• Выполнение тотального эндопротезирования коленного сустава (ТЭКС) по методике кинематического выравнивания (КВ) требует тщательного планирования резекции и использования точных инструментов для достижения поставленных целей.
• При выполнении ТЭКС с КВ мы предпочитаем использовать индивидуальные инструменты (PSI — Personal Specific Instrumentation), изготовленные на основе данных КТ.
• При нестандартной анатомии коленного сустава может применяться протокол ограниченного кинематического выравнивания (оКВ), который был разработан как альтернатива истинному КВ.
• При использовании протокола оКВ бедренный и большеберцовый компоненты устанавливают во фронтальной плоскости в пределах ±5° от нейтрального положения, при этом общая ось нижней конечности во фронтальной плоскости отклоняется от нейтрального положения в пределах ±3°.
• PSI позволяет осуществлять предоперационное планирование и выполнять тонкую коррекцию.
• В сравнении со стандартными инструментами, компьютерной навигацией и робототехникой PSI позволяет сократить время операции и уменьшить количество используемых инструментов.
• PSI — простая и стандартизированная технология, которая может использоваться при выполнении ТЭКС по протоколу оКВ и дает ряд преимуществ хирургу и пациенту.
а) Воспроизведение анатомических особенностей пациента с помощью индивидуального инструментария. Анатомия коленного сустава отличается значительным индивидуальным разнообразием. Точное восстановление индивидуальных анатомических особенностей при проведении ТЭКС может способствовать улучшению баланса и функции коленного сустава, а также повышению удовлетворенности пациента.
На ранних этапах развития ТЭКС выбор размеров имплантатов был ограничен, а хирургическая точность невелика. Количество индивидуальных анатомических вариантов, которые могут повлиять на клинический результат, неизвестно. Однако мы считаем, что в эпоху индивидуального эндопротезирования суставов требуется очень высокая точность (в пределах 2 мм или 2°). Выполнение ТЭКС по методике КВ требует тщательного планирования резекции и использования точных инструментов для достижения поставленных целей.
Использование PSI представляется очень привлекательным решением. PSI конструируется в процессе предоперационного планирования на основе данных КТ или МРТ. Создаются 3D-модели коленного, тазобедренного и голеностопного суставов пациента, после чего определяются анатомические ориентиры и задаются параметры резекции бедренной и большеберцовой костей в соответствии с предпочтениями хирурга. При резекции индивидуальные направители или PSI фиксируют к кости. PSI определяет как ориентацию имплантата, так и его размер.
В большинстве случаев при выполнении ТЭКС с КВ предпочтительно использовать КТ-изображения, поскольку конституциональную ось коленного сустава определяют на основе костных ориентиров. У большинства пациентов, которым выполняют ТЭКС, наблюдается износ хрящевой ткани при минимальной потере кости.
Резекцию выполняют в соответствии с костной анатомией бедренной и большеберцовой костей, учитывая равную толщину хряща с медиальной и латеральной стороны; это позволяет восстановить собственную ось конечности и ориентацию суставных поверхностей. Если определяется потеря костной ткани, ее также следует учитывать при планировании резекции. Авторы одного метаанализа провели сравнительную оценку систем PSI, созданных на основе МРТ или КТ.
Они выявили, что частота отклонений >3° составила 12,5% при использовании систем на основе КТ и 16,9% при использовании систем на основе МРТ, однако различия не были статистически значимыми.
Выполнен ряд исследований и метаанализов по оценке точности систем PSI. По данным трех метаанализов, PSI позволяет добиться лучшего выравнивания бедренного компонента во фронтальной плоскости, чем стандартный инструментарий. Однако авторы четырех других метаанализов не выявили значимых различий. Авторы четырех метаанализов выявили превосходство стандартного инструментария над PSI при оценке выравнивания большеберцового компонента во фронтальной плоскости, однако в трех других метаанализах не было выявлено значимых различий.
Ни в одном из метаанализов не было выявлено значимых различий при оценке положения бедренного компонента в сагиттальной плоскости. Авторы четырех исследований выявили повышение риска неправильного выравнивания большеберцового компонента в сагиттальной плоскости при использовании PSI. По данным одного исследования, PSI обеспечивает лучшее ротационное выравнивание. Авторы всех указанных исследований оценивали точность протокола МВ. Возможно, результаты оценки точности PSI могут быть перенесены на методику КВ.
б) Протокол ограниченного кинематического выравнивания и индивидуальный инструментарий. Мы разработали протокол оКВ, который используется в клинической практике с 2011 г.. При выполнении ТЭКС по методике оКВ мы предпочитаем использовать описанный метод использования PSI (MyKnee®, Medacta International SA, Кастель-Сан-Пьетро, Швейцария).
