В пробирке Применение беспроводного датчика в балансе между сгибанием и разгибанием при однокомпонентном эндопротезировании коленного сустава
Summary
Этот протокол представляет собой трупное исследование беспроводного датчика, используемого при медиальной однокомпонентной артропластике коленного сустава. Протокол включает в себя установку устройства для измерения угла, стандартизированную оксфордскую однокомпонентную остеотомию эндопротезирования коленного сустава, предварительную оценку баланса сгибания-разгибания и применение датчика для измерения давления между сгибанием-разгибанием.
Abstract
Однокомпонентное эндопротезирование коленного сустава (UKA) является эффективным методом лечения терминальной стадии переднемедиального остеоартрита (AMOA). Ключом к UKA является баланс между сгибанием и разгибанием, который тесно связан с послеоперационными осложнениями, такими как вывих подшипника, износ подшипника и прогрессирование артрита. Традиционная оценка баланса разрыва выполняется путем косвенного определения натяжения медиальной коллатеральной связки с помощью измерителя разрыва. Он полагается на чувство и опыт хирурга, что неточно и сложно для начинающих. Чтобы точно оценить баланс между сгибанием и разгибанием UKA, мы разработали комбинацию беспроводных датчиков, состоящую из металлической основы, датчика давления и блока подушки. После остеотомии введение беспроводной комбинации датчиков позволяет измерять внутрисуставное давление в режиме реального времени. Он точно определяет параметры баланса между сгибанием и разгибанием, чтобы направлять дальнейшую шлифовку бедренной кости и остеотомию большеберцовой кости для повышения точности баланса зазора. Мы провели эксперимент in vitro с комбинацией беспроводных датчиков. результаты показали, что разница составила 11,3 Н после применения традиционного метода баланса между сгибанием и разгибанием, выполненного опытным экспертом.
Introduction
Остеоартрит коленного сустава (КОА) является глобальным бременем1, для которого в настоящее время принята стратегия поэтапного лечения. Для терминальной стадии однокомпонентной КОА эффективным выбором является однокомпонентное эндопротезирование коленного сустава (UKA) с 10-летней выживаемостью более 90%2. Медиальная UKA заменяет только сильно изношенный медиальный отсек и сохраняет естественный латеральный компартмент, медиальную коллатеральную связку (MCL) и крестообразную связку3. Принцип заключается в том, чтобы сделать промежуток сгибания и разрыв разгибания примерно одинаковыми с помощью остеотомии большеберцовой кости и шлифовки бедренной кости, а также восстановить натяжение MCL после имплантации протеза и подшипника4. По сравнению с тотальным эндопротезированием коленного сустава, UKA имеет большую хирургическую сложность и технические требования. Основным источником является правильный баланс связок по всему диапазону движений колена3.
Традиционно после предварительной остеотомии хирург вставляет измеритель разрыва в суставную щель и косвенно определяет, равны ли промежутки сгибания и разгибания, чувствуя напряжение MCL. Тем не менее, определение и ощущение равновесия вряд ли одинаковы даже для опытных хирургов. Новичкам сложнее понять требование баланса. Дисбаланс промежутка сгибания-разгибания может привести к серии осложнений5,6, что приводит к увеличению частоты ревизий.
С развитием технологий некоторые исследователи пытались применить тензоры к UKA 7,8. Тем не менее, все эти исследования проводятся на UKA с фиксированным подшипником, и тензор может повредить MCL при использовании.
Появление датчиков не только удовлетворяет потребность в отображении давления в щели коленного сустава, но и различные датчики часто имеют меньший риск повреждения MCL из-за их небольшого размера 9,10. Кроме того, все используемые в настоящее время датчики имеют проводную передачу, что может мешать асептической работе и недостаточно удобно в использовании.
Чтобы точно измерить параметры баланса зазора между сгибанием и разгибанием, мы разработали комбинацию беспроводных датчиков для UKA, которая состоит из металлического основания, беспроводного датчика с тремя датчиками давления на передней, медиальной и боковой сторонах и блока подушки. Комбинация датчиков измеряет и отображает давление в суставном пространстве в режиме реального времени, чтобы помочь хирургам точно оценить, была ли достигнута цель баланса.
Protocol
Representative Results
Discussion
Подвижный носитель УКА является эффективным средством лечения переднемедиального КОА. Он имеет преимущества меньшей травматичности, быстрого восстановления и поддержания нормальной проприоцепции коленного сустава11,12,13. Ключом к UKA ?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Эта работа была поддержана Управлением больниц Пекина по развитию клинической медицины специальной финансовой поддержки [номера грантов: XMLX202139]. Мы хотели бы выразить нашу благодарность Диего Вангу за ценные предложения.
Materials
| angle measuring device | AIQIAO(SHANGHAI) MEDICAL TECHNOLOGY CO., LTD. | 20203010141 | angle measuring device of femur,angle measuring device of tibia |
| Oxford Partial Knee System | Biomet UK LTD. | 20173130347 | Oxford UKA |
| Wireless sensor combination | AIQIAO(SHANGHAI) MEDICAL TECHNOLOGY CO., LTD. | 20212010325 | a metal base, a wireless sensor with three pressure probes, and a cushion block |
Riferimenti
- Spitaels, D., et al. Epidemiology of knee osteoarthritis in general practice: a registry-based study. BMJ Open. 10 (1), 031734 (2020).
- Heaps, B. M., Blevins, J. L., Chiu, Y. F., et al. Improving estimates of annual survival rates for medial unicompartmental knee arthroplasty, a meta-analysis. The Journal of Arthroplasty. 34 (7), 1538-1545 (2019).
- Goodfellow, J. W., O’Connor, J. J., Pandit, H., Dodd, C. A., Murray, D. . Unicompartmental Arthroplasty with the Oxford Knee. , (2016).
- Whiteside, L. A. Making your next unicompartmental knee arthroplasty last: three keys to success. The Journal of Arthroplasty. 20, 2-3 (2005).
- Burger, J. A., et al. Risk of revision for medial unicompartmental knee arthroplasty according to fixation and bearing type : short- to mid-term results from the Dutch Arthroplasty Register. The Bone & Joint Journal. 103 (7), 1261-1269 (2021).
- Ridgeway, S. R., McAuley, J. P., Ammeen, D. J., Engh, G. A. The effect of alignment of the knee on the outcome of unicompartmental knee replacement. The Journal of Bone and Joint Surgery. British Volume. 84 (3), 351-355 (2002).
- Suzuki, T., et al. Evaluation of spacer block technique using tensor device in unicompartmental knee arthroplasty. Archives of Orthopaedic and Trauma Surgery. 135 (7), 1011-1016 (2015).
- Takayama, K., et al. Joint gap assessment with a tensor is useful for the selection of insert thickness in unicompartmental knee arthroplasty. Clinical Biomechanics. 30 (1), 95-99 (2015).
- Ettinger, M., et al. In vitro kinematics of fixed versus mobile bearing in unicondylar knee arthroplasty. Archives of Orthopaedic and Trauma Surgery. 135 (6), 871-877 (2015).
- Matsumoto, T., Muratsu, H., Kubo, S., Kuroda, R., Kurosaka, M. Intra-operative joint gap kinematics in unicompartmental knee arthroplasty. Clinical Biomechanics. 28 (1), 29-33 (2013).
- Newman, J. H., Ackroyd, C. E., Shah, N. A. Unicompartmental or total knee replacement? Five-year results of a prospective, randomised trial of 102 osteoarthritic knees with unicompartmental arthritis. The Journal of Bone and Joint Surgery. British Volume. 80 (5), 862-865 (1998).
- Yang, K. Y., Wang, M. C., Yeo, S. J., Lo, N. N. Minimally invasive unicondylar versus total condylar knee arthroplasty-early results of a matched-pair comparison. Singapore Medical Journal. 44 (11), 559-562 (2003).
- Watson, J., Smith, V., Schmidt, D., Navratil, D. Automatic implantable cardioverter-defibrillator: early experience at Wilford Hall USAF Medical Center. Southern Medical Journal. 85 (2), 161-163 (1992).
- D’Ambrosi, R., Vaishya, R., Verde, F. Balancing in unicompartmental knee arthroplasty: balancing in flexion or in extension. Journal of Clinical Medicine. 11 (22), 6813 (2022).
- Collier, M. B., Eickmann, T. H., Anbari, K. K., Engh, G. A. Lateral tibiofemoral compartment narrowing after medial unicondylar arthroplasty. Clinical Orthopaedics and Related Research. 464, 43-52 (2007).
- Collier, M. B., Eickmann, T. H., Sukezaki, F., McAuley, J. P., Engh, G. A. Patient, implant, and alignment factors associated with revision of medial compartment unicondylar arthroplasty. The Journal of Arthroplasty. 21 (6), 108-115 (2006).
- D’Ambrosi, R., et al. Radiographic and clinical evolution of the Oxford unicompartmental knee arthroplasty. The Journal of Knee Surgery. 36 (3), 246-253 (2023).
- Koskinen, E., Paavolainen, P., Eskelinen, A., Pulkkinen, P., Remes, V. Unicondylar knee replacement for primary osteoarthritis: a prospective follow-up study of 1,819 patients from the Finnish Arthroplasty Register. Acta Orthopaedica. 78 (1), 128-135 (2007).
- ten Ham, A. M., Heesterbeek, P. J. C., vander Schaaf, D. B., Jacobs, W. C. H., Wymenga, A. B. Flexion and extension laxity after medial, mobile-bearing unicompartmental knee arthroplasty: a comparison between a spacer- and a tension-guided technique. Knee Surgery, Sports Traumatology, Arthroscopy. 21 (11), 2447-2452 (2013).
- Clarius, M., Seeger, J. B., Jaeger, S., Mohr, G., Bitsch, R. G. The importance of pulsed lavage on interface temperature and ligament tension force in cemented unicompartmental knee arthroplasty. Clinical Biomechanics. 27 (4), 372-376 (2012).
- Heyse, T. J., et al. Balancing UKA: overstuffing leads to high medial collateral ligament strains. Knee Surgery, Sports Traumatology, Arthroscopy. 24 (10), 3218-3228 (2016).
- Heyse, T. J., et al. Balancing mobile-bearing unicondylar knee arthroplasty in vitro. Knee Surgery, Sports Traumatology, Arthroscopy. 25 (12), 3733-3740 (2017).
- Jaeger, S., et al. The influence of the femoral force application point on tibial cementing pressure in cemented UKA: an experimental study. Archives of Orthopaedic and Trauma Surgery. 132 (11), 1589-1594 (2012).
- Peersman, G., et al. Kinematics of mobile-bearing unicompartmental knee arthroplasty compared to native: results from an in vitro study. Archives of Orthopaedic and Trauma Surgery. 137 (11), 1557-1563 (2017).
- Sun, X., et al. Sensor and machine learning-based assessment of gap balancing in cadaveric unicompartmental knee arthroplasty surgical training. International Orthopaedics. 45 (11), 2843-2849 (2021).
