Тотальное эндопротезирование коленного сустава. Как описать послеоперационные рентгеновские снимки
Сегодня тотальное эндопротезирование коленного сустава (ТКА) является одной из наиболее часто выполняемых операций во всем мире. Цель этой статьи — рассмотреть внешний вид нормальных рентгенограмм после ТКА и описать правильную последовательность их интерпретации. Неразумно полагаться исключительно на симптомы пациентов при диагностике осложнений ТКА, поскольку серийные рентгенограммы могут предвидеть неудачи задолго до того, как они проявятся клинически. Идеальные рентгенограммы после ТКА включают в себя всю передне-заднюю и боковую проекции нижней конечности, сделанные в условиях весовой нагрузки, а также панораму надколенника-бедренного сустава. Помимо прочего, весовая нагрузка обнажает правильное положение тела, слабость связок и износ полиэтилена. На основе наблюдения за нашими случаями ТКА мы составили протокол оценки послеоперационных рентгеновских снимков после ТКА. Следуя предложенной последовательности, хирург может легко решить, как действовать дальше и предвидеть осложнения. Тщательная интерпретация послеоперационных рентгенограмм после ТКА необходима для тщательного наблюдения за пациентами и выживания имплантатов.
Введение
Традиционное учение гласит: «Лечите пациентов, а не их рентгенограммы»; однако более поздний опыт показывает, что «не применяйте это правило к пациентам с тотальной артропластикой коленного сустава (ТКА)». Неразумно полагаться исключительно на симптомы пациентов при диагностике осложнений ТКА, поскольку серийные рентгенограммы могут предвидеть неудачи задолго до того, как они проявятся клинически 1 . Рентгенография играет значительную роль при ТКА как в ближайшем послеоперационном периоде, так и в отдаленном периоде наблюдения. Однако хирурги-ортопеды очень не умеют читать рентгенограммы после ТКА и часто не воспринимают огромный объем информации, которую они содержат. При условии, что хирург знает, на что смотреть на рентгенограммах, и в оптимальной последовательности, которой следует следовать, никаких других радиологических исследований после ТКА не требуется.
Идеальные рентгенограммы после ТКА включают в себя всю передне-заднюю и боковую проекции нижней конечности, сделанные в условиях весовой нагрузки, а также панораму надколенника-бедренного сустава. Помимо прочего, весовая нагрузка обнажает правильное положение тела, слабость связок и износ полиэтилена.
Мы предлагаем следующую последовательность наблюдений для чтения рентгенограмм после ТКА.
Имплантация
Рентгенограмма хорошего качества может определить тип используемого имплантата, если не точную марку.
Необходимо попытаться классифицировать имплантаты как: (i) с сохранением задней крестообразной связки, с разрушением задней крестообразной связки и с задней стабилизацией; (ii) цементированные, бесцементные и гибридные; (iii) фиксированные и подвижные подшипники; (iv) разнообразный большеберцовый компонент; и (v) ограниченный или неограниченный протез.
В протезах с задней стабилизацией задняя крестообразная связка заменяется большеберцовой штифтой и бедренным кулачком; однако штифт и кулачок не могут быть непосредственно визуализированы на рентгенограмме. Отсутствие дополнительного куска кости, удаленного из межмыщелковой вырезки для размещения бедренного кулачка, указывает на необходимость использования таких имплантатов 1-4 . Дифференцировать протезы, сохраняющие заднюю крестообразную связку, и протезы, разрушающие заднюю крестообразную связку, гораздо сложнее, поэтому требуются рентгенограммы с соответствующей проникающей способностью рентгеновских лучей для очерчивания поверхности рентгенопрозрачной полиэтиленовой вставки 2–4. Эта поверхность плоская в протезах, удерживающих заднюю крестообразную связку ( чтобы облегчить откат бедренной кости), тогда как в протезах, удерживающих заднюю крестообразную связку, она вогнута 2-4 .
