Введение

Высокая тибиальная остеотомия (ВТО) используется в качестве органосохраняющего метода лечения медиального гонартрита при варусной деформации нижней конечности за счет анатомической деформации большеберцовой кости. ВТО является технически сложной операцией из-за необходимости максимальной точности интраоперационной коррекции, что служит ключевым фактором для достижения правильного угла коррекции оси нижней конечности. Для улучшения клинических и рентгенологических результатов на современном этапе возможно использование высокотехнологичной вычислительной техники, такой как компьютерная навигация.

Ошибки в предоперационном планировании или технике операции могут привести к недостаточной или чрезмерной коррекции с риском прогрессирования остеоартрита в измененном медиальном или интактном латеральном отделе коленного сустава (КС) [1]. Изменение угла наклона плато большеберцовой кости в нежелательном диапазоне также является технической ошибкой. Ошибка формирования высоты клина остеотомии в 1 мм может привести к изменению заднего наклона тибиального плато примерно на 2° [2]. Все ошибки, как правило, приводят к неудовлетворительным результатам и в конечном счете к эндопротезированию коленного сустава или в редких случаях к ревизионной остеотомии. На точность коррекции также влияют такие факторы, как интраоперационный перелом в зоне центра вращения остеотомии (тип 1, 2, 3 по Takeuchi [3]), способ предоперационного планирования и недостаточность связочного аппарата КС.

Для контроля величины коррекции интраоперационно возможно использование следующих методов:

— контроль механической оси с помощью рентгенопозитивного кабеля [4] или металлической направляющей [5];

— измерение размера высоты клина [6];

— системы компьютерной навигации [7].

Все вышеперечисленные методы интраоперационного контроля коррекции, кроме компьютерной навигации, являются неинвазивными, дешевыми и простыми в использовании [8].

Впервые ВТО с использованием навигации выполнил в марте 2001 г. D. Saragaglia [9]. Систему компьютерной навигации одним из первых исследовал S. Hankemeier в 2005 г. По данным S. Hankemeier и соавт., использование навигации по сравнению с неинвазивными методиками повышает точность выполнения остеотомий, сокращает лучевую нагрузку, однако увеличивает продолжительность операции в среднем на 10 мин [10—12].

В отличие от неинвазивных методов навигационная система дает возможность интраоперационно оценивать коррекцию деформации по всему диапазону движений. Оценка коррекции в сагиттальной плоскости позволяет косвенно контролировать разгибание в суставе, которое определяется в том числе по наклону плато большеберцовой кости [13]. Наклон большеберцовой кости имеет тенденцию увеличиваться после раскрытия клина при ВТО и влияет на биомеханику коленного сустава. Увеличенный наклон большеберцовой кости может вызвать перегрузку передней крестообразной связки. Следовательно, поддержание наклона плато большеберцовой кости является важным фактором при ВТО.

Важно учитывать, что как при использовании навигации, так и без нее оси нижней конечности измеряются без учета нагрузки весом в отличие от предоперационного планирования. Согласно J.A. Sim и соавт. [14], наблюдается увеличение на 1,7° вальгусного отклонения механической оси при нагрузке весом во время выполнения ВТО. Поэтому для определения реальной механической оси необходимо имитировать нагрузку весом на конечность во время ВТО.

Метод измерения высоты клина при предоперационном планировании дает возможность воссоздать запланированную величину клина интраоперационно. Однако навигационная система позволяет интраоперационно оценивать коррекцию деформации по всему диапазону движений, а не только при полном разгибании колена. Помимо этого, возможна оценка коррекции в сагиттальной плоскости без непреднамеренного изменения угла наклона суставной поверхности плато большеберцовой кости. Saragaglia отмечает удобство выполнения двухуровневых (большеберцовая и бедренная кости) или многоплоскостных остеотомий с компьютерной навигацией [13].

Теоретические преимущества, связанные с большей точностью коррекции при использовании компьютерной навигации, не вызывают сомнений. Однако остается спорной проблема улучшения клинико-рентгенологических результатов при ее использовании.

Цель исследования — оценка влияния использования компьютерной навигации на клинико-рентгенологические результаты ВТО.

