а) Определения:
• Тотальное эндопротезирование тазобедренного сустава: замещение вертлужной впадины и головки бедренной кости
• Гемиартропластика или эндопротезирование: замена только головки бедренной кости:
о Используется в случаях остеонекроза или субкапитального перелома без сопутствующего артрита тазобедренного сустава
• Поверхностное эндопротезирование тазобедренного сустава: замена поверхности головки бедренной кости, остается удерживающая часть головки, короткий штифт бедренного компонента протеза:
о Используется у молодых пациентов
о Теоретически увеличивает продолжительность времени возможности протезирования для пациента посредством сохранения костной части, что позволяет в будущем выполнить стандартное эндопротезирование тазобедренного сустава
(Слева) Схема боковой рентгенографии паховой области: предполагаемый передний угол (антеверсия) компонента вертлужной впадины. Угол бедренного компонента отражает шеечно-диафизарный угол.
(Справа) Рентгенография в боковой проекции паховой области после тотального эндопротезирования тазобедренного сустава у пациента с рецидивирующим вывихом: ретроверсия компонента вертлужной впадины (в сравнении со схемой). Нельзя определить ретроверсию или антеверсию при ПЗ рентгенографии: требуется боковой срез паховой области или КТ. Ретроверсия приводит к риску развития дислокации при тотальном эндопротезировании тазобедренного сустава.
(Слева) Рентгенография в ПЗ проекции: вывих бедра. Нормальный боковой угол компонента вертлужной впадины. Однако визуализируется выраженный поворот (открытый вперед или назад). Боковой срез паховой области (не показан) подтвердил выраженную антеверсию. Антеверсия чаши предсказуема, но такая ее степень приводит к риску развития вывиха.
(Справа) Рентгенография в ПЗ проекции: выраженная нестабильность чаши со смещением вверх (обратите внимание на расстояние до первоначального расположения). Чаша сломана и визуализируется широкое просветление соответствующее цементу.
(Слева) Рентгенография в ПЗ проекции: умеренная гипертрофия кортикального слоя и эндоста вокруг дистальной части ножки эндопротеза бедренного компонента при бесцементной фиксации. Визуализируется также линия склероза, но нет просветления на границе костной ткани и эндопротеза. Такая картина является нормой для бесцементной фиксации.
(Справа) Рентгенография в ПЗ проекции: выраженная гипертрофия кортикального слоя и эндоста распространяющаяся на костномозговой канал. Кроме того, визуализируется просветление >2 мм, окружающее компонент протеза. Эти признаки типичны при нестабильности.
• Оценка исходного расположения компонентов сустава:
о Длина соответствует длине противоположной стороны:
- На длину влияет положение чаши вертлужной впадины, бедренной ножки эндопротеза или размер шейки, головки
- Оценка: проведение трансседалищной линии, измерение расстояния до опознавательной точки (большой или малый вертел), сравнение с противоположной стороной
- Удлинение: мышечный спазм → вывих
- Укорочение: мышцы бедра не способствуют стабильности, поддерживая риск развития вывиха
о Положение чаши вертлужной впадины:
- Боковой угол открытия чаши: 40°± 10°:
Измерение проводится на передне-задней рентгенограмме, открытый (плоский) угол относительно трансседалищной линии
↑ бокового открытия → риск вывиха
Выраженное открытие кнаружи коррелирует с ↑ уровня металла в сыворотке крови при тотальном эндопротезировании тазобедренного сустава по типу «металл на металле», вероятно, из-за ↑ нагрузки на кромку чаши
↓ бокового открытия → вращение головки наружу при полном отведении бедра
- Смещение чаши кпереди:
Передне-задняя проекция: возможно определить смещение, но невозможно определить антеверсию или ретроверсию
Совпадает с костной вертлужной впадиной в положении Лауэнштейна
В норме 15°± 10° латеральнее паховой области
Измерение латеральнее паховой области зависит от положения пациента; влияет поворот таза (может быть минимальным, если колено согнуто через край стола)
Ретроверсия или выраженная антеверсия предрасполагает к вывиху тазобедренного сустава
- Медиальное/латеральное расположение чаши:
Горизонтальная ось вращения должна быть схожа с такой же осью здорового бедра
Недостаточно медиальное положение приводит к риску вывиха бедра, если центр вращения смещается латерально вслед за тягой подвздошно-поясничной мышцы
Слишком сильное медиальное расположение приводит к риску развития перелома вертлужной впадины
о Расположение бедренного компонента:
