Эндопротезирование коленного сустава: современные методики, их преимущества и недостатки. Обзор для рентгенологов и травматологов-ортопедов

Title: Эндопротезирование коленного сустава: методики, плюсы и минусы
Meta description: Обзор методик эндопротезирования коленного сустава для рентгенологов и травматологов-ортопедов: ТЭКС, одномыщелковое, роботизированное, КТ/МРТ-оценка осложнений.
Ключевые слова: эндопротезирование коленного сустава, тотальное эндопротезирование коленного сустава, одномыщелковое эндопротезирование, роботизированное эндопротезирование, кинематическое выравнивание, бесцементная фиксация, рентгенологическая оценка эндопротеза, асептическое расшатывание, перипротезная инфекция

Введение

Эндопротезирование коленного сустава остаётся одной из самых массовых операций в ортопедии. Тотальная артропластика считается окончательным методом лечения терминального гонартроза, её задачи — устранить боль и восстановить функцию; на фоне старения населения и роста ожирения значение оптимизации результатов только растёт [3]. Вместе с тем операция не безупречна: около 5% эндопротезов ревизуют в течение 10 лет, а ведущими причинами ревизий являются асептическое расшатывание (29,8%), инфекция (14,8%) и боль (9,5%) [5]. Поэтому ортопеду важно выбрать оптимальную методику, а рентгенологу — понимать особенности конструкции и знать, как выглядит нормальный и осложнённый эндопротез.

Предоперационная лучевая диагностика

Стандартный объём обследования включает рентгенографию в прямой проекции с нагрузкой, боковую и аксиальную проекции надколенника, а также телерентгенограмму нижних конечностей для оценки механической оси [2]. Рентгенологические находки имеют прогностическое значение. В исследовании с медианой возраста пациентов 64 года чаще всего выявляли варусную деформацию (65,4%), сужение суставной щели (47,6%) и остеофиты (31,2%). Ограничение объёма движений после операции статистически значимо ассоциировалось с дооперационными остеофитами, субхондральным склерозом и остеопенией, а склероз был связан и с функциональными нарушениями [3].

Послеоперационные угловые параметры также связаны с исходом: пациенты, у которых дистальный феморальный угол, проксимальный тибиальный угол и задний наклон плато находились в пределах нормального диапазона, показали лучшие баллы KSS и клинические результаты [4].

Основные методики эндопротезирования коленного сустава

1. Тотальное эндопротезирование (ТЭКС): CR и PS-конструкции

Тотальное эндопротезирование заменяет все три отдела сустава. Ключевой вопрос выбора — сохранять заднюю крестообразную связку (cruciate-retaining, CR) или замещать её функцию стабилизирующим штифтом вкладыша (posterior-stabilized, PS) [24].

Преимущества CR. Сторонники CR указывают на лучшую стабильность и проприоцепцию, что важно для нагрузок вроде стояния на коленях. Регистровые данные ряда стран говорят в пользу CR-протезов, а метаанализ с минимальным сроком наблюдения 10 лет показал лучшую 10-летнюю выживаемость CR-конструкций [22].

Преимущества PS. PS-протезы обычно считают предпочтительными при выраженной деформации. Сторонники PS отмечают, что замещение ЗКС штифтом улучшает откат бедра и увеличивает объём сгибания, тогда как при сохранении связки возможен парадоксальный откат, снижающий сгибание [22].

Итог. Ни один из двух подходов пока не доказал своего превосходства [23]; выбор определяется состоянием связки, деформацией и предпочтениями хирурга.

Для рентгенолога: у PS-протеза на боковой рентгенограмме видна межмыщелковая «коробка» бедренного компонента; важно оценивать положение вкладыша и признаки вывиха штифта (post dislocation).

2. Связанные (constrained) и шарнирные эндопротезы

Связанные эндопротезы предназначены для пациентов с выраженной связочной нестабильностью, значительной потерей костной ткани или грубыми деформациями, при которых стандартный имплант не обеспечивает стабильности; их часто используют при ревизиях. Такие системы могут включать фиксированный или ротационный шарнир, обеспечивающий опору против патологических смещений во фронтальной, сагиттальной, а иногда и ротационной плоскостях [1].

