Сенсорная оценка баланса разрыва при однокамерном эндопротезировании коленного сустава с подвижной опорой

Здесь мы представляем протокол для измерения контактной силы щели и баланса щели при однокамерной артропластике коленного сустава (UKA) с подвижной опорой. Наряду с клиническими и рентгенологическими данными мы надеемся определить нормальный диапазон контактной силы и установить порог баланса зазора.

Наиболее важной процедурой однокамерного эндопротезирования коленного сустава (УКА) с подвижной опорой является балансировка разрыва между сгибанием и разгибанием колена. Традиционно баланс определялся субъективной оценкой отключения датчика ощущений. Поскольку это в основном зависело от опыта хирургов, точность всегда вызывала сомнения. За последние 10 лет были введены датчики давления для управления балансом разрыва при тотальном эндопротезировании коленного сустава (ТКА). Тем не менее, сенсорная техника была представлена в UKA совсем недавно. Ниже приведена наша сенсорная оценка баланса разрыва в 20 случаях УКА одним опытным хирургом. Датчик представлял собой специально разработанную матрицу датчика силы в соответствии с формой большеберцового испытания подвижного подшипника UKA. Послеоперационные клинические исходы и рентгенологические результаты были зарегистрированы для дальнейшего сравнения. Мы стремимся использовать этот метод для оценки более 200 случаев УКА различными хирургами, чтобы в конечном итоге стандартизировать результат разрыв-баланс.

Подвижная УКА в настоящее время является одним из наиболее успешных методов лечения антеромедиального остеоартроза (АМОА) коленного сустава¹. Баланс промежутка между сгибанием и разгибанием во время операции является ключом к успешному проведению UKA ^2,3. Перегрузка зазора может усугубить износ подвижного подшипника. Кроме того, повышенная сила контакта с щелью может привести к послеоперационной вальгусной деформации и дегенерации латерального компартмента⁴. Таким образом, достижение оптимальной герметичности зазора, а также приемлемого баланса зазора в UKA является важной частью кривой обучения⁵. Согласно руководству UKA по хирургической технике⁶ с подвижным подшипником, хирург должен использовать датчик чувствительности для вставки и заглушки из зазора в суставе, чтобы «почувствовать» силу контакта. Оценив усилие, необходимое для введения и извлечения вкладыша, хирург может оценить, является ли баланс зазора приемлемым. Поэтому суждение зависело в основном от опыта хирурга.

В последние годы широко сообщалось о цифровом измерении баланса интраоперационного разрыва между медиальным и латеральным зазором при тотальном эндопротезировании коленного сустава (ТКА)^7,8,9. Также были установлены рекомендации в отношении порогового значения сальдо разрыва⁷. Тем не менее, сенсорный метод был представлен в UKA совсем недавно, без хорошо известной цели балансировки разрыва.

В прошлом году был представлен датчик силы, специально разработанный для измерения силы контакта между шарнирами при подвижном подшипнике UKA⁵. В настоящем протоколе исследований продемонстрирован метод измерения силы зазора с помощью датчика. Кроме того, включена серия клинических случаев из 20 пациентов, которым была проведена мобильная УКА для оценки контактной силы зазора и баланса зазора. Конечной целью данного протокола является определение нормального диапазона контактной силы и установление порога баланса зазора в подвижно-несущей УКА.

Это исследование было одобрено комитетом по этике человека Больницы китайско-японской дружбы (номер одобрения 2020-50-k28).

1. Подготовка и стерилизация датчика силы

1. Используйте устойчивую к истиранию клейкую ленту для фиксации датчика силы на верхней поверхности большеберцовой кости перед стерилизацией.
2. Упакуйте и стерилизуйте датчик силы с помощью низкотемпературной стерилизации с помощью плазмы перекиси водорода (рис. 1).
   ПРИМЕЧАНИЕ: Датчик должен быть закреплен на большеберцовой кости, чтобы предотвратить влияние силы сдвига.

