RU2769056C1 - Method for installing acetabular components of a hip joint endoprosthesis for acetabular defects - Google Patents
Method for installing acetabular components of a hip joint endoprosthesis for acetabular defects Download PDFInfo
- Publication number
- RU2769056C1 RU2769056C1 RU2021125475A RU2021125475A RU2769056C1 RU 2769056 C1 RU2769056 C1 RU 2769056C1 RU 2021125475 A RU2021125475 A RU 2021125475A RU 2021125475 A RU2021125475 A RU 2021125475A RU 2769056 C1 RU2769056 C1 RU 2769056C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- endoprosthesis
- block
- holes
- acetabular component
- bone
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 230000007547 defect Effects 0.000 title claims abstract description 26
- 210000004394 hip joint Anatomy 0.000 title claims abstract description 9
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 claims abstract description 67
- 210000000588 acetabulum Anatomy 0.000 claims abstract description 50
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000007943 implant Substances 0.000 claims abstract description 13
- 210000004197 pelvis Anatomy 0.000 claims abstract description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 10
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 26
- 210000003049 pelvic bone Anatomy 0.000 abstract description 10
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000399 orthopedic effect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 210000001624 hip Anatomy 0.000 description 6
- 238000011882 arthroplasty Methods 0.000 description 5
- 238000009940 knitting Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 4
- 231100000241 scar Toxicity 0.000 description 3
- 238000010146 3D printing Methods 0.000 description 2
- 210000000845 cartilage Anatomy 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 2
- 208000032544 Cicatrix Diseases 0.000 description 1
- 201000000023 Osteosclerosis Diseases 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 208000031513 cyst Diseases 0.000 description 1
- 210000003692 ilium Anatomy 0.000 description 1
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 230000037387 scars Effects 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 1
- 210000000689 upper leg Anatomy 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods
- A61B17/56—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Surgery (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Prostheses (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к медицине, а именно к оперативной травматологии и ортопедии и может быть использовано при эндопротезировании тазобедренного сустава у пациентов с дефектами вертлужной впадины различного генеза, например, посттравматическими, после ревизионных вмешательств, в результате парапротезной инфекции.The invention relates to medicine, namely to surgical traumatology and orthopedics, and can be used in hip arthroplasty in patients with acetabular defects of various origins, for example, post-traumatic, after revision interventions, as a result of paraprosthetic infection.
При значительных разрушениях вертлужной впадины стандартные чашки, которые используются при первичном эндопротезировании, неприменимы. Замещение костных дефектов возможно различными способами. Это могут быть аугменты из пористого металла, ревизионные вертлужные компоненты, укрепляющие кольца, индивидуально изготавливаемые вертлужные компоненты эндопротеза. При этом, стандартные способы обработки вертлужной впадины и установки имплантатов, такие как, обработка фрезами, при дефектах не всегда применимы.With significant destruction of the acetabulum, the standard cups that are used in primary arthroplasty are not applicable. Replacement of bone defects is possible in various ways. These can be porous metal augments, revision acetabular components, reinforcing rings, custom-made acetabular endoprosthesis components. At the same time, standard methods of processing the acetabulum and installing implants, such as processing with cutters, are not always applicable for defects.
В настоящее время известны следующие способы установки вертлужных компонентов эндопротеза при дефектах вертлужной впадины.Currently, the following methods for installing acetabular components of the endoprosthesis in acetabular defects are known.
Способ, описанный в Руководстве по эндопротезированию тазобедренного сустава / под ред. P.M. Тихилова, В.М. Шаповалова. - СПб.: РНИИТО им. P.P. Вредена, 2008. - с. 300) предполагает обработку вертлужной впадины при помощи фрезы, входящей в набор инструментов для установки эндопротеза.The method described in the Guide to hip arthroplasty / ed. P.M. Tikhilova, V.M. Shapovalov. - St. Petersburg: RNIITO im. P.P. Vredena, 2008. - p. 300) involves the processing of the acetabulum using a cutter included in the set of tools for installing the endoprosthesis.
Недостатком данного способа является невозможность высокоточной обработки вертлужной впадины при ее дефектах. При помощи данного способа возможна обработка вертлужной впадины при ее незначительных дефектах. При значительных разрушениях вертлужной впадины, дефекты типа 3-4 по классификации Paprosky, обработка фрезой является малоэффективной, поскольку сферичность впадины фактически утрачивается. При таких дефектах фрезой осуществляют только сглаживание неровностей вертлужной впадины, после чего выполняют установку антипротрузионных конструкций.The disadvantage of this method is the impossibility of high-precision processing of the acetabulum with its defects. Using this method, it is possible to process the acetabulum with its minor defects. With significant destruction of the acetabulum, defects of type 3-4 according to the Paprosky classification, processing with a cutter is ineffective, since the sphericity of the cavity is actually lost. With such defects, the cutter only smooths out the irregularities of the acetabulum, after which the installation of anti-protrusion structures is performed.
