Інформація призначена тільки для фахівців сфери охорони здоров'я, осіб,
які мають вищу або середню спеціальну медичну освіту.

Підтвердіть, що Ви є фахівцем у сфері охорони здоров'я.

"Тrauma" Том 20, №5, 2019

Back to issue

3D planning and prototyping in complex primary total hip arthroplasty

Authors: Косяков А.Н. (1), Гребенников К.А. (1), Милосердов А.В. (1), Федин Е.М. (1), Нечай А.А. (2), Галузинский А.А. (3), Бурбурская С.В. (3)
1 - Киевский городской центр эндопротезирования, хирургии и реабилитации, Киевская городская клиническая больница № 12, г. Киев, Украина
2 - Компания «UYAWA», г. Киев, Украина
3 - Лаборатория медицинской 3D-печати, г. Киев, Украина

Categories: Traumatology and orthopedics

Sections: Clinical researches

print version


Summary

Актуальність. Ендопротезування великих суглобів — одне з найбільш успішних оперативних втручань за останнє сторіччя. З кожним роком ми спостерігаємо збільшення кількості тотальних артропластик як у всьому світі, так і в нашій країні. Відповідно, зростає кількість різновидів імплантів і вдосконалюється методика їх імплантації. У випадку простого первинного ендопротезування передопераційне планування можна провести за допомогою стандартних шаблонів або відповідного програмного софта. При складному первинному ендопротезуванні, коли оперативному втручанню передували травми, остеотомії, операції остеосинтезу, провести повноцінне передопераційне планування без тривалої та трудомісткої підготовки дуже складно. Мета роботи: виконати аналіз передопераційного планування й інтраопераційної навігації при підготовці до складного первинного ендопротезування кульшового суглоба з використанням просторового 3D-моделювання та прототипування. Матеріали та методи. Наші пацієнти — 2 жінки та 1 чоловік, вік яких становив 31 рік, 48 та 56 років. Строк спостереження — від 6 до 19 місяців після тотального ендопротезування кульшового суглоба. Усі пацієнти раніше перенесли оперативні втручання в даній зоні. На етапах передопераційного обстеження була проведена мультиспіральна комп’ютерна та магнітно-резонансна томографія, на підставі цих даних були надруковані прототипи з пластика в натуральну величину. Було проведено передопераційне планування та складено план проведення оперативного втручання. Результати. Пацієнтам виконано тотальне ендопротезування кульшового суглоба з використанням імплантів механічної фіксації. У двох пацієнтів виконана коригуюча остеотомія проксимального відділу стегнової кістки. Одному пацієнтові проведена кісткова автопластика дна вертлюжної западини. Через 3 місяці після оперативного лікування спостерігалося повне відновлення функції, оцінка за шкалою Харріса становила 95,6 (95–97) бала. Висновки. Передопераційне планування — дуже важлива частина підготовки до оперативного втручання. При підготовці до складного первинного ендопротезування суглобів доцільно використання адитивних технологій для виготовлення пластикової моделі, що дозволить скласти детальний план майбутньої операції і буде виконувати функцію інтраопераційної навігації.

Актуальность. Эндопротезирование крупных суставов — одно из наиболее успешных оперативных вмешательств за последнее столетие. С каждым годом мы наблюдаем увеличение количества тотальных артропластик как во всем мире, так и в нашей стране. Соответственно, растет количество разновидностей имплантов и совершенствуются методики их установки. В случае простого первичного эндопротезирования предоперационное планирование можно провести при помощи стандартных шаблонов или соответствующего программного софта. При сложном первичном эндопротезировании, когда оперативному вмешательству предшествовали травмы, остеотомии, операции остеосинтеза, провести полноценное предоперационное планирование без длительной и трудоемкой подготовки очень тяжело. Цель работы: выполнить анализ предоперационного планирования и интраоперационной навигации при подготовке к сложному первичному эндопротезированию тазобедренного сустава с использованием пространственного 3D-моделирования и прототипирования. Материалы и методы. Наши пациенты — 2 женщины и 1 мужчина, возраст которых составил 31 год, 48 и 56 лет соответственно. Срок наблюдения — от 3 до 16 месяцев после тотального эндопротезирования тазобедренного сустава. Все пациенты до этого перенесли оперативные вмешательства в данной зоне. На этапах предоперационного обследования была проведена мультиспиральная компьютерная и магнитно-резонансная томография, на основании этих данных были напечатаны прототипы из пластика в натуральную величину. Было проведено предоперационное планирование и составлен план проведения оперативного вмешательства. Результаты. Пациентам выполнено тотальное эндопротезирование тазобедренного сустава с использованием имплантов механической фиксации. У двух пациентов выполнена корригирующая остеотомия проксимального отдела бедренной кости. Одному пациенту проведена костная аутопластика дна вертлужной впадины. Через 3 месяца после оперативного лечения наблюдалось полное восстановление функции, оценка по шкале Харриса составила 95,6 (95–97) балла. Выводы. Предоперационное планирование — очень важная часть подготовки к оперативному вмешательству. При подготовке к сложному первичному эндопротезированию суставов целесообразно использовать аддитивные технологии для изготовления пластиковой модели, которая позволит составить детальный план будущей операции и будет выполнять функцию интраоперационной
навигации.

