RU2632525C1

RU2632525C1 - Method of exploring hip replacement

Info

Publication number: RU2632525C1
Application number: RU2016127037A
Authority: RU
Inventors: Вячеслав Николаевич Митрофанов; Николай Николаевич Карякин; Роман Николаевич Комаров; Роман Олегович Горбатов; Михаил Михайлович Акулов
Priority date: 2016-07-05
Filing date: 2016-07-05
Publication date: 2017-10-05

Abstract

FIELD: medicine.

SUBSTANCE: according to the volume parameters of the acetabulum defect, a computer model of the spacer is created, one side of which coincides with the relief of the acetabulum bottom and the second is made in the form of a hemisphere. The 3D printer produces a spacer form with a hole in the housing, which consists of two parts. The form is erected intraoperatively. Bone cement with an antibiotic is poured through the hole in the housing. After the cement hardens, the form is divided, obtaining a spacer anatomically identical with the acetabulum defect, it is placted in the acetabulum defect on the bone cement, and an endoprosthesis cup is placted in the hemisphere.

EFFECT: method allows to restore the function of the joint, reduce the risk of the inflammatory process recurrence.

1 cl

Description

Предлагаемое изобретение относится к медицине, в частности к травматологии и ортопедии, и может быть использовано при ревизионном протезировании тазобедренного сустава.The present invention relates to medicine, in particular to traumatology and orthopedics, and can be used for revision hip prosthetics.

При возникновении нагноения эндопротеза тазобедренного сустава часто возникает нестабильность и миграция элементов эндопротеза с повреждением костных структур. Кроме того, во время оперативного вмешательства в ходе удаления металлоконструкций возможно возникновение значительных костных дефектов стенок и дна вертлужной впадины.When suppuration of the hip joint arthroplasty occurs, instability and migration of endoprosthesis elements often occur with damage to the bone structures. In addition, during surgical intervention during the removal of metal structures, significant bone defects in the walls and bottom of the acetabulum may occur.

В качестве прототипа выбран способ, включающий предоперационное обследование пациента с выяснением размеров и дизайна компонентов ранее имплантированного эндопротеза сустава, создание на основании полученных данных силиконовой формы с заполнением ее во время операции костным цементом, формирование и установку для формы под головку спейсера гипсового шара диаметром, на 4 мм меньшим диаметра вертлужной впадины (см. патент РФ №2477622, 2013 г.).As a prototype, a method was selected that includes a preoperative examination of the patient with clarification of the size and design of the components of the previously implanted joint prosthesis, creation of a silicone mold based on the obtained data and its filling with bone cement during surgery, formation and installation of a gypsum ball with a diameter under the spacer head, 4 mm smaller than the diameter of the acetabulum (see RF patent No. 2477622, 2013).

Однако во время активного трения гипсовой поверхности о костные структуры возникает большое количество дебриза, который служит субстратом для рецидива воспалительного процесса. Кроме того, от постоянных артикулирующих движений возникает еще большая потеря костной ткани, что затрудняет установку вертлужного компонента на втором этапе ревизионного протезирования. При наличии большого диаметра гипсового шара возможны трудности при его вправлении в вертлужную впадину, приводящие к необходимости нанесения дополнительных разрезов в проксимальном и дистальном направлениях и иссечения параартикулярных тканей.However, during active friction of the gypsum surface against bone structures, a large amount of debris occurs, which serves as a substrate for the relapse of the inflammatory process. In addition, from constant articulating movements there is an even greater loss of bone tissue, which complicates the installation of the acetabular component in the second stage of revision prosthetics. If there is a large diameter of the gypsum ball, difficulties may arise when it is inserted into the acetabulum, which leads to the need for additional incisions in the proximal and distal directions and excision of the paraarticular tissues.

Задача предлагаемого изобретения - усовершенствование способа.The task of the invention is to improve the method.

Технический результат - создание полноценной артикуляции в области сустава при дефиците костных структур вертлужной впадины, снижение частоты рецидивов воспалительного процесса, восстановление функции тазобедренного сустава.The technical result is the creation of a full-fledged articulation in the joint area with a deficiency of bone structures of the acetabulum, a decrease in the frequency of relapses of the inflammatory process, and restoration of the function of the hip joint.