Разница между цементированным и бесцементным ТКА на рентгенограмме совершенно очевидна: край имплантата у последнего типа выглядит шероховатым и выпуклым, тогда как более распространенный цементированный тип 1 , 4 , 5 окружает очевидная рентгеноконтрастность . Когда бедренные компоненты вставляются без цемента, а большеберцовые компоненты с цементом, это называется гибридной имплантацией. Одним из наиболее важных факторов, влияющих на выживаемость имплантата, является качество цементации: в идеале вокруг имплантата должно быть не менее 2 мм цементной мантии, пересекающейся с губчатой костью 6 .
Протезы с фиксированным подшипником, которые имеют полиэтиленовую вставку большеберцовой кости, зафиксированную внутри лотка большеберцовой кости, можно рентгенологически отличить от протезов с подвижным подшипником, которые позволяют перемещать и вращать вставку большеберцовой кости относительно лотка. Протезы с подвижным подшипником имеют внутри вставки металлические маркеры, позволяющие оценить ротационный статус бедренно-большеберцового сочленения, а также металлические штифты, штифты, шпильки и рычаги управления в середине сочленения или упоры или захватывающие края на периферии для направления или ограничения движения. подвижность вставки.
Различные конструкции большеберцовых компонентов, например, моноблочные конструкции с металлической опорой и модульные большеберцовые компоненты, трудно различить рентгенологически. Однако все полиэтиленовые конструкции отчетливо выделяются отсутствием рентгеноконтрастности на большеберцовой стороне. При наличии костных дефектов и повышенном ограничении бедренно-большеберцового сочленения используются бедренные или большеберцовые кости с длинными ножками. Рентгенограммы для их оценки должны показать, смещена ли ножка, использовался ли вместе с ней цемент и достаточная ли длина используемой ножки. Не следует путать варус-вальгусные вставки из полиэтилена с шарнирными протезами, поскольку первые имеют только металлический штифт внутри большеберцовой стойки, тогда как вторые имеют более тяжелый металл в районе большеберцово-бедренного соединения. 1 ).
Рисунок 1
Тотальное эндопротезирование коленного сустава
Хирургическая процедура
Послеоперационная рентгенография проводится для оценки адекватности процедуры.
Расположение имплантата
Восстановление механической оси во фронтальной плоскости и адекватная ориентация в сагиттальной плоскости необходимы для заключения о правильном положении имплантата.
Механическая ось (переднезадний вид)
В идеале должен быть доступен длинный переднезадний (АП) снимок всей нижней конечности: нарисованная на нем механическая ось должна быть перпендикулярна линии коленного сустава и проходить вблизи или через центр колена. Если доступен только короткий AP-фильм, медиальный дистальный угол бедренной кости (MDFA) и медиальный проксимальный угол большеберцовой кости (MPTA) все равно можно рассчитать; обычно они должны составлять 95° и 90° соответственно (рис. 2 ), сумма меньше 185° и, следовательно, колено находится в 5° вальгусной деформации 5 , 7 , 8 . Важно избегать варус-варусного соосности компонентов 7.. Короткометражные фильмы не подходят, если имеются аномальные изгибы бедренной и большеберцовой костей. MDFA рассчитывается на короткометражных фильмах путем проведения касательной к дистальным мыщелкам бедренной кости и между анатомическими осями бедренной кости. MPTA рассчитывается аналогичным образом путем проведения касательной через опорную пластину большеберцовой кости и между анатомическими осями большеберцовой кости 5 , 8 .
фигура 2
Сагиттальная плоскость (боковой вид)
Сопоставление бедренного и большеберцового компонентов следует оценивать в боковой проекции.
Бедренный компонент должен находиться в нейтральном положении, поскольку чрезмерное разгибание создает риск надреза передней части кортикального слоя бедренной кости, тогда как чрезмерное сгибание препятствует разгибанию колена 1,5 . Выемка — это эрозия передней коры бедренной кости различной степени, обусловленная бедренным компонентом (рис. 3 ). Надрез на бедренной кости увеличивает концентрацию напряжения в передней части кортикального слоя бедренной кости и, таким образом, увеличивает вероятность надмыщелкового перипротезного перелома 9 . Нанесение насечек предостерегает от защитных манипуляций над коленом в послеоперационном периоде.