Известен способ установки вертлужного компонента эндопротеза тазобедренного сустава, описанный Marius Dettmer, Stefan Kreuzer, Amir Pourmoghaddam Robot-assisted Total Hip Arthroplasty After Chiari Pelvic Osteotomy: A Case Report // Reconstructive Review. - Vol.6. - №3. - September 2016 http://dx.doi.org/10.15438/rr.6.3.130. Способ включает выполнение компьютерной томографии (КТ) таза и бедренной кости, обработку вертлужной впадины при помощи робота с использованием специального программного обеспечения и данных компьютерной томографии пациента. Недостатками способа является необходимость установки в крыло подвздошной кости пинов для фиксации маркерных сфер, что увеличивает травматичность вмешательства, а также необходимость наличия робота, специализированной операционной, высокая стоимость оборудования и программного обеспечения для работы робота.There is a known method for installing the acetabular component of the hip endoprosthesis described by Marius Dettmer, Stefan Kreuzer, Amir Pourmoghaddam Robot-assisted Total Hip Arthroplasty After Chiari Pelvic Osteotomy: A Case Report // Reconstructive Review. - Vol.6. - No. 3. - September 2016 http://dx.doi.org/10.15438/rr.6.3.130. The method includes performing computed tomography (CT) of the pelvis and femur, processing the acetabulum using a robot using special software and patient computed tomography data. The disadvantages of this method are the need to install pins in the wing of the ilium to fix the marker spheres, which increases the invasiveness of the intervention, as well as the need for a robot, a specialized operating room, the high cost of equipment and software for the operation of the robot.
Известны способы, описанные в патенте US 9480580 В2, статье Daisuke Inoue, Tamon Kabata, Hiroaki Kimura, Hiroyuki Tsuchiya A prospective clinical trial to assess the accuracy of an MRI-based patient-specific acetabular instrument guide in total hip arthroplasty // European Journal of Orthopaedic Surgery & Traumatology (2019) 29:65-71 https://doi.Org/l0.1007/s00590-018-2279-7, в которых для обработки вертлужной впадины на основании данных компьютерной томографии изготавливают индивидуальные шаблоны-отпечатки периацетабу-лярной области, содержащие каналы для спиц. Во время операции шаблон-отпечаток устанавливают на неизмененную тазовую кость, проводят через каналы спицы, после чего убирают шаблон-отпечаток. На спицы устанавливают специальный переходник, соединенный с фрезой, исключающий ее альтернативное положение. Далее производится обработка вертлужной впадины и установка вертлужного компонента эндопротеза.Known methods are described in US patent 9480580 B2, an article by Daisuke Inoue, Tamon Kabata, Hiroaki Kimura, Hiroyuki Tsuchiya A prospective clinical trial to assess the accuracy of an MRI-based patient-specific acetabular instrument guide in total hip arthroplasty // European Journal of Orthopedic Surgery & Traumatology (2019) 29:65-71 https://doi.Org/l0.1007/s00590-018-2279-7, in which for the treatment of the acetabulum, based on computed tomography data, individual periacetab imprints are made lar area containing channels for spokes. During the operation, the imprint template is placed on the unchanged pelvic bone, passed through the pin channels, after which the imprint template is removed. A special adapter is installed on the spokes, connected to the cutter, excluding its alternative position. Next, the acetabular cavity is processed and the acetabular component of the endoprosthesis is installed.
Недостатком данных способов является то, что они позволяют обрабатывать только зону вертлужной впадины. При наличии дефектов впадины, когда требуется дополнительная обработка окружающих ее и прилегающей к ней костей, данные способы не позволяются выполнить адекватную и высокоточную их обработку.The disadvantage of these methods is that they allow you to process only the area of the acetabulum. In the presence of defects in the cavity, when additional processing of the bones surrounding it and adjacent to it is required, these methods are not allowed to perform adequate and high-precision processing.
Наиболее близким из известных способов установки вертлужных компонентов эндопротеза при дефектах вертлужной впадины является способ, патент РФ на изобретение №2699732. Способ заключается в том, что выполняют компьютерную томографию таза, построение трехмерной модели области дефекта, виртуальное проектирование имплантата с его оптимальным расположением, на основании данных компьютерной томографии выполняют моделирование отпечатка границ оставшейся кости и направителя для фрезы, пространственно и геометрически совпадающего с элементами индивидуального вертлужного компонента таким образом, чтобы отпечаток костной поверхности копировал неизмененные участки кости. Затем в отверстия каналов, расположенных идентично каналам в направителе для фрезы в отпечатке в области неизменяемого участка кости проводят две параллельные спицы, удаляют отпечаток из области дефекта кости. По спицам через каналы направителя устанавливают до контакта с костной поверхностью направитель для фрезы, направляющая часть которого представляет собой часть стенки цилиндра с заданным положением, направлением, ориентацией и отметкой глубины обработки кости, причем внутренний диаметр направителя совпадает с наружным диаметром фрезы. Далее производят обработку фрезой нужного диаметра на заданную глубину и с заданным пространственным положением, после чего устанавливают имплантат.The closest of the known methods for installing acetabular components of the endoprosthesis for acetabular defects is the method, patent of the Russian Federation for invention No. 2699732. Method consists in performing computed tomography of the pelvis, building a three-dimensional model of the defect area, virtual design of the implant with its optimal location, based on computed tomography data, modeling of the imprint of the boundaries of the remaining bone and the guide for the cutter, spatially and geometrically coinciding with the elements of the individual acetabular component in such a way that the imprint of the bone surface copies the unchanged parts of the bone. Then, two parallel wires are inserted into the openings of the channels located identically to the channels in the guide for the cutter in the imprint in the area of the unchanged bone area, and the imprint is removed from the area of the bone defect. A cutter guide is installed along the spokes through the guide channels until contact with the bone surface. Further, processing is carried out with a cutter of the required diameter to a given depth and with a given spatial position, after which the implant is installed.