Предоперационная КТ выполняется в соответствии со стандартным протоколом MyKnee®. Затем с учетом предпочтений хирурга изготавливаются резекционные блоки и 3D-модели костей, образующих коленный сустав. Цель протокола оКВ заключается в воспроизведении индивидуальных анатомических особенностей в пределах безопасного диапазона. При использовании методики оКВ бедренный и большеберцовый компоненты устанавливают во фронтальной плоскости в пределах ±5° от нейтрального положения, при этом общая ось нижней конечности во фронтальной плоскости отклоняется от нейтрального положения в пределах ±3°.
Как обсуждалось выше, в сложных случаях, требующих изменения анатомии бедренной и большеберцовой костей (чтобы остаться в этих пределах), мы предпочитаем максимально сохранить анатомию бедренной кости за счет большего изменения большеберцовой кости. Мы считаем, что сгибательная ось бедренной кости играет более значимую роль в кинематике коленного сустава. Задаваемый угол ротации бедренного компонента составляет 0° относительно задней поверхности мыщелков.
Размер бедренного компонента подбирается в соответствии с анатомией дистального отдела бедренной кости, а его положение в сагиттальной плоскости устанавливают так, чтобы избежать повреждения переднего кортикального слоя («зарубки»).
Обычно угол сгибания составляет 2—4° относительно механической оси бедренной кости. Наклон плато большеберцовой кости кзади должен составлять 3° согласно рекомендациям изготовителя. Опытный инженер компании Medacta International составляет протокол оКВ в программе MyKnee®. Затем согласно спецификации предоперационный план отправляют хирургу на утверждение (рис. 1). Кроме того, отправляются изображения опилов и имплантатов (рис. 2). При необходимости хирург может внести изменения в предоперационный план.
Рисунок 1. План операции при использовании методики ограниченного кинематического выравнивания. НКА — угол между механическими осями бедренной и большеберцовой костей; М — медиальный; Л — латеральный; З — задний; П — передний
Рисунок 2. Изображения опилов кости с установленным имплантатом и без него
В день операции хирург получает стерильные 3D-модели костей и индивидуальные направители резекции (рис. 3). Трехмерные модели костей могут использоваться для проверки точности посадки бедренного и тибиального направителей резекции (рис. 4). Поскольку мы используем протокол на основе КТ, необходимо удалить хрящ и мягкие ткани в зоне установки резекционного блока с помощью диатермического ножа. Область контакта можно определить по модели кости (рис. 2).
Рисунок 3. Трехмерные модели костей, созданные при планировании операции по методике ограниченного кинематического выравнивания. Визуализация опилов (медиальный и латеральный опилы имеют равную толщину) и линии сустава
Рисунок 4. Трехмерное моделирование установки резекционных блоков для оценки оптимальной посадки
Затем бедренный резекционный блок вручную устанавливают на бедренную кость в наиболее стабильное положение (рис. 5) и фиксируют с помощью штифтов. Эти штифты используются не только для позиционирования направителя дистальной резекции бедренной кости, но и задают ротацию направителя резекции «четыре в одном» и, следовательно, угол ротации бедренного компонента.
Рисунок 5. Резекционный блок на бедренной кости
Выполняют резекцию большеберцовой кости с помощью соответствующего направителя резекции и модели кости. Для того чтобы обеспечить максимальную стабильность направителя, хирург должен убедиться, что резекционный блок контактирует с большеберцовой костью в тех же точках, что и на модели кости (рис. 4). Правильно установленный направитель резекции автоматически обеспечивает параметры резекции, соответствующие предоперационному плану (рис. 6).
Рисунок 6. Резекционный блок на большеберцовой кости
После установки примерочных имплантатов необходимо вручную скорректировать угол ротации большеберцового компонента, чтобы он соответствовал бедренному компоненту при сгибании и разгибании.
в) Преимущества использования индивидуального инструментария. По данным ряда исследований, PSI (MyKnee®, Medacta International SA, Кастель-Сан-Пьетро, Швейцария) позволяет точно установить имплантат. Поданным исследования по оценке 50 последовательных операций ТЭКС, выполненных с использованием PSI MyKnee®, в 98% случаев угол НКА был в пределах 3° от запланированного. Ориентация большеберцового компонента во фронтальной плоскости соответствовала плану в 100% случаев, а бедренного компонента — в 96% случаев.
Ориентация бедренного и большеберцового компонентов в сагиттальной плоскости была достигнута в 98 и 92% случаев соответственно. Точная ротация бедренного компонента (в пределах 3°) была достигнута в 90% случаев.
В большинстве исследований по оценке PSI точность позиционирования бедренного компонента была выше, чем большеберцового. По опыту авторов, бедренный направитель резекции проще установить, поскольку он точнее соответствует анатомии дистального отдела бедренной кости. Мы рекомендуем более тщательно проверять правильность установки тибиального резекционного блока. Можно выполнить дополнительную проверку с помощью выравнивающих стержней и после резекции — с помощью штангенциркуля.