Материал и методы

Исследование проведено на базе Медицинского института РУДН в ГКБ им. В.М. Буянова в 2012—2018 гг. В исследование вошли 73 пациента с медиальным остеоартритом КС, которым выполнили вальгизирующую ВТО. В качестве хирургической техники ВТО использовали медиальную открывающую угол ВТО. Пациентов разделили на основную (n=40) и контрольную (n=33) группы. Различия заключались в том, что пациентам основной группы ВТО проводили с использованием интраоперационного контроля компьютерной навигацией, а пациентам контрольной группы выполняли стандартную ВТО — с контролем коррекции по данным предоперационного планирования и интраоперационно с использованием рентгенопозитивного кабеля. Контроль функциональных и клинико-рентгенологических результатов проводили через 6 мес и 18 мес после операции.

Пациенты подобраны согласно критериям включения и невключения. Критериями включения были медиальный первичный и вторичный остеоартрит КС II—III стадии в соответствии с классификацией Kellgren—Lawrence без костных дефектов [15], возраст до 65 лет включительно, индекс массы тела (ИМТ) до 35 кг/м², наличие хондромаляций хотя бы одной кости медиального компартмента КС Outerbridge II—IV стадии, неэффективность предшествовавших консервативных методов лечения, интенсивность боли по визуально-аналоговой шкале (ВАШ) 40 мм и более, отсутствие нестабильности в КС за счет мягкотканных компонентов, амплитуда движений в КС 100° и более, ограничение разгибания в КС менее 10°, варусная деформация КС не более 14°, отсутствие хондромаляций латерального компартмента, хондромаляции пателлофеморального сочленения КС не более I стадии по Outerbridge, отсутствие повреждения латерального мениска, медиальный проксимальный большеберцовый угол (MPTA) не более 85°.

Критериями невкючения были варусная деформация нижней конечности более 14° и менее 4°, наличие грубой угловой деформации длинных трубчатых костей вследствие наличия ложного сустава или остеомаляции, тяжелые сопутствующие соматические заболевания, предшествующий септический артрит КС, ограничение сгибания в КС более 25°, быстро прогрессирующий остеопороз различного генеза, воспалительный процесс в области КС.

В основной группе гонартрит по этиологии был идиопатическим у 35 (87%) пациентов, вторичным у 5 (13%), в контрольной — соответственно у 27 (82%) и 6 (18%) пациентов. Вторичный остеоартроз КС развился вследствие давних травм медиального мениска КС. Переломов и повреждений связочного аппарата КС в структуре травм не отмечено.

Степень остеоартрита у пациентов оценивали в соответствии с классификацией Kellgren—Lawrence. В основной группе II степень остеоартрита установлена в 33 (82,5%) случаях, III степень — в 7 (17,5%) случаях, в контрольной группе — соответственно в 29 (87,9%) и 4 (12,1%) случаях.

Средний возраст пациентов основной группы составил 52,4±8,2 года, контрольной группы — 54±6,7 года, среднее значение ИМТ — соответственно 30,3±3,6 и 29,8±4,3 кг/м². Анализ сравнения средних величин выявил отсутствие статистически значимой разницы между двумя группами по показателям возраста и ИМТ (табл. 1).

Таблица 1. Характеристика групп по возрасту и индексу массы тела

Предоперационно для выявления костной деформации и ее локализации по топограммам (телерентгенограммам) производили расчет основных механических углов: LDFA (латеральный дистальный бедренный угол), MPTA (проксимально-тибиальный угол) и бедренно-коленно-голеностопный угол (HKA) [16]. Отбирали пациентов с деформацией проксимального отдела большеберцовой кости (рис. 1).

Рис. 1. Метод измерения основных референтных углов на рентгенограммах нижних конечностей.

Для обозначения величины варусной или вальгусной деформации использовали формулу HKA-180°. Варусная деформация характеризовалась отрицательными значениями в градусах, а вальгусная деформация — положительными. Варусная деформация нижней конечности в основной группе в среднем составила –7,8°±2,5°, в контрольной — (–7,1±2,4°). У всех пациентов варусная деформация была обусловлена изменением анатомии проксимального отдела большеберцовой кости и сужением суставной щели медиального компартмента сустава. MPTA в основной группе в среднем составил 82,5±1,3°, в контрольной — 83,5±1,2°, LDFA — соответственно 87,8±1,6° и 88,4±1,4°.