Недостатком данного способа так же, как и описанных аналогов, является то, что он не позволяет обрабатывать зону прилежащей к вертлужной впадине костной ткани. В способе производится обработка фрезой только остатков вертлужной впадины, при этом окружающие ее кости, на которые фиксируются аугменты или лепестки индивидуально изготовленной чашки эндопротеза, обработать с использованием данного способа не представляется возможным. Окружающие вертлужную впадину разрушенные кости (седалищная, подвздошная, лобковая), как правило, покрыты рубцами, кость может содержать кисты и полостные дефекты, а также зоны остеосклероза. Все это препятствует плотному контакту между устанавливаемым имплантатом и тазовой костью.The disadvantage of this method, as well as the described analogues, is that it does not allow you to process the area adjacent to the acetabulum of the bone tissue. In the method, only the remains of the acetabulum are processed with a cutter, while the surrounding bones, on which the augments or petals of an individually made endoprosthesis cup are fixed, cannot be processed using this method. The destroyed bones surrounding the acetabulum (sciatic, iliac, pubic), as a rule, are covered with scars, the bone may contain cysts and cavity defects, as well as zones of osteosclerosis. All this prevents tight contact between the implant being installed and the pelvic bone.
В случае выраженных костных дефектов, например, типа 3 или 4 по классификации Paprosky, когда вертлужная впадина теряет полусферическую форму, использование данного способа, в котором обработка осуществляется фрезой, не представляется возможным и может быть сопряжена с удалением избыточного количества костной ткани.In the case of pronounced bone defects, for example,
Задача изобретения - упрощение обработки вертлужной впадины, расширение функциональных возможностей способа прототипа, повышение точности обработки костной ткани и, как следствие, сохранение максимально возможного количества обрабатываемой тазовой кости.The objective of the invention is to simplify the processing of the acetabulum, expand the functionality of the prototype method, increase the accuracy of bone tissue processing and, as a result, preserve the maximum possible amount of the processed pelvic bone.
Для решения поставленной задачи в способе установки вертлужных компонентов эндопротеза тазобедренного сустава при дефектах вертлужной впадины, заключающемся в том, что выполняют компьютерную томографию таза, построение трехмерной модели области дефекта, пространственную ориентацию вертлужного компонента эндопротеза тазобедренного сустава, виртуальное проектирование имплантата; на основании данных компьютерной томографии выполняют моделирование отпечатка границ оставшейся неизмененной кости с двумя параллельными сквозными отверстиями, фиксируют отпечаток к неизмененной кости при помощи двух спиц, введенных через отверстия, таким образом, чтобы он занимал пространственное положение с контактом к костной поверхности, дополнительно виртуально проектируют и изготавливают пробный вертлужный компонент эндопротеза из пластика таким образом, чтобы он был идентичен устанавливаемому имплантату по форме и размерам и дополнительно был неподвижно соединен с блоком со сквозными параллельными отверстиями устройства, соответствующими отверстиям отпечатка неизмененной кости и расположенными таким образом, чтобы перемещение пробного вертлужного компонента эндопротеза вдоль осей спиц до контакта с вертлужной впадиной, обеспечивало бы его расположение в обработанной вертлужной впадине, на спицы устанавливают направитель, выполненный в виде трубки, на концах которой неподвижно фиксированы первый и второй блоки устройства со сквозными отверстиями, расположенными параллельно друг другу и соосно с отверстиями пробного вертлужного компонента эндопротеза и отпечатка неизмененного участка кости, таким образом, чтобы первый блок полностью соприкасался с отпечатком неизмененного участка кости, ко второму блоку при помощи двух болтов с гайками, введенных через отверстия пробного вертлужного компонента эндопротеза и отверстия второго блока неподвижно фиксируют пробный вертлужный компонент эндопротеза, в параллельные сквозные отверстия третьего подвижного блока устройства, расположенного на трубке между первым и вторым блоками и соединенного при помощи пружины растяжения с фиксатором, расположенным на трубке в области второго блока устройства, с возможностью вращения вокруг трубки и перемещения вдоль оси трубки, устанавливают параллельные направляющие четвертого блока устройства, соответствующие сквозным отверстиям третьего блока, с возможностью перемещения направляющих в сквозных отверстиях третьего блока перпендикулярно оси направителя, в четвертый блок, содержащий фиксатор для бормашины с фрезой, неподвижно соединенный с направляющими, устанавливают и неподвижно фиксируют бормашину с фрезой таким образом, чтобы фреза касалась дна вертлужной впадины, затем выкручивают измеритель глубины, расположенный на одной оси с осью фрезы бормашины в отверстии с резьбой четвертого блока, выполненный в виде шпильки с резьбой, на конце которой располагается полусфера, диаметром, равным диаметру фрезы, до соприкосновения с поверхностью пробного