В большинстве случаев при выполнении ТЭКС по методике оКВ не возникает дисбаланса связок. Таким образом, использование PSI при выполнении ТЭКС с оКВ позволяет точно установить резекционный блок и избежать отклонения осциллирующей пилы при выполнении резекции. Мы предпочитаем использовать пильные полотна Precision (Stryker, США). У этого полотна осциллирующий наконечник, но неподвижное основание. Благодаря этому вибрация полотна не передается на прорезь направителя, что позволяет избежать разрушения пластика.
Другим преимуществом PSI является стандартизация вмешательства и возможность спланировать все аспекты до операции (в отличие от интраоперационного планирования при использовании компьютерной навигации или робототехники). Кроме того, при использовании PSI реже требуется коррекция резекции, чем при использовании стандартного инструментария. Это может способствовать уменьшению времени операции. Согласно результатам метаанализа, PSI позволяет незначительно уменьшить общее время операции (—4,4 мин; р = 0,002) и кровопотерю (—37,9 мл; р = 0,015) в сравнении со стандартным инструментарием.
В метаанализ были включены исследования, в которых ТЭКС проводилось по методике МВ. Возможно, индивидуальная методика выравнивания позволит еще больше сократить время операции благодаря персонализированному планированию.
К другим возможным достоинствам PSI относят уменьшение количества инструментов (и, следовательно, упрощение их обработки) и повышение точности операции, что важно для начинающих специалистов или хирургов, которые редко выполняют подобные операции (рис. 7). По данным одного исследования, PSI позволяет сократить время обработки инструментов на 90 мин (в сравнении со стандартными инструментами).
Рисунок 7. Минимальный набор инструментов для выполнения тотального эндопротезирования коленного сустава
Общая сумма экономии благодаря сокращению трудозатрат, количества инструментов и времени операции составила 628 долларов США на каждый случай. Однако авторы отметили, что высокая стоимость предоперационной визуализации и изготовления PSI сводит на нет достигнутую экономию.
Тем не менее эти расходы, по-видимому, будут существенно ниже расходов на роботизированную хирургию, особенно в центрах с небольшим количеством пациентов. Опытные хирурги точнее выполняют резекцию костей с помощью стандартных инструментов для ТЭКС, чем их менее опытные коллеги. В исследовании на учебных моделях коленного сустава было показано, что с помощью индивидуальных направителей неопытный хирург может повысить точность операции до экспертного уровня.
Большинство клинических исследований по оценке точности PSI в сравнении со стандартными инструментами проводились в крупных центрах с привлечением опытных специалистов в области эндопротезирования. Таким образом, нельзя исключить риск систематической ошибки эксперта.
г) Клинический пример. Пациентка 58 лет обратилась для решения вопроса о выполнении ТЭКС по поводу распространенного гонартроза в связи с неэффективностью консервативного лечения. Шесть лет назад ей было выполнено тотальное эндопротезирование правого коленного сустава в другом лечебном учреждении, но получен неудовлетворительный результат (боль и тугоподвижность). Два года назад пациентка перенесла ревизионное ТЭКС (операцию выполнял тот же хирург), однако функция правого коленного сустава не улучшилась.
Несмотря на резкое нарушение функции левого коленного сустава из-за ОА, пациентка сомневалась в операции из-за неудовлетворительного результата ТЭКС справа (рис. 8). Мы предложили выполнить ТЭКС по методике оКВ с использованием PSI. Согласно результатам предоперационной КТ, угол вальгусного отклонения бедренной кости составил 2°, а угол варусного отклонения большеберцовой кости составил 2° (см. рис. 1, 2). Угол НКА составил 4,5° варуса и был обусловлен износом хряща в медиальном отделе большеберцовой кости. Пациентка согласилась на проведение ТЭКС по методике оКВ.
Рисунок 8. Рентгенограммы конечностей в положении стоя, выполненные до операции (а) и после выполнения тотального эндопротезирования левого коленного сустава по методике ограниченного кинематического выравнивания с использованием индивидуальных инструментов (b). Пациентка не удовлетворена результатом ревизионного тотального эндопротезирования коленного сустава справа (выполнено в другом лечебном учреждении) и желает, чтобы ей выполнили вторую ревизию
Как и примерно в 50% случаев, изменения конституциональной оси конечности не требовалось, что позволило использовать строгую технику КВ.
Таким образом, бедренный компонент был установлен под углом 2° вальгуса, а тибиальный компонент — под углом 2° варуса (во фронтальной плоскости); общий угол НКА после операции составил 0°. Послеоперационный период протекал без осложнений (рис. 8). Через 4 мес после операции пациентка не испытывает ограничений и ощущает протезированный коленный сустав вполне естественным. В настоящее время пациентка просит нас выполнить вторую ревизию правого коленного сустава и скорректировать положение имплантатов.