• Плюсы: позволяют восстановить функцию в сложных случаях, когда иные варианты невозможны [1].
• Минусы: повышенная механическая нагрузка на интерфейс кость–имплант, что может увеличивать риск асептического расшатывания [1].

3. Одномыщелковое (унокомпартментальное) эндопротезирование (UKA)

Методика показана при изолированном поражении одного отдела (чаще медиального) с сохранными связками.

• Плюсы: по данным регистра на 6453 протезах, частота периоперационных осложнений ниже, чем при ТЭКС (0,3% против 0,6%) [7]. Одномыщелковое эндопротезирование также выигрывает у высокой тибиальной остеотомии: в метаанализе оно снижало частоту осложнений, конверсий в ТЭКС и послеоперационную боль по сравнению с ВТО [9].
• Минусы: существенно более высокая частота ревизий. В том же регистре она достигала 18,2% за 15 лет против 6,2% при ТЭКС, а самой частой причиной несостоятельности было асептическое расшатывание (37,4%) [7]. Метаанализ клинических исследований и мировых регистров показал, что риск ревизии после UKA в 2,29 раза выше в исследованиях и в 1,96 раза выше в регистрах по сравнению с ТЭКС; кроме того, хирурги, выполняющие UKA реже, как правило, имеют более высокую частоту ревизий [6].
• Ревизия: несостоятельный одномыщелковый протез рекомендуется заменять тотальным, так как это даёт меньшую частоту повторных ревизий, чем установка нового UKA [7]. Следует учитывать, что такая конверсия требует большего количества аугментов, ножек, костной пластики и более толстого полиэтиленового вкладыша, чем первичная ТЭКС [8].

Для рентгенолога: при контроле UKA важно оценивать прогрессирование артроза в интактных отделах, положение компонентов, проседание тибиального компонента и зоны просветления.

4. Пателлофеморальное эндопротезирование (PFA)

Применяется при изолированном пателлофеморальном артрозе [26].

• Плюсы: при использовании протезов второго поколения частота ревизий, осложнений и результаты по шкалам пациентов (PROMs) сопоставимы с ТЭКС [25]. Операция органосохраняющая.
• Минусы: в систематическом обзоре взвешенная частота конверсии или ревизии составила 6,34 для PFA против 0,11 для ТЭКС, то есть после тотального эндопротезирования повторные вмешательства требовались реже [35]. Основная причина — прогрессирование артроза в тибиофеморальных отделах.

5. Способ фиксации: цементная и бесцементная

Цементная фиксация традиционно считается эталоном, однако развитие дизайна имплантов и расширение показаний поддерживают рост доли бесцементной ТЭКС, а гидроксиапатитовые покрытия дополнительно улучшают контакт кость–имплант за счёт стимуляции остеоинтеграции [21].

• Доказательная база: в когорте из 261 цементного и 222 бесцементных протезов одной модели 5-летняя выживаемость составила 98,5% и 99,5% соответственно; непрогрессирующие линии просветления выявлены в 10,7% и 9,9% случаев без значимой разницы, проседания компонентов не было [18]. Метаанализ РКИ по танталовым бесцементным имплантам не выявил различий с цементными в результатах, частоте ревизий и развитии линий просветления [20].
• Плюсы бесцементной фиксации: потенциально долговременная биологическая фиксация, актуальная у молодых и активных пациентов; отсутствие цементных осложнений.
• Минусы: более высокие требования к точности опила и качеству кости, стоимость имплантов, меньшее количество долгосрочных данных для современных конструкций [18].

Важно для рентгенолога: наличие линий просветления само по себе не означает расшатывания. В РКИ со средним сроком наблюдения 6 лет линии просветления отмечены в 31% бесцементных и 42% цементных протезов без признаков расшатывания; наличие линий не коррелировало с долгосрочными клиническими исходами [19]. Диагностическое значение имеют прогрессирование линии, ширина более 2 мм, её циркулярный характер и смещение компонента в динамике. Для стандартизированной оценки удобна система Modern Knee Society Radiographic Evaluation System (MKSRES) с зональным описанием бедренного и тибиального компонентов [21].