- Нейтральное или легкое вальгусное отклонение (имплант установлен проксимально относительно латерального эндоста и дистально относительно медиального)
- Варусное отклонение предрасполагает к нестабильности протеза
• Перелом протеза:
о Чаша может сломаться в любом месте своей поверхности:
- Перелом полиэтиленовой чаши визуализируется при переломе окружающего цемента
о Перелом ножки эндопротеза происходит, как правило, в дистальной части:
- Возможно смещение, но чаще деформация небольшая
• Вывих:
о Головка бедренной кости вывихнута из вертлужной впадины:
- Поиск предрасполагающего неправильного положения компонентов эндопротеза:
Патологический угол бокового открытия (>50° <30°)
Патологический наклон чаши (ретроверсия или антеверсия >25°)
Недостаточно медиальное положение чаши
Патологическая длина конечности
о Дислокация полиэтиленового компонента чаши:
- Может произойти отслойка от металлической основы:
Зубцы или металлические края, которые держат ее на месте, могут визуализироваться в мягких тканях
Полиэтиленовый компонент визуализируется как просветление, отдельное от основания чаши
• Адаптивная перестройка:
о Наиболее часто в латеральном метафизе проксимального отдела бедренной кости, включая большой вертел
о Резорбция костной ткани: относительное просветление, истончение кортикального слоя
• Инфекция:
о Рентгенография, как правило, без изменений; требуется аспирация при наличии клинической картины:
- Если инфекция хроническая, может визуализироваться серпигинозное разрушение кости с реактивной костной ± периостальной реакцией
• Нестабильность:
о Изменения положения компонентов эндопротеза:
- Изменение расположения (наклон)
- Смещение кверху или книзу
о Смещение чаши кверху, возможно, медиально; бедренный компонент смещается книзу:
- Смещение и наклон часто наблюдаются без просветления, окружающего компонент протеза:
Необходимо сравнение с контрольной послеоперационной рентгенограммой, чтобы не упустить развитие просветления
о Цементная фиксация:
- Просветление >2 мм в месте соприкосновения поверхности кости с цементом, окружающее большую часть бедренного компонента, указывает на нестабильность
- Просветление >2 мм в месте соприкосновения поверхности кости с цементом может произойти в результате движения в момент установки
- Перелом цемента
о Бесцементная фиксация:
- Просветление > 2 мм в месте соприкосновения поверхности кости с протезом часто со склеротическим краем, окружающее большую часть бедренного компонента, указывает на нестабильность
- Склероз вокруг бедренной дистальной части протеза, кортикальная гипертрофия и гипертрофия эндоста:
Распространение костной ткани через костномозговой канал считается вторичным признаком нестабильности
Менее интенсивное костеобразование считается нормой при бесцементной фиксации, но следует следить за прогрессированием процесса
• Износ компонентов эндопротеза:
о С расшатыванием возможно отделение бисерной поверхности при бесцементной артропластике («осыпание бисера»)
о Износ полиэтиленового компонента визуализируется в виде увеличения ширины между головкой бедренной кости и вертлужной впадиной
- Износ происходит в основном в верхнелатеральной части наибольшей нагрузки
• Болезнь частиц:
о Морфология:
- Очаговое литическое разрушение кости; может симулировать опухоль
- Может распространяться вдоль компонента протеза с разрушением кости на протяжении
- Может распространяться на мягкие ткани в виде образования или жидкости в синовиальной сумке
о Необходим поиск источника частиц:
- Износ полиэтиленового компонента
- Перелом цемента или костный некроз
- Металлоз (образование гранул или других металлических частиц)
- При тотальном протезировании тазобедренного сустава по типу «металл на металле» может развиться реактивный некроз мягких тканей или образования в синовиальной сумке (псевдоопухоли)
• Перипротезный перелом:
о Вертлужная впадина: медиальная стенка
о Тело бедренной кости: как правило, передняя кортикальная часть, примыкающая к дистальной части протеза:
- Метафизарные трещины могут развиться во время операции; диагностируются во время операции, в качестве метода лечения выполняют серкпяж
(Слева) Рентгенография в ПЗ проекции: тотальное эндопротезирование тазобедренного сустава с нехарактерными очевидными признаками инфекции. Визуализируется воздух в мягких тканях, а также небольшое, начальное гетеротопическое костеобразование. При инфицировании эндопротеза картина, как правило, нормальная; любая клиническая настороженность требует аспирации.
