Результат интеллектуальной деятельности: Способ определения места имплантации вертлужного компонента при планировании эндопротезирования тазобедренного сустава

Изобретение относится к медицине, а именно к рентгенологии, травматологии и ортопедии, и предназначено для определения места имплантации вертлужного компонента при планировании эндопротезирования тазобедренного сустава.

Эндопротезирование тазобедренного сустава может производиться в условиях значительной деформации вертлужной впадины. По мнению многих авторов, такая деформация не только затрудняет имплантацию вертлужного компонента, но и может привести к неадекватному размещению вертлужного компонента в тазовой кости (Шендеров В.А., Крепление тазовой части эндопротезов тазобедренного сустава системы Сиваша, Ортопедия, травматология и протезирование, 1983 г., №9, с. 21-24., Badhe N. P. et al, A stemmed acetabular component in the management of severe acetabular deficiency, J. Bone Jt. Surgery Br., Dec 2005, Vol. 87-B, p. 1611-1616 и др.). Неадекватное размещение компонента в тазовой кости приводит к сокращению сроков выживаемости эндопротеза и снижению его эксплуатационных характеристик (Coundane Н. et al, Aseptic Loosening of Cemented Total Arthroplastics of the Hip in Relation to Positioning of the Prosthesis, Acta orthop. Scand, 1981, Vol 52, p. 2001-2005, Delp S. L. et al, Effects of hip center location on the moment-generating capacity of the muscles, J. Biomech., 1993, Vol. 26, p. 485-499).

Так в уровне техники известен способ определения размера вертлужного компонента и параметров его расположения в костном ложе тазовой кости производится во время предоперационного планирования, путем совмещения контуров вертлужных компонентов, изображенных на шаблонах с контурами вертлужной впадины на прямой рентгенограмме тазобедренного сустава (Скороглядов А.В., Планирование и предоперационная подготовка эндопротезирования тазобедренного сустава, Тез. докл. Всеросс. науч.-практ. конф., посвященной юбилею кафедры травматологии, ортопедии и ВПХ РГМУ «Лечение сочетанных травм и повреждений конечностей», М., 2008, с. 18., Charnley J. et al, Low-friction arthroplasty in congenital subluxation of the hip, Clin. Orthop., 1973, Vol. 91, p. 98-113). Для правильного совмещения контуров шаблона и рентгенограммы, используют следующие рентгенанатомические ориентиры: крышу вертлужной впадины (1), дно вертлужной впадины (2*), контуры переднего (3) и заднего (4) краев вертлужной впадины, фигуру «слезы» или «капли» (5), фигуру «полумесяца» (6) (Фиг. 1).