6. Философия выравнивания: механическое и кинематическое

Концепция механического выравнивания была предложена Джоном Инсаллом в 1985 году и долго оставалась стандартом [15]: цель — нейтральная механическая ось (HKA 180°). На фоне сообщений о неудовлетворённости части пациентов результатами ТЭКС был разработан метод кинематического выравнивания. Его предложил Howell с соавторами в 2006 году; цель — восстановить три кинематические оси дистального бедра и проксимальной большеберцовой кости, а не просто получить нейтральный угол HKA [16]. Существуют также промежуточные варианты — ограниченное (restricted) и функциональное выравнивание.

• Плюсы кинематического выравнивания: по данным метаанализа 21 РКИ, оно даёт результаты не хуже механического с небольшим, но статистически значимым улучшением ранней функции, «осознания сустава» и удовлетворённости, без роста осложнений и ревизий [13]. В среднесрочной перспективе метаанализ 10 РКИ (934 сустава, наблюдение 2–13 лет) показал преимущество KA по Forgotten Joint Score, WOMAC и боли по ВАШ [14].
• Минусы: клиническая значимость различий остаётся скромной [13]. Ряд качественных РКИ не выявил клинически значимой разницы, а мощность исследований для сравнения выживаемости ограничена [17]. Есть и сигналы о рисках для отдельных конструкций: в исследовании случай–контроль ограниченное кинематическое выравнивание ассоциировалось с повышенным риском асептического расшатывания PS-протезов [15].

Для рентгенолога: при кинематическом выравнивании остаточный варус конечности и наклон суставной линии являются запланированными, а не ошибкой. Описание следует согласовывать с хирургом и указывать выбранную философию выравнивания.

7. Роботизированное и навигационное эндопротезирование

Роботизированные системы (с КТ-планированием или безобразные) обеспечивают точное исполнение предоперационного плана. Прогнозируется, что к 2030 году доля роботизированной ТЭКС в США достигнет около 70% [12].

• Плюсы: метаанализ 21 РКИ (2692 пациента) показал значительно меньшую частоту выбросов механической оси (ОР 0,33) и меньшее отклонение от нейтральной оси (разница средних −0,93°) по сравнению с конвенциональной техникой [10]. Обновлённый метаанализ 31 РКИ (4086 участников, поиск до мая 2026 г.) подтвердил уменьшение отклонения и выбросов HKA, а также отклонения фронтального угла тибиального компонента [11].
• Минусы: технология не продемонстрировала превосходства в функциональных исходах в кратко- и среднесрочной перспективе [10] и увеличивает длительность операции примерно на 20 минут, при этом большинство PROMs и осложнений в группах сопоставимы [34]. Отклонения фронтального бедренного, сагиттальных бедренного и тибиального углов между методиками значимо не различались [11]. Дополнительно следует учитывать стоимость оборудования, кривую обучения и, для КТ-зависимых систем, лучевую нагрузку.

Сводная таблица методик

Лучевая диагностика после эндопротезирования: алгоритм для рентгенолога

Рентгенография — метод первой линии для оценки положения компонентов, линий просветления, остеолиза, износа полиэтилена и перипротезных переломов. Однако на обычных снимках признаки расшатывания нередко появляются с большой задержкой [33].

При подозрении на инфекцию типичными рентгенологическими признаками являются расшатывание, периостальная реакция, просветление на границе с имплантом и остеолиз. Газ в мягких тканях ожидаем в раннем послеоперационном периоде, но его сохранение дольше 14 дней может указывать на перипротезную инфекцию: этот признак имел чувствительность 54% и специфичность 99% для ранней инфекции после ТЭКС [29].

КТ с алгоритмами подавления металлических артефактов позволяет оценить ротацию компонентов, объём остеолиза и скрытые переломы. Согласно критериям ACR Appropriateness Criteria (обновление 2023 г.), рентгенологически скрытые переломы могут быть выявлены на КТ с подавлением артефактов, при этом внутривенный контраст для оценки перипротезного перелома не нужен [27].

МРТ с последовательностями подавления артефактов (MARS, MAVRIC, SEMAC) незаменима для оценки мягких тканей [28]. Специализированные последовательности во многом решили проблему артефактов магнитной восприимчивости, а высокая мягкотканная контрастность МРТ повышает точность диагностики осложнений. При инфекции выявляются нечёткие изменения сигнала костного мозга с отёком, как правило, в сочетании с выпотом или скоплением жидкости и гипертрофией синовии; характер синовиальной гипертрофии также помогает в диагностике [30].