Рисунок 3
Гуджарати и др . предложили следующие четыре степени надрезов бедренного компонента :
- степень 1, нарушение наружной пластинки передней кортикальной пластинки бедренной кости;
- 2 степень, нарушение наружной и внутренней пластинки передней коры бедренной кости;
- 3 степень, нарушение до 25% костномозгового канала;
- 4 степень — нарушение до 50% костномозгового канала.
Большеберцовый компонент имеет разные задние наклоны в зависимости от конкретной конструкции протеза; однако, как правило, протезы, удерживающие заднюю крестообразную связку, требуют большего наклона, чем имплантаты, стабилизированные сзади. Большинство современных конструкций нацелены на задний наклон 3–7°. Поскольку передняя часть разрезанной большеберцовой кости мягкая, существует вероятность сохранения большеберцового компонента. Этот факт объясняет нормальный задний наклон большеберцового компонента. Следует соблюдать меры предосторожности при разрезании большеберцовой кости, поскольку чрезмерный задний наклон вызывает нестабильность сгибания, тогда как меньший или передний наклон приводит к натяжению коллатеральных связок и, следовательно, к снижению сгибания колена 10 .
Смещение заднего мыщелка (рис. 4 ) представляет собой максимальную толщину заднего мыщелка бедренной кости, проецируемую назад по касательной к заднему корковому веществу диафиза бедренной кости и видимую на боковых рентгенограммах; его необходимо поддерживать после ТКА 10 , 11 . Чрезмерное уменьшение смещения заднего мыщелка после ТКА нежелательно, поскольку приводит к увеличению сгибательного пространства и нестабильности сгибания. Это также вызывает расслабление задней крестообразной связки, что приводит к парадоксальному перекату бедренной кости вперед на большеберцовую кость во время сгибания. В норме бедренная кость перекатывается назад по большеберцовой кости (феномен перекатывания назад) во время сгибания.
Рисунок 4
Коэффициент смещения заднего мыщелка 11 (рис. 5 ) определяется как максимальная толщина заднего мыщелка, выступающего назад до прямой линии, нарисованной как продолжение кортикального слоя заднего мыщелка бедренной кости, деленная на максимальную толщину заднего мыщелка, выступающего назад к прямая линия, изображающая продолжение коркового вещества передней части тела бедренной кости на истинной боковой рентгенограмме дистальной четверти бедренной кости: ее нормальное значение составляет 0,47 на рентгенограммах после ТКА.
Рисунок 5
Размер имплантата
Идеальные имплантаты отражают естественную анатомию, а края компонента находятся на одном уровне с соответствующими кортикальными поверхностями 1 , 5 . Небольшой латеральный выступ бедренного компонента допустим. Увеличенный размер бедренного компонента оставляет зазор между передним фланцем и передней кортикальной пластинкой бедренной кости, тогда как компонент меньшего размера приводит к образованию переднего выреза при условии, что компонент находится в нейтральном положении ротации в сагиттальной плоскости. Большой компонент уменьшает сгибание колена, перегружая надколенник-бедренный сустав и создавая плотный сгибательный зазор, тогда как маленький компонент не заполняет сгибательный зазор адекватно, что приводит к нестабильности сгибания 12 .
Маленькие компоненты большеберцовой кости вызывают проседание в губчатой кости, тогда как крупные компоненты вызывают раздражение мягких тканей и дисбаланс связок, что приводит к уменьшению подвижности.
В идеале не должно быть медиального выступа бедренного компонента или заднего выступа большеберцового компонента 12 .