(Справа) Фронтальное Т2ВИ МР-И: ↓ интенсивности сигнала гранул антибиотика помещенных в дефект, образованный после изъятия инфицированного тазобедренного эндопротеза. К сожалению, лечение было не эффективно, на что указывает ↑ интенсивности сигнала оставшейся вертлужной впадины и тела бедренной кости.
(Слева) Рентгенография в ПЗ проекции: метафизарное просветление, распространяющееся на большой вертел, определяется через несколько лет после тотального эндопротезирования тазобедренного сустава. Это типичная локализация адаптивной перестройки, которая не должна быть спутана с инфекцией или очагом лизиса.
(Справа) Рентгенография в ПЗ проекции: определяется износ полиэтиленового компонента, на что указывает уменьшение расстояния между металлической чашей и головкой в верхней части, в сравнении с расстоянием снизу. Износ является результатом болезни частиц и лизиса.
(Слева) Рентгенография в боковой проекции, укладка в положение лягушки: отмечается распространенный литический очаг, вовлекающий проксимальный метафиз бедренной кости. Других патологических изменений не определяется. Это оставляет широкий дифференциально-диагностический ряд, включая опухоль.
(Справа) Рентгенография паховой области в боковой проекции, тот же случай: литический очаг также не визуализируется, но уже отмечается износ полиэтилена (отмечено красными стрелками). При наличии источника частиц, выглядящего таким образом, очаг лизиса, вероятно, представляет собой остеолиз.
2. КТ эндопротеза тазобедренного сустава:
• Оценка расположения чаши при рецидивирующих вывихах:
о Достоверно независимо от положения тела пациента
о Метод: реформация изображения для стандартизации положения таза при ротации и наклоне
- Прямое измерение угла антеверсии относительно вертикальной линии
• Оценка перипротезной потери костной массы или остеолиза:
о Наличие и распространение остеолиза лучше оценивать с помощью КТ, чем рентгенографии
о Используется для оценки локализации лизиса и адекватности запаса костной ткани перед ревизией
3. МРТ эндопротеза тазобедренного сустава:
• Для решения задач используется МРТ; предложена для оценки болевого синдрома при артропластике «металл на металле»
• Обобщающее понятие: побочная реакция на частицы металла или побочная реакция местных тканей:
о Включает металлоз, асептическое лимфоцитарное васкулит-связанное повреждение и псевдоопухоли
• МРТ позволяет прогнозировать модель развития побочной реакции мягких тканей (реакции на продукты металла при артропластике):
о Прогностические факторы развития реакции мягких тканей средней и тяжелой степени (асептическое лимфоцитарное васкулит-связанное повреждение >5): максимальная толщина синовиальной оболочки (>7 мм) и смешанные солидно-кистозные синовиальные очаги
о Прогностические факторы развития интраоперационного повреждения тканей: несостоятельность псевдокапсулы, смешанные очаги синовита и декомпрессия синовита в прилегающие мягкие ткани
(Слева) КТ кости, фронтальная реформация: большой очаг лизиса вертлужной впадины, признаки износа полиэтилена (сдвиг головки в чаше). Рентгенография (не показана) сложна для оценки: КТ дает дополнительную важную информацию при оценке распространенности остеолиза, что позволяет точнее планировать масштаб ревизии.
(Справа) КТ кости, фронтальный срез: выраженное истончение коркового вещества с нестабильностью протеза (обратите внимание на просветление зоны кость-цемент) и перелом. Никаких нюансов на рентгенограмме замечено не было.
(Слева) Фронтальная Т1ВИ МР-И: двустороннее тотальное эндопротезирование тазобедренного сустава В и большое скопление жидкости в правой подвздошно-поясничной сумке. Предполагалось наличие инфекции или синовита.
