Целесообразность трехмерной визуализации при определении тяжести костных дефектов в области вертлужной впадины



Отличные результаты эндопротезирования тазобедренного сустава привели к росту числа таких операций, сделав их методом выбора у большинства взрослых пациентов с выраженной патологией тазобедренного сустава [1-3]. Это закономерно привело и к увеличению количества ревизионных артропластик, результаты которых чаще всего не дают высоких результатов и такой же степени успеха [4].

Как известно, трудности при ревизионном эндопротезировании тазобедренного сустава чаще всего обусловлены дефицитом и качеством костной ткани в области вертлужной впадины. [5].

Для определения тактики хирургического лечения и компонентов используются различные классификации костных дефектов, которые периодически актуализируются или претерпевают пересмотр и уточнение.

В настоящее время широкую популярность для понимания степени сложности оперативного лечения приобрела классификация W.G. Paprosky, опубликованная им еще в прошлом столетии [6].

Однако, в ряде случаев, используя рассматриваемую классификацию невозможно определить объем разрушения костной ткани, так как, иногда стандартизируя тип дефекта по предложенным алгоритмам W.Paprosky в реальной ситуации мы имеем дело с совершенно разными ситуациями и, соответственно, с разной тактикой лечения [7].

В таких случаях целесообразно дополнять характеристику костных дефектов в области вертлужной впадины наличием ограниченности и неограниченности, что в большинстве слу- чаев и объясняет степень тяжести ситуации. На эти вопросы отвечает наиболее удачная на наш взгляд классификация A.Gross с доработкой K.Saleh, которая ориентирована на объем сохраняющейся кости вертлужной впадины и характер дефекта – ограниченный или неограниченный [8].

Однако, необходимо понимать, что даже используя такую удобную классификацию, оценить изменения в области вертлужной впадины не всегда возможно по плоскостным рентгенограммам.

Для решения и разрешения таких спорных случаев и возможности практического применения классификации A.Gross с дополнениями K.Saleh еще на этапе планирования целесообразно использовать трехмерную реконструкцию, которая при правильной сегментации и очистке изображения от имплантата исчерпывающе показывает выраженность изменений костной ткани на предмет наличия дна, что является крайне важным для выбора тактики хирургического лечения и применения того или иного имплантата.

Исходя из вышеизложенного, представляется интересным подтвердить целесообразность рутинного применения трехмерной визуализации при планировании на ревизионную артропластику пациентов с выраженными дефектами костной в области вертлужной впадины.

Настоящее исследование является продолжением работы, в которой определялась роль трехмерной визуализации при интерпретации рентгенограмм с позиции костных дефектов по классификации W.Paprosky [9]. Однако, как показывает практика, во многих случаях определение типа дефекта по уже рассмотренной классификации на плоскостных рентгенограм- мах не вызывает проблем. А вот как раз сложности вызывает определение ограниченности и неограниченности дефектов, так как в большинстве случаев это является ключевыми аспектами при выборе типа имплантата.

Цель. Определить роль и место трехмерной визуализации костей таза у пациентов с тяжелыми костными дефектами вертлужной впадины по классификации A.Gross/K.Saleh.

Материалы и методы.

Для настоящего экспериментального исследования был разработан опросник, который состоит из двух блоков: знакомства с экзаменуемым и непосредственно вопросов по оценке 20 клинических случаев. (рис.1). Он размещен в открытом доступе по веб-адресу d/1mAhIqcfaKcJzCLeal4JM9o3hGA-Tr4vqnaB659eXnWg/edit

Опыт эндопротезирования ТБС •

Менее 10 лет От 10 до 20 лет От 21 до 30 лет свыше 30 лет

Кол-волет       О       О       О       О

Уровень ЛПУ *

(_) районная больница

• (2)    городская больница

• (2)    областная больница

О Федеральное учреждение

• (2)    клиника университета/кафедра на базе больницы

О ниито

Количество выполняемых первичных эндопротезирований ТБС в год *

Менее 10 От 10 до 30 от 31 до 50 от 51 до 100 свыше 100

™ий о о о о о

кол-во операций

Количество выполняемых ревизионных эндопротезирований ТБС в год *

Менее 10 От 10 до 30 от 31 до 50 от 51 до 100 свыше 100

о о о о о

Рис. 1. Вопросы первичного блока

Экзаменуемым предлагалось оценить состояние вертлужной впадины на предмет ограниченности и неограниченности костного дефекта по классификации A.Gross/K.Saleh исключительно на основе плоскостного стандартного рентгенологического исследования.

Для каждого случая было необходимо ответить только на 1 вопрос (рис 2) с возможностью определения типа дефекта согласно классификации A.Gross/K.Saleh.

Впоследствии ответы хирургов по каждому клиническому случаю мы сопоставляли с типом дефекта (ограниченный или неограниченный) на основании выполненной разработчиком опросника трехмерной реконструкцией.