вертлужного компонента эндопротеза, затем включают бормашину, проводят обработку места контакта фрезы и дна вертлужной впадины, снова выкручивают измеритель глубины на необходимую глубину обработки вертлужной впадины, затем перемещая рукой четвертый блок и, соответственно, измеритель глубины вдоль всей поверхности пробного вертлужного компонента эндопротеза осуществляют обработку вертлужной впадины и окружающих ее костей, на которые будут фиксироваться элементы устанавливаемого вертлужного компонента эндопротеза, после этого направитель с блоками, пробным вертлужным компонентом эндопротеза, отпечаток неизмененной кости снимают, удаляют спицы и устанавливают вертлужный компонент эндопротеза.To solve the problem in the method of installing the acetabular components of the hip endoprosthesis with defects of the acetabulum, which consists in performing computed tomography of the pelvis, building a three-dimensional model of the defect area, spatial orientation of the acetabular component of the hip joint endoprosthesis, virtual implant design; on the basis of computed tomography data, the imprint of the boundaries of the remaining unchanged bone is modeled with two parallel through holes, the imprint is fixed to the unchanged bone using two pins inserted through the holes, so that it occupies a spatial position with contact to the bone surface, additionally virtually design and a test acetabular component of the endoprosthesis is made of plastic so that it is identical to the implant being installed in shape and size and is additionally fixedly connected to the block with through parallel holes of the device corresponding to the holes of the imprint of the unchanged bone and located in such a way that the movement of the test acetabular component of the endoprosthesis along axes of the spokes before contact with the acetabulum, would ensure its location in the treated acetabulum, a guide is installed on the spokes, made in the form of a tube, at the ends of which the fi the first and second blocks of the device with through holes located parallel to each other and coaxially with the holes of the trial acetabular component of the endoprosthesis and the imprint of the unchanged bone area were fixed in such a way that the first block was in full contact with the imprint of the unchanged bone area, to the second block using two bolts with nuts inserted through the holes of the trial acetabular component of the endoprosthesis and the holes of the second block, the trial acetabular component of the endoprosthesis is fixedly fixed into the parallel through holes of the third movable block of the device located on the tube between the first and second blocks and connected by means of a tension spring to a latch located on the tube in the area of the second block of the device, with the possibility of rotation around the tube and moving along the axis of the tube, install parallel guides of the fourth block of the device, corresponding to the through holes of the third block, with the possibility of moving the guides in the through holes of the third block perpendicular to the axis of the guide, in the fourth block, containing a retainer for a drill with a cutter, fixedly connected to the guides, a drill with a cutter is installed and fixed so that the cutter touches the bottom of the acetabulum, then the depth gauge located on one axis with the axis of the cutter of the drill in the hole with the thread of the fourth block, made in the form of a threaded stud, at the end of which there is a hemisphere, with a diameter equal to the diameter of the cutter, until it comes into contact with the surface of the trial acetabular component of the endoprosthesis, then turn on the drill, process the contact point of the cutter and the bottom of the acetabulum, again unscrew the depth gauge to the required depth of treatment of the acetabulum, then moving the fourth block and, accordingly, the depth gauge along the entire surface of the trial acetabular component of the endoprosthesis by hand, treat the acetabulum and the bones surrounding it, and which will be fixed elements of the installed acetabular component of the endoprosthesis, after that the guide with blocks, trial acetabular component of the endoprosthesis, the imprint of the unchanged bone is removed, the pins are removed and the acetabular component of the endoprosthesis is installed.
При изучении других известных способов в данной области медицины указанная совокупность признаков, отличающая изобретение от прототипа, не была выявлена.When studying other known methods in this field of medicine, this set of features that distinguishes the invention from the prototype was not identified.
На фиг. 1 приведена схема устройства для осуществления заявляемого способа, на фиг. 2 - схема направителя, на фиг. 3 - схема третьего блока, на фиг. 4 - схема четвертого блока, на фиг. 5 - фотография модели тазовой кости с установленным устройством.In FIG. 1 shows a diagram of a device for implementing the proposed method, Fig. 2 - diagram of the guide, in Fig. 3 is a diagram of the third block, in Fig. 4 is a diagram of the fourth block, in Fig. 5 is a photograph of a pelvic bone model with the device in place.