(Справа) КТ кости, аксиальный срез: подтверждает скопление жидкости в подвздошной сумке. В результате аспирации получено густое желатинозное отделяемое, содержащее макрофаги, перегруженные некротическими тканями. Некроз сформировался в результате износа полиэтилена при тотальном эндопротезировании тазобедренного сустава и привел к развитию синовита, распространившегося на подвздошно-поясничную сумку. Выраженное истончение крыла подвздошной кости вероятно произошло вследствие давления, а не лизиса.
(Слева) Рентгенография в ПЗ проекции: протезирование «металл на металле»; обратите внимание на отсутствие линии полиэтилена. У этого пациента развился болевой синдром, не обусловленный положением компонентов протеза, который установлен нормально.
(Справа) Аксиальная КТ с КУ, этот же случай: умеренное усиление негомогенного образования подвздошной кости. В биоптате обнаружены только некротические ткани и инородные тела, что типично для местной побочной реакции мягких тканей. Визуализация в аксиальном сечении необходима при артропластике «металл на металле» с сопутствующим болевым синдромом.
4. Рекомендации по визуализации:
• Протокол исследования:
о Техники КТ для подавления артефактов от металлических объектов:
- Получение изображений мягких тканей
- ↑ кВп (140) и мАс (350-450 при односторонней тотальной артропластике тазобедренного сустава, 450-600 при двусторонней)
- Ограничение коллимации, ↓ питча (0,3)
- Реконструкция изображения в срезе 1 мм шириной с 0,5-мм дифференциалом реконструкции
- КТ с двумя источниками излучения подавляет артефакты при увеличении жесткости излучения
о Техники МРТ для подавления артефактов от металлических объектов:
- ↑ пропускной способности приемника; ↓ пространства между отраженными сигналами; ↓ эффективного времени появления эхосигнала
- Использование промежуточно-взвешенной последовательности быстрого спин-эхо с высокой разрешающей способностью по спектру
- Чаще используется режим STIR, чем визуализация с подавлением сигнала от жира
в) Патология. Общая характеристика:
• Этиология:
о Переломы тела бедренной кости: зависят от диаметра поперечного сечения и длины ножки эндопротеза
о Дислокация:
- Позиционная: сустав помещен вне ожидаемых пределов
- Некорректное хирургическое размещение компонентов эндопротеза
о Адаптивная перестройка: распространение весовой нагрузки через имплант приводит к снижению давления на кость
о Массивный остеолиз: частицы большого размера → воспалительная реакция
о Асептическое лимфоцитарное васкулит-связанное повреждение: сопутствует технике тотального эндопротезирования тазобедренного сустава по типу «металл на металле»:
- Возможна токсическая реакция на частицы металла
- Возможна реакция гиперчувствительности на количество частиц металла, ожидаемых в норме
г) Клинические особенности. Течение и прогноз:
• 80% случаев тотального эндопротезирования тазобедренного сустава не подлежат ревизии на протяжении 20 лет
• Бесцементная фиксация компонента вертлужной впадины с полиэтиленовыми прокладками подвергается бессимптомному лизису и подлежит регулярному длительному рентгенологическому контролю
• Степень развития патологической реакции мягких тканей и образований при технике тотального эндопротезирования тазобедренного сустава по типу «металл на металле» неизвестна
д) Диагностическая памятка. Следует учесть:
• Необходимо контролировать смещение компонентов, указывающее на расшатывание, даже при отсутствии очевидного просветления
• Необходимо сравнение с контрольной рентгенограммой для анализа изменения расположения компонентов эндопротеза
• При дислокации необходим поиск неправильного расположения компонентов
• При остеолизе необходим поиск признаков болезни частиц
е) Список использованной литературы:
1. Fritz J et al: MR imaging of hip arthroplasty implants. Radiographics. 34(4):E106-32, 2014
2. Awan О et al: Imaging evaluation of complications of hip arthroplasty: review of current concepts and imaging findings. Can Assoc Radiol J. 64(4):306-13, 2013
3. Pessis E et al: Virtual monochromatic spectral imaging with fast kilovoltage switching: reduction of metal artifacts at CT. Radiographics. 33(2):573-83, 2013
4. Chang EY et al: Metal-on-metal total hip arthroplasty: do symptoms correlate with MR imaging findings? Radiology. 265(3):848-57, 2012