Пателла
Боковой вид
Суперо-нижнюю ориентацию надколенника можно оценить на боковых рентгенограммах с использованием соотношения Инсолла-Сальвати или Кантона-Дешама (рис. 6 ) 13 , 14 . Индекс Инсалла-Сальвати представляет собой отношение наибольшей длины надколенника к длине сухожилия надколенника. Нормальные значения лежат в пределах 0,8–1,2. Значения <0,8 указывают на низко расположенную надколенник, называемую нижней надколенником. Баха надколенника после ТКА влияет на кинематику надколенника и бедренной кости и является настоящей бахой надколенника только тогда, когда она возникает в результате контрактуры сухожилия надколенника; приподнятая послеоперационная линия сустава приведет к появлению видимой баха. Соотношение Инсолла-Сальвати или индекс Катона-Дешама можно использовать для дифференциации истинной и кажущейся баха надколенника 13 , 14 .
Рисунок 6
Индекс Катона-Дешама представляет собой отношение расстояния между нижним краем суставной поверхности надколенника и передне-верхним краем большеберцовой кости к длине суставной поверхности надколенника.
Передне-задний вид
Идеальное положение надколенника — медиальные две трети колена; латеральное расположение надколенника предрасполагает к искривлению и латеральному подвывиху 14 (рис. 7 ). Ориентацию надколенника во фронтальной плоскости можно оценить с помощью угла Q. Это угол между линией, идущей от передней верхней ости подвздошной кости к центру надколенника, и второй линией, идущей от центра надколенника к бугристости большеберцовой кости. В норме этот угол вальгусный, составляя в среднем 14° у мужчин и 17° у женщин.
Рисунок 7
Асимметричные разрезы костей надколенника можно измерить по углу протеза надколенника и кости, который представляет собой угол между линией, проведенной через экватор остатка кости надколенника, и линией, проведенной через границу между протезом надколенника и костью.
Зоны интерфейса фиксации
Единственная цель присвоения зон интерфейсам фиксации (рис. 8 ) вокруг компонентов с помощью системы рентгенографической оценки и оценки тотальной артропластики коленного сустава Общества коленного сустава состоит в том, чтобы обеспечить единообразие в отчетности об аномалиях, таких как рентгенопрозрачные линии и их толщина в различных зонах. На AP-проекциях большеберцового компонента принятые рекомендации по распределению зон следующие: 1–2 для медиального плато, 3–4 для латерального плато и 5–7 для фиксации ножки. Если ножки отсутствуют, то к центральной части плато большеберцовой кости следует отнести зоны 5–7 15 , 16.. На латеральных проекциях бедренного компонента принятые обозначения зон следующие: 1–2 для переднего фланца, 3–4 для задней области и 5–7 для ножки или центральной части, если ножка отсутствует. Аналогично, на горизонтальных изображениях надколенника принятые зоны следующие: 1 для медиальной стороны, 2 для латеральной стороны и 3–5 для фиксирующих выступов или центральной части компонента надколенника.
Рисунок 8
Для количественной оценки сумма ширины рентгенопрозрачных линий в каждой из зон (в мм) дает общую оценку, которая в случае большеберцовой кости незначительна, если она не превышает 4; рекомендуется регулярное последующее наблюдение, если показатель 5–9 и >10 предсказывает надвигающуюся неудачу. Стабильная линия размером менее 2 мм незначительна, если она появляется в течение года и затем стабилизируется 15 .
Асептическое расшатывание
Двумя наиболее важными радиологическими предикторами расшатывания являются прогрессирующая зона рентгенопрозрачности на границах раздела компонентов и изменение положения компонентов (рис. 9 ). Как склеенные, так и несцементированные компоненты могут иметь тонкие просветы (<1 мм) вокруг опорной пластины и штока. Увеличение размера этого просветления или появление очагов просветления >2 мм означает расшатывание. Такое асептическое расшатывание чаще встречается у компонентов большеберцовой кости и является наиболее частой причиной пересмотра ТКА 1 , 15 , 16 .
Рисунок 9
Изменения положения компонента очень надежно предсказывают ослабление. При ослаблении большеберцового компонента лоток большеберцовой кости может опускаться в большеберцовое плато, что называется «поддержанием», или большеберцовый компонент может смещаться в варусное положение по отношению к длинной оси большеберцовой кости. Аналогично, на боковых рентгенограммах ослабленные бедренные компоненты смещаются в согнутое положение относительно длинной оси бедренной кости; однако это случается реже, чем расшатывание большеберцовой кости 16 . Стрессовое расшатывание компонента надколенника проявляется малозаметными рентгенологическими признаками.