На фигуре 1 приняты следующие обозначения:Figure 1 adopted the following designations:
1 - направитель;1 - guide;
2 - болт с гайкой;2 - bolt with nut;
3 - соединительная планка;3 - connecting bar;
4 - фиксатор;4 - latch;
5 - пружина растяжения;5 - extension spring;
6 - третий подвижный блок;6 - third movable block;
7 - сквозные отверстия третьего блока;7 - through holes of the third block;
8 - параллельные направляющие четвертого блока;8 - parallel guides of the fourth block;
9 - спица;9 - knitting needle;
10 - первый блок;10 - the first block;
11 - отпечаток неизмененного участка кости;11 - imprint of an unchanged area of the bone;
12 - неизмененный участок тазовой кости;12 - unchanged area of the pelvic bone;
13 - пробный вертлужный компонент эндопротеза;13 - trial acetabular component of the endoprosthesis;
14 - полусфера;14 - hemisphere;
15 - второй блок;15 - the second block;
16 - измеритель глубины;16 - depth gauge;
17 - отверстие с резьбой;17 - threaded hole;
18 - электрический провод;18 - electrical wire;
19 - четвертый блок;19 - fourth block;
20 - фиксатор для бормашины;20 - latch for a drill;
21- бормашина;21 - drill;
22 - фреза;22 - cutter;
23 - участок разрушенной вертлужной впадины;23 - section of the destroyed acetabulum;
На фигуре 2 приняты следующие обозначения:In figure 2, the following designations are adopted:
1 - направитель;1 - guide;
4 - фиксатор;4 - latch;
10 - первый блок;10 - the first block;
15 - второй блок;15 - the second block;
24 - сквозные параллельные отверстия второго блока;24 - through parallel holes of the second block;
25 - сквозные параллельные отверстия первого блока.25 - through parallel holes of the first block.
На фигуре 3 приняты следующие обозначения:Figure 3 adopted the following designations:
6 - третий подвижный блок;6 - third movable block;
7 - сквозные отверстия третьего блока;7 - through holes of the third block;
На фигуре 4 приняты следующие обозначения:Figure 4 adopted the following designations:
8 - параллельные направляющие четвертого блока;8 - parallel guides of the fourth block;
17 - отверстие с резьбой;17 - threaded hole;
19 - четвертый блок;19 - fourth block;
20 - фиксатор для бормашины;20 - latch for a drill;
На фигуре 5 приняты следующие обозначения:In figure 5, the following notation is adopted:
1 - направитель;1 - guide;
2 - болт с гайкой;2 - bolt with nut;
3 - соединительная планка;3 - connecting bar;
4 - фиксатор;4 - latch;
5 - пружина растяжения;5 - extension spring;
6 - третий подвижный блок;6 - third movable block;
8 - параллельные направляющие четвертого блока;8 - parallel guides of the fourth block;
9 - спица;9 - knitting needle;
10 - первый блок;10 - the first block;
11 - отпечаток неизмененного участка кости;11 - imprint of an unchanged area of the bone;
12 - неизмененный участок тазовой кости;12 - unchanged area of the pelvic bone;
13 - пробный вертлужный компонент эндопротеза;13 - trial acetabular component of the endoprosthesis;
14 - полусфера;14 - hemisphere;
15 - второй блок;15 - the second block;
16 - измеритель глубины;16 - depth gauge;
17 - отверстие с резьбой;17 - threaded hole;
18 - электрический провод;18 - electrical wire;
19 - четвертый блок;19 - fourth block;
20 - фиксатор для бормашины;20 - latch for a drill;
21 - бормашина;21 - drill;
22 - фреза.22 - cutter.
Предлагаемый способ установки вертлужных компонентов эндопротеза тазобедренного сустава при дефектах вертлужной впадины заключается в следующем.The proposed method for installing the acetabular components of the hip joint endoprosthesis with acetabular defects is as follows.
Выполняют компьютерную томографию таза, построение трехмерной модели области дефекта, пространственную ориентацию вертлужного компонента эндопротеза тазобедренного сустава, виртуальное проектирование имплантата. На основании данных компьютерной томографии выполняют моделирование отпечатка неизмененной кости 11 с двумя параллельными сквозными отверстиями, как правило, в области крыши вертлужной впадины, фиг. 1. Фиксируют отпечаток 11 к участку неизмененной кости 12 при помощи двух спиц 9, введенных через отверстия, таким образом, чтобы он занимал пространственное положение с контактом к костной поверхности. Виртуально проектируют и изготавливают пробный вертлужный компонент эндопротеза 13 из пластика таким образом, чтобы он был идентичен устанавливаемому имплантату по форме и размерам. Проектируют его таким образом, чтобы при неподвижной фиксации его со вторым блоком 15 со сквозными параллельными отверстиями 24, соответствующими отверстиям отпечатка неизмененной кости, чтобы перемещение пробного вертлужного компонента 13 эндопротеза вдоль осей спиц 9 до контакта с вертлужной впадиной, обеспечивало бы его расположение в обработанной вертлужной впадине 23. Неподвижная фиксация пробного вертлужного компонента эндопротеза 13 со вторым блоком 15 осуществляется через соединительную планку 3 при помощи винтов, фиг.5. На спицы 9, на которые был установлен отпечаток неизмененного участка кости 11, надевают направитель 1, таким образом, чтобы первый блок 10 полностью соприкасался с отпечатком неизмененного участка кости 11. Ко второму блоку 15 при помощи двух болтов с гайками 2, введенных через отверстия пробного вертлужного компонента эндопротеза 13 и сквозные параллельные отверстия 24 второго блока 15 неподвижно фиксируют пробный вертлужный компонент эндопротеза 13. В