2. Порядок проведения УКА с подвижным подшипником

1. Выполните операционную процедуру УКА с подвижной опорой в соответствии со стандартной хирургической инструкцией⁶ или техникой кинематического выравнивания, представленной Zhang et ^al.10.
2. Прекращайте процедуру, когда все костяные черенки закончены, а баланс промежутков подтвержден вручную.

3. Установка датчика силы

1. Сначала установите датчик силы вместе с большеберцовым следом, а затем установите бедренный компонент.
2. Убедитесь, что датчик, USB-кабель и ноутбук подключены правильно. После этого вставьте щуп в зазор между компонентами и поместите коленный сустав с глубоким сгибанием на 120° в качестве начальной точки измерения. (Рисунок 2).
   ПРИМЕЧАНИЕ: Используйте стерилизованный транспортир, чтобы убедиться в точности угла сгибания колена.

4. Измерение и запись исходных данных контактной силы

1. Запишите исходные данные о значении силы с помощью компьютерной программы, разработанной для этого датчика.
2. Во-первых, обратите внимание на правую сторону интерфейса управления (рисунок 3) и установите частоту записи на частоту 10 Гц и время записи на 5 с. Затем нажмите кнопку « Обратная связь по данным », когда колено будет расположено под углом сгибания 120°.
3. Когда процесс записи будет завершен, нажмите кнопку « Обратная связь » еще раз, когда сгибание колена составит 90°, затем 60°, 45°, 20° и 0° (Рисунок 3).
   ПРИМЕЧАНИЕ: Необработанные данные сохраняются в .txt файлы компьютерной программой, и для получения силового значения требуется дальнейшая обработка.

5. Управление исходными данными

1. Введите файл .txt в таблицу (цифровую таблицу) для преобразования исходных данных. Вычислите среднее значение 50 записей в качестве силы контакта.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Программа также может отображать распределение контактной силы.

6. Клинические и рентгенологические наблюдения

1. Запишите демографические данные пациента, такие как возраст, пол, диагноз и балл Американского общества коленного сустава (AKSS).
2. Перед операцией и в течение 1 недели после операции необходимо сделать рентгенограммы переднезадней, боковой и нижней конечности с полной нагрузкой.
3. Измерьте варусное/вальгусное выравнивание бедренного и большеберцового протезов (Рисунок 4-1), выравнивание сгибания/разгибания бедренного протеза и задний наклон большеберцовой кости (Рисунок 4-2).
4. Измерьте угол тазобедренного сустава-колена-голеностопного сустава на полноразмерных рентгенограммах нижних конечностей как до, так и после операции. Измерьте непрерывность протеза (Рисунок 4-3) и угол схождения/расхождения, который подразумевает ось бедренного протеза относительно поверхности протеза большеберцовой кости (Рисунок 4-4).
5. Убедитесь, что эти данные интегрированы и могут быть проанализированы в будущем.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Метод рентгенографического измерения углов ^6,11 показан на рисунке 4.

Когортная демография
Первые 20 пациентов, которым была проведена мобильная УКА, были зарегистрированы в Больнице китайско-японской дружбы с марта по июнь 2021 года. Все операции проводились старшим врачом с опытом работы в более чем 2000 случаях UKA. Демографичес...

В этом исследовании был представлен подробный протокол сенсорной технологии для оценки контактной силы и баланса в соединенном зазоре UKA. Мы надеемся установить цель стандартного контактного усилия, а также разницы в балансировке зазора, что позволит хирургам-ортоп?...

Поскольку компьютерная программа и уравнения цифровой таблицы защищены патентным законодательством, для получения этой информации можно связаться с авторами. Авторы заявляют, что у них нет конкурирующих интересов.

Эта работа была поддержана Capital Health Research and Development of Special (номер гранта 2020-2-4067), Пекинским фондом естественных наук (номер гранта 7202183); Национальный фонд естественных наук Китая (гранты No 81972130, 81902203 и 82072494) и проект «Элитные медицинские специалисты» Больницы китайско-японской дружбы (NO. ZRJY2021-GG08). Поскольку компьютерная программа и уравнения цифровой таблицы защищены патентным законодательством, для получения этой информации можно связаться с авторами.