Определение ограниченности и неограниченности дефекта костной ткани с помощью трехмерной визуализации, как правило, не составляло труда для авторов опросника (оперирующих хирургов с большим опытом), поэтому мы считали мнение разработчика наиболее правильным.

Статистическую обработку проводили в программе BlueSky Statistics v.10.2.0. Для определения согласованности хирургов c разработчиком при определении типа дефекта по A.Gross/K. Saleh использовался коэффициент согласованности Каппа Коэна.

Классификация A .Gross с дополнениями K.Saleh
Тип 1	нет существенной потери костного запаса
Тип II	Ограниченный дефск!, имеются кавитармыс раширснмя вертлужной впадины, но без дефицита стенок
Тип III	Неограниченный дефект кости с сегментарной потерей вертлужной впадины менее 50%. включающий переднюю или заднюю колонну
Тип IV	Неограниченный дефект кости с сегментарной потерей более 50% вертлужной впадины, затрагивающий как переднюю, так и заднюю колонны.
Тип V	Разобщение тазового кольца с неограниченным дефектом кости

I                   II                  III                  IV                  V

Тип дефекта    О О О О О

Рис. 2. Наглядное представление классификации и вопросов к хирургу с выбором типа костного дефекта по классификации A.Gross/K.Saleh

Результаты

В исследовании приняли участие 12 хирургов, которые в зависимости от хирургического опыта ревизионных операций были разделены на 3 группы: а) обучающиеся (10-30 ревизий в год); б) хирурги с опытом ревизий - выполняющие от до 50 операций ревизионного эндопротезирования ТБС в год; в) профессионалы - выполняющие свыше 50 операций ревизионного эндопротезирования ТБС в год (таб.1).

Таблица 1.

Распределение тестируемых хирургов в зависимости от опыта выполнения ревизионной артропластики

Обучающиеся (10-30)	4
Опытные (31-50)	4
Профессионалы (51-99)	4
Итого:	12

При оценке результатов было выявлено, что, отвечая на вопрос определения типа дефекта по классификации A.Gross/K. Saleh, количество совпадений, для плоскостного рентгенологического изображения и трехмерной реконструкции, составило от 35% до 65% среди хирургов с разным опытом операций. У тестируемых с минимальным опытом ревизионной хирургии тазобедренного сустава совпадения в интерпретации типа костного дефекта с результатами трехмерной реконструкции составили от 45% до 55%, в группе более опытных хирургов от 40% до 50%, а в группе профессионалов - от 55% до 65% соответственно. Кроме того, наиболее опытные хирурги практически не усложняли тип дефекта. (рис 3).

Рисунок 3. Сравнительный анализ отличий при определи типа дефекта по классификации A.Gross/K.Saleh хирургами с разным опытом ревизионной артропластики.

Коэффициент согласованности Каппа Коэна при сравнительной оценке рентгенологического изображения и трехмерной визуализации между обучающимися и разработчиками оказался равен 0,111 (95% ДИ 0,03 - 0,256), между опытными специалистами - 0,1538 (95% ДИ 0,02-0,33), между профессионалами- 0,3043 (95% ДИ 0,036-0,576) соответственно, что во всех случаях свидетельствует о низких результатах, хотя и имеет небольшие статистически незначимые различия, то есть плоскостное изображение в недостаточной мере раскрывает величину костных дефектов.

Обсуждение

Традиционный метод предоперационного планирования операции эндопротезирования тазобедренного сустава - это простое наложение шаблонной пленки на рентгенограммы, чтобы сделать выводы как о вероятном размере, так и о положении имплантата [10-12.]. С появлением цифровой рентгенографии и интегрированием в учреждении системы (PACS) с программой планировщиком, произошли сдвиги в сторону цифровых технологий с использованием компьютерных шаблонов [12,13]. Однако, этот метод может быть не совсем точным из-за двумерного характера шаблонирования, так как часто не определяются трехмерные костные структуры [12,13].

С помощью программного обеспечения 3D-CT модель таза создается с использованием 2D-срезов КТ пациента. В дальнейшем в зависимости от программного обеспечения могут быть рассчитаны вероятные размеры компонентов и измерено положение внутри модели для достижения наилучшего результата [14,17]. Это особенно полезно для менее опытных хирургов-ортопедов, поскольку 3D-CT помогают автоматизировать и повысить точность в процессе подбора имплантатов [16,17]. Кроме того, возможность визуализировать анатомию таза ex-vivo позволяет хирургам оценить уникальную анатомию пациента, что невозможно при стандартной визуализации, что дает им более конкретное представление о том, чего ожидать от операции. Это может помочь хирургам предвидеть возможные интраоперационные осложнения. [19]

Необходимо отметить, что нет необходимости использования объемной визуализации в стандартных случаях первичного эндопротезирования, но это может быть дополнительным инструментом при сложных случаях первичного и ревизионного эндопротезирования. Поскольку для выполнения 3D-визуализации необходимы проведение МСКТ, дополнительное программное обеспечение, кропотливая работа биоинженера, то сроки госпитализации увеличиваются, соответственно, растут ожидания пациента и стоимость лечения. Поэтому в рядовых случаях стоит ограничиться стандартным предоперационным планированием с использованием рентгенограмм в нескольких проекциях.