параллельные сквозные отверстия 7 третьего подвижного блока 6, устанавливают параллельные направляющие 8 четвертого блока 19. В четвертый блок 19, содержащий фиксатор 20 для бормашины 21 с фрезой 22, неподвижно соединенный с направляющими 8, устанавливают и неподвижно фиксируют бормашину 21 с фрезой 22 таким образом, чтобы фреза 22 касалась дна вертлужной впадины 23. Место, в которое устанавливают фрезу, определяется хирургом при планировании операции на основании трехмерной модели таза. Наиболее эффективно устанавливать фрезу в ту часть разрушенной вертлужной впадины, в которой необходимо в процессе обработки удалить минимальное количество костной ткани. Затем выкручивают измеритель глубины 16, расположенный на одной оси с осью фрезы 22 бормашины 21 в отверстии с резьбой 17 четвертого блока 19, выполненный в виде шпильки с резьбой, на конце которой располагается полусфера 14, диаметром, равным диаметру фрезы 22, до соприкосновения с поверхностью пробного вертлужного компонента эндопротеза 13. Затем включают бормашину 21, проводят обработку места контакта фрезы 22 и дна вертлужной впадины 23, тем самым убирая рубцовые ткани, остатки хряща с поверхности кости. Далее снова выкручивают измеритель глубины 16 на необходимую глубину обработки вертлужной впадины 23. Глубина обработки рассчитывается при планировании операции, а также может быть скорректирована в процессе самой операции. Затем перемещая рукой четвертый блок 19 и, соответственно, измеритель глубины 16 вдоль всей поверхности пробного вертлужного компонента эндопротеза 13, осуществляют обработку вертлужной впадины и окружающих ее костей, на которые будут фиксироваться элементы устанавливаемого вертлужного компонента эндопротеза. После этого направитель 1 с блоками, пробным вертлужным компонентом эндопротеза 13, отпечаток неизмененной кости 11 снимают, удаляют спицы 9 и устанавливают вертлужный компонент эндопротеза.Computed tomography of the pelvis, construction of a three-dimensional model of the defect area, spatial orientation of the acetabular component of the hip joint endoprosthesis, virtual design of the implant are performed. Based on computed tomography data, an imprint of
Устройство, поясняющее сущность заявляемого способа состоит из направителя 1 выполненного в виде трубки или прутка, к которому неподвижно присоединены первый 10 и второй 15 блоки, фиг. 1. Они содержат по два параллельных сквозных отверстия 24 и 25. При этом, сквозные параллельные отверстия второго блока 24 соосны со сквозными параллельными отверстиями первого блока 25, фиг. 2. Между первым 10 и вторым 15 блоками располагается третий подвижный блок 6, также выполненный в виде трубки, фиг. 3. Между третьим подвижным блоком 6 и фиксатором 4, расположенном на направителе 1, имеется пружина растяжения 5, фиг. 1. Таким образом, третий подвижный блок может вращаться вокруг трубки направителя 1 и перемещаться вдоль его оси. При этом пружина растяжения 5 обеспечивает притяжение третьего блока 6 ко второму блоку 15. В сквозных отверстиях 7 третьего блока 6, расположенных параллельно друг другу и перпендикулярно оси направителя 1, имеются параллельные направляющие 8 четвертого блока 19, фиг. 1, 3. Они также выполнены в виде трубок и имеют возможность свободного перемещения в сквозных отверстиях 7 в направлении, перпендикулярном оси направителя 1. Четвертый блок 19 содержит фиксатор для бормашины 20, который фиксирует бормашину 21 таким образом, чтобы ось фрезы 22, которую устанавливают в бормашину 21, была параллельна оси направителя 1, фиг. 1, 4. Также четвертый блок 19 содержит отверстие 17, в которое вкручивается измеритель глубины 16, выполненный в виде шпильки с резьбой. На шпильке нанесена шкала, по которой оценивают глубину обработки вертлужной впадины. Конец шпильки выполнен в виде полусферы, по диаметру совпадающей с диаметром фрезы 22.The device explaining the essence of the proposed method consists of a
Компоненты устройства, осуществляющего предлагаемый способ, могут быть реализованы следующим образом.The components of the device that implements the proposed method can be implemented as follows.
Отпечаток здоровой кости 11, пробный вертлужный компонент 13, соединительную планку 3 изготавливают из пластика, например, фотополимера, или ABC пластика с использованием технологий трехмерной печати.
Направитель 1, третий подвижный блок 6, первый блок 10, второй блок 15, четвертый блок 19 и их составные части могут быть выполнены из медицинской стали.The
В качестве бормашины 21 могут быть использованы бормашины, применяемые в стоматологии или типовые дрели, применяемые в травматологии и ортопедии, нейрохирургии для обработки костей, питание к которым подается по электрическому проводу 18, например, Primado 2 slim motor (фирма NSK, Япония).As a
В качестве пружины растяжения 5 может быть использована любая пружина растяжения.Any extension spring can be used as the
В качестве спиц 9 могут быть использованы спицы от аппарата Илизарова, а также можно использовать спицы или стержни с резьбой для улучшения фиксации.As
Таким образом, реализация предложенного способа не вызывает сомнений, так как в устройстве для его осуществления используются типовые медицинские инструменты, устройства и материалы.Thus, the implementation of the proposed method is beyond doubt, since the device for its implementation uses standard medical instruments, devices and materials.