Поставленный технический результат достигается за счет того, что в способе, включающем обследование пациента, моделирование дефекта вертлужной впадины, изготовление спейсера вертлужной впадины и его установку, предварительно на основе объемных параметров дефекта вертлужной впадины создают компьютерную модель для спейсера, одна сторона которой совпадает с рельефом дна вертлужной впадины, вторая выполнена в виде полусферы на месте истинной вертлужной впадины, на 3D-принтере изготавливают форму для спейсера с отверстием в корпусе, состоящую из двух частей, затем интраоперационно собирают форму, через отверстие в корпусе которой заливают костный цемент с антибиотиком, после затвердевания цемента форму разделяют, получая анатомически совпадающий с дефектом вертлужной впадины спейсер, устанавливают его в дефект вертлужной впадины на костный цемент, а в полусферу устанавливают чашку эндопротеза.The technical result is achieved due to the fact that in a method including examining a patient, modeling an acetabular defect, manufacturing an acetabular spacer and installing it, a computer model for the spacer is created on the basis of the volume parameters of the acetabular defect, one side of which coincides with the bottom topography acetabulum, the second is made in the form of a hemisphere in place of the true acetabulum, a shape for a spacer with a hole in the housing is made on a 3D printer, consisting The casing consists of two parts, then the mold is intraoperatively assembled, bone cement with antibiotic is poured through the hole in the casing, after the cement has hardened, the mold is separated, receiving a spacer anatomically identical to the acetabular defect, placed into the acetabular defect on the bone cement, and installed in the hemisphere endoprosthesis cup.

Способ ревизионного протезирования тазобедренного сустава осуществляют следующим образом.The revision method of hip replacement is as follows.

После установки клинико-рентгенологического диагноза глубокого нагноения после тотального эндопротезирования тазобедренного сустава с дефектом вертлужной впадины производят компьютерную томографию таза при сканировании с минимальным шагом для получения полного набора томограмм. На компьютере в графическом редакторе из массива томографических данных отбирают информацию для восстановления образа костных структур определенной плотности, производя отсеивание вокселей с информацией об имевшемся у пациента имплантате. После построения компьютерной триангулярной модели таза производят гибридное параметрическое моделирование вертлужной впадины поврежденного тазобедренного сустава. При наличии костного дефекта выполняют его реконструкцию, используя объемные параметры вертлужной впадины контрлатеральной стороны. Затем создают виртуальную графическую триангулярную модель спейсера, одна сторона которой совпадает с рельефом дна вертлужной впадины, а вторая выполнена в виде полусферы. На основе полученных данных в компьютерной графической программе создают форму для его отливки с отверстием в корпусе, внутренняя поверхность которой повторяет созданную модель, наружная часть для удобства имеет форму куба, минимальная толщина которого 1 см, которую для удобства делят на 2 части и отправляют дистанционно или через жесткий носитель на FDM 3D-принтер для ее производства. Изготовленную из пластика форму стерилизуют, интраоперационно собирают в единое целое и через предварительно выполненное отверстие в корпусе заливают костный цемент с антибиотиком. После его отвердения форму демонтируют, сформированный спейсер устанавливают в области дефекта на костный цемент с антибиотиком. Затем в полусферический дефект в правильном положении устанавливают чашку эндопротеза. Бедренный компонент спейсера устанавливают в обычном порядке. За счет обоих компонентов спейсера, установленных в правильном положении, осуществляют артикуляцию в области установленного спейсера.After a clinical and radiological diagnosis of deep suppuration is established, after total hip replacement with an acetabular defect, computed tomography of the pelvis is performed during scanning with a minimum step to obtain a complete set of tomograms. On a computer in a graphics editor, information is taken from an array of tomographic data to restore the image of bone structures of a certain density, sifting out voxels with information about the patient’s implant. After constructing a computer triangular model of the pelvis, a hybrid parametric simulation of the acetabulum of the damaged hip joint is performed. If there is a bone defect, it is reconstructed using the volumetric parameters of the acetabulum of the contralateral side. Then create a virtual graphic triangular model of the spacer, one side of which coincides with the topography of the acetabulum, and the second is made in the form of a hemisphere. Based on the data obtained, a mold is created in a computer graphics program for casting it with an opening in the housing, the inner surface of which repeats the created model, the outer part for convenience has the shape of a cube, the minimum thickness of which is 1 cm, which is conveniently divided into 2 parts and sent remotely or through a hard drive to an FDM 3D printer for its production. The mold made of plastic is sterilized, intraoperatively assembled into a single unit, and bone cement with an antibiotic is poured through a previously made hole in the body. After hardening, the mold is dismantled, the formed spacer is installed in the area of the defect on bone cement with an antibiotic. Then, the endoprosthesis cup is placed in the correct position in the hemispherical defect. The femoral component of the spacer is mounted in the usual manner. Due to both spacer components installed in the correct position, articulation is performed in the area of the installed spacer.