Септическое рыхление
Хотя их трудно отличить от асептического расшатывания, обширные, плохо выраженные рентгенопрозрачные зоны с периостальной реакцией или без нее позволяют поставить диагноз септического расшатывания. Для дифференциации септического и асептического расшатывания использовались различные методы радионуклидной визуализации. К ним относятся позитронно-эмиссионная томография с флюдезоксиглюкозой, трехфазное сканирование костей и сканирование лейкоцитов с индием-111 17 . Хотя радионуклидная визуализация играет важную роль в диагностической работе, ни один из доступных методов не является золотым стандартом, поскольку каждый из радионуклидных методов имеет свои недостатки и ограничения.
Износ полиэтилена и остеолиз
Есть четыре режима ношения 18 . Режим I – это сочленение между предполагаемыми опорными поверхностями (т. е. между мыщелком бедренной кости и вставкой большеберцовой кости; режим II – это сочленение между основной опорной поверхностью (мыщелком бедренной кости) и поверхностью, которая никогда не предназначалась для использования в качестве опорной поверхности (металлическая основа надколенника). компонент); режим III – между намеренно опорными поверхностями при наличии третьих компонентов корпуса (обломки полиметилметакрилата, металлические обломки, керамические обломки, частицы костей и т. д.); режим IV – сочленение между двумя ненесущими вторичными поверхностями (задняя часть полиэтиленовой вставки). и металлический поднос).
К типам износа относятся: (i) адгезионный износ; (ii) абразивный износ; (iii) третий износ тела; (iv) объемный износ; и (v) линейный износ.
Оставшуюся толщину вставки можно оценить по кратчайшему расстоянию от каждого мыщелка бедренной кости до поперечной линии, проходящей через середину верхней поверхности опорной пластины в переднем и боковом проекциях. Очень важно отметить, что при измерении степени износа полиэтилена рентгеновский луч должен быть параллелен опорной пластине большеберцовой кости, в противном случае интерпретация может привести к путанице. Износ полиэтилена приводит не только к уменьшению суставного пространства и, таким образом, к потере баланса связок (что приводит к нестабильности), но также и к последующему сочленению металл-металл между бедренным компонентом и опорной пластиной большеберцовой кости с течением времени 4 . Это приводит к металлозу внутри сустава; металлические частицы визуализируются как радиоплотности, очерчивающие супрапателлярное углубление капсулы сустава 18. Такие остатки износа участвуют в механизме перипротезного остеолиза и, следовательно, асептического расшатывания. Поскольку остеолиз может протекать клинически бессимптомно и рентгенологически его трудно идентифицировать из-за наличия губчатой кости и маскирования компонентами, при поиске остеолиза у пациентов с высоким риском должен быть высокий индекс подозрений (4 , 10 , 18 , 19 ) . У активного молодого человека, у которого в течение длительного времени установлен имплантат и у которого развивается крепитация металл-металл и избыточная нестабильность, с высокой вероятностью может возникнуть остеолиз. Кроме того, остеолиз чаще встречается при использовании термопрессованных и армированных углеродом вставок, титановых бедренных компонентов и плохой фиксации между большеберцовой ложкой и модульной вставкой 18 ,19 .
Нестабильность надколенниково-бедренного сустава
После ТКА надколенник должен лежать в центре блоковой борозды на изображениях продавца (рис. 10 ) 14 , 19 . Наклон надколенника — это угол, образующийся между границей раздела кость надколенника и протеза и линией, проведенной через передние мыщелки бедренной кости. Наклон надколенника >5° свидетельствует о нестабильности надколенника 1 , 14 , 19 .