Наличие хондромаляций суставных поверхностей определяли при помощи МРТ 1,5 Тл и интраоперационно по классификации Outerbridge (I—IV стадии) [17].

В основной группе выявлены следующие повреждения хряща: на бедренной кости хондромаляции медиального компартмента III стадии у 6 (15%) пациентов, IV стадии у 34 (85%), на большеберцовой кости хондромаляции медиального компартмента I стадии у 1 (2%) пациента, II стадии у 1 (2%), III стадии у 7 (18%), IV стадии у 31 (78%), хондромаляции пателлофеморального сочленения I стадии у 19 (47%) пациентов, у 21 (53%) пациента хондромаляций не было.

В контрольной группе выявлены следующие повреждения хряща: на бедренной кости хондромаляции медиального компартмента II стадии у 1 (3%) пациента, III стадии у 6 (18%), IV стадии у 26 (79%), на большеберцовой кости хондромаляции медиального компартмента II стадии у 1 (3%), III стадии у 7 (21%), IV стадии у 25 (76%), хондромаляции пателлофеморального сочленения I стадии у 19 (58%), у 14 (42%) пациентов хондромаляций не было.

В большинстве случаев наблюдали повреждение медиального мениска разной степени. Повреждение менисков оценивали по классификации Stoller по МРТ и во время артроскопической диагностики [19]. В основной группе повреждение медиального мениска Stoller I степени выявлено в 6 (15%) случаях, II степени в 3 (7%), III степени в 31 (78%) случае, в контрольной группе — соответственно в 5 (15%), 2 (6%) и 25 (76%) случаях, в 1 (3%) случае мениск был интактным.

У пациентов отсутствовала нестабильность КС за счет мягкотканных компонентов. Так как на работу связочного аппарата КС оказывает влияние наклон плато большеберцовой кости, производили его замер с помощью топограммы в сагиттальной проекции. По данным авторов, в среднем он составляет 6,3—10,7° [20, 21]. Учитывая отсутствие нестабильности связочного аппарата, мы старались сохранить естественный наклон плато большеберцовой кости.

Амплитуда движений в КС у больных основной группы в среднем составляла 111,6±12,7°, у больных контрольной группы — 117,7±10,1°. В основной группе дефицит разгибания в среднем составлял 2,7±3,2°, в контрольной группе — 2,6±3,0°.

Для объективной оценки состояния КС использовали Knee Society Score (KSS) и Knee injury and Osteoarthritis Outcome Score (KOOS) [22, 23]. В основной группе до операции среднее значение по KOOS в основной группе составило 46,7±9,4 балла, в контрольной группе — 45,4±16,4 балла.

Показатели коленных суставов по KSS разделяли на 2 группы: «Общая оценка коленного сустава» (KSS1) и «Функциональная оценка коленного сустава» (KSS2). До операции средние значения KSS 1 и 2 в основной группе были равны 49,4±10,0 и 53,7±11,5 балла соответственно, в контрольной группе — 48,3±10,0 и 50,4±13,9 балла соответственно.

Для оценки болевого синдрома использовали визуально-аналоговую шкалу боли (ВАШ) 100 мм [24]. В основной группе в среднем до операции интенсивность боли по ВАШ составила 62,7±10,8 мм, в контрольной группе — 67,8±13,8 мм.

В качестве метода предоперационного планирования ВТО использовали метод M.B. Coventry [25], который заключается в определении разницы между биомеханическим углом варусной деформации и желаемым биомеханическим углом. Его можно описать формулой Р=ПО–МО, где Р — угол необходимой коррекции, ПО — планируемая ось, МО — предоперационная деформация. Желаемой величиной вальгусной коррекции после ВТО являлась механическая ось 3° вальгуса. В таком случае обеспечивается перераспределение нагрузки с медиального компартмента и отсутствие рисков прогрессирования остеоартрита латерального компартмента [26].