Клинический пример: Больной Р., 63 лет, диагноз: глубокое нагноение после тотального эндопротезирования правого тазобедренного сустава. Из анамнеза заболевания выявлено, что эндопротезирование выполнено в 2013 году. Боли, укорочение конечности, свищевой ход возникли в 2015 году. По данным рентгенологического обследования в предоперационном периоде выявлены значительные дефекты дна и крыши вертлужной впадины. На основании выполненной компьютерной томографии на 3D-принтере отпечатана форма для изготовления вертлужного компонента спейсера. Оперативное вмешательство проведено 03.02.2016 года. Интраоперационно с использованием формы изготовлен вертлужный компонент артикулирующего спейсера, который был установлен в дефект области вертлужной впадины на костный цемент с антибиотиком. В полусферический дефект установлена чашка эндопротеза диаметром 42 мм. Бедренный компонент спейсера установлен по стандартной методике. Осуществлено вправление спейсера. Тенденции к вывиху не отмечено. Артикуляция осуществляется в полном объеме. Пациент выписан через 14 суток с момента оперативного вмешательства. Рана зажила первичным натяжением. Рецидива воспалительного процесса не отмечено.Clinical example: Patient R., 63 years old, diagnosis: deep suppuration after total arthroplasty of the right hip joint. From the medical history of the disease, it was revealed that endoprosthetics was performed in 2013. Pain, shortening of the limb, fistulous course occurred in 2015. According to the X-ray examination in the preoperative period revealed significant defects of the bottom and roof of the acetabulum. Based on the computed tomography performed on a 3D printer, a form for manufacturing the acetabular component of the spacer is printed. Surgery was performed on 02/03/2016. Intraoperatively using the mold, the acetabular component of the articulating spacer was made, which was installed in the defect of the acetabulum region on bone cement with an antibiotic. An endoprosthesis cup with a diameter of 42 mm was installed in a hemispherical defect. The femoral component of the spacer is installed according to standard methods. The spacer has been adjusted. No tendency to dislocation. Articulation is carried out in full. The patient was discharged 14 days after surgery. The wound healed by primary intention. Relapse of the inflammatory process is not noted.

Способ ревизионного протезирования тазобедренного сустава позволяет создать полноценную артикуляцию в области сустава при дефиците костных структур вертлужной впадины, снизить частоту рецидивов воспалительного процесса, восстановить функцию тазобедренного сустава. Способ позволяет снизить риск возникновения послеоперационных осложнений, что улучшает результаты лечения, сокращает сроки пребывания больных в стационаре. Способ дает возможность расширить показания к установке артикулирующего спейсера, достигнутая стабильность в зоне артикуляции позволяет осуществить раннюю активизацию пациентов и начать функциональное лечение.The revision method of hip joint prosthetics allows you to create a full-fledged articulation in the joint area with a deficiency of the bone structures of the acetabulum, reduce the frequency of relapses of the inflammatory process, restore the function of the hip joint. The method allows to reduce the risk of postoperative complications, which improves the results of treatment, reduces the length of hospital stay of patients. The method makes it possible to expand the indications for the installation of an articulating spacer, the achieved stability in the articulation zone allows for early activation of patients and to begin functional treatment.

Claims

A method for revising hip joint prosthetics, including examining a patient, modeling an acetabulum defect, manufacturing an acetabular spacer and installing it, characterized in that a computer model of the spacer is created on the basis of the volumetric parameters of the acetabular defect, one side of which coincides with the topography of the acetabulum, and the second is made in the form of a hemisphere, on a 3D printer, a form for a spacer is made with a hole in the housing, consisting of two parts, then intra eratsionno collected form, through an opening in the housing is filled with an antibiotic bone cement, the cement after the solidification form is separated to give the anatomically matched with a defect spacer acetabulum, place it in the acetabulum defect of the bone cement, a hemispherical cup mounted endoprosthesis.