Однако, в сложных случаях ревизионной артропластики выполнение трехмерной визуализации на этапе планирования должно стать рутинным, особенно при наличии костных дефектов в области вертлужной впадины и бедра, например, при различных посттравматических ситуациях. [20]. В некоторых случаях целесообразна и печать прототипов с целью тактильной визуализации всей сложности предстоящих проблем, что собственно говоря, и применяется в большинстве крупных высокоспециализированных центров за рубежом. Актуальным является трехмерная реконструкция при планирующихся остеотомиях, а также при лечении злокачественных опухолей костей, когда требуется реконструкция анатомических частей после удаление больших участков. [21,22.].

Прямое влияние трехмерная реконструкция оказывает, помимо «удобной» визуализации» на возникновение осложнений, а именно, на их снижение. Некоторые авторы описывают даже уменьшение интраоперационной кровопотери и сокращение времени операции при трехмерной визуализации на этапе планирования. [22,23].

В ходе проведенного исследования нами было оценено восприятие типа дефекта вертлужной впадины хирургами с различным хирургическим опытом на плоскостных рентгенограммах. Правильность интерпретаций дефектов сравнивали с трехмерной реконструкцией каждого из 20 случаев.

Полученные данные подтвердили выводы предыдущего исследования по оценке костной ткани по классификации

W.Paprosky и свидетельствуют о значительных погрешностях в определении хирургом типа костного дефекта и по классификации A.Gross/K.Saleh конкретного клинического наблюдения. Коэффициент согласованности Каппа Коэна с правильными ответами разработчика показал очень низкое значение (0,3043 даже в группе профессионалов), что делает плоскостные рентгенограммы недостаточными для оценки величины дефектов костной ткани, особенно в сложных случаях.

Кроме того, недооценка ограниченности и неограниченности дефектов напрямую влияет на возникновение осложнений. (рис.4)

б

г

Рисунок 4. Рг. пациентки К, 42 лет. а) до операции б) сразу после хирургического лечения в) через 9 мес. после операции. г) Трехмерная визуализация (ретроспективно) до операции. Больная поступила в клинику с признаками асептического расшатывания ацетабулярного компонента и дефектами костной ткани типа 3A по классификации W.Paprosky. Выполнена ревизионная операция с заменой вертлужного компонента на ацетабулярный компонент из трабекулярного металла с пластикой крыши вертлужной впадины аугментом также из трабекулярного металла и дополнительной фиксацией значительным количеством винтов. Через 9 мес. вновь появились боли в области оперированного сустава и на контрольных рентгенограммах выявлено расшатывание ацетабулярного компонента с его миграцией. Необычным является тот факт, что даже специализированное инновационное танталовое покрытие не позволило возникнуть адекватной остеоинтеграции. В данной ситуации имелась очевидная недооценка сложности анатомических изменений, а именно пренебрежением или неправильной интерпретацией ограниченности или неограниченности типа костного дефекта по классификации

A.Gross/K.Saleh (рис. 4г), что и не позволило создать адекватную точку опоры на ацетабулярный компонент, даже с применением аугмента.

Такие значимые различия при оценке ограниченности типов костных дефектов вертлужной впадины могут быть связанны с ограничениями возможностей визуализации плоскостного рентгенологического исследования или неправильной их интерпретацией.

Необходимо отметить также, что несмотря на инновационные методы, к которым бесспорно относится трехмерная визуализация, крайне важным является ее правильное воспроизведение, а именно, грамотное и точное сегментирование и «очистка» от расшатанного имплантата и особенно от остатков костного цемента, так как, в ряде случаев, возможно ятрогенно с помощью простого персонального компьютера упростить или усложнить состояние костной ткани вертлужной впадины и тем самым спровоцировать неправильный выбор тактики лечения и, соответственно, имплантата.

Таким образом, результаты проведенного экспериментального исследования подтверждают недостаточность плоскостных рентгенограмм для оценки величины дефектов костной ткани и делают необходимым использование возможностей современных компьютерных технологий, а, именно, трехмерной визуализации, позволяющий выбрать правильную тактику хирургического вмешательства, адекватный имплантат, уверенно выполнять все манипуляции в ходе операции, снизить количество осложнений, соответственно, повысить качество жизни, ну, или, передать больного в другую клинику к более опытным хирургам.