Радионуклидные методы. Остеосцинтиграфию интерпретируют с учётом срока после операции: в первые 1–2 года повышенное накопление может отражать послеоперационные изменения, которые при серийных исследованиях должны уменьшаться; нарастание активности со временем указывает на осложнение, поэтому по единичному исследованию выводы делают только при нормальной картине [27]. ОФЭКТ/КТ-артрография при подозрении на асептическое расшатывание показала чувствительность 86% и специфичность 98% при общей точности 97% [31]. ПЭТ повышает специфичность диагностики перипротезной инфекции [32].

Заключение

Выбор методики эндопротезирования коленного сустава определяется распространённостью артроза, состоянием связочного аппарата, деформацией, качеством кости и возрастом пациента. Тотальное эндопротезирование остаётся наиболее надёжным вариантом с точки зрения выживаемости, частичные артропластики дают функциональные преимущества ценой более высокого риска ревизий, а роботизированная техника и кинематическое выравнивание повышают точность и индивидуализацию, но пока без убедительного выигрыша в долгосрочных результатах. Для рентгенолога ключевые задачи — знать тип конструкции и выбранную философию выравнивания, стандартизированно описывать зоны просветления и оценивать динамику, а при болевом синдроме грамотно выстраивать алгоритм от рентгенографии к КТ, МРТ с подавлением артефактов и радионуклидным методам.

Часто задаваемые вопросы

Что лучше: одномыщелковое или тотальное эндопротезирование? При изолированном поражении одного отдела UKA даёт меньше осложнений, однако частота ревизий в 2–2,3 раза выше, чем при ТЭКС [6, 7].

Всегда ли линия просветления вокруг протеза означает расшатывание? Нет. Непрогрессирующие линии встречаются часто и не коррелируют с исходами [18, 19]; тревожными признаками считаются прогрессирование, ширина более 2 мм и смещение компонента.

Улучшает ли робот результаты эндопротезирования? Робот уменьшает количество ошибок выравнивания, но по данным метаанализов РКИ не даёт значимого преимущества в функции в кратко- и среднесрочной перспективе [10, 11].

