, по предложенной методике предоперационного планирования при рецидивирующих вывихах эндопротеза ТБС с использованием разработанного способа определения положения компонентов эндопротеза. В 11 случаях причиной вывиха являлось некорректная установка ацетабулярного компонента эндопротеза. Среднее положение тазового компонента в горизонтальной плоскости - 27,8±5. В 9 случаях причиной вывиха являлась некорректная установка бедренного компонента эндопротеза. Среднее положение бедренного компонента эндопротеза в горизонтальной плоскости 35,55±5 (антедеклинация). В 10 случаях причиной вывиха являлась некорректная установка обоих компонентов эндопротеза. Среднее положение ацетабулярного компонента эндопротеза в горизонтальной плоскости 27±3, а бедренного компонента эндопротеза 24±5. Совокупность отклонении обоих компонентов эндопротеза от нормы составило 21,72±6, что является существенно для риска вывиха бедренного компонента эндопротеза.
На основании полученных результатов анализа МСКТ нами предложен алгоритм предоперационного планирования, тактики обследования и определения тактики лечения больных с рецидивирующими вывихами головки бедренного компонента эндопротеза (рисунок 39).
При поступлении у больного собирается анамнез и уточняется дополнительными вопросами обстоятельства вывиха, кратность возникновения вывихов и его механизм. Выполняются рентгенограммы таза в передне-задней проекции и при возможности боковая рентгенография бедра, после чего может быть предпринята попытка закрытого вправления бедренного компонента эндопротеза. В последующем, независимо от того, вправлен вывих закрытым способом или нет, выполняется МСКТ таза и коленных суставов, в ходе которой производится оценка полученных томограмм сканов по разработанному нами способу определения положения компонентов эндопротеза ТБС - по результатам полученных данных после оценки определяется дальнейшая тактика лечения.