Предоперационное планирование основывалось на принципе, предложенном D. Saragaglia и соавт. [27]: 1 мм расширения клина равен 1° коррекции. Основываясь на данном принципе, D. Saragaglia и соавт. получили желаемый диапазон коррекции в 92% случаев [27].

В основной группе для контроля коррекции использовали компьютерную навигацию. В контрольной группе для достижения желаемой величины вальгусной коррекции применяли метод измерения высоты клина остеотомии при условии сохранения одинаковой высоты клина на всем протяжении зоны остеотомии. В дополнение к методике измерения высоты остеотомического клина использовали метод проецирования рентгенопозитивным кабелем механической оси через точку суставной поверхности плато на латеральной поверхности бугорка межмыщелкового возвышения.

В обеих группах подсчитывали количество переломов из зоны остеотомии по классификации Takeuchi [3]. Согласно данной классификации, перелом I типа распространяется из зоны остеотомии на уровень большеберцово-малоберцового сочленения, перелом II типа — из зоны остеотомии на наружную кортикальную зону большеберцовой кости, ниже большеберцово-малоберцового сочленения. Перелом III типа является наиболее нестабильным, распространяется из зоны остеотомии на суставную поверхность плато большеберцовой кости. В основной группе было 3 (7%) случая перелома I типа, в контрольной группе — 4 (12%) случая, из них 1 перелом III типа и 3 перелома I типа.

Для статистической обработки данных использовали программу Statistica 12 (Dell, США). При сравнении результатов в выборках использовали непараметрический анализ Манна—Уитни (U-критерий). Для определения корреляции между показателями коррекции и клиническими данными проводили корреляционный анализ по Спирмену.

Хирургическая техника

Первым этапом выполняли артроскопию КС, производили дебридмент, удаляли поврежденные участки менисков, обрабатывали повреждения хряща шейвером и микрофратурировали участки хондромаляций IV стадии по Outerbridge, уточняли состояние наружного компартмента сустава и пателлофеморального сочленения. При отсутствии повреждения латерального компартмента КС более I стадии по Outerbridge принимали решение о проведении корригирующей остеотомии. В качестве вида ВТО использовали открывающую угол ВТО.

В основной группе открывающую угол ВТО производили по методике, описанной D. Saragaglia и соавт. [28]. Устанавливали винты Шанца в бедренную и большеберцовую кости для фиксации на них датчиков компьютерной навигации. Потом осуществляли настройку и калибровку системы навигации OrtoPilot (Aesculap, Tuttlingen, Germany) при помощи свободного датчика и далее определяли деформацию в 2 плоскостях. Выполняли доступ в проекции медиального мыщелка большеберцовой кости размером 5—6 см. Перед остеотомией проводили направляющие спицы от медиального кортикала до точки центра ротации остеотомии. Центр ротации зоны остеотомии располагали в зоне большеберцово-малоберцового сочленения по вертикали и на расстоянии 1 см от края наружного кортикала по горизонтали. После проведения остеотомии с имплантацией трикальцийфосфатного блока Otis-50 (SBM, Lourdes, France) в целевую зону оценивали коррекцию при помощи данных компьютерной навигации. Далее фиксировали зону остеотомии при помощи блокируемой пластины Otis-C-PLUS (SBM, Lourdes, France). После фиксации выполняли контроль электронным оптическим преобразователем для выявления возможных переломов из центра ротации остеотомии, классифицируемых по Takeuchi [3].

В контрольной группе не использовали компьютерную навигацию. Контроль коррекции производили при помощи измерения высоты клина остеотомии. Высота клина должна была соответствовать углу P при планировании по Coventry.

В послеоперационном периоде иммобилизацию КС не использовали для ранней активизации и восстановления движений в КС. Рекомендовали ходьбу при помощи костылей без нагрузки на оперированную конечность на протяжении 6 нед, затем выполняли контрольные рентгенограммы КС в 2 проекциях и разрешали пациенту ходить с дозированной нагрузкой на ногу с тростью с постепенным увеличением нагрузки. Через 6 мес и 18 мес после операции пациенты выполняли топограммы нижних конечностей для оценки коррекции оси конечности и основных референтных углов. Далее производили сравнение рентгенологических результатов с данными компьютерной навигации. В эти же сроки оценивали клинические результаты по ВАШ, KSS, KOOS и движения в суставе.