Устройство, реализующее предложенный способ, работает следующим образом.The device that implements the proposed method operates as follows.
Фиксируют отпечаток 11 к участку неизмененной кости 12 при помощи двух спиц 9, введенных через отверстия, таким образом, чтобы он занимал положение с контактом к костной поверхности. На спицы 9 устанавливают направитель 1, таким образом, чтобы первый блок 10 полностью соприкасался с отпечатком неизмененного участка кости 11. Ко второму блоку 15 при помощи двух болтов с гайками 2, введенных через отверстия пробного вертлужного компонента эндопротеза 13 и сквозные параллельные отверстия 24 второго блока 15 неподвижно фиксируют пробный вертлужный компонент эндопротеза 13. В параллельные сквозные отверстия 7 третьего подвижного блока 6, устанавливают параллельные направляющие 8 четвертого блока 19, соответствующие сквозным отверстиям 7 третьего блока 6, с возможностью перемещения направляющих 8 в сквозных отверстиях 7 третьего блока 6 перпендикулярно оси направителя 1. В четвертый блок 19, содержащий фиксатор 20 для бормашины 21 с фрезой 22, неподвижно соединенный с направляющими 8, устанавливают и неподвижно фиксируют бормашину 21 с фрезой 22 таким образом, чтобы фреза 22 касалась дна вертлужной впадины 23. Затем выкручивают измеритель глубины 16 до соприкосновения с поверхностью пробного вертлужного компонента эндопротеза 13. Затем включают бормашину 21, проводят обработку места контакта фрезы 22 и дна вертлужной впадины 23, тем самым убирая рубцовые ткани, остатки хряща с поверхности кости. Далее снова выкручивают измеритель глубины 16 на необходимую глубину обработки вертлужной впадины 23. Затем, перемещая рукой четвертый блок 19 и, соответственно, измеритель глубины 16 вдоль всей поверхности пробного вертлужного компонента эндопротеза 13, осуществляют обработку вертлужной впадины и окружающих ее костей, на которые будут фиксироваться элементы устанавливаемого вертлужного компонента эндопротеза. Во время обработки пружина растяжения 5 постоянно притягивает бормашину 21 с фрезой 22 и измеритель глубины 16 к пробному вертлужному компоненту эндопротеза 13. Вследствие этого обработка кости осуществляется таким образом, что фреза 22 полностью повторяет контуры пробного вертлужного компонента эндопротеза.
После этого направитель 1 с блоками, пробным вертлужным компонентом эндопротеза 13, отпечаток неизмененной кости 11 снимают, удаляют спицы 9 и устанавливают вертлужный компонент эндопротеза.After that, the
Пример использования предлагаемого способа.An example of using the proposed method.
Для апробирования предложенного способа было проведено экспериментальное исследование на модели тазовой кости пациента С., 43 года, с дефектом вертлужной впадины 23. Модель тазовой кости была изготовлена из фотополимера с использованием технологий трехмерной печати на основании данных компьютерной томографии таза пациента. В программах 3D slicer, Компас 3D v. 18 была построена трехмерная модель области дефекта, пробный вертлужный компонент эндопротеза 13 тазобедренного сустава. Пробный вертлужный компонент эндопротеза был изготовлен в виде индивидуального компонента с дополнительными фланцами для фиксации. На основании данных компьютерной томографии было выполнено моделирование отпечатка неизмененной кости 11, соединительной планки 3. Вышеуказанные элементы были распечатаны на 3D принтере, фиг.5. Была проведена обработка вертлужной впадины и зоны дефекта в соответствии с предложенным способом. Для оценки точности обработки после ее выполнения в зону обработки был залит жидкий силикон и установлен пробный вертлужный компонент эндопротеза 13. После застывания силикона пробный вертлужный компонент эндопротеза 13 был удален, после чего провели оценку полученного застывшего силикона. Для этого были использованы два параметра - толщина полученного слоя и его объем. Толщина слоя силикона, измеренная при помощи штангенциркуля на всем его протяжении составила менее 1 мм, а его объем, т.е. объем пространства между чашкой и костью - 1,5 см3. Полученные данные говорят о том, что предложенный способ позволяет с высокой точностью проводить обработку кости, обеспечивая максимальную площадь контакта между костью и имплантатом.To test the proposed method, an experimental study was conducted on a model of the pelvic bone of patient S., 43 years old, with an
Обработка всей поверхности контакта кости и имплантата обеспечивает создание условий для врастания кости в пористую поверхность имплантата.Treatment of the entire contact surface of the bone and the implant provides the creation of conditions for the bone to grow into the porous surface of the implant.