Background. Replacement of large joints is one of the most successful surgical interventions over the last century. Every year we observe an increase in the number of total arthroplasties, both all over the world and in our country. Accordingly, the number of implant types is growing and the methods of their installation are improving. In case of a simple primary joint replacement, preoperative planning can be performed using standard templates or appropriate software. In case of a complex primary arthroplasty, when surgical intervention has been preceded by injuries, osteo-tomy, osteosynthesis, it is very difficult to carry out a comprehensive preoperative planning without a thorough time-consu-ming preparation. Objective: to analyze preoperative planning and intraoperative navigation when preparing for a primary total hip replacement using spatial 3D modeling and prototyping. Materials and methods. Our patients: 2 females and 1 male, aged 31, 48, and 56 years, respectively. Observation period ranged from 3 to 16 months after total hip arthroplasty. All patients had been previously operated on the hip. At the stages of preoperative examination, a multislice computed tomography and magnetic resonance imaging were carried out and, accordingly, full-size plastic prototypes were printed. Preoperative planning was done, and an intervention plan was elaborated. Results. The patients underwent uncemented total hip arthroplasty. Two patients underwent an osteotomy of the proximal femur. One patient was subjected to bone grafting of the acetabulum. Three months after surgical treatment, a complete restoration of the function was observed, with Harris Hip Score of 95.6 (95–97) points. Conclusions. Preoperative planning is a very important part of preparation for surgical intervention. When preparing for a complex primary joint replacement, it is advisable to use additive technologies for manufacturing a plastic model that will allow for elaboration of a detailed plan for a future operation as well as perform the function of intraoperative navigation.


Keywords

ендопротезування; кульшовий суглоб; операційне втручання; передопераційне планування

эндопротезирование; тазобедренный сустав; оперативное вмешательство; предоперационное планирование

arthroplasty; hip joint; surgical intervention; preoperative planning


For the full article you need to subscribe to the magazine.


Bibliography

1. Цед А.Н., Дулаев А.К. Первичное эндопротезирование тазобедренного сустава у больных с терминальной стадией хронической болезни почек (обзор литературы). Травматология и ортопедия России. 2018. Т. 24, № 2. С. 146-153.

2. Ошкуков С.А. Хирургическое лечение перипротезной инфекции тазобедренного и коленного суставов: Автореф. канд. мед. наук, 2017. С. 3.

3. Лоскутов А.Е., Олейник А.Е., Ковбаса Е.А. Клинико-статистический анализ выживаемости эндопротезов тазобедренного сустава. Ортопедия, травматология и протезирование. 2014. № 2. С. 11-15.

4. Косяков А.Н., Гребенников К.А., Милосердов А.В., Федин Е.М., Нечай А.А. Возмещение костных дефектов вертлужной впадины с использованием аддитивных технологий. Вісник ортопедії, травматології та протезування. 2018. № 4. С. 64-74.

5. Weber T. Functional outcome of navigated minimally invasive total hip endoprosthesis using muculoskeletal modeling. University of Applied Science Regensburg, 2010. Р. 2.

6. Lantada A.D., Morgado P.L. Enhancing product development  through CT images, computer-aided design and rapid manufacturing: present capabilities, main applications and challenges N. Homma (Ed.), Theory and Applications of CT Imaging and Analysis. InTech, Rijeka, Croatia, 2011. Р. 269-290.

7. Torres K., Staśkiewicz G., Śnieżyński M., Drop A., Maciejewski R. Application of rapid prototyping techniques for modelling of anatomical structures in medical training and education. Folia Morphol. 2011. Vol. 70, № 1. Р. 1-4.

8. Hnatkova E., Kratky P., Dvorak Z. Production of anatomical models via rapid prototyping. International Journal оf Circuits, Systems and Signal Processing. 2014. Vol. 8. Р. 479-486.

9. Патент України 135130; МПК G09B 23/28; A61B 34/10; А61В 5/055; А61В 34/20 (2006.01); B33Y 50/00; G16H 30/40 (2018.01); G06T 15/08 (2011.01); G06T 19/00; Cпосіб інтегрованого тривимірного моделювання індивідуальних анатомічних структур / Косяков О.М., Гребенніков К.О., Милосердов А.В., Федін Є.М., Бурбурська С.В., Галузинський О.А., Ніколов М.О., Козей А.С.; Заявл. 09.04.2019; Опубл. 10.06.2019, Бюл. № 11/2019.

Similar articles

Особенности эндопротезирования при застарелых переломо-вывихах тазобедренного сустава
Authors: В.А.Филиппенко, А.И.Жигун, О.А.Подгайская - ГУ «Институт патологии позвоночника и суставов им.М.И.Ситенко» АМН Украины, Харьков, Украина
"Тrauma" Том 11, №2, 2010
Date: 2011.08.29
Categories: Traumatology and orthopedics
Sections: Specialist manual
Methods of acetabular defect visualization in dysplastic hip arthritis
Authors: Олейник А.Е., Зуб Т.А.
Государственное учреждение «Днепропетровская медицинская академия Министерства здравоохранения Украины», г. Днепр, Украина

"Pain. Joints. Spine." Том 9, №3, 2019
Date: 2019.10.21
Categories: Rheumatology, Traumatology and orthopedics
Sections: Specialist manual
Authors: Слободской А.Б., Бадак И.С., Воронин И.В., Дунаев А.Г., Быстряков П.А. ГУЗ «Саратовская областная клиническая больница», Россия
"Тrauma" Том 12, №2, 2011
Date: 2011.09.30
Categories: Traumatology and orthopedics
Results of Clinical Application of Acetabular Component with Porous Tantalum Surface in Case of Acetabulum Defects and Osteoporosis
Authors: Filipenko V.A., Tankut V.O., Zhygun A.I., Akondjom M., Bondarenko S.Ye. - Institute of Spine and Joint Pathology named after M.I. Sytenko of NAMS of Ukraine, Kharkiv, Ukraine
"Тrauma" Том 17, №1, 2016
Date: 2016.04.28
Categories: Traumatology and orthopedics
Sections: Clinical researches

Back to issue