Список литературы

1. Hughes T. Total knee arthroplasty – constrained. Radiopaedia.org. https://radiopaedia.org/cases/201346
2. Total knee arthroplasty. Radiopaedia.org. https://radiopaedia.org/articles/total-knee-arthroplasty
3. Association Between Preoperative Radiological Findings and Outcomes After Total Knee Arthroplasty. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC11727408/
4. Comparison of Clinical and Radiological Outcomes of Total Knee Arthroplasty in Osteoarthritic Patients. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC11193475/
5. Radiological and clinical outcomes after Attune primary total knee arthroplasty using Stemmable Tibia: a two-year follow-up prospective bi-center study. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC11361569/
6. Obermayr S. et al. Correlation of revision rate of unicompartmental knee arthroplasty with total knee arthroplasty: a meta-analysis of clinical studies and worldwide arthroplasty registers. Arch Orthop Trauma Surg. 2024;144:4873–4886. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39404769/
7. Unicompartmental knee arthroplasty has higher revisions than total knee arthroplasty at long term follow-up: a registry study on 6453 prostheses. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8458185/
8. A meta-analysis of unicompartmental knee arthroplasty revised to total knee arthroplasty versus primary total knee arthroplasty. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6013960/
9. Comparison of Unicompartmental Knee Arthroplasty Versus High Tibial Osteotomy for Medial Knee Osteoarthritis: An Updated Meta-Analysis of 56,000 Patients. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC12404872/
10. Mostafa O. et al. Robotic-assisted versus conventional total knee arthroplasty: a systematic review and meta-analysis of alignment accuracy and clinical outcomes. Ann Med Surg. 2025;87(2):867–879. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40110313/
11. Robotic-assisted versus conventional total knee arthroplasty: an updated systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials with GRADE assessment. J Orthop Surg Res. 2026. https://link.springer.com/article/10.1186/s13018-026-07227-y
12. Robotic-assisted Total Knee Arthroplasty versus Conventional Total Knee Arthroplasty. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC12777682/
13. Kinematic versus Mechanically Aligned Total Knee Arthroplasty: A Meta-analysis of Randomized Controlled Trials. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41285388/
14. Kinematic alignment versus mechanical alignment in total knee arthroplasty: a systematic review and meta-analysis of medium to long-term outcomes. Musculoskelet Surg. 2026. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/42606776/
15. Clinical outcomes of restricted kinematic alignment versus mechanical alignment in total knee arthroplasty: a meta-analysis of randomized controlled trials. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC12231638/
16. Comparison of Kinematic Alignment and Mechanical Alignment in Total Knee Arthroplasty: A Meta-analysis of Randomized Controlled Clinical Trials. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7767667/
17. Kinematic Alignment Versus Mechanical Alignment in Total Knee Arthroplasty: A Systematic Review of Mid-term Functional Outcomes. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC12873439/
18. Survivorship of Cemented versus Cementless Total Knee Arthroplasty Using the Same Contemporary Design: A Minimum 5-Year Follow-Up Study. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/42025858/
19. Cementless Versus Cemented Total Knee Arthroplasty: intermediate-term results of a randomized controlled trial. J Bone Joint Surg Am. https://www.jbjs.org/reader.php?rsuite_id=de1e23e6-4a8a-401a-a475-ef69052d2f47
20. Tantalum Cementless Versus Cemented Total Knee Arthroplasty: A Meta-analysis of Level 1 Studies. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC10085513/
21. Comparative analysis of early radiolucencies in cementless versus cemented total knee arthroplasty. Bone Jt Open. 2025;6(6):707–714. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40514040/
22. Cruciate retaining total knee arthroplasty has a better 10 year survival than posterior stabilized total knee arthroplasty: a systematic review and meta-analysis. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9938095/
23. Posterior cruciate-retaining versus posterior stabilising prostheses for primary total knee arthroplasty in treating osteoarthritis: a systematic review and meta-analysis of randomised controlled trials. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1479666X2300152X
24. Retention versus sacrifice of the posterior cruciate ligament in total knee arthroplasty for treating osteoarthritis (Cochrane Review). https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6599815/
25. The short-term effectiveness and safety of second-generation patellofemoral arthroplasty and total knee arthroplasty on isolated patellofemoral osteoarthritis: a systematic review and meta-analysis. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8171053/
26. Patellofemoral arthroplasty versus total knee arthroplasty for isolated patellofemoral osteoarthritis: a systematic review and meta-analysis. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8048312/
27. ACR Appropriateness Criteria® Imaging After Total Knee Arthroplasty: 2023 Update. J Am Coll Radiol. https://www.jacr.org/article/S1546-1440(23)00614-2/fulltext
28. MR Imaging of Knee Arthroplasty Implants. RadioGraphics. https://pubs.rsna.org/doi/abs/10.1148/rg.2015140216
29. Imaging in Periprosthetic Joint Infection Diagnosis: A Comprehensive Review. Microorganisms. 2025;13(1):10. https://www.mdpi.com/2076-2607/13/1/10
30. Magnetic Resonance Imaging of Complications in Total Knee Arthroplasty: A Pictorial Essay. Indian J Musculoskelet Radiol. https://mss-ijmsr.com/magnetic-resonance-imaging-of-complications-in-total-knee-arthroplasty-a-pictorial-essay/
31. Diagnostic accuracy of SPECT/CT arthrography in patients with suspected aseptic joint prostheses loosening. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8218161/
32. Musculoskeletal imaging update: current applications of advanced imaging techniques to evaluate the early and long-term complications of patients with orthopedic implants. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18751851/
33. Diagnosis of peri-prosthetic loosening of total hip and knee arthroplasty using 18F-Fluoride PET/CT. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6481340/
34. Robotic-Assisted versus Conventional Total Knee Arthroplasty: A Systematic Review of Functional Outcomes and Complications. Student’s Journal of Health Research Africa. 2026. https://sjhrafrica.org/index.php/public-html/en/article/view/2874
35. Return to the operating room after patellofemoral arthroplasty versus total knee arthroplasty for isolated patellofemoral arthritis — a systematic review. International Orthopaedics (обзор). https://medznatstageru.medznat.ru/news/medical-news/patellofemoral-arthroplasty-pfa-or-total-knee-arthroplasty-tka-which-therapy-is-related-to-more-return-to-the-operating-room