В условиях тяжелой деформации вертлужной впадины, имеющиеся рентгенологические контуры невозможно совместить с контурами шаблона вертлужного компонента. В таких случаях используют способ определения места имплантации вертлужного компонента при планировании эндопротезирования тазобедренного сустава, включающий использование вспомогательных линий, проведенных через определенные анатомические ориентиры на прямой рентгенограмме тазобедренного сустава, и точек их пересечения (McCollum D. Е. et al, Bone Grafting in Acetabular Protrusio: A Biologic Buttress, The Hip. Proceedings of the Sixth Open Scientific Meeting of The Hip Society - St. Louis C.V. Mosby, 1978, p. 124-146), выбранный нами за прототип. При определении места положения вертлужного компонента используют следующие вспомогательные топографические линии (Фиг. 2): линию Kohler (1), межслезную линию (2'), линию (3), параллельную межслезной (2), проведенную выше на высоту вертлужной впадины (а), вертикальную анатомическую ось тела, а также построение истинной вертлужной области - треугольника Ranavat (4) (проекция нормального анатомического центра вертлужной впадины (5) - высота вертлужной впадины (а), соответствует 20% высоты всей тазовой кости (б)). Межслезную линию (2') на переднезадней рентгенограмме таза получают путем соединения наиболее нижних точек (верхушек) фигур «слез». Линию Kohler (1) получают соединением наиболее латеральной точки пограничной линии и верхушки фигуры «слезы». Построение истинной вертлужной области и определение анатомического центра вращения тазобедренного сустава осуществляют следующим образом: через верхушечные точки фигур «слез» проводят горизонтальную межслезную линию (2'); параллельную линию (3) проводят выше линии (2) на расстояние (а); точку (6) отмечают на пересечении линии Kohler (1) и параллельной линии (3) точку (7) отмечают на 5 мм латеральнее пересечения линии Kohler (1) и фигуры слезы. Из точки (7) проводят диагональную линию вверх и латерально под углом 45° до пересечения с линией (3), образуя таким образом точку (8). Треугольная зона, заключенная между точками (6, 7, 8) очерчивает истинную вертлужную область, середина диагональной линии определяется как приблизительный центр вращения тазобедренного сустава. Однако данный способ обладает существенными недостатками, не позволяющими в ряде случаев адекватно оценить конкретную рентгенанатомическую ситуацию: во-первых, вертикальный размер истинной вертлужной области определяется исходя из высоты всей тазовой кости, которая в свою очередь зависит от статического наклона таза в сагиттальной плоскости. При значительном отклонении положения таза в сагиттальной плоскости (избыточный поясничный лордоз при врожденном вывихе бедер или недостаточный поясничный лордоз), вертикальный размер истинной вертлужной впадины может превышать или не достигать 20% высоты тазовой кости. Во-вторых, треугольник Ranavat ни как не привязан к конкретным анатомическим особенностям деформированной вертлужной впадины. Даже при построении этого треугольника в условиях нормальной рентгеновской анатомии тазовой кости, его верхне-медиальный участок располагается за пределами медиальной границы нормальной вертлужной впадины - линии Kohler (1) (Фиг. 2). В-третьих, ориентиры, от которых отталкиваются при определении треугольника Ranavat, на многих рентгенограммах плохо различимы, что, например, не позволяет в ряде случаев точно определить очертания фигуры «слезы» и, следовательно, отступить от нее 5 миллиметров для проведения медиальной границы треугольника. В-четвертых, проводимые построения не учитывают антропометрические особенности конкретного больного и ошибки в увеличении на рентгенограмме.

Таким образом, существует потребность в способе определения места имплантации вертлужного компонента при планировании эндопротезирования тазобедренного сустава, лишенном вышеуказанных недостатков.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение точности определения места имплантации вертлужного сферического компонента за счет определения оптимальной области на рентгенологическом изображении вертлужной впадины, в которую возможно вписать максимальный полукружный контур определенным образом ориентированного вертлужного компонента.

Этот технический результат достигается тем, что в способе определения места имплантации вертлужного компонента при планировании эндопротезирования тазобедренного сустава, включающий использование вспомогательных линий, проведенных через анатомические ориентиры, на переднезадней рентгенограмме тазобедренного сустава, и точек их пересечения, предлагается в качестве анатомических ориентиров использовать нижне-медиальную точку вертлужной впадины, латеральную точку терминальной линии таза и латеральную точку крыши вертлужной впадины, после чего через нижне-медиальную точку вертлужной впадины и латеральную точку терминальной линии таза проводят медиальную ограничивающую линию, к которой через нижне-медиальную точку проводят перпендикулярно нижнюю ограничивающую линию; из угла, образованного пересечением этих двух линий вверх и латерально проводят в виде биссектрисы восходящую диагональную линию; через точку пересечения восходящей диагональной линии с крышей вертлужной впадины проводят параллельно медиальной ограничивающей линии латеральную ограничивающую линию кнутри от латеральной точки крыши вертлужной впадины, через точку пересечения восходящей диагональной и латеральной ограничивающей линий проводят верхнюю ограничивающую линию, ориентированную параллельно нижней ограничивающей линии, образуя таким образом геометрическую фигуру в виде квадрата, определяют место имплантации вертлужного компонента тазобедренного сустава как область вертлужной впадины, ограниченную квадратом, при этом наклон вертлужного компонента определяют параллельным восходящей диагональной линии, а центр квадрата определяют соответствующим центру вращения вертлужного компонента.