Результаты

В основной группе вальгусная коррекция через 6 мес в среднем составила 1,7±1,9° с тем же результатом через 18 мес, в контрольной группе — 1,7±1,8° с тем же результатом через 18 мес.

Величина MPTA в основной группе через 6 мес и 18 мес в среднем составила 91,0±1,4°, в контрольной группе — 91,6±1,9°. Величина LDFA осталась неизменной, так как коррекцию оси бедра не производили.

Амплитуда движений в обеих группах к 6 мес снизилась до 106±11,2° в основной и до 115±10,4° в контрольной группах. К 18 мес амплитуда движений стала больше предоперационных значений, составив 120±10,9° в основной группе и 125±8,0° в контрольной.

Дефицит разгибания в обеих группах показал положительную динамику, снизившись к 6 мес до 1,7±1,9° в основной и до 0,9±1,5° в контрольной группах. К 18 мес также последовало уменьшение дефицита разгибания до 0,8±1,5° в основной группе и до 0,5±1,2° в контрольной.

Изменение оценки по KOOS в обеих группах на всем протяжении проявлялось увеличением показателя: в основной группе к 6 мес — до 66,1±6,8 балла, к 18 мес — до 82,6±8,7 балла, в контрольной группе — соответственно до 65,9±12,1 и 77,1±15,1 балла.

Показатели KSS1 и KSS2 в обеих группах также постепенно увеличивались: в основной группе к 6 мес — до 62,9±8,8 и 67,0±11,0 балла, к 18 мес — до 79,0±8,3 и 88,5±9,9 балла, в контрольной группе — соответственно до 63,2±12,2 и 68,5±15,0 балла, к 18 мес — до 74,8±10,7 и 87,3±15,4 балла.

Интенсивность боли в обеих группах постепенно снизилась: в основной группе через 6 мес — до 21,5±12,5 мм, к 18 мес — до 11,0±10,0 мм, в контрольной группе — соответственно до 25,7±13,2 и 16±13,2 мм.

Сравнительная характеристика величин референтных углов в основной и контрольной группах по периодам представлена в табл. 2, использованы медианы значений.

Таблица 2. Сравнительная характеристика клинических и рентгенологических данных основной и контрольной групп

Примечание. ˡ — различия между группами на сроке 6 мес; ² — различия между группами на сроке 18 мес.

Оценивали также операционное время. В основной группе в среднем операция длилась 96 (54—110) мин, в контрольной группе — 78 (45—90) мин. Увеличение операционного времени при использовании навигации составило в среднем 18 мин (p<0,05).

Согласно нашим результатам, компьютерная навигация способствовала большей точности коррекции, что подтверждается меньшим количеством выбросов (рис. 2).

Рис. 2. Средние значения НКА по данным рентгенологического исследования на сроке 18 мес после операции.

При анализе HKA, KOOS, KSS по методу Манна—Уитни полученное значение U-критерия было больше табличного значения для избранного уровня статистической значимости (p=0,05), что означает отсутствие статистической значимости различий между показателями в группах.

При анализе ВАШ полученное значение U-критерия было меньше табличного, что означает статистическую значимость различий между значениями ВАШ в рассматриваемых группах.

В основной группе частота недокоррекции, т.е. остаточной варусной деформации, составила 10%, причем в 42% не достигнута планируемая коррекция. В контрольной группе частота недокоррекции составила 9%, планируемая коррекция не достигнута в 55% случаев.

Через 18 мес в группах сравнения оценили связь большей вальгусной коррекции с результатами по ВАШ, KSS и KOOS. После операции в основной группе при оценке корреляции величины HKA с результатами ВАШ выявлена средняя по силе обратная (r=–0,57) корреляционная связь (p<0,05). При оценке корреляции величины HKA с результатами KOOS выявлена средняя по силе прямая (r=0,67) корреляционная связь (p<0,05). При оценке корреляции величины HKA с результатами KSS1 и KSS2 выявлена средняя по силе прямая (r=0,57 и r=0,41 соответственно) корреляционная связь (p<0,05).