Технический результат:Technical result:
упрощение обработки вертлужной впадины, расширение функциональных возможностей способа прототипа, повышение точности обработки костной ткани и, как следствие, сохранение максимально возможного количества обрабатываемой тазовой кости.simplification of the processing of the acetabulum, expanding the functionality of the prototype method, increasing the accuracy of processing bone tissue and, as a result, saving the maximum possible amount of the processed pelvic bone.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021125475A RU2769056C1 (en) | 2021-08-27 | 2021-08-27 | Method for installing acetabular components of a hip joint endoprosthesis for acetabular defects |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021125475A RU2769056C1 (en) | 2021-08-27 | 2021-08-27 | Method for installing acetabular components of a hip joint endoprosthesis for acetabular defects |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2769056C1 true RU2769056C1 (en) | 2022-03-28 |
Family
ID=81075906
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2021125475A RU2769056C1 (en) | 2021-08-27 | 2021-08-27 | Method for installing acetabular components of a hip joint endoprosthesis for acetabular defects |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2769056C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2592129C2 (en) * | 2014-11-12 | 2016-07-20 | Леонид Карлович Брижань | Navigation system for hip replacement |
| US9480580B2 (en) * | 2006-02-27 | 2016-11-01 | Biomet Manufacturing, Llc | Patient-specific acetabular alignment guides |
| RU2610617C1 (en) * | 2016-01-25 | 2017-02-14 | Денис Игоревич Варфоломеев | Device for cotyloid cavity processing for complete hip replacement |
| US20170112628A1 (en) * | 2015-10-22 | 2017-04-27 | DePuy Synthes Products, Inc. | Customized patient-specific orthopaedic instruments for component placement in a total hip arthroplasty |
| RU2699732C1 (en) * | 2018-11-14 | 2019-09-09 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Российский ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии имени Р.Р. Вредена" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "РНИИТО им. Р.Р. Вредена" Минздрава России) | Method of installation of individual structures in the cotyloid cavity area with extensive bone defects |
-
2021
- 2021-08-27 RU RU2021125475A patent/RU2769056C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9480580B2 (en) * | 2006-02-27 | 2016-11-01 | Biomet Manufacturing, Llc | Patient-specific acetabular alignment guides |
| RU2592129C2 (en) * | 2014-11-12 | 2016-07-20 | Леонид Карлович Брижань | Navigation system for hip replacement |
| US20170112628A1 (en) * | 2015-10-22 | 2017-04-27 | DePuy Synthes Products, Inc. | Customized patient-specific orthopaedic instruments for component placement in a total hip arthroplasty |
| RU2610617C1 (en) * | 2016-01-25 | 2017-02-14 | Денис Игоревич Варфоломеев | Device for cotyloid cavity processing for complete hip replacement |
| RU2699732C1 (en) * | 2018-11-14 | 2019-09-09 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Российский ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии имени Р.Р. Вредена" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "РНИИТО им. Р.Р. Вредена" Минздрава России) | Method of installation of individual structures in the cotyloid cavity area with extensive bone defects |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2021098055A (en) | Device and method for fitting artificial knee joint by using universal electronic template that can be applied to any artificial joint | |
| CN106999245B (en) | Planning, digitizing, and registration based implants for use in total joint arthroplasty | |
| JP5148284B2 (en) | Surgical braces for achieving high precision, quick and easy artificial joint replacement | |
| US10405910B2 (en) | Systems and processes for revision total joint arthroplasty | |
| CN114502085A (en) | Robotic surgical system for augmented hip arthroplasty procedures | |
| US20210153946A1 (en) | Implant based planning, digitizing, and registration for total joint arthroplasty | |
| Dahake et al. | Applications of medical rapid prototyping assisted customized surgical guides in complex surgeries | |
| Shin et al. | Real time navigation-assisted orbital wall reconstruction in blowout fractures | |
| Hoekstra et al. | Corrective limb osteotomy using patient specific 3D-printed guides: a technical note | |
| CN112386334A (en) | 3D printed femoral head necrosis navigation template and construction method and application thereof | |
| Hananouchi et al. | Tailor‐made surgical guide based on rapid prototyping technique for cup insertion in total hip arthroplasty | |
| Fitzwater et al. | Evaluation of the effect of computed tomography scan protocols and freeform fabrication methods on bone biomodel accuracy | |
| RU2769056C1 (en) | Method for installing acetabular components of a hip joint endoprosthesis for acetabular defects | |
| Chai et al. | Computer-aided design and custom-made guide in corrective osteotomy for complex femoral deformity | |
| RU2782101C1 (en) | Device for the treatment of the acetabulum in hip arthroplasty | |
| Xiao et al. | Computer-assisted surgery for scaphoid fracture | |
| Dungy et al. | Active robotics for Total hip arthroplasty | |
| Dahake et al. | Precision of customized surgical osteotomy guide (CSOG) in mandibular reconstruction with a customized implant | |
| INSTRUMENTOV et al. | Use of additively manufactured patient-specific instruments in clinical praxis | |
| Fürnstahl et al. | Advantages and pitfalls in computer assisted orthopedic surgery planning using rapid-prototyped guides | |
| Khanna | Recent Advances in Deformity Correction-A Review Article | |
| Lu et al. | Application of a novel patient-specific rapid prototyping template in orthopedics surgery | |
| Patralekh et al. | 3D Printing: Clinical Applications in Orthopaedics and Traumatology | |
| Maglione et al. | Orbital floor reconstruction in facial asymmetry: a clinical case | |
| BR102023011555A2 (en) | CUSTOMIZABLE KIT OF SURGICAL GUIDES AND CHISELS FOR OSTEOTOMIES |