В случае возможности идентификации фигуры «слезы» за нижнемедиальную точку вертлужной впадины принимают нижний контур фигуры «слезы». В случае невозможности идентификации фигуры «слезы» за нижне-медиальную точку впадины принимают верхне-латеральную точку запирательного отверстия таза.

На фиг. 3-7 проиллюстрированы основные этапы способа.

На фиг. 8-9 иллюстрации к клиническому примеру.

Способ осуществляют следующим образом.

На прямой рентгенограмме тазобедренного сустава (Фиг. 3) в качестве анатомических ориентиров используют нижне-медиальную точку вертлужной впадины (1), латеральную точку терминальной линии таза (2) и латеральную точку крыши вертлужной впадины (3). Через нижнемедиальную точку вертлужной впадины (1) и латеральную точку терминальной линии таза (2) проводят медиальную ограничивающую линию (4), к которой через нижне-медиальную точку (1) проводят перпендикулярно нижнюю ограничивающую линию (5). Из угла, образованного пересечением линий (4) и (5) вверх и латерально проводят в виде биссектрисы восходящую диагональную линию (6) (Фиг. 4). Через точку пересечения (7) восходящей диагональной линии (6) с крышей вертлужной впадины проводят параллельно медиальной ограничивающей линии (4) латеральную ограничивающую линию (8) строго кнутри от латеральной точки крыши вертлужной впадины (3) (Фиг. 5). Через точку пересечения (7) восходящей диагональной (6) и латеральной ограничивающей (8) линий (она же точка пересечения (7) восходящей диагональной линии (6) с крышей вертлужной впадины) проводят верхнюю ограничивающую линию (9), ориентированную параллельно нижней ограничивающей линии (5), образуя таким образом геометрическую прямоугольную фигуру в виде квадрата (Фиг. 6). Определяют место имплантации вертлужного компонента тазобедренного сустава как область вертлужной впадины, ограниченную данным квадратом. При этом наклон вертлужного компонента определяют параллельным восходящей диагональной линии (6), а центр (10) квадрата определяют соответствующим центру вращения планируемого вертлужного компонента (Фиг. 7).

В случае возможности идентификации фигуры «слезы» (отмечена белой прерывистой линией на фиг. 3) за нижне-медиальную точку (1) вертлужной впадины принимают нижний контур фигуры «слезы». В случае невозможности идентификации фигуры «слезы» за нижне-медиальную точку впадины принимают верхне-латеральную точку запирательного отверстия таза (отмечена черной прерывистой линией на фиг.3).

Пример. Больной З., 51 год. На рентгенограмме (Фиг. 8) явления левостороннего латерального коксартроза с наличием остеофитов вертлужной впадины. В ходе предоперационного планирования по предлагаемому способу построен вертлужный квадрат, с помощью которого определена область имплантации вертлужного компонента. На фиг. 9 приведены рентгенограммы левого тазобедренного сустава до (А) и после (Б) тотального цементного эндопротезирования тазобедренного сустава. В результате операции вертлужный компонент имплантирован в пределах вертлужного квадрата - истинной вертлужной области, за счет размещения вертлужного компонента в пределах вертлужного квадрата сформированы правильные биомеханические соотношения в протезированном тазобедренном суставе.

Предложенный способ определения места имплантации вертлужного компонента тотального эндопротеза тазобедренного сустава позволяет повысить точность определения места имплантации вертлужного сферического компонента за счет определения оптимальной области на рентгенологическом изображении вертлужной впадины - вертлужного квадрата, в который возможно вписать максимальный полукружный контур определенным образом ориентированного вертлужного компонента. Способ лишен недостатков, присущих методике Ranavat и может использоваться не только для предоперационного планирования, но и для рентгенологической оценки результатов тотального эндопротезирования тазобедренного сустава (Фиг. 9). Способ также позволяет сравнивать анатомию вертлужной впадины на рентгенограммах, выполненный с разным увеличением.