После операции в контрольной группе при оценке корреляции величины HKA с результатами ВАШ выявлена слабая по силе обратная (r=–0,15) корреляционная связь (p>0,05). При оценке корреляции величины HKA с результатами KOOS выявлена слабая по силе прямая (r=0,16) корреляционная связь (p>0,05). При оценке корреляции величины HKA с результатами KSS1 и KSS2 выявлено отсутствие (r=0,03 и r=–0,01 соответственно) корреляции (p>0,05).

Обсуждение

По данным крупных метаанализов [29, 30], ВТО с использованием компьютерной навигации, как правило, приводит к более точной коррекции оси в сторону вальгуса.

S.-B. Han и соавт. [29] пришли к выводу о меньшем разбросе полученных значений механической оси конечности и линии нагрузки весом тела при использовании навигационной системы. Выбросы значений коррекции также были меньше при использовании навигационной системы. Однако разницы в заднем наклоне тибиального плато в группах с навигацией и без нее не обнаружено. В настоящем исследовании разброс значений величины коррекции был одинаковый в двух группах, но количество выбросов в группе с навигацией было меньше.

В метаанализе J. Yan и соавт. отмечено статистически значимое преимущество навигационной системы в контроле заднего наклона тибиального плато во время ВТО, однако авторы не обнаружили значительной разницы в клинических результатах ВТО и результатах коррекции оси конечности в группах с навигацией и без нее [30].

D.K. Bae и соавт. [31] сообщают о достоверно более высоких оценках по KSS помимо большей точности коррекции при использовании навигационной системы.

K.W. Nha и соавт. [12] отметили значительно меньшее количество выбросов при использовании навигации. Однако не выявлено значительной разницы при сравнении использования навигации и метода измерения высоты клина остеотомии. Авторы также отмечают простоту контроля заднего наклона плато большеберцовой кости при использовании навигации. Но клинические результаты по KSS разнятся в группах незначительно.

В данном исследовании с учетом недокоррекции и недостижения целевой коррекции в основной группе точность навигационной системы составила 48%, точность неинвазивных методик — 36%. В работах D. Saragaglia и J. Roberts, E.-K. Song и соавт. [32] при сравнении неинвазивных методик контроля с системой Orthopilot (B-Braun Aesculap, Tuttlingen, Германия) точность компьютерной навигации составила 96%, неинвазивные методики показали 71%-ю точность коррекции. По данным J. Chang и соавт. [33], точность коррекции при использовании навигационной системы составила 75,8% против 66,2% при использовании неинвазивной методики. По нашим данным, с учетом U-критерия статистически значимых различий не отмечено, что говорит о практически равной эффективности двух методик в достижении заданной коррекции.

При оценке клинических результатов двух групп в нашем исследовании по KOOS, KSS1, KSS2, ВАШ мы получили данные в пользу улучшения функции прооперированного КС по сравнению с дооперационными показателями уже на сроке 6 мес. При оценке динамики изменений отмечено продолжение улучшения функции КС в период наблюдения более 18 мес после операции. Анализируя клинические данные двух групп, мы не отметили клинически значимых различий в результатах по KOOS и KSS и по данным HKA. Однако установлена статистическая значимость различий между значениями по ВАШ в группах. Похожие результаты представлены и другими авторами. R. Iorio и соавт. [34] отметили отсутствие статистически значимой разницы в клинических результатах по KSS, однако точность достижения целевого уровня коррекции составила 86% при навигации и 23% при стандартных методиках контроля коррекции. В метаанализе H.J. Kim и соавт. [35] также сообщается о большей доли достижения целевой коррекции при использовании навигации (83,7%) при сравнении с результатами неинвазивных методик (62,1%).

Заключение

Открывающая угол ВТО является высокоэффективным органосохраняющим методом лечения медиального гонартрита при уровне вальгусной коррекции 1,8°, что подтверждается клиническими результатами. Использование компьютерной навигации не помогает получить значительного улучшения клинических результатов. Однако ее применение позволяет чаще получать целевые показатели коррекции по сравнению с другими неинвазивными методами контроля коррекции, что говорит о ее большей точности.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.