Рисунок 10
Перелом надколенника
Перелом надколенника 20 после ТКА встречается нечасто (рис. 11 ). Это может произойти по следующим причинам 12 , 20 : (i) деваскуляризация надколенника (чрезмерное латеральное ретинакулярное освобождение, которое ставит под угрозу верхне-латеральную коленчатую артерию; (ii) сильные напряжения надколенника из-за неправильного расположения компонентов; и (iii) слишком большие бедренные компоненты). Пациенты обычно жалуются на боль в передней части колена и отставание в разгибателях.В основном пациентов можно лечить консервативно, однако, если смещение >2 мм, показано оперативное вмешательство19,20 .
Рисунок 11
Гетротропное окостенение
Гетеротропная оссификация (ГО) определяется как образование пластинчатой кости в мягких тканях (рис. 12 ) 1 , 21 , 22 . Частота возникновения ГО после ТКА ниже, чем после тотального эндопротезирования тазобедренного сустава. По-видимому, существует генетическая предрасположенность к этому заболеванию. Пациенты с высоким риском этого включают пациентов с ранее существовавшей или контралатеральной ГО, гипертрофическим остеоартритом, анкилозирующим спондилитом, диффузным идиопатическим гиперостозом скелета , инфекцией 21-24 ; и комбинированная деформация более 15°. Факторы, связанные с хирургической техникой, которые могут привести к НО 23включают расщепление сухожилия четырехглавой мышцы, зачистку мягких тканей на передней поверхности бедренной кости, выпот в колене, надрез бедренной кости, энергичную ретракцию мягких тканей и манипуляции после имплантации 24 , 25 .
Рисунок 12
Рентгенограммы могут не выявить отклонений в острой фазе эритемы и отека. На более поздних рентгенограммах (через 1–2 недели) выявляют только отек мягких тканей. HO становится очевидной на рентгеновских снимках в среднем через 5 недель, а для достижения зрелости может потребоваться 8–14 месяцев. Трехфазное сканирование костей является предпочтительным методом раннего выявления ГО
Рейдер и др . предложил классификацию ГО, которая фокусируется на функциональных нарушениях пациентов и коррелирует с их рентгенологическими данными 26 : Класс 0, Нет ГО; Класс I, самая большая ГО <5 см 2 на боковых или передних рентгенограммах или ГО в других областях колена; Класс II, наибольший размер HO >5 см 2 на боковых или передних рентгенограммах в разгибательном аппарате или проксимальном отделе бедренной кости; и класс III, наибольший размер HO > 5 см 2 в разгибательном аппарате и возле бедренной кости. Пациенты с ГО III класса по Радеру имеют серьезное ограничение сгибания коленного сустава, что требует хирургического вмешательства.
На рентгенограмме виден вывих бедренно-большеберцового сочленения
Перипротезный перелом
Переломы могут возникать как на большеберцовой, так и на бедренной сторонах как во время операции, так и после операции 23-26 . Предрасполагающими факторами послеоперационных переломов являются остеопения, износ частиц, приводящий к остеолизу, и расшатывание компонентов 27-29 . Очень распространенной локализацией является надмыщелковая область, для которой насечка в передней части бедренной кости является дополнительным фактором риска.
Переломы мыщелкового и большеберцового компонентов протеза встречаются значительно реже. Факторы риска перелома компонента большеберцовой кости включают смещение компонента, неправильную фиксацию, сильный износ полиэтилена и недостаточный размер компонента большеберцовой кости, что приводит к его повреждению. Эти результаты очевидны на соответствующих рентгенограммах 23-29 .
Выводы
Детальное и всестороннее исследование рентгенограмм ТКА помогает расшифровке различных признаков как в ближайшем послеоперационном, так и в отдаленном периоде. Тщательная оценка рентгенограмм позволяет принять решение о следующем лучшем шаге, которым может быть просто регулярное наблюдение или хирургическое вмешательство. Хотя легко убедить пациента с симптомами неудачи и очевидным ослаблением компонентов в целесообразности повторной операции, бессимптомный пациент с остеолизом и чрезмерным износом должен быть соответствующим образом проконсультирован и осведомлен о риске внезапного разрыва вкладыша или истощения костного фонда в случае вмешательства. задержан. Наконец, пациенты с ТКА требуют постоянного наблюдения с проведением адекватных рентгенограмм при каждом посещении.
