במבחנה יישום חיישן אלחוטי באיזון מרווח כיפוף-הארכה של ארתרופלסטיקה חד-מדורית של הברך
Summary
פרוטוקול זה מציג מחקר cadaveric של חיישן אלחוטי המשמש arthroplasty הברך מדיאלי חד מדור. הפרוטוקול כולל התקנה של מכשיר למדידת זווית, אוסטאוטומיה סטנדרטית של ארתרופלסטיקה חד-ממדית בברך, הערכה ראשונית של איזון כיפוף-הארכה, ויישום החיישן למדידת לחץ מרווח כיפוף-הארכה.
Abstract
ניתוח ארתרופלסטיקה של הברך Unicompartmental (UKA) הוא טיפול יעיל לדלקת מפרקים ניוונית אנטרומדיאלית סופנית (AMOA). המפתח ל- UKA הוא איזון פער כיפוף-הרחבה, הקשור קשר הדוק לסיבוכים לאחר הניתוח כגון פריקת מיסב, שחיקת מיסבים והתקדמות דלקת פרקים. הערכת איזון הפער המסורתית מבוצעת על ידי חישה עקיפה של המתח של הרצועה הבטחונית האמצעית על ידי מד פער. זה מסתמך על התחושה והניסיון של המנתח, וזה לא מדויק וקשה למתחילים. כדי להעריך במדויק את מאזן מרווח הכיפוף-הארכה של UKA, פיתחנו שילוב חיישן אלחוטי המורכב מבסיס מתכת, חיישן לחץ ובלוק כרית. לאחר אוסטאוטומיה, החדרת שילוב חיישן אלחוטי מאפשרת מדידה בזמן אמת של לחץ תוך מפרקי. הוא מכמת במדויק את הפרמטרים של איזון מרווח כיפוף-הרחבה כדי להנחות שחיקה נוספת של עצם הירך ואוסטאוטומיה של הטיביה, כדי לשפר את הדיוק של איזון הפערים. ערכנו ניסוי חוץ גופי בשילוב החיישן האלחוטי. התוצאות הראו כי היה הבדל של 11.3 N לאחר יישום השיטה המסורתית של איזון פער כיפוף-הארכה שבוצעה על ידי מומחה מנוסה.
Introduction
דלקת מפרקים ניוונית בברך (KOA) היא נטל עולמי1, שעבורו מאומצת כיום אסטרטגיית הטיפול ההדרגתית. עבור KOA חד-תאי סופני, ניתוח ארתרופלסטיקה חד-מדורית של הברך (UKA) הוא בחירה יעילה, עם שיעור הישרדות של מעל 90%2 ל-10 שנים. UKA מדיאלי מחליף רק את התא המדיאלי השחוק בצורה חמורה ומשמר את התא הצידי הטבעי, הרצועה הצידית המדיאלית (MCL) והרצועה הצולבת3. העיקרון הוא להפוך את מרווח הכיפוף ומרווח ההארכה לזהים בקירוב על ידי אוסטאוטומיה טיביאלית ושחיקת עצם הירך, ולהחזיר את מתח MCL לאחר השתלת התותבת ומיסב4. בהשוואה לארתרופלסטיקה כוללת של הברך, ל- UKA יש קושי כירורגי גדול יותר ודרישות טכניות. המקור העיקרי הוא איזון נכון של רצועות לאורך כל טווח התנועה של הברך3.
באופן מסורתי, לאחר אוסטאוטומיה ראשונית, המנתח מכניס מד רווח בחלל המפרק וקובע בעקיפין אם מרווחי הכיפוף וההארכה שווים על ידי הרגשת המתח של MCL. עם זאת, ההגדרה ותחושת האיזון אינן זהות, אפילו עבור מנתחים מנוסים. למתחילים, קשה יותר לתפוס את דרישת האיזון. חוסר האיזון של פער הכיפוף-הארכה יכול להוביל לסדרה של סיבוכים 5,6, וכתוצאה מכך קצב עדכון מוגבר.
עם התקדמות הטכנולוגיה, כמה חוקרים ניסו ליישם טנזורים על UKA 7,8. עם זאת, מחקרים אלה הם כולם על UKA בעל מיסב קבוע, והטנזור עלול לפגוע ב- MCL בעת שימוש.
הופעתם של חיישנים לא רק עונה על הדרישה להצגת הלחץ במרווח מפרק הברך, אלא שלחיישנים שונים יש לעתים קרובות פחות סיכון לנזק MCL בשל גודלםהקטן 9,10. בנוסף, החיישנים המשמשים כיום הם כולם שידור קווי, אשר עלול להפריע לפעולה אספטית ואינו נוח מספיק לשימוש.
על מנת למדוד במדויק את הפרמטרים של איזון מרווח כיפוף-הרחבה, פיתחנו שילוב חיישן אלחוטי עבור UKA, המורכב מבסיס מתכת, חיישן אלחוטי עם שלוש בדיקות לחץ בצד הקדמי, המדיאלי והצידי, ובלוק כרית. שילוב החיישנים מודד ומציג את הלחץ בחלל המפרק בזמן אמת כדי לסייע למנתחים להעריך במדויק אם יעד שיווי המשקל הושג.
Protocol
Representative Results
Discussion
UKA נייד הוא טיפול יעיל עבור KOA אנטרומדיאלי. יש לו את היתרונות של פחות טראומה, התאוששות מהירה, ושמירה על פרופריוספציה תקינה של הברך11,12,13. המפתח ל- UKA הוא איזון כיפוף-הרחבה; כלומר, הפיכת פער הכיפוף ומרווח ההארכה לשווים ככל האפשר על בסיס הנחת היס…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
עבודה זו נתמכה על ידי רשות בתי החולים בבייג’ינג פיתוח רפואה קלינית של תמיכה במימון מיוחד [מספרי מענקים: XMLX202139]. ברצוננו להביע את תודתנו לדייגו וואנג על הצעות חשובות.
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 |
References
- 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).
