• В норме анатомия коленного сустава характеризуется широким разнообразием, при этом крайние варианты анатомии могут быть неблагоприятными с биомеханической точки зрения и отрицательно сказываться на результате ТЭКС и характере износа.
• Протокол оКВ разработан как альтернатива истинному КВ для использования у пациентов с нестандартной анатомией коленного сустава.
• 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°.
• Около 50% пациентов вписываются в безопасный диапазон оКВ, что позволяет использовать строгую технику КВ. В 1/3 случаев требуется минимальная коррекция, а у остальных пациентов (1/6) необходимы более существенные анатомические изменения.
• Протокол оКВ обеспечивает приемлемый компромисс между методикой МВ, которая требует значимого изменения анатомии и мобилизации связок, и стандартным КВ, которое допускает крайности при позиционировании имплантата.
а) Конец эпохи механического выравнивания. Большинство пациентов, перенесших стандартное ТЭКС, не достигают ощущения естественного сустава. Пятая часть пациентов не удовлетворены результатом операции, более чем в половине случаев наблюдаются остаточные симптомы, а почти в 1/4 случаев пациенты жалеют, что согласились на операцию.
Согласно результатам анализа походки, у пациентов, перенесших ТЭКС, наблюдается меньший объем движений в коленном суставе при ходьбе и отмечаются значимые кинематические несоответствия.
На раннем этапе существования ТЭКС точность инструментов была низкой, а при имплантации часто возникали ошибки. Поскольку приходилось преодолевать массу трудностей, основное внимание уделялось увеличению выживаемости имплантатов, а не восстановлению функции коленного сустава. Для этого была внедрена методика МВ. С помощью опилов бедренной и большеберцовой костей и установки ротации большеберцового компонента формируют нейтральную ось конечности, а путем мобилизации связок формируют одинаковые сгибательный и разгибательный промежутки.
Такой универсальный подход обеспечивает воспроизводимость, но не учитывает многочисленные особенности анатомии коленного сустава. У пациентов, которым планируется ТЭКС, средний угол НКА (угол между механическими осями бедренной и большеберцовой костей) близок к нейтральному. Однако, по данным одного исследования, лишь у пяти (0,1%) из 4884 пациентов медиальный угол наклона проксимальной суставной поверхности большеберцовой кости (МРТА — Medial Proximal Tibial Angle) и латеральный угол наклона суставной поверхности дистального эпифиза бедренной кости (LDFA — Lateral Distal Femoral Angle) занимают нейтральное положение, которое является целью МВ.
Кроме того, при оценке 1000 КТ коленных суставов было выявлено, что при системном выполнении ТЭКС с механическим выравниванием часто наблюдается асимметрия промежутков. Медиолатеральный дисбаланс >3 мм возникал в 25% случаев при варусной установке коленного сустава и в 54% случаев — при вальгусной. При установке ротации бедренного компонента относительно чрезнадмыщелковой оси медиолатеральный дисбаланс и дисбаланс сгибательного и разгибательного промежутков (<3 мм) наблюдался в 49% случаев при варусной установке коленного сустава и в 18% случаев — при вальгусной. Не все виды дисбаланса подлежат хирургической коррекции, что может объяснять остаточную нестабильность и неудовлетворительные результаты ТЭКС.
Более глубокое понимание анатомии и функции коленного сустава и желание улучшить результаты ТЭКС привели к созданию методики КВ. Методика КВ направлена на восстановление исходной (до развития гонартроза) конституциональной оси конечности пациента и ориентации суставных поверхностей. При этом выполняется замена суставных поверхностей, а мобилизация мягких тканей осуществляется лишь в исключительных случаях. Мы считаем, что эпоха МВ подходит к концу.
б) Все ли анатомические особенности физиологичны? Существует множество вариантов нормальной анатомии коленного сустава, а патологические изменения дополнительно увеличивают это разнообразие. Поданным обследования 4884 коленных суставов (перед проведением ТЭКС), угол НКА составлял >3° в 40% случаев, >5° в 19% случаев и >10° в 3% случаев. Диапазон значений МРТА составлял от 20,5° варуса до 20,5° вальгуса (в среднем — 2,9° варуса). Диапазон значений LDFA составлял от 11 ° варуса до 15,5° вальгуса (в среднем — 2,7° вальгуса).
Такой широкий диапазон значений свидетельствует о большом разнообразии индивидуальных анатомических особенностей (рис. 1).
Рисунок 1. Анатомические модификации дистального отдела бедренной кости и проксимального отдела большеберцовой кости при использовании методики механического выравнивания. МРТА — медиальный угол наклона проксимальной суставной поверхности большеберцовой кости; НКА — угол между механическими осями бедренной и большеберцовой костей; LDFA — латеральный угол наклона суставной поверхности дистального эпифиза бедренной кости
Крайние варианты анатомии могут быть неблагоприятными с биомеханической точки зрения как изначально, так и под влиянием факторов, предрасполагающих к развитию дегенеративных изменений (травмы, опухоли, деформации детского возраста, перенесенные оперативные вмешательства) (рис. 2). Убедительным аргументом в пользу существования патологических вариантов является односторонний характер изменений у некоторых пациентов. Мы считаем, что у таких пациентов хирург не должен слепо воспроизводить исходные анатомические особенности, поскольку это может привести к нарушению биомеханики и характера износа эндопротеза.
Рисунок 2. Рентгенограмма нижних конечностей по всей длине: двусторонняя вальгусная деформация коленных суставов, выраженный остеоартрит правого коленного сустава (угол наклона суставной поверхности дистального эпифиза бедренной кости — 1 Г, медиальный угол наклона проксимальной суставной поверхности большеберцовой кости — 6°). При стандартном кинематическом выравнивании была бы сохранена вальгусная ось конечности (угол между механическими осями бедренной и большеберцовой костей — 5° вальгуса). По нашему мнению, анатомия правой нижней конечности пациента носит патологический характер. Аргументом в пользу этого предположения являются менее выраженные патологические изменения левого коленного сустава. Использование нашего протокола предполагает уменьшение угла наклона суставной поверхности дистального эпифиза бедренной кости до 5° вальгуса и уменьшение медиального угла наклона проксимальной суставной поверхности большеберцовой кости до 2° варуса, что позволит получить угол между механическими осями бедренной и большеберцовой костей 3° вальгуса
С другой стороны, создание нейтральной механической оси вызовет значимое изменение анатомии и, вероятно, приведет к изменению баланса мягких тканей, ориентации суставных поверхностей, оси сгибания бедренной кости и кинематики коленного сустава.
В результате компьютерного моделирования эффектов МВ и КВ при выполнении ТЭКС (на модели одного коленного сустава) было выявлено, что ТЭКС с КВ позволяет получить практически нормальную кинематику коленного сустава (больший перекат кзади и большая наружная ротация бедренного компонента). Однако при этом наблюдалось увеличение контактных напряжений, что вызывало опасения по поводу отдаленных результатов.
В исследовании по оценке 178 случаев ревизионного ТЭКС, выполненного по методике МВ, было выявлено, что при варусном искривлении извлеченные полиэтиленовые вкладыши были повреждены в большей степени. Авторы исследования также выявили, что после ревизионного ТЭКС с МВ отмечалась тенденция к возвращению предоперационной варусной деформации, несмотря на формирование нейтральной механической оси. Авторы других клинических исследований и исследований на модели также выявили связь между износом полиэтилена и варусом.
По данным исследования, проводимого с использованием рентгеновской стереофотограмметрии, более выраженный варус большеберцовой кости слабо коррелирует (r2 = 0,45) с миграцией тибиального компонента (период последующего наблюдения составил 10 лет). Интересно отметить, что общая ось конечности (НКА — от 1,3° вальгуса до >10° варуса) не влияла на миграцию основания большеберцового компонента. Между пациентами с нейтральной (±3°) и варусной (>3°) осью конечности не было выявлено различий.
Результаты указанных исследований свидетельствуют о том, что системное воспроизведение патологических вариантов анатомии не позволяет обеспечить выживаемость имплантатов при использовании современных материалов и методов фиксации.
в) Протокол ограниченного кинематического выравнивания. Протокол оКВ разработан как альтернатива истинному КВ для использования у пациентов с нестандартной анатомией коленного сустава. Концепция оКВ заключается в воспроизведении конституциональных анатомических особенностей в безопасном диапазоне, избегая крайних патологических вариантов.
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° (например, при установке бедренного компонента с вальгусом 4° и установке большеберцового компонента с варусом 5° общая ось нижней конечности во фронтальной плоскости составит 1° варуса).
Шаблон задней ориентировки устанавливают в положение нейтральной ротации, что позволяет резецировать заднюю поверхность мыщелков на толщину имплантата и в соответствии с ориентацией бедренной кости пациента. Ротацию основания большеберцового компонента устанавливают относительно примерочного бедренного компонента при разогнутой голени.
Цель заключается в воспроизведении нормальной анатомии пациента (как при использовании методики КВ). Этого можно достичь с помощью техники измеряемой резекции, интраоперационной компьютерной навигации или предоперационного планирования с использованием PSI. Опилы модифицируют только в том случае, если измеренные углы выходят за пределы установленного безопасного диапазона. В ходе одного исследования выполнен анализ предоперационных КТ 4884 коленных суставов с оценкой влияния методики оКВ на результат ТЭКС.
Было показано, что 51% пациентов вписываются в безопасный диапазон, что позволяет использовать строгую технику КВ. С учетом минимальной коррекции (в среднем 0,5° для большеберцовой кости и 0,3° для бедренной) этот показатель увеличился до 83% пациентов.
Протокол выполнения минимальной коррекции можно представить следующим образом (рис. 3). Во-первых, выполняют коррекцию опила большеберцовой и (или) бедренной костей так, чтобы уложиться в предел 5°. Затем выполняют коррекцию угла НКА до ±3° от нейтрального (в 51% случаев). В 8% случаев у пациентов сохранялось значение НКА >3° варуса (например, вальгус бедренной кости 1° и варус большеберцовой кости 5° = НКА 4° варуса). В этих случаях угол варуса большеберцовой кости дополнительно уменьшают, чтобы достичь НКА 3° варуса.
Рисунок 3. Схема принятия решений при использовании ограниченного кинематического выравнивания
В 7% случаев у пациентов сохранялось значение НКА >3° вальгуса (например, вальгус бедренной кости 5° и вальгус большеберцовой кости 1° = НКА 4° вальгуса).
В этих случаях угол варуса большеберцовой кости увеличивают, чтобы достичь НКА 3° варуса. При необходимости анатомической коррекции мы предпочитаем изменять большеберцовую кость, чтобы максимально сохранить анатомию бедренной кости и ее сгибательную ось. Если угол изменений составлял <3°, мобилизация связок не требовалась. При более существенной коррекции может потребоваться незначительная мобилизация (как правило, в меньшей степени, чем при методике МВ).
По данным нашего исследования, в 17% случаев определялась нестандартная анатомия коленного сустава, когда суставные поверхности бедренной и большеберцовой костей были ориентированы в одном направлении (варус или вальгус). Поскольку обе кости вносили вклад в отклонение общего значения НКА, хирург должен был выбрать, какую кость корректировать, чтобы попасть в безопасный диапазон. Как отмечалось выше, мы считаем, что сгибательная ось бедренной кости играет более значимую роль в кинематике коленного сустава и предпочитаем как можно точнее сохранить анатомию бедренной кости за счет большей коррекции большеберцовой кости.
Например, при вальгусной деформации коленного сустава, сформированной за счет вальгусного отклонения бедренной кости на 9° и вальгусного отклонения большеберцовой кости на 1° (общее значение НКА — 10° вальгуса), опил бедренной кости корректируют до 5° вальгуса (максимально допустимое отклонение), а опил большеберцовой кости корректируют до 2° варуса; таким образом, полученное значение НКА составляет 3° вальгуса. При варусной деформации коленного сустава, сформированной за счет варусного отклонения бедренной кости на 2° и варусного отклонения большеберцовой кости на 6° (общее значение НКА — 8° варуса), ориентацию суставной поверхности бедренной кости не меняют (2° варуса), а варусное отклонение большеберцовой кости уменьшают до 1°; полученное значение НКА составляет 3° варуса.
Необходимо учитывать, что в большинстве таких случаев причиной деформации оси конечности являются сопутствующие внесуставные деформации. При выраженном вальгусе часто обнаруживается вальгусная деформация диафиза большеберцовой кости, а при выраженном варусе может наблюдаться искривление бедренной кости. В этих случаях поверхностное эндопротезирование коленного сустава (КВ) позволит сохранить натяжение связок, но не устранит отклонение оси нижней конечности, обусловленное внесуставной деформацией. С другой стороны, протокол оКВ позволит скорректировать внесуставную деформацию за счет внутрисуставной резекции, при этом может потребоваться мобилизация (коррекция) связок для профилактики вторичной нестабильности.
Протокол оКВ позволяет скорректировать крайние анатомические варианты до приемлемых значений и обеспечить положение имплантата, совместимое с современными материалами и методами фиксации. С другой стороны, в этой же когорте пациентов с помощью моделирования было показано, что при использовании методики МВ объем необходимой коррекции был бы значимо больше. Средняя коррекция МРТА составила 3,3° при МВ и 0,5° при оКВ (р <0,001). Средняя коррекция LDFA составила 3,2° при МА и 0,3° при оКВ (р <0,001).
Это свидетельствует о том, что в большой выборке использование методики МВ требует значимого изменения нормальной анатомии. Изменение анатомии требует мобилизации мягких тканей для восстановления баланса коленного сустава, что может неблагоприятно влиять на биомеханику.
г) Результаты применения протокола ограниченного кинематического выравнивания. В серии наблюдений первых 100 пациентов, у которых использовался протокол оКВ, показан удовлетворительный функциональный результат (средний период наблюдения составил 2,4 года — от 1 до 3,7 года). Лишь в 5% случаев возникала необходимость в незначительной мобилизации связок. Согласно результатам анализа походки, при использовании методики оКВ кинематика коленного сустава была значимо ближе к нормальной, чем при использовании методики МВ.
В группе МВ выявлены значимые различия в кинематике коленного сустава в сравнении со здоровыми лицами контрольной группы: меньший объем движений в сагиттальной плоскости (49 и 54° соответственно; р = 0,020), меньший угол максимального сгибания (52 и 58°; р = 0,002) и больший угол приведения (2,0—7,5 и —2,8-3,0°; р <0,05). Как следствие, в группе КВ были получены значимо более высокие показатели по шкале оценки исходов повреждений и заболеваний коленного сустава (KOOS — Knee Injury and Osteoarthritis Outcomes Score ), чем в группе MB (74 и 61 соответственно; р = 0,034).
Мы выполнили моделирование резекции кости на основе 1000 предоперационных КТ и сравнили медиолатеральную асимметрию и асимметрию сгибательного и разгибательного промежутков в зависимости от методики ТЭКС (МВ с техникой измеряемой резекции или протокол оКВ). Выполнено моделирование двух способов установки ротации при использовании методики МВ: относительно чрезнадмыщелковой оси и 3° наружной ротации по отношению к задней поверхности мыщелков (PC — Posterior Condyles). Медиолатеральный дисбаланс разгибательного промежутка >2 мм наблюдался в 33% случаев при выполнение ТЭКС по методике МВ и в 8% случаев при использовании протокола оКВ; дисбаланс >4 мм наблюдался в 11% случаев при использовании МВ и в 1% случаев при использовании оКВ (p <0,001).
При МВ установка ротации относительно чрезнадмыщелковой оси чаще приводила к возникновению медиолатерального дисбаланса сгибательного промежутка (р <0,001).
Протокол оКВ вновь показал лучшие результаты, чем методы установки ротации при МВ (относительно чрезнадмыщелковой оси и 3° наружной ротации по отношению к задней поверхности мыщелков; р <0,001). При использовании методики МВ дисбаланс <3 мм (сгибательный и разгибательный промежутки, а также медиальный и латеральный отделы) наблюдался в 49% (чрезнадмыщелковая ось) и 63% случаев (задняя поверхность мыщелков), а при использовании оКВ — в 92% случаев (р <0,001). Согласно результатам других исследований, методика МВ часто требует значимого изменения анатомии и вызывает сложный дисбаланс, который невозможно устранить путем мобилизации коллатеральных связок.
д) Ограниченное кинематическое выравнивание и истинное кинематическое выравнивание - компромисс? Многие хирурги опасаются сохранять избыточный варус или вальгус при использовании методики КВ. По данным Хауэлла (Howell) и соавт., 6-летняя выживаемость имплантатов в когорте пациентов, перенесших ТЭКС с КВ (208 коленных суставов), составила 97,5%, при этом у пациентов с более выраженным варусом не наблюдалось увеличения частоты неудовлетворительных результатов. Авторы другого исследования, проведенного с использованием рентгеновской стереофотограмметрии, не выявили значимых различий при анализе миграции имплантатов у пациентов, перенесших ТЭКС по методике МВ или КВ.
Долгосрочные исследования по оценке результатов ТЭКС с КВ не проводились; в свою очередь, длительный опыт выполнения ТЭКС с МВ свидетельствует о хорошей выживаемости имплантатов. По данным некоторых исследований, достижение механической оси в пределах 3° от нейтральной позволяет достичь лучшего функционального результата, чем ТЭКС с неправильным формированием оси конечности. Согласно результатам других исследований, при неправильном выравнивании компонентов отмечается увеличение частоты асептического расшатывания и неудовлетворительных результатов.
Напротив, авторы последних исследований не выявили увеличения выживаемости имплантатов или улучшения функционального результата при хорошем выравнивании компонентов (в пределах ±3° от нейтрального положения) в сравнении с неправильным выравниванием. Результаты этих исследований следует с осторожностью экстраполировать на методику КВ. Следует понимать, что точное КВ компонентов, направленное на создание оси, отличной от нейтральной, сильно отличается от неправильного выравнивания компонентов при формировании нейтральной оси конечности. Вне всякого сомнения, нагрузка коленного сустава в динамике зависит не только от положения эндопротеза во фронтальной плоскости.
В исследованиях, которые проводились среди бессимптомных пациентов и пациентов, перенесших ТЭКС по методике КВ, было выявлено, что в положении стоя суставная щель остается параллельной поверхности, несмотря на различия в оси конечности. Функциональная ориентация суставной щели вполне может благоприятно влиять на характеристики общей нагрузки протезированного сустава.
Учитывая отсутствие дополнительных данных, полученных в ходе долгосрочных исследований по оценке ТЭКС с КВ, некоторые авторы предостерегают от широкого внедрения методики КВ. Мы полагаем, что протокол оКВ позволяет восстановить нормальную анатомию пациента в большинстве случаев, обеспечив приемлемый компромисс между методикой МВ, которая требует избыточной коррекции и мобилизации связок, и стандартным КВ, которое допускает крайности при позиционировании имплантата.
е) Клинические примеры:
1. Клинический пример 1. Пациент 65 лет с ОА правого коленного сустава и выраженной варусной деформацией. На предоперационной панорамной рентгенограмме правой нижней конечности (рис. 4) определялся варус бедренной кости (LDFA 93°) и вальгус большеберцовой кости (МРТА 88°). Принято решение выполнить ТЭКС справа по методике оКВ. В этом случае (как и примерно в 50% случаев) изменения конституциональной оси конечности не требовалось, что позволило использовать строгую технику КВ. Хотя получено практически нейтральное значение НКА (1° варуса), ориентация суставных поверхностей была сохранена.
Рисунок 4. Рентгенограммы нижних конечностей в положении стоя (клинический пример 1)
При использовании методики МВ потребовалось бы значимое изменение анатомии бедренной и большеберцовой костей, чтобы сформировать нейтральную ось конечности.
Изменение ориентации суставной щели и сгибательной оси привело бы к изменению кинематики коленного сустава. Интересно отметить, что в этом случае использование интрамедуллярного выравнивающего стержня для большеберцового компонента привело бы к существенной ошибке при установке вальгуса.
2. Клинический пример 2. Активная пациентка 58 лет с ОА правого коленного сустава и болевым синдромом. В анамнезе — тотальное эндопротезирование левого коленного сустава по методике МВ. На предоперационных панорамных рентгенограммах определялось вальгусное отклонение правой бедренной кости (LDFA 83°) и нейтральное положение большеберцовой кости (МРТА 90°) (рис. 5). Принято решение выполнить ТЭКС справа по методике оКВ. В этом случае, чтобы остаться в пределах безопасного диапазона методики оКВ, выполнено увеличение LDFA до 85° (уменьшение вальгуса с 7 до 5°) и уменьшение МРТА до 88° (от нейтрального положения до 2° варуса). Полученное значение НКА составило 3° вальгуса.
Рисунок 5. Рентгенограммы нижних конечностей в положении стоя (клинический пример 2)
Такие изменения позволили минимизировать изменения сгибательной оси и анатомии бедренной кости. Мобилизация связок не потребовалась. Послеоперационный период протекал без осложнений. Через 4 мес после операции пациентка ощущает правый коленный сустав «забытым» и не испытывает ограничений. Слева, хотя значения LDFA и МРТА составляют 90°, НКА составляет 3° варуса. Пациентка больше удовлетворена результатом